En esta Edición:

ANÁLISIS DE FRACTURAMIENTO EN EL ÁREA DE PANUCO-TOPILA Y SU APLICACIÓN A LA EXPLORACIÓN PETROLERA.

BOLETÍN DE LA ASOCIACIÓN MEXICANA DE GEÓLOGOS PETROLEROS

VOLUMEN XXI-NUMEROS 7-12 JULIO-DICIEMBRE DE 1969

A S O C I A C I Ó N M E X I C A N A

D E

G E O L O G O S P E T R O L E R O S

FUNCIONARIOS D E L COMITÉ EJECUTIVO cuyo e j e r c i c i o termina en Dic iembre de 1970

I N G . R I C A R D O A C O S T A E S T E V E Z I N G . E N R I Q U E S A N S O R E S M A N Z A N I I - L A

Presidente Vicepresidente

ING. R A M O N L O P E Z O R T I Z I N G . B A L D O M E R O C A R R A S C O V E L A Z Q U E Z Secretario Tesorero

I N G . L E O V I G I L D O C E P E D A D A V I L A Editor

B O L E T Í N D E L A A S O C I A C I Ó N

El Boletín de la Asociación Mexicana de Geólogos Petroleros e s publicado bimestralmente por la Asociación

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ING. LEOVIGILDO CEPEDA DAVILA, Editor

Apartado Pos ta l 1884

Tacuba No. 5

México 1, D. F .

V

ANÁLISIS DE FRACTURAMIENTO EN EL ÁREA DE PANUCO — TOPILA Y SU APLICACIÓN A LA EXPLORACIÓN PETROLERA

Luis Rodriguez-VivancoC*)

I N T R O D U C C I Ó N

Sin duda alguna, fue en la minería en donde primero se puso de manifiesto la importancia de las fracturas, al encontrarlas unas veces ricamente mineralizadas y otras estériles.

En lo que a la Industria Petrolera se refiere, tocó a los geólogos mexicanos el honor de haber reconocido y demostrado la importancia de los receptáculos petrolíferos fracturados, casi medio siglo antes que en otras partes del mundo, ya que el descubrimiento de los cam­pos de Ebano-Pánuco tuvo lugar el año de 1901 , mientras que los campos de Spraberry, en el oeste de Texas fueron descubiertos hasta el año de 1949. Cabe aclarar que, aunque ambos producen de fractu­ras, los primeros lo hacen de calizas, mientras estos últ imos lo hacen de areniscas.

El objetivo de este trabajo, como se verá con detalle en el ca­pítulo correspondiente, es comprobar si a partir de las fotografías aéreas, puede establecerse un patrón de fracturamiento. cuyas ca­racterísticas permitan averiguar si existe alguna relación entre un alto estructural, por ejemplo, y la forma en que éste afecta al frac-turamiento de las rocas que lo sepultan; por otra parte, tendrá una aplicación inmediata en los campos de Ebano-Pánuco, en busca de fracturas hasta hoy desconocidas, o en la continuación de otras ya conocidas, pero en condiciones en que se consideren viables de al­macenar hidrocarburos. Al mismo t iempo servirá como un trabajo piloto, cuyo aporte técnico podrá emplearse en otras áreas que pre­senten problemas análogos.

En los últ imos años el interés en el estudio de las fracturas ha cobrado una mayor importancia al conocerse mejor éstas en relación con diversos aspectos de la economía de un país, por ejemplo: en Mine­ría, obras de Ingeniería Civi l , Hidrología, búsqueda de energéticos, etcétera.

Es por demás interesante hacer notar que Petróleos Mexicanos, mediante técnicas adecuadas, ha conseguido la subsistencia y aún el desarrollo de campos antiguos explotados por las compañías petroleras extranjeras en las condiciones más despiadadas, en donde lo único que importaba era obtener el máximo de producción en el mínimo de tiempo.

( • )Geólogo de Petróleos Mexicanos — Zona Centro.

G E N E R A L I D A D E S

Existen varios ejemplos notables de producción de hidrocarbu­ros en yacimientos f racturados, tanto en nuestra patr ia, como en otras partes del mundo. Entre los más ci tados en la l i teratura petrolera, tal vez por la importancia histór ica de haber sido los pr imeros en encontrar este t ipo de producción, están los campos de Ebano-Pánuco, sobre los cuales trata el presente t rabajo.

Otro de los ejemplos que goza de la preferencia de los autores es el del campo de Masj id- i -Sulaimán de Irán, por su idoneidad para la investigación, pues con un número mín imo de pozos (de 229 pozos perforados, el número máximo de pozos puestos en explotación s imul táneamente es de 31) se han hecho exper imentos que han per­mi t ido observar el compor tamiento del yac imiento, por e jemplo: las variaciones en las presiones a pozo cerrado en todo el yacimiento; abr i r los pozos de una sección y ver la inf luencia de este hecho en el resto del yacimiento y en los pozos adyacentes, etc. Probablemente la característica más notable de este campo de Masj id- i -Sulaimán sea el hecho de encontrarse, a pocos k i lómetros de él , un af loramiento de la caliza que funje como roca almacenante, const i tuyendo un modelo a escala natural del yacimiento que forma dicho campo, dada la semejanza existente entre ambos, tanto en su fo rma como en sus dimensiones. La importancia de este hecho se puso de mani f iesto, al observar que las f racturas en la montaña de Asmar i , de donde recibe el nombre de caliza almacenadora en Masj id-Sula imán, eran paralelas a los almeamientos determinados pr imero por las exuda­ciones o chapopoteras y luego por los pozos productores.

