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http://rid.unrn.edu.ar/handle/20.500.12049/12952
Título: | Caracterización geoquímica y mineralógica de la Formación Agrio y su potencial como roca generadora de hidrocarburos en el centro-oeste de la Cuenca Neuquina. |
Autor(es): | Omarini Fernández, Julieta |
Director: | Tunik, Maisa Andrea |
Fecha de publicación: | 13-may-2025 |
Citación: | Omarini Fernandez, Julieta. (2023). Caracterización goeoquímica y mineralógica de la Formación al Agrio y su potencial como roca generada de hidrocarburos en el centro-oeste de la Cuenca Neuquina, Provincia de Río Negro, Argentina. |
Abstract: | This doctoral thesis constitutes a multi-proxy study that includes sedimentological, stratigraphic, mineralogical, and geochemical information from the deposits of the Pilmatué and Agua de la Mula members of the Agrio Formation (late Valanginian to early Barremian) spanning from the Arroyo Cieneguitas (in the south of Mendoza province) to the Pichaihue locality (in the north of Neuquén province). Four localities and seven boreholes were selected along two correlation transects oriented NW-SW and NW-SE to carry out the research. These transects include distal (i.e, Arroyo Cieneguitas), intermediate (i.e., YPF.Nq.FM.x-40) and proximal sections (i.e. Pichaihue) of a low-gradient mixed siliciclastic-carbonate depositional system. Detailed sedimentological profiles were elaborated and systematic sampling was conducted for mineralogical, petrographic, and geochemical analyses in all sections. Based on the analysis of the sedimentary records of outcrop and subsurface, total of eleven lithofacies were defined and grouped into silicoclastic, mixed, carbonate and pyroclastic facies, which allowed determining nine facies associations that characterize four main depositional systems: deltaic systems, offshore systems, mixed (siliciclastic and carbonate) and carbonate-dominated basin systems. The compositional characterization required of energy dispersive X-Ray Fluorescence (EDXRF), X-Ray Diffraction (XRD) and petrographic studies. All the analyses revealed that the succession is characterized by fine-grained material and compositionally homogeneous with the same association of mineral phases, though in differents proportions depending on the studied. The most abundant components identified were detrital quartz and calcite with subordinately clays, feldspars, plagioclases, algal and terrigenous organic matter and bioclastic fragments. Overall, the succession is characterized by a vertical and lateral decrease in carbonate content and a vertical and lateral increase in terrigenous components. For the geochemical characterization, the results obtained from Rock Eval pyrolysis analysis, organic petrography and C isotope and the estimations made with the Passey’s method and Gamma-Ray measurements were integrated. Correlation panels were designed to establish internal variations where the fluctuations of the different geochemical parameters were identified. A statistical analysis was also conducted to estimate the average values of total organic carbon (COT) and pyrolysis per member, sedimentary facies, and organic levels in each section. Finally, the organic matter type and quality, the hydrocarbon generation potential and thermal maturity were defined using distribution of samples interpreted from geochemical diagrams (S2 versus COT, modified Van Krevelen, IH versus Tmax). Based on all the data it was established that, in general, the Pilmatué Member presents higher organic content compared to the Agua de la Mula Member, and that together they present a total of eight organic levels (NO1-NO8) that disappears towards the southern sector. This decrease in organic content was linked to higher dilution rates due to the input of detrital material and/or degradation of organic matter in an environment with higher energy and oxygenation in more proximal areas. The NO1-NO2 organic levels in the Pilmatué Member and NO5-NO6 in the Agua de la Mula Member exhibit the highest organic content and lateral continuity, with NO1 and NO5 being prevalent along the entire transect. Regarding the facies, all those with generating potential were analyzed regardless of their relative abundance in the diferents sedimentary profiles. This allowed the identification of laminated mudstone-wackestone facies as the most organic-rich, followed by laminated siliciclastic shales (Psl) and massive mudstone-wackestone facies. The geochemical diagrams evidenced a mixture of kerogens ranging from Type I to Type IV, with a predominance of Types II/II-III. Based on the organic petrography, macerals did not show significant changes in their composition, therefore the cyclic variations in pyrolysis data reflect variations in organic matter preservation and/or the effects of thermal maturity. The thermal maturity range for the Agrio Formation was established between 401°C and 532°C of Tmax (%Ro measured and equivalent: ≤0.6-1.84 %Ro). The Pilmatué Member ranged between early maturity and the peak of oil generation in the north and even overmature in the south, associated with greater burial in more internal positions of the basin. The Agua de la Mula Member generally reached the stage of early maturity. Finally, the hidrocarbon generating potential was classified as fair to very good and in specific areas even excellent, to continue generating mainly oil in the north and gas in the south. As for its reservoir potential, two new intervals were identified in the Pilmatué Member associated with the NO2 and NO3 organic levels and one in the Agua de la Mula Member linked to the NO5 organic level. These levels, particularly NO2, coincide with the most enriched deposits in carbonate facies (MWm) and present better quality organic matter (Type I/II-II/III), which makes it possible to define them as those with the best potential and possible targets in the evaluation as unconventional reservoirs. |
