Petroleum source rock evaluation of the La Luna Formation at Táchira state sections, Venezuela

Vanessa Quero^1,2*, Liliana López¹, Salvador Lo Mónaco¹, Marco Cartillo¹, Gastón Escobar³ y Marcos Escobar^2,4

¹ Instituto de Ciencias de la Tierra, Facultad de Ciencias, Universidad Central de Venezuela. Caracas, Venezuela *vanequero@yahoo.es.

² INZIT-CICASI, Maracaibo, Venezuela.

³ Laboratorio de Fisicoquímica de Hidrocarburos, Escuela de Química, Facultad de Ciencias, Universidad Central de Venezuela.

⁴ Facultad de Ingeniería, Universidad del Zulia. Maracaibo, Venezuela.

Abstract

Biomarkers were applied to determine organic matter type, sedimentation environment and thermal maturity in the La Luna Formation, La Chiriri and La Molina sections, Táchira state, Venezuela. The maltenes of bitumen from thirteen outcrop samples were separated in saturate and aromatic hydrocarbons, and resins (SAR). The first two fractions were analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). A bimodal type n-alkanes distribution was found, revealing mixed organic matter (marine and terrestrial). The pristane/phytane ratios indicate suboxic-disoxic conditions. A low resolution was obtained from analysis by GC-MS of saturate (terpanes and steranes, m/z 191, 217 and 218); and aromatic fractions (mono and triaromatic steroids, m/z 231 and 253), due to the advanced state in thermal maturity. Non-biological markers (phenanthrenes and dibenzotiophenes), CPI (Carbon Preference Index), OEP (Odd-to-Even Predominance), pristane/n-C17 and phytane/n-C18, phenanthrene analysis, and calculated vitrinite reflectance (Rc%), point to an overmature source rocks.

Key words: Biomarkers, La Luna Formation, Táchira, bitumen.

Evaluación de la Formación La Luna como roca madre de petróleo en secciones del estado Táchira, Venezuela

Resumen

En este trabajo se emplearon biomarcadores para determinar el tipo de materia orgánica, ambiente de sedimentación y madurez térmica de la Formación La Luna, en las secciones de las quebradas La Chiriri y La Molina, estado Táchira, Venezuela. Para ello, los maltenos de bitúmenes de trece muestras de afloramiento fueron separados en hidrocarburos saturados y aromáticos, y resinas (SAR). Los dos primeros fueron analizados por cromatografía de gases-espectrometría de masas (CG-EM). La distribución bimodal de n-alcanos revela aporte de materia orgánica mixta, y la relación pristano/fitano indica condiciones subóxicas- disóxicas. Del análisis por CG-EM se obtuvieron bajas resoluciones en las distribuciones de biomarcadores de la fracciones de hidrocarburos saturados (terpanos y esteranos, m/z 191, 217 y 218) y aromáticos (esteroides mono y triaromáticos, m/z 231 y 253), atribuido al avanzado estado de madurez térmica de las muestras. Los marcadores aromáticos (fenantrenos y dibenzotiofenos), al igual que el CPI (Índice Preferencial de Carbono), OEP (Predominancia Par a Impar), las relaciones pristano/n-C17 y fitano/n-C18, el análisis de los fenantrenos y la reflectancia de la vitrinita calculada (%Rc), corroboran una roca madre sobremadura.

Palabras clave: Biomarcadores, Formación La Luna, Táchira, bitumen.

Introducción

Venezuela es por excelencia un país productor de petróleo, y por esto han sido llevados a cabo muchos estudios en el área de la geoquímica orgánica, con la finalidad de conocer las características de los crudos en el yacimiento y de la roca fuente que los genera [1]. Es así que se ha determinado que la mayoría del petróleo presente en la cuenca del Lago de Maracaibo, ha sido generado por la Formación La Luna, una secuencia estratigráfica caracterizada por calizas y lutitas calcáreas laminadas con alto contenido de materia orgánica [2]. Esta formación, tanto en muestras de afloramiento como del subsuelo, ha sido objeto de múltiples estudios, en muchos de los cuales han sido empleados los biomarcadores para determinar el tipo de materia orgánica, las condiciones de sedimentación y la madurez alcanzada [1, 3]. Sin embargo, la mayoría de estos estudios están realizados en secciones ubicadas en el estado Zulia, y es poco lo conocido acerca de la geoquímica orgánica de la Formación La Luna en otras zonas de la cuenca en las cuales, si bien con menos importancia que en la parte noroccidental venezolana, estas rocas son también generadoras de hidrocarburos [4-6]. La presente investigación tiene como finalidad llevar a cabo un estudio de la materia orgánica contenida en la Formación La Luna en dos de sus secciones de afloramiento en el estado Táchira, empleando para ello biomarcadores, y con los datos obtenidos, establecer el tipo de materia orgánica original, condiciones del ambiente de sedimentación y madurez térmica alcanzada por esta unidad. Los resultados obtenidos se comparan con los de la bibliografía para la misma formación en otras secciones del estado Zulia, con el fin de establecer semejanzas y diferencias posiblemente debidas a la influencia de los eventos transgresivos del Cretácico, al aporte de materia orgánica, a las condiciones redox del ambiente de sedimentación y a la madurez térmica alcanzada por la roca fuente en esta parte de la cuenca. Metodología Experimental Se trabajó con la fracción de maltenos del bitumen extraído de 13 muestras de afloramiento de la Formación La Luna en el estado Táchira, tomadas de la secciones de las quebradas La Chiriri y La Molina (Figura 1). La separación de los maltenos en las fracciones correspondientes a los hidrocarburos saturados, aromáticos y resinas (SAR) fue realizada mediante la técnica de cromatografía líquida de adsorción en columna, empleando como fase estacionaria alúmina activada, y como eluyente o fase móvil n-hexano para Formación La Luna como roca madre en el estado Táchira 327