Otros campos, cuya producción proviene de yacimientos f racturados, son el de Spraberry en el oeste de Texas; los de Cal i fornia en donde se ha obtenido una producción considerable de las rocas que const i tuyen el basamento, sin lugar a dudas, cuando está de por medio el frac-turamiento; en Venezuela, al este de Maracaibo; en Alabama, Gilbert-Town; en Colorado, Rangeiy etc.

a ) .—LIMITES DEL APEA (Lám. 1)

La región de Ebano-Pánuco, de la cual el presente estudio cubre aproximadamente la décima parte, afecta en términos generales la forma de un trapecio, cuya base menor ( l ími te norte) sería la línea este-oeste const i tu ida por el paralelo 2 0 ° 3 0 ' , su base mayor ( l ímite sur) quedaría determinada por el paralelo 2 1 ° 3 5 ' , ambos de lat i tud

norte; el lado incl inado, o límite or iental , quedaría determinado por la linea costera del Golfo de México, entre las líneas anteriormente men­cionadas; su límite occidental sería el meridiano 98° 45 ' al oeste de Greenwich.

Puede decirse en términos generales, que la región de Ebano-Pánuco comprende una pequeña porción de la parte central de la Planicie Costera del Golfo de México.

La región total por estudiar, en las condiciones expuestas, cubre una superficie aproximada de 8 500 km- y de ella se escogió su porción central, por haberse encontrado un fracturamiento más signi­ficativo que en las circunvecinas, en el examen prel iminar de las fotografías aéreas; dicha porción central comprende el área de Pánuco-Topila, utilizada como piloto y sobre la cual trata el presente estudio.

b).—OBJETIVO

Este trabajo tiene como objetivo aplicar al área de Eba­no-Pánuco las técnicas de exploración más recientes, desarrolladas a partir del análisis del f racturamiento, ya que debido al gran número de pozos perforados, así como a diversos trabajos de geofísica que se han llevado a cabo en varias partes del área, pero principalmente al hecho incontrovertible de que su producción proviene de fracturas, puede calificarse como idónea para establecer las bases, que partien­do de lo conocido, permitan la comprobación de datos empíricos y posteriormente la apl icación, donde ésta sea viable, de estos resul­tados en otras áreas desconocidas desde el punto de vista petrolero.

La uti l idad del presente trabajo, en lo que respecta a los propios campos de Ebano-Pánuco, puede condensarse en los conceptos del Ing. F. Viniegra O., con respecto a los recursos petroleros de cualquier área: "Nunca podrá decirse que una región ha quedado completamen­te explorada y agotada en sus recursos petroleros, mientras las técni­cas empleadas en la exploración y explotación avancen; de esta suerte, cualquier área explorada y aún explotada, puede adquir i r nueva impor­tancia con el advenimiento de un nuevo concepto respecto a la forma de entrampamiento de los hidrocarburos, o de una mejor técnica para su descubrimiento".

c).—METODO DE TRABAJO

El análisis de fracturas, como método de exploración, se basa 3 en el hecho de que la corteza terrestre se encuentra "abundante y sis-

temát icamente fracturada y que este f rac turamiento puede ser reco­nocido y analizado por medio de fotografías aéreas" (Blanchet, 1955) .

El que esto escribe, además del anál is is de las fotograf ías aéreas, se ha apoyado en los resultados obtenidos previamente de ios estudios realizados en el área, por métodos geofísicos como Gravimetría y Sis­mología y de Geología de Subsuelo.

Para el análisis de las fotografías aéreas se ut i l izó el vuelo que para Petróleos Mexicanos llevó a efecto Aerocartografía de México, S. A., en la parte norte del Estado de Veracruz, el año de 1966; di­chas fotografías, además de ser de una muy baja def in ic ión, resultaron ser copia de negativos muy rayados, condic ión que si es indeseable bajo cualquier punto de vista, para la ident i f icación de f racturas lo es pr imord ia lmente; este hecho determinó que poster iormente se dese­charan un número considerable de al ineaciones, que podrían represen­tar las f racturas consiguientes, por haberlas considerado como du­dosas.

Debido a la exact i tud requerida para llegar a resultados posit i­vos con este t ipo de t rabajo, misma de la que carecen los planos base que se t ienen de la región de Ebano-Pánuco, se procedió a la elaboración de un plano base del área de Pánuco-Topila, que se tomó como pi loto, controlada por t r iangulación* radial ; as imismo para tener las relaciones terreno-foto, foto-plano, se elaboró el fotomosaico co­rrespondiente, el cual permi t i rá la localización de f racturas en el terre­no y llegado el momento, de los pozos que se recomiende perforar, mediante la ident i f icación de puntos característ icos, en las fotografías.

