Objetivos y carácter de los estudios.

Con el incremento alcanzado en el conocimiento geológico y el desarrollo de los análisis geoquímicos, de tecnologías geofísicas de alto poder resolutivo y la utilización de sensores remotos; se crean las bases para un perfil técnico alternativo de búsqueda de índices directos de la presencia de hidrocarburos.

Pudiéramos resumir en grandes rasgos los principales objetivos que se tienen en cuenta para la utilización de estas alternativas técnicas:

1. Determinar y cartografiar la presencia y distribución de estructuras superficiales asociadas a la presencia de hidrocarburos: colonias quimiosintéticas, hidratos de gas, emanaciones de petróleo (seepage), volcanes de lodo (mud volcanoes, seep mounts), escapes de gases (pockmarks), etc.

2. Estudiar la relación de estos fenómenos con estructuras que puedan considerarse someras en las primeras decenas de metros de profundidad.

3. Reducir y organizar el área a explorar, concentrándose en las regiones con índices promisorios y estructuras con emanación activa.

4. Muestrear los materiales asociados a las áreas con estructuras promisorias y realizar una exploración geoquímica superficial para el estudio de las trazas de hidrocarburos que confirmen su presencia; hasta definir su tipo, su madurez, las rocas madre y colectoras, su ambiente de deposición, grado de evolución térmica, tipos de hidrocarburos y otros factores que brinden información sobre el tema petrolero.

5. Determinar la existencia de riesgos geológicos que pueden estar implícitos en la presencia de taludes inestables, fallas activas, sedimentos saturados de gas u otros que pueden convertirse en peligros durante la actividad de explotación.

6. Estudiar los sitios de ubicación de las plataformas de perforación para exploración o explotación.

7. Obtener la información necesaria para la evaluación del medio ambiental de las actuaciones en aguas profundas.

Si tratásemos de establecer una división del carácter de utilización de estos estudios podríamos resumir.

• Exploración de índices directos de presencia de hidrocarburos ¾ Exploración regional

¾ Evaluación de prospección y tendencias ¾ Detalle de anomalías

• Estudios geotécnicos de los sitios. ¾ Estudio regional

¾ Estudio local. ¾ Estudio del sitio

• Estudios medio-ambientales.

2. Metodologías y Aplicación.

Quisiéramos resaltar independientemente las diversas metodologías técnicas que en su conjunto al integrarse constituyen el grupo de alternativas técnicas como sistema de herramientas a utilizar en los estudios del fondo marino; haciendo alguna precisión del perfil de su aplicación.

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Dentro del conjunto algunas son de carácter obligatorio para cualquier estudio, otras se alternan de acuerdo a los objetivos y carácter de los mismos.

1. Análisis de imágenes satelitales.

Se han desarrollado potentes metodologías para la detección de derrames de petróleo, su análisis y clasificación a partir de imágenes de radar de alta resolución (Radarsat), permitiendo diferenciar su ocurrencia por factores de polución o emanaciones desde el fondo.

Se han confeccionado mapas de anomalías gravimétricas, derivados de los datos de altimetría obtenidos por satélite como una variante rápida y económica para una visión regional de la existencia y posición de depósitos viables.

2. Sistema de posicionamiento satelital y submarino.

En cualquier estudio es imprescindible la utilización de sistemas DGPS referenciados por satélites para el posicionamiento preciso de la plataforma de investigación, es muy conveniente contar con un sistema de línea base de onda ultra corta para posicionar por debajo de la superficie del mar y desde el barco, los diferentes sensores de arrastre y otros equipos autónomos con rangos de alcance en distancia de mas de 10 Km y en profundidades mayores de 5 Km. La utilización combinada garantiza mantener y conocer con exactitud la posición dinámica del buque y seguir el desplazamiento preciso de los equipos de remolque. Debe ser utilizado un sistema de navegación por cartas electrónicas que permita integrar toda la información de las diferentes técnicas simultáneas en adquisición en tiempo real (Figura. 1).

Figura. 1- Sistema de Navegación Electrónica con entrada DGPS y el Sistema Integrador de datos

3. Batimetría.

Metodología muy útil y prácticamente necesaria en cualquier objetivo, permite obtener datos precisos de profundidad y estudiar la morfología del fondo con detalles. En su modalidad actual multihaz (Multibeam) se hace muy productiva y rápidamente permite localizar zonas de interés con un cubrimiento amplio del área en estudio. Es imprescindible para evaluar las condiciones y geometría del arrastre de otros equipos en su desplazamiento cercano al fondo en etapas posteriores.

