ISSN-e: 3006-9467; ISSN: 0016-7975 / 1011-9565

Evaluación de amenazas/Threat Evaluation/Avaliação de ameaça

Evaluación de amenazas geológicas del lecho marino en los campos Mejillones y Río Caribe. Proyecto Mariscal Sucre, al norte de la península de Paria, estado Sucre, Venezuela

Evaluation of Geological Hazards of Seabed in “Mejillones” Field and “Río Caribe” Field. “Mariscal Sucre” Project. North of Paria Peninsula, Sucre State, Venezuela

Avaliação de ameaças geológicas do leito marinho nos campos “Mejillones” e “Rio Caribe”. Projeto “Mariscal Sucre”, ao norte da península de Paria, estado Sucre, Venezuela

Aniuska Valderrama

IngºGeoº. Libre ejercicio, e-mail: aniuskavalderrama@gmail.com

Berenice Sandoval

Geoº, MSc. Profesora Asistente Universidad de Oriente, e-mail: beresandoval@hotmail.com

Rennis Maita

Geóº. Petróleos de Venezuela, S. A., e-mail: MAITARO@pdvsa.com

Recibido: 23-6-15; Aprobado: 31-7-15

Resumen

Con la finalidad de evaluar las amenazas geológicas del lecho marino en los campos Mejillones y Río Caribe que forman parte del Proyecto Mariscal Sucre (PMS), se utilizaron estudios de batimetría multihaz, registros sísmicos con perfilador de subfondo, tipo Pinger, Sparker, sísmica multicanal 2D y ensayos geotécnicos. Para ello se construyó un mosaico batimétrico de cada campo, mediante los datos de ecosonda multihaz, identificando las geoformas existentes. Partiendo de los registros de geofísica monocanal se observaron 93 líneas en el campo Mejillones, cuya profundidad va de 78 a 95 metros, y 74 líneas en el campo Río Caribe, presentando profundidades desde 82 hasta 110 metros. Tanto la batimetría como el mosaico de los registros de geofísica monocanal muestran que la morfología del fondo marino es irregular, mientras la sísmica multicanal 2D interpretó un sistema de fallas normales con orientación preferencial NO-SE para ambos campos. Asimismo, se identificaron los sedimentos recientes de estos campos. Finalmente, se evaluaron las amenazas geológicas que conllevarían a riesgos potenciales durante la construcción de infraestructura y perforación de pozos, para lo que se valoraron las causas que intervenían en la inestabilidad del suelo, irregularidades del fondo marino y presencia de gas en capas superficiales.

Abstract

In order to evaluate the geological hazards of the seabed in “Mejillones” and “Rio Caribe” fields that are part of “Mariscal Sucre” Project (PMS, Spanish acronym) studies multibeam bathymetry, seismic profiler records Pinger sub type, Sparker, multichannel 2D seismic were used and geotechnical testing. For this a bathymetric mosaic of each country, using data from multibeam echo sounder, it was built identifying existing landforms. Based on geophysical logs monochannel 93 lines were observed in the field Mussels whose depth ranges from 78-95 meters, and 74 lines in “Rio Caribe” field presenting depths from 82-110 meters. Both bathymetry as the mosaic of single- geophysical logs show that the morphology of the seabed is irregular, while the 2D multichannel seismic played a normal fault system with preferential orientation NW-SE for both fields. Also, the recent sediments of these areas were identified. Finally, geological hazards that would lead to potential risks for infrastructure construction and drilling, for which the causes were involved in soil instability, uneven seabed and gas in surface layers were assessed were evaluated.