Una vez que se ident i f icaron las f racturas y se hizo su resti tu­ción al plano base, se procedió a su evaluación con relación a los datos estructurales y gravimétr icos obtenidos a par t i r de los estudios respectivos, llevados a cabo con anter ior idad en dicha área.

Para hacer el análisis de f racturas se han escogido cuatro colo­res: rojo, para las comprendidas entre los N 5 3 ° W y los N 77° W; amar i l lo para su grupo complementar io (N 13° E - N 3 7 ° E); azul para el grupo N 58^^ E - N 8 2 ° E, y verde para su complementar io (N 8 ° W -N 3 2 ° W).

Se div idió el área en cuatro partes para la c lasi f icación estadís­t ica de sus f racturas, a las cuales corresponden los cuatro diagramas de frecuencia de rumbo de f racturamiento.

Al efectuar el análisis de f racturas propiamente d icho, se esta­bleció un patrón de f rac turamiento que pone de mani f iesto el alto estructural que const i tuye el campo de Cacali lao y aunque las pers­pectivas inmediatas de encontrar aceite son remotas, debido al alto

grado de invasión de agua salada que presenta el área en estudio, lo verdaderamente importante, en el presente trabajo, es ha­ber logrado establecer un patrón de fracturamiento que concuerda con los datos obtenidos anteriormente y que ya se encuentran com­probados con la perforación, por lo que se considera que se cuenta con las bases para realizar el mismo t ipo de estudios en cualquier parte donde las fracturas sean identif icables y comprobar los resul­tados, pr imero por análisis del f racturamiento que es el más econó­mico y luego por los demás métodos, llegando f inalmente hasta la perforación.

ESTUDIO DE FRACTURAS

a).—NOMENCLATURA

Fractura (del latín f ractura, de frangere = romper).—Resultado de la tendencia que tienen algunas rocas a quebrarse por mo­vimientos, desecación, enfr iamiento o descomposiciones diversas, debidas a diferentes causas (Diccionario de Geología y Ciencias Afines). Fractura.—Rompimiento o grieta, separación de las rocas que cons­t i tuyen la corteza terrestre por efecto de ruptura (Diccionario de la Lengua de la Real Academia Española). Falla.—Es una fractura a lo largo de la cual ha habido desplaza­miento (a lo largo de: se entiende que el desplazamiento ha sido paralelo a las superficies o planos de la fal la). Junta.—Fractura cuyo desplazamiento es normal a sus super­ficies. En la práctica, esta dist inción no puede aplicarse rigurosamente, pues si una junta presenta un desplazamiento ligero, paralela­mente a la superf icie de fractura, se convierte en " fa l la de pe­queño desplazamiento". Diaclasa (del griego día = a través y clasis = acción de romper ) .— Ruptura en la roca sin movimiento entre pared y pared; no tiene su origen en presión orogénica (al menos de modo inmediato).

Por ejemplo: la diaclasa endocinética obedece a desecación, hidra-tación, carbonatación o dolomit ización, en las rocas sedimenta­rias, y a enfr iamiento en las ígneas; la diaclasa exocinética, de­pende de causa exterior, como arqueamiento de las capas por orogénesis.

Clivaje (Del ingles c leavage).—Este té rm ino no es castizo; sin em­bargo su uso, sobre todo en los países hispano amer icanos, es muy generalizado; su equivalente más exacto es " c r u c e r o " y signif ica la tendencia de los minerales a romperse según planos def inidos; por analogía, se emplea en las rocas con el mismo sentido; algunos autores aceptan por " c l i v a j e " , la existencia de fracturas latentes en las rocas, o la zona donde muere una frac­tura, pero que con el t iempo, puede convert i rse en ta l ; ésto es, como la sola tendencia a romperse a lo largo de una determinada dirección, lo cual en síntesis es crucero. Fisura (del latín f issura - f issus = hund ido ) .—Algunos autores, (LongweII 1948) , ut i l izan este té rmino como antón imo de cl ivaje, ésto es, lo def inen como una f ractura pequeña en la cual , la sepa­ración entre sus paredes es evidente. El Diccionar io de Geología y Ciencias Afines (Op. Cit.), aconseja emplear este vocablo para las fracturas impercept ibles y su equivalente griego (diaclasa) para las mayores. En resumen: el té rmino "fractura" es general e involucra cual­quier rompimiento en rocas.

b ) .—EL FRACTURAMIENTO Y SU CONTRIBUCIÓN A LA FORMACIÓN DE YACIMIENTOS DE HIDROCARBUROS.

John M. Muir (1936) menciona con el nombre de "Poros idad Indu­c i d a " a los espacios vacíos que produce el f rac turamiento en una roca y enfatiza el hecho de que, en los campos que nos ocupan y que él l lamó "campos del no r te " , las muestras de roca obtenidas de los estratos productores son muy compactas, de grano muy cerrado, cuya porosidad, en el sentido que generalmente de ésta se t iene, es nula. A cont inuación dice: "Las cavidades que contienen aceite se deben a f isuras, las cuales a veces se encuentran completa o parc ia lmente selladas por ca lc i ta " .