Resumen: | La presente tesis doctoral constituye un estudio multi-proxy que incluye información sedimentológica, mineralógica y geoquímica de los depósitos de los miembros Pilmatué y Agua de la Mula de la Formación Agrio (Valanginiano tardío-Barremiano temprano), desde la localidad de Arroyo Cieneguitas (en el sur de la provincia de Mendoza) hasta la localidad de Pichaihue (en el norte de la provincia de Neuquén). Para llevar adelante la investigación se seleccionaron cuatro localidades y siete sondeos distribuidos a lo largo de dos transectas de correlación de orientación NO-SO y NO-SE, que incluyen secciones distales (i.e. Arroyo Cieneguitas), intermedias (i.e.YPF.Nq.FM.x-40) y proximales (i.e. Pichaihue) de un sistema depositacional mixto silicoclástico-carbonático de baja pendiente. En todas las secciones se relevaron perfiles sedimentológicos de detalle y se realizó un muestreo sistemático para análisis mineralógicos, petrográficos y geoquímicos. A partir del análisis del registro sedimentario de afloramiento y subsuelo, se definieron un total de once facies sedimentarias agrupadas en facies silicoclásticas, mixtas, carbonáticas y piroclásticas, que permitieron determinar nueve asociaciones de facies las cuales caracterizan a cuatro sistemas deposicionales principales: sistemas deltaicos, sistemas de offshore, sistemas de cuenca mixta (silicoclástica y carbonática) y de cuenca carbonática. Para el estudio composicional se llevaron a cabo análisis de fluorescencia de rayos X por energía dispersiva (FRXED), de difracción de rayos X (DRX) y petrográficos. Todos los análisis revelaron que la sucesión se caracteriza por material de grano fino y una homogeneidad composicional con la misma asociación de fases minerales, aunque en proporciones variables dependiendo de la facies sedimentaria estudiada. Los componentes más abundantes son partículas de cuarzo y calcita con subordinados minerales de arcilla, feldespatos, plagioclasas, materia orgánica algal y terrígena y fragmentos bioclásticos. En general la sucesión se caracteriza por una disminución vertical y lateral en el contenido de carbonato y un incremento vertical y lateral de componentes terrígenos. Para la caracterización geoquímica se integraron los resultados obtenidos de los análisis de pirólisis Rock Eval, petrografía orgánica e isótopos de C y las estimaciones realizadas mediante el método de Passey y las mediciones de Gamma Ray. Para establecer las variaciones internas se diseñaron paneles de correlación donde se identificaron las fluctuaciones de los distintos parámetros geoquímicos. También se efectuó un análisis de los valores promedio de carbono orgánico total (COT) y pirólisis por miembro, facies sedimentarias y niveles orgánicos de cada sección relevada. Por último, para definir el tipo y calidad de materia orgánica, potencial de generación y madurez térmica se interpretó la distribución de las muestras en distintos diagramas geoquímicos (S2 versus COT, Van Krevelen modificado, IH versus Tmax). En base a todos los datos se estableció que en general el Miembro Pilmatué presenta mayor contenido orgánico con respecto al Miembro Agua de la Mula, y que en conjunto presentan un total de ocho niveles orgánicos (NO1-NO8) que desaparecen de forma variable hacia el sector sur. Esta disminución en el contenido orgánico se vinculó a mayores tasas de dilución por aporte de material detrítico y/o degradación de la materia orgánica en un ambiente con mayor energía y oxigenación en zonas más proximales. Los niveles orgánicos NO1-NO2 en el Miembro Pilmatué y NO5-NO6 en el Miembro Agua de la Mula exhiben el mayor contenido orgánico y continuidad lateral, destacándose el NO1 y NO5 que prevalecen a lo largo de toda la transecta. En relación con las facies sedimentarias, se analizaron todas aquellas con propiedades generadoras de hidrocarburos independientemente de su abundancia relativa en los diferentes perfiles. Esto permitió identificar que la facies sedimentaria de mudstones-wackestones laminados es la más enriquecida en materia orgánica, seguida por las facies sedimentarias de pelitas silicoclásticas laminadas (Psl) y mudstones-wackestones masivos. Los diagramas geoquímicos evidencian mezclas de kérogeno desde el Tipo I al Tipo IV, con un dominio de los tipos II/II-III. De acuerdo con la petrografía orgánica, los macerales no mostraron cambios relevantes en su composición, por lo que las variaciones cíclicas en los datos de pirólisis ponen de manifiesto variaciones en las condiciones de preservación de la materia orgánica y/o los efectos de la madurez térmica. El rango de madurez térmica para toda la unidad se estableció entre los 401° y 532°C de Tmax (%R o medido y equivalente: ≤0,6-1,84 %R o). El Miembro Pilmatué se ubicó entre la madurez temprana y el pico de generación de petróleo en el norte y hasta sobremaduro en el sur asociado a un mayor soterramiento en posiciones más internas de la cuenca. El Miembro Agua de la Mula en general alcanzó el estado de madurez temprana. Por último,se clasificó el potencial generador de hidrocarburos como regular a muy bueno y en sectores puntuales hasta excelente, para seguir generando principalmente petróleo en el norte y gas hacia el sur. En lo que se refiere al potencial como reservorio, se determinaron dos nuevos intervalos en el Miembro Pilmatué asociados a los niveles orgánicos NO2 y NO3 y uno en el Miembro Agua de la Mula vinculado al nivel orgánico NO5. Estos niveles, particularmente el NO2, coinciden con los depósitos más enriquecidos en facies carbonáticas (MWm) y presentan materia orgánica de mejor calidad (Tipo (I) II/II-III), lo que permite definirlos como aquellos con mejor potencialidad y posibles objetivos en la evaluación como reservorio no convencional. |
URI: | http://rid.unrn.edu.ar/handle/20.500.12049/12952 |
Aparece en las colecciones: | Doctorado Mención Ciencias de la Tierra |
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