Resumo

Com a finalidade de avaliar as ameaças geológicas do leito marinho nos campos “Mejillones” e “Rio Caribe” que fazem parte do Projeto “Mariscal Sucre” (PMS), se utilizaram estudos de batimetria multi-haz, registros sísmicos com perfilhador de sub-fundo, tipo Pinger, Sparker, sísmica multicanal 2D e ensaios geotécnicos. Para isso se construiu um mosaico batimétrico da cada campo, mediante os dados de eco sonda multi-haz, identificando as geo formas existentes. Partindo dos registros de geofísica mono canal observaram-se 93 linhas no campo “Mejillones”, cuja profundidade vai de 78 a 95 metros, e 74 linhas no campo Rio Caraíbas, apresentando profundidades desde 82 até 110 metros. Tanto a batimetria como o mosaico dos registros de geofísica mono canal mostram que a morfologia do fundo marinho é irregular, enquanto a sísmica multicanal 2D interpretou um sistema de falhas normais com orientação preferencial NO-SE para ambos campos. Assim mesmo, identificaram-se os sedimentos recentes destes campos. Finalmente, avaliaram-se as ameaças geológicas que implicariam a riscos potenciais durante a construção de infraestrutura e perfuração de poços, para o que se valorizaram as causas que intervinham na instabilidade do solo, irregularidades do fundo marinho e presença de gás em camadas superficiais.

Palabras clave/ Keywords/Palavras-chave:

2D seismic, ameaças geológicas, amenazas geológicas, bathymetry, batimetría campo Mejillones, campo Río Caribe, geoformas, geological hazards, landforms, sísmica 2D.

Citar así/Cite like this/Citação assim: Valderrama, Sandoval y Maita (2015) o (Valderrama, Sandoval y Maita, 2015).

Referenciar así/Reference like this/Referência como esta:

Valderrama, A., Sandoval, B., Maita, R. (2015, agosto). Evaluación de amenazas geológicas del lecho marino en los campos Mejillones y Río Caribe. Proyecto Mariscal Sucre, al norte de la península de Paria, estado Sucre, Venezuela. Geominas 43(67). 115-128.

Introducción

Actualmente, en Venezuela se desarrolla el Plan Siembra Petrolera de Petróleos de Venezuela S.A (PDVSA, 2013-2019), el cual contempla la implementación de proyectos de explotación y producción gasífera en tierra firme y costa afuera, en espera del incremento de gas natural, con el Proyecto Mariscal Sucre (PMS), que representa el primer desarrollo costa afuera ejecutado por esfuerzo propio de PDVSA; encargado de planificar la explotación de cuatro campos de gas no asociado al norte de la península de Paria.

El propósito de este proyecto es realizar estudios geomorfológicos, estructurales y sedimentológicos con el fin de evaluar las amenazas geológicas existentes en el lecho marino de los campos Mejillones y Río Caribe, asociados a posibles inestabilidades del terreno, y escapes de gas en toda la zona. Desplegando una metodología para dar cumplimiento a los objetivos de este trabajo de investigación, y así poder lograr la interpretación y/o análisis de los resultados obtenidos, que representará un material valioso para la estimación de amenazas geológicas en los campos en estudio.

Objetivo general

Evaluar las amenazas geológicas del lecho marino en los campos Mejillones y Río Caribe del Proyecto Mariscal Sucre, al norte de la península de Paria, estado Sucre, Venezuela.

Objetivos específicos

a) Determinar el modelo geomorfológico en los campos Mejillones y Río Caribe, a partir de la identificación de las geoformas existentes en el área.

b) Definir el modelo estructural para la identificación de riesgos geológicos, mediante la descripción de las estructuras presentes en la zona.

c) Determinar el modelo sedimentológico a partir de los sedimentos recientes encontrados en el área de estudio.

d) Generar los mapas de riesgo geológico en los campos de estudio.

e) Evaluar las amenazas geológicas en los campos Mejillones y Río Caribe.

Metodología de trabajo

1. Modelo geomorfológico: Basado en la identificación y descripción de geoformas existentes en los campos, así como la generación del mapa de pendientes y la caracterización geomorfológica del lecho marino.

2. Modelo estructural: Fundamentado en la descripción de las estructuras presentes y la interpretación de las secciones estructurales para ambos campos.

3. Modelo sedimentológico: Este modelo consistió en la identificación de los sedimentos recientes encontrados en ambos campos, determinación del origen de los sedimentos y características de estos sedimentos.