La porosidad debida al f rac turamiento es en sí baja, no así la permeabi l idad, puesto que las f racturas l legan a const i tu i r una red de canalización que conduce el aceite de las rocas generadoras a las almacenantes, convir t iendo al propio t iempo a rocas densas, de po­rosidad muy baja o nula, en buenas almacenadoras.

Es bien sabido que para que se produzca el f rac turamiento , es necesario que los esfuerzos a que se encuentran somet idas las rocas competentes, rebasen el l ímite elást ico de éstas, es decir, responde-

rán a los esfuerzos, pr imero plegándose y luego, fracturándose. El límite elástico es una característica inherente a cada t ipo de roca, pero en cambio, por otra parte existe una curvatura mínima, necesaria para que sobrevenga el desarrol lo de las fracturas de tensión; se ve que el f racturamiento resulta una función directa del espesor de las capas, e inversa del radio de curvatura; lo anterior explica por qué en ciertos campos, dentro de un marco general de ant ic l inor ium, se encuentra producción tanto en anticl inales como en sinclinales, como se vio en el pozo Rincón No. 1009, pero casi nunca en los flancos; puede decirse que en este caso, el f racturamiento se debe a esfuer­zos compresionales. Por el contrar io, cuando el f racturamiento tiene su origen en un levantamiento, los f lancos se encuentran sometidos a los máximos esfuerzos, obteniéndose en consecuencia de esta zona, las mejores producciones.

CLASIFICACIÓN DE FRACTURAS (Lám. 2)

Con muy leves diferencias, la mayoría de los autores coinciden en clasificar a las fracturas de acuerdo con el t ipo de esfuerzos que las produjeron, atendiendo simplemente a si éstos son compresivos o de tensión y olvidándose, por ejemplo, de que un par (esfuerzos opuestos no alineados) puede producir los mismos resultados, en cuan­to a fracturamiento se refiere , que un esfuerzo de compresión simple, como se ilustra esquemáticamente en las f iguras de la Lám. 2.

Es fácil ver en la f igura No. 1, que el esfuerzo compresivo (ver­tical) genera esfuerzos de tensión (en sentido horizontal).

A las fracturas originadas paralelamente a la dirección del es­fuerzo compresivo, algunos autores les dan el nombre de fracturas de extensión y contrar iamente, a las formadas en planos perpendicu­lares a esta dirección, las denominan de alivio, por suponerse que se originan al cesar la comprensión o sea al "a l iv ia rse" ésta, mediante las fracturas correspondientes.

En las f iguras anteriores se observa también que las líneas de cizalla se producen a 4 5 ° con respecto a los ejes principales de la elipse, tanto en el caso de la cizalla producida por compresión (pura) como en la debida a par de fuerzas (simple).

La Figura No. 3 resulta de girar 4 5 ° la Figura No. 2 en la forma que se i lustra, con lo cual se demuestra que las fracturas pro­vocadas en ella, mediante un par de fuerzas, resultan semejantes a las producidas por compresión en la Figura No. 1.

Se observa también, en las f iguras anter iores, que las líneas de cizalla, en ambos casos, se producen a ángulos de 4 5 ° con respecto a los ejes pr incipales de la el ipse.

Para los f ines del presente t rabajo se ha adoptado el cr i ter io es­tablecido por Blanchet (Op. Cit.) para la c las i f icación de las tendencias de f racturamiento, que es como sigue: el s istema de f rac tu ramien to de una región está integrado por dos subsistemas que reciben los nombres de Sistema Axial y Sistema Cortante o de Cizal la, y que son producto de esfuerzos de tensión y compres ión, respect ivamente. Cada subsis­tema se encuentra compuesto por dos grupos, en cada uno de los cuales la dirección o tendencia de f rac tu ramiento es mutable a án­gulos rectos o casi rectos; cada grupo o par conjugado, t iene por tanto direcciones que t ienden a ser complementar ias entre sí y a formar ángulos de 4 5 ° entre ambos; esto es, el grupo o par conjugado que corresponde al sistema cortante o de cizal la, se encuentra bisec-tado por las direcciones correspondientes al s istema axial y lógica­mente, al contrar io, por t ra tarse de ángulos de 9 0 ° .

Hay que tener en cuenta que en el caso del s istema axial , es fre­cuente encontrar lo formado por un grupo de f rac turas, cuya orienta­ción es la de la bisectriz del ángulo fo rmado por las direcciones que presenta el f rac turamiento de los dos grupos que integran al sistema cortante o de cizalla y el grupo complementar io o mutable a 90° de dicho grupo bisectante, que nunca presenta la impor tanc ia de este ú l t imo, ya que se encuentra en general const i tu ido por f rac turas errá­t icas cuyas direcciones promedio t ienden a fo rmar un ángulo de 9 0 ° con él. Lo anter ior puede ut i l izarse para ident i f icar uno, de entre ambos sistemas; por otra parte, las f racturas producidas por cizalla-miento pueden reconocerse por ser en general más rectas y suaves que aquellas producidas por tens ión; éstas se encuentran en partes in terrumpidas, para cont inuar más adelante, en ocasiones en forma escalonada y l legando a presentar el aspecto de desgarradura.