4. Sonografía.

Metodología complementaria que en forma semejante a la batimetría multihaz brinda información rápida de un área considerable al abarcar su barrido extensiones de hasta kilómetros a ambos lados de la línea de sondeo. Sus resultados brindan una imagen acústica del fondo marino y de esta forma incorpora información que no brinda la batimetría permitiendo detallar las zonas morfológicamente interesantes (Figura. 2). Los mosaicos que se componen )

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con su aplicación brindan criterios sobre el desarrollo de las estructuras y permiten diferenciar las características de los tipos de fondos, llegándose a interpretaciones geológicas preliminares, es de primer orden su aplicación en la delimitación de “obstáculos” u objetos en los fondos.

Figura. 2- Cráteres aparentemente formados al fundirse los hidratos, liberando metano (imagen de sonar).

5. Perfilaje sísmico de alta resolución.

Es la técnica que permite ampliar el alcance de la información que vamos obteniendo de los fondos con la Batimetría y la Sonografía, hasta profundidades que pueden llegar a las primeras decenas de metros y vincular los rasgos morfológicos del fondo con estructuras someras cubiertas de sedimentos y que la interpretación de los datos batimétricos de haz simple o multihaz no permiten revelar, pudiendo obtener criterios de identificación y localización de índices directos de presencia de hidrocarburos y de riesgos geológicos.

6. Magnetometría.

Es muy difundida la utilización simultánea con los métodos acústicos anteriores, de magnetómetros de alta sensibilidad (protónicos o de cesio), para la interpretación combinada y el apoyo al análisis de todo el conjunto de métodos

7. Sistemas Integrados.

Actualmente la tecnología ha permitido integrar en un solo equipamiento la combinación de datos simultáneos de varias de estas técnicas y así se cuenta con sonares multihaz, que vienen acoplados con perfiladores de subfondo y hasta magnetómetros, cuyos datos pueden ser integrados en un solo procesador en tiempo real. Aquí también se integran todos los sensores dinámicos para evaluar el rumbo, cabeceo, balanceo y profundidad de inmersión.

8. Muestreo y Ensayo.

Estas actividades en ocasiones constituyen el núcleo central de la exploración por la información que brindan, se proyectan su distribución y volumen a partir de los resultados de las técnicas anteriores con densidades y alcance que dependen además de la etapa y objetivos del estudio que se considere. Las muestras son descritas, clasificadas y ensayadas de forma general con multipropósito; desde geológicos, geoquímicos y hasta geotécnicos. El muestreo se realiza desde las variantes más simples pero muy útiles de los muestreadores de gravedad y pistón hasta estructuras más complejas que desde el fondo alcanzan profundidades de muestreo mayores y con menor alteración, inclusive llegando a perforar materiales rocosos. Los ensayos de acuerdo al propósito de su evaluación pueden ser:

Geología: Físicos, paleontológicos, metales, químicos, biológicos. Geotecnia: Físicos (granulométricos, humedad, plasticidad, densidad).

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Geoquímica: Intensidad de fluorescencia de hidrocarburos, cromatografía gaseosa, isótopos de

carbonos e hidrógenos, biomarcadores. 9. Ensayos Geotécnicos In-Situ.

Ya en las etapas de estudio detallado del sitio de emplazamiento de la estructura se procede a ensayar directamente los suelos del fondo para precisar su comportamiento mecánico, desde plataformas complejas que se acoplan al fondo con diferentes instrumentos para realizar penetración y cortante en la profundidad de los sedimentos (Figura. 3). Generalmente se simultanea el muestreo de los materiales ensayados, con mínima alteración.

Figura. 3- Penetrómetro de aguas profundas con su registro.

En etapas iniciales se utilizan formas mas simples de ensayos como pueden ser los penetrómetros de caída libre, en todos los casos el objetivo es la obtención de los parámetros geotécnicos que caracterizan el comportamiento mecánico de los suelos marinos ante la interacción con las estructuras que en ellos se insertarán.

10. ROV´s y AUV´s.

Los vehículos operados por control remoto (ROV) y los de operación autónoma (AUV) son de las técnicas, las de mayor complejidad tecnológica de operación y de costos. Incorporan capacidades de filmación y muestreo autónomo en zonas inaccesibles y además sirven como vehículo de soporte para la integración de sistemas de metodologías múltiples. Con la precisión, independencia y rapidez de su utilización garantizan el detalle de sitios de mucho interés con la obtención de mucha información altamente integrada.