Una vez determinados estos modelos se procedió a realizar el mapa de riesgo donde se zonificaron las causas de inestabilidades (fallas aflorantes en las cercanías de las infraestructuras y los sedimentos depositados recientemente) e irregularidades (las geoformas con pendientes elevadas que podrían afectar posibles infraestructuras). La presencia de gas a presión en sedimentos profundos, debe ser considerada como una importante amenaza de origen geológico, especialmente para actividades como sondeos submarinos, perforaciones, o cualquier estructura artificial, para finalmente evaluar las amenazas geológicas presentes en ambos campos.

Resultados

Modelo geomorfológico

· Geoformas existentes en los campos: se registraron tres rangos morfológicos considerables en el campo Mejillones (cráteres, mesetas carbonáticas y pináculos) y cuatro para el campo Río Caribe (cráteres, mesetas carbonáticas, pináculos y paleocanales). Los cráteres ocupan la mayor superficie en ambos campos donde su proceso de formación comienza con una depresión puntual en el fondo marino, mientras se acumula gas proveniente de estratos subyacentes, generando un adelgazamiento de la capa de lodo hasta su desaparición dando lugar a estas subsidencias, mientras las mesetas carbonáticas son estructuras rugosas, conformadas por acumulaciones de sedimentos, generalmente duras y bien cementadas, destacando asociación de corales y otros organismos de segregación calcárea.

En menor proporción están los pináculos, considerados así a un conjunto de morfologías esbeltas, las cuales se realzan sobre el fondo marino. Por último, en el Campo Río Caribe se encontraron paleocanales, definidos así a una incisión en forma de canal que contuvo un río y que fue moldeada por el agua que corrió en él.

· Generación de mapas de pendientes: para estimar la irregularidad del suelo se realizaron mapas de pendientes en ambos campos. Es necesario destacar que las pendientes son influenciadas por las geoformas que puedan existir. Las pendientes presentes en el campo Mejillones son generalmente bajas, variando entre 0° y 3°, aun cuando pueden encontrarse valores extremos de 30° al NO de la zona donde existe un cambio de material, allí se encuentra una embarcación hundida. El campo Río Caribe posee pendientes de 0° a 12° NE, siendo el valor promedio entre 2,5° y 6,5°.

En el centro se observa una zona uniforme con pendientes que no superan 2°, mientras que el paleocanal observado al S va de 5° en extremo a 7,5° en la parte interna, a excepción del extremo O que alcanza 12°. Las pendientes más pronunciadas se encuentran al E-O oscilando entre 5-11° (Figura 1).

Figura 1. Mapa de pendientes de los campos Mejillones y Río Caribe.

· Caracterización geomorfológica del lecho marino del Campo Mejillones: el bloque dispuesto por la batimetría multihaz se caracteriza por poseer superficie irregular con profundización SE-NE entre -85 y -110 m s. n. m. (Figura 2), al NE se registran montículos con cambios bruscos de pendientes. En el sector S, se observa una superficie irregular pero de poca pendiente, ligada a una depresión puntual en el fondo marino.

Al N se observa una tendencia de las elevaciones al NE-SO; estas depresiones podrían indicar escape de fluidos, generando irregularidades en el fondo marino. Al O las mayores elevaciones conformadas por mesetas carbonáticas están asociadas a una superficie irregular. Regionalmente, el área se profundiza al NE, con pendiente suave, describiendo una morfología regular.

En el centro se observan elevaciones de hasta -87 m y tendencia NE-SO. Esta área ha sido influenciada por la presencia de cráteres y corrientes submarinas propias de la zona; describiendo cráteres que van de 80 a 300 m; y depresiones entre 2 y 6,5 m.

Figura 2. Mosaico del modelo batimétrico del campo Mejillones.

· Caracterización geomorfológica del lecho marino del campo Río Caribe: este campo, posee superficie irregular, pendientes variables y profundización NE