CLASIFICACIÓN DE LAS FRACTURAS EN EL AREA DE PANUCO-TOPILA

Teniendo en cuenta lo expuesto en el capítulo anter ior , se obser­va que en el área en estudio, las f racturas que const i tuyen el sistema axial se encuentran or ientadas, en términos generales, entre los N 53° W y los N 77° W; consecuentemente, el grupo complementar io del sistema presenta or ientaciones entre los N 13° E y los N 3 8 ° E, como puede verse tanto en el plano de f racturas como en los diagramas de frecuencia de rumbo de f rac turamiento .

Por tanto las f racturas correspondientes al sistema cor­tante o de cizalla, se encuentran orientadas entre los N 8° W y los N 32° W, por una parte, y los N 58° E y los N 82° E, por la otra. (Ver láminas 3 y 4 ) .

Es oportuno hacer notar, que de acuerdo con lo observado en los diagramas de frecuencia de rumbo de fracturamiento, se tiene un nú­mero mayor de fracturas que corresponden al sistema cortante o de cizalla (en colores azul y verde); pero no hay que olvidar que son las fracturas del sistema axial ( en colores rojo y amari l lo, como quedó establecido) las que, por deberse a esfuerzos de tensión, presentan las mejores características en cuanto a acumulación se refiere; por otra parte, hay que tener presente que en general este sistema se encuentra representado solamente por el grupo de alineaciones que en el presente caso están comprendidas entre los N 53° W y N 72° W, ya que su grupo complementar io, se encuentra pobremente desarro­llado e integrado por orientaciones erráticas, como puede observarse en los elipsoides de deformación de la lámina 2, razón por la cual su representación estadística, donde sólo se toma en cuenta el número de fracturas con una determinada dirección, resulta considerablemente menor, con respecto a la del sistema cortante o de cizalla.

Como comprobación de lo anterior, se tienen los alineamientos estructurales en esta parte del área, orientados de NE a SW (esto puede observarse en el " t r e n d " Chapopote -Rincón-Ebano-Limón) lo que implica la presencia de esfuerzos compresivos orientados de NW a SE y que concuerdan con lo dicho anteriormente acerca del frac­turamiento del área en estudio.

PATRON DE FRACTURAMIENTO DEL AREA EN ESTUDIO

En esta área de Pánuco-Topila, que se ha tomado como piloto, se aprecia en términos generales lo siguiente:

1.—Las fracturas principales se encuentran distr ibuidas en forma ra­dial y convergen hacia la porción nor-occidental del área en es­tudio. (Ver planos de f racturas, (Láms. 5, 6 y 7) .

2.—Además de las fracturas radiales mencionadas en el inciso an­terior, se observan grupos de fracturas paralelas* que correspon­den a los subsistemas axial y de cizalla y que juntos, constituyen

*(o sub-paralelas, si se quiere conservar el signif icado estricto de "paralel ismo").

el sistema general de f rac tu ramien to de cua lqu ier región. (Ver diagramas de frecuencia de rumbo de f rac tu ramien to ) .

3 .—El sistema de f rac tu ramiento dominante en esta parte del área es el cortante o de cizal la, como se pone de mani f ies to por el estudio estadíst ico de f rac tu ramien to . (Ver d iagramas de frecuen­cia de rumbo de f rac turamiento) lo cual comprueba la inf luencia que tuvieron los esfuerzos tectónicos al respecto.

4 .—Prec isa aclarar que, si bien es c ier to que existe un mayor número de f racturas que corresponden al s is tema cor tante o de cizalla, son las del sistema axial las mejor desarro l ladas y de las cuales se ha obtenido la mayor producc ión; baste decir que a este sis­tema pertenece la famosa f ractura conocida como de Al tamira-Menudi l lo . La expl icación a este hecho, es que, debiéndose a esfuerzos de tens ión, la separación de sus paredes es mayor y más f ranca.

Por otra parte es necesario tener presente que el s istema axial se encuentra práct icamente representado sólo por su grupo de or ientación general N 6 5 ° W (Diagramas de f recuencia de rumbo de f rac turamiento) .

5 .—Por otra parte, el anál is is estadíst ico de f rac tu ramien to permite observar que la tendencia de éste, hacia las porciones sur, sureste y este, es en términos generales la de descr ib i r un arco, cuyo centro, es el mismo de convergencia de las f rac turas pr incipales, como se di jo en el Número 1.

6.—Como consecuencia de lo expuesto anter io rmente , se observa que la mayor parte de los rasgos f is iográf icos del t r amo del río Panuco, comprendido en el área de Pánuco-Topi la, convergen tamb ién hacia la misma porción nor-occidental de dicha área, ya que el río, al labrar su cauce, lo ha hecho en parte s iguiendo zonas de debi l idad debidas al f rac turamiento .