11. Hidroquímica y Oceanografía.

A través de estas investigaciones se obtienen las características físicas y químicas de las aguas en las que se encuentran las estructuras petrolíferas potenciales. Se obtienen datos como velocidad y dirección de las corrientes marinas, temperatura, turbidez, análisis químico de las aguas y otros.

12. Plataforma de soporte de los estudios.

No una metodología, pero de suma importancia para todas las descritas hasta el momento son las características de las embarcaciones que operan como plataforma de soporte de los estudios en aguas profundas donde por las complejidades tecnológicas y las particularidades de este entorno, requieren tener garantizados medios imprescindibles tales como:

√ Sistemas y equipos de navegación de alta tecnología. √ Sistemas de comunicación de alta tecnología.

√ Sistemas de propulsores de posicionamiento dinámico. √ Grúas y winches de izaje.

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√ Capacidades de laboratorio y almacenaje. √ Operación en red de computadoras y monitores. √ Tecnología p/ rescate submarino.

3. Consideraciones Generales.

La experiencia internacional ha demostrado que las condiciones del Golfo de México son favorables para la utilización de estas técnicas en la exploración, donde cuencas permeables de gas y petróleo permiten que los hidrocarburos se filtren a través del lecho marino en gran cantidad; describiéndose un gran numero de sitios con presencia de hidratos gaseosos en los fondos, desde profundidades de alrededor de 400 m hasta mas de 2 400m.

Se ha descrito inclusive el proceso de migración dinámico vertical que ha sido observado como la causa de recarga de reservorios mas someros desde yacimientos mas profundos en conjunto y con mayor importancia que la migración lateral.

De su utilización en diversas partes del mundo por diferentes compañías, se coincide en señalar que el 32% de su aplicación no ha tenido resultados, un 36% ha tenido algún éxito y un 32% ha brindado información muy útil. Esto indica que un 68% de su aplicación brinda al menos resultados de utilidad; lo cual coincide con otras fuentes que indican que la utilización de estas metodologías alternativas ayuda a tener un 62% de éxito en las predicciones de pozos secos o positivos durante la exploración, a tenor de otras que indican que cuando no aparecen evidencias de hidrocarburos en las exploraciones el 95% de los pozos no determinarán acumulación y serán secos.

PEMEX ha relacionado la realización de una exploración geoquímica superficial en la parte sur del Golfo de México, donde se adquirieron 900 testigos de muestreador de gravedad-pistón en los suelos marinos con resultados positivos de hidrocarburos en algo más de 100 de ellos; lo que correlacionado con datos de sensores remotos ha evidenciado la existencia de emanaciones, confirmando la existencia de sistemas petroleros activos en las áreas de la plataforma continental y taludes hacia aguas profundas.

Para la realización de exploración y explotación en zonas del Golfo de México donde se ha descrito la presencia abundante de hidratos gaseosos este debe ser un tema de atención, no tan solo como índice de presencia de hidrocarburos (en ocasiones pueden tener una formación biogenética) sino también por las reconocidas dificultades geotécnicas, entre las que se encuentran bloqueo de tuberías, desestabilización de las plataformas y explosiones. Todo lo cual hace muy necesario la ubicación de las acumulaciones de estos hidratos, algo que se ha resuelto directamente con la aplicación de la sísmica de reflexión de alta resolución y el análisis de patrones anómalos de reflexión asociados al fondo (BSR).

Estas alternativas técnicas para la exploración de hidrocarburos relativamente recientes si se comparan con las técnicas tradicionales ampliamente reconocidas, han tenido que pasar por un proceso de desarrollo, validación, aprobación y confianza y aun hoy existen compañías, instituciones y organizaciones estatales que no favorecen su utilización.

No obstante es visible la paulatina aceptación y el incremento de su aplicación, siendo significativo el desarrollo de compañías líderes como TDI-Brooks Internacional, corporación establecida en 1996 que de $ 2.3 millones en operaciones de proyecto al surgir ya reportaba $11.7 millones en el año 2000 y describe recientemente el desarrollo de importantes proyectos

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de exploración geoquímica en áreas tan disímiles como el Golfo de México, el Mar de Java en Indonesia, las costas africanas de Angola y otros escenarios.

Por nuestra parte, en GEOCUBA durante años se han utilizado, un grupo de metodologías que constituyen parte de estas alternativas técnicas para la exploración de hidrocarburos, sin que se hayan aplicado como un método integrado de prospección y fundamentalmente en aguas someras de nuestra plataforma. Pudiéramos resumir las principales que se han utilizado en estudios relacionados con la actividad de exploración y explotación petrolera en el mar: