Thermal and sedimentary modelling of an intraplate extensional basin (Cameros basin, North of Spain)application for a hydrocarbon prospecting

Resumen

La Cuenca de Cameros es una cuenca extensional invertida, localizada en el sector noroccidental de la Cordillera Iberica Norte de España. La cuenca de Cameros ha sido objeto de numerosos estudios multidisciplinares, que han puesto de manifiesto que la cuenca tiene una evolución tectónica, estratigráfica y térmica muy peculiar. Esta tesis se propone como objetivo principal, hacer un estudio detallado y completo de la Cuenca de Cameros, que tenga en cuenta la geometría y la estructura de la cuenca, su evolución térmica y las características sedimentológicas, petrológicas y geoquímicas de su relleno. Los objetivos propuestos en esta tesis se han alcanzado a través de un enfoque multidisciplinar, que desarrollan seis áreas temáticas 1 Reconstrucción de la geometría y estructura de la cuenca 2 Análisis de la subsidencia y estimación del flujo de calor 3 Reconstrucción de la historia térmica de la cuenca 4 Caracterización de los restos de materia orgánica contenidos en los depósitos de la cuenca 5 Cálculo y definición de los parámetros cinéticos que caracterizan el kerógeno inmaduro de la cuenca y 6 Modelización del sistema petrolífero.Los resultados obtenidos en la primera parte de la tesis contribuyen a caracterizar con más detalle la geometría y arquitectura de la cuenca y a comprender los mecanismos que gobernaron los procesos tectónicos extensionales y sus relaciones con los procesos de sedimentación. Sucesivamente se analiza la subsidencia de la cuenca, mediante la reconstrucción de la evolución del enterramiento a lo largo del tiempo y de los mecanismos geodinámicos que intervinieron. Utilizando los datos obtenidos en el análisis de la subsidencia, se calcula el pico máximo de flujo de calor registrado al final de la fase extensional. Para aclarar la evolución térmica de la cuenca, se desarrolla un modelo térmico 2D a escala de cuenca, considerando las variables que principalmente condicionan la evolución térmica de la cuenca ej. Flujo de calor y enterramiento de la carga de sedimentos. La discusión de los resultados del modelo térmico ayuda a comprender las anomalías de temperatura registradas en la cuenca.En la segunda parte de la tesis se modeliza la evolución del sistema petrolífero de la cuenca. En primer lugar, se define y caracteriza las rocas madres potenciales, a través de un detallado estudio petrográfico y geoquímico de los restos de materia orgánica de los depósitos de la cuenca. Se determina la cantidad y el tipo de materia orgánica preservada y las causas por las cuales sólo se ha conservado una escasa cantidad de dicha materia. Asimismo, se caracterizan las rocas madres del sistema petrolífero de la cuenca y su potencial generador de hidrocarburos, tanto en la actualidad como en el pasado. Sucesivamente se definen las cinéticas con las que el kerógeno de las rocas madre se transforma en petróleo y en gas. Con este fin, se calculan los parámetros cinéticos de los kerógenos inmaduros de la cuenca. El cálculo de estos parámetros se basa en un modelo matemático donde se reconstruye el pico S2 obtenido del análisis de pirólisis Rock Eval. Finalmente, en el último apartado de la tesis, se reconstruye la evolución del sistema petrolífero de la cuenca, a través de la integración de todos los datos y resultados obtenidos en los apartados anteriores. Combinando los resultados del modelo con los datos geológicos de la cuenca, se determinan los elementos que constituyen el sistema petrolífero de la cuenca rocas madres, reservorios y sellos, los picos máximos de generación y acumulación de hidrocarburos, así como los procesos que determinan las causas de generación, acumulación y perdida de los hidrocarburos en la cuenca.