7 .—De un modo análogo puede observarse que el nivel de erosión del propio t ramo del río Panuco queda comprend ido entre dos arcos cuyo centro es el mismo de convergencia de las f racturas radiales (1) ; esto es: el t razo del río puede c i rcunscr ib i rse en una faja de terreno en forma de arco cuyo centro aprox imado de cur­vatura se localiza en la misma porción nor-occidental hacia donde

convergen dichas f racturas. Lo anter ior pone de manif iesto la pre­sencia de una zona posit iva, la cual ha tenido que rodear el río, siguiendo al propio t iempo las zonas de debi l idad marcadas por el f racturamiento.

8.—Como consecuencia de lo dicho en los puntos anteriores se con­cluye que en el área de estudio, los rasgos principales del fractu­ramiento son radiales por una parte y concéntricos por la otra; en consecuencia, afecta una forma semejante a una telaraña. Ahora bien, tal patrón de f racturamiento corresponde a un levan­tamiento, el cual, en este caso part icular, dio lugar a la acumulación de aceite que actualmente se conoce con el nombre de campo de Cacalilao.

9.—Por úl t imo, es interesante insist ir en que las anomalías, en un pa­trón general de f racturamiento, indican la presencia en el sub­suelo de altos estructurales, sincl inales, etc., los cuales conse­cuentemente coinciden con máximos o mínimos gravimétricos, co­mo se verá en el capítulo siguiente, al comparar los resultados obtenidos anter iormente a part i r de métodos geofísicos y de geo­logía de subsuelo con los obtenidos por medio del presente estudio.

ANÁLISIS DE RESULTADOS

Haciendo una comparación entre los resultados obtenidos ante­riormente en el área, a part i r de estudios geofísicos y de geología de subsuelo, con los obtenidos en el presente estudio, se pone de ma­nifiesto lo siguiente:

lo . Al sobreponer el plano de fracturas al de anomalías de Bouguer (lám. 5) se ve que en la zona de convergencia de las fracturas radiales y centro de las que t ienden a conservar un cierto parale­lismo con la faja que circunscr ibe a la porción del río Panuco, comprendido en dicho plano, coincide con la zona en donde se ha determinado un " m á x i m o " ; es conveniente hacer notar que al este-sureste de este punto, donde se determinó un " m í n i m o " , se observan las correspondientes anomalías en el patrón de fractura-miento, así como algunas otras no tan claras, por ejemplo, la intersección de tres f racturas, observándose que las curvas tien­den a separarse.

2o. Del mismo modo, al colocar dicho plano transparente, sobre el plano de conf iguración estructural de la cima de la Formación

Tamaul ipas Superior, puede verse que, como en el caso anterior, la zona de convergencia que en él se menciona coinc ide, en este caso, con el al to estructura l más notable del área. (Lám. 6 ) . Como también se di jo en el inciso anter ior , se puede observar que la intersección de las t res f rac turas , queda en la zona central de un cierre estructura l fo rmado por la curva 7 0 0 , exist iendo dentro del mismo cierre, hacia el este-sureste del punto de refe­rencia en cuest ión, un alto de terminado por el pozo Paciencia

No. 1 0 1 , por lo que es de esperar la presencia de un al to seme­jante, tanto por lo anter iormente d icho, como por las característ icas que presenta el f rac turamiento , cuanto por encontrarse dicha zona rodeada de pozos cuyos datos est ructura les así lo sug ieren. Existen, como es lógico suponer, otras relaciones entre las ca­racteríst icas estructurales y el compor tamien to del f racturamien­to , pr inc ipa lmente en lo que respecta a las formac iones más so­meras, sólo que en éstas las relaciones se establecen pr incipal­mente por medio de micro f rac turas , las cuales se desecharon, como se indicó en el capítu lo "Mé todo de T raba jo " , por consi­derarlas dudosas y no tener mayor s ign i f icac ión en el presente estudio, puesto que son precisamente las " f rac tu ras maest ras" las que por atravesar toda la co lumna est rat igráf ica, sirven de duc-tos, permi t iendo la migrac ión del aceite para a l imentar la red de f racturamiento que const i tuye la porosidad inducida.

3o. Al hacer la misma operación con un plano s ismológico del área, se observa en términos generales una tendencia a la d isminución de los t iempos, o lo que es lo mismo, una tendencia ant ic l inal hacia la mencionada zona de convergencia del f rac turamiento, pues como se ve en la propia zona no existen datos de este t ipo. Cabe tener presente que en las porciones sur, sureste y este, se aprecia una marcada tendencia al aumento de los t iem­pos en estas mismas direcciones, ésto es: la est ructura guarda un cierto paralel ismo con el arco que c i rcunscr ibe a la porción del río Panuco, como quedó dicho en el punto l o . , pudiendo ob­servarse, al mismo t iempo, que algunas anomalías en el patrón de f racturamiento corresponden a accidentes estructura les lo­cales, como el s incl inal comprend ido entre las coordenadas:

X = 65 ООО - 70 ООО Y = 2 5 0 ООО - 255 ООО

у el ant ic l inal comprendido entre las coordenadas:

X = 72 500 - 75 ООО Y = 263 ООО - 265 ООО

del citado plano (Lám 7 ) .

CONCLUSIONES

Mucho es lo que se ha escrito acerca de los campos de Ebano-Pánuco, ya que como quedó dicho anter iormente, fueron la cuna de la Industria Petrolera de nuestro pais, siendo tal su importancia, que a más de medio siglo de su descubrimiento se encuentran catalogados entre los diez pr imeros campos petroleros del mundo en lo que a pro­ducción acumulativa se ref ieren; no obstante, la Gerencia de Exploración de Petróleos Mexicanos, en su afán de implantar nuevas técnicas para la exploración, ha ordenado una serie de trabajos como el presente, con el f in de establecer, a part i r de lo conocido, los criterios que servirán de base para realizar la aplicación de dichas nuevas técnicas en áreas desconocidas desde el punto de vista petrolero.

Por lo expuesto en los capítulos anteriores se concluye lo siguiente:

lo . Siempre es fact ible la identif icación del f racturamiento, a partir de las fotografías aéreas verticales. En efecto: el presente trabajo se hizo con fotografías de muy baja def inic ión, en zonas inundables, t ierras de labor, etc.; no obstante, las fracturas t ienen una representación de una u otra manera en las fotografías aéreas verticales, siempre en forma de alineamientos, ya sea un cambio en el tono de grises, una línea generalmente más obscura, pero pudiendo ser también más clara, principalmente si la fractura se encuentra mineralizada y si esta mineralización es de tal índole que forme una zona de menor porosidad y / o permeabi l idad que las rocas adyacentes (en esta misma forma se presentan los diques pegmatíticos y de una ma­nera unilateral se identi f ican los contactos entre dos formaciones). La diferencia de porosidad es fundamental , el cambio consiguiente en el contenido de agua de dos rocas adyacentes determinará una diferente coloración y / o textura en las fotografías, ya me­diante la observación directa, esto es: por un cambio de tono, o indirectamente, por el consiguiente cambio en especies o sim-plemente en el mayor o menor desarrollo que alcanza la vege-

tación en la zona f rac turada, al contener ésta el grado de hu­medad respectivo.

2o. El patrón de f rac turamiento , de terminado para el área de Pánuco-Topila, resulta característ ico de un al to es t ruc tura l debido a em­pujes vert icales y ascendentes a p ro fund idad , en combinación con esfuerzos hor izontales. Sabemos que se t rata de una combinac ión de esfuerzos hori­zontales y de esfuerzos ascendentes vert icales y no sólo, por ejemplo, de estos ú l t imos, porque tenemos una serie de frac­turas subparalelas or ientadas de NNE a SSW y que es en tér­minos generales la misma or ientación que presentan los ali­neamientos estructurales en esta parte del área (como puede observarse en Chapopote-Rincón-Ebano, etc. ) , lo cual puede atri­buirse a empujes tectónicos (consecuencia de la Orogenia La-ramídica) d isminu idos y al terados por encontrarse el área en estudio en la p lataforma y por la inf luencia del levantamiento que presenta el basamento, respect ivamente. Por otra parte, la presencia de una serie de f rac turas subpara­lelas or ientales de NW a SE (verde) fo rman ind iscut ib lemente un sistema con aquellas or ientadas ENE-WSW (azul) (aunque su án­gulo de intersección resulta menor de 9 0 ° ; d icho sistema es el cortante o de cizalla, que obviamente indica esfuerzos compresio­nales horizontales. La existencia de una serie de f racturas convergentes, son el re­sultado de esfuerzos ascendentes vert icales, cuya parte cu lminan­te queda determinada por la zona de convergencia de dichas frac­turas. Como consecuencia del levantamiento en cuest ión, se observa asi­mismo una serie de f racturas cuyas al ineaciones t ienden a ser concéntr icas con respecto a la zona hacia donde convergen las f racturas radiales. Precisa hacer notar que por t ra tarse de dos orígenes dist intos en el f rac turamiento , los rumbos de éste se ven afectados entre sí; por otra parte, una f ractura radial cual­quiera puede resultar paralela a alguna de las di recciones esta­blecidas, ya para el s istema axial , o ya para el s istema de cizalla. Independientemente de las consideraciones anter iores, en los dia­gramas de frecuencia de rumbo de f rac tu ramiento se observa la marcada preponderancia, tanto de los dos grupos que integran el sistema de cizalla (azul y verde) como del grupo que representa el sistema axial (rojo); los d iagramas Nos. 1 y 3 const i tuyen una excepción, por tener la inf luencia del f rac tu ramien to con-

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céntrico, ya que en las porciones del área correspondiente, sus alineannientos resultan paralelos al f racturamiento que correspon­de al grupo complementar io de este úl t imo y que se encuentra comprendido en las zonas amari l las, incrementándose por lo tanto éstas considerablemente (cabe recordar que el grupo comple­mentario del sistema axial se encuentra siempre muy pobremente desarrollado y además, las direcciones de las fracturas cuando están presentes, son errát icas, no f igurando muchas veces en forma signif icativa ni en el plano, ni en los diagramas de "aná­lisis estadístico de f rac tu ramien to" ) . El patrón de f racturamiento determinado para el área en estudio se caracteriza por tener rasgos radiales por una parte, y con­céntricos por la otra. Patrones semejantes han servido para de­terminar altos estructurales, domos salinos, masas arrecifales como el bioherma de Wizard Lake citado en el trabajo de Blan­chet, etc. En el caso part icular del presente estudio se esboza el contorno del alto estructural , conocido como Cacalilao, mediante las frac­turas concéntricas, las cuales tomadas aisladamente, podrían de­berse a f racturamiento de fatiga ocasionado por las "mareas te­rrestres" de Nishimura (1950) , pero tomadas en conjunto éstas y las radiales sugieren la presencia de empujes verticales ascen­dentes. Puede decirse en síntesis, que existen alineamientos de fracturas cuyo origen sólo puede ser debido a esfuerzos horizontales, mientras que otras indican tenerlo en empujes ascendentes vertica­les; o lo que es lo mismo, que se trata de dos sistemas de fractura-miento, cuyo análisis pone de manif iesto tener sus orígenes en esfuerzos, horizontales por una parte y verticales ascendentes por la otra.

3o. La disparidad en los niveles agua-aceite en el Campo de Cacalilao, puede indicar que las fracturas no estén intercomunicadas entre sí, y por lo tanto no todas presentan el mismo grado de invasión de agua salada. Las localizaciones de futuros pozos se harán previa comprobación en el campo, por el método de resistividad eléctrica; este método tendrá la doble f inal idad de localizar con toda precisión la po­sición de las fracturas y de determinar si están invadidas de agua salada o son portadoras de aceite; en el pr imer caso la resistividad será muy baja, mientras en el segundo, tendrá un valor elevado que será mayor mientras mayor sea la densidad del aceite contenido en la fractura respectiva.

4o. El área tendrá que ser estudiada tomando pequeñas porciones aisladas ( independientes unas de otras) mient ras no exista un plano base de rest i tuc ión fo togramétr ica , puesto que por el mé­todo de t r iangulac ión radial , según expresión textual de los es­pecialistas, " las lineas se a b r e n " , esto es: se va perdiendo su­cesivamente el cont ro l .

5o. Teniendo en cuenta el pr inc ip io básico de la Física que postula que a causas iguales corresponden efectos iguales, resulta claro que para cualquier otra región donde se logre establecer un patrón de f racturamiento, análogo al de terminado para el área en estudio, deberán tenerse las correspondientes condiciones es­t ructurales y posiblemente de a lmacenamiento , mismas que po­drán comprobarse por el mencionado método de resist iv idad del cual vale la pena anotar, que mediante su apl icación se consi­guió un 9 0 % de éxito en los campos de L imón y Dicha. El campo de Cacali lao const i tuye uno de los mejores ejemplos de producción desarrol lada en f racturas, su explotación data de tiem­pos de las compañías extranjeras y puede cal i f icarse de exhaus­tiva, lo cual restr inge muy considerablemente las probabi l idades de encontrar una f ractura que no esté in tercomunicada con otras ya agotadas, o aun peor, invadidas de agua salada, razón por la cual, aunque las localizaciones que se propongan encontrarán frac­turas en tales condiciones, se considera que, lo verdaderamente importante del presente t rabajo es haber logrado establecer un patrón de f rac turamiento a través de cuyo estudio se ha podido llegar a conclusiones que, de no exist i r el mencionado campo de Cacalilao, llevarían d i rectamente a su descubr imiento ; esto es: en cualquier otra parte donde logre establecerse un patrón de f racturamiento semejante, tendrá que l legarse a conclusiones análogas.

AREA P

ESC. 1= 1.000000 J

A

FI6 . N o . l

F I 6 . No. 2

N •Ift

L á m i n a 2 . - C l a s i f i c a c i ó n d e l a s f r a c t u r a s , d e a c u e r d o c o n e l t i p o d e l o s e s f u e r z o s q u e l o s p r o d u j e r o n .

w E F I G No 1

w E F I G N o 2

L E Y E N D A

H s u b g r u p o pr inc ipa l del s is tema a x i a l O s u b g r u p o s e c u n d a r l o de l s i s t e m a a x i a l

S u b g r u p o s del s i s t e m a c o r t a n t e .

w FIG No 3

E

E F I G . N o 4

L E Y E N D A

H s u b g r u p o p r i n c i p o l d t l s i s t t m a a x i a l .

Q Subgrupo s t c u n d o r l o d t l s i s t t m a a x i a l

M s u b g r u p o s d t l si9ttmo c o r t a n t t .

A l t o E s t r u c t u r a l

E c h a d o R e g i o n

P A N U C O T O P I L A Recopilación S ismolog ico

oBo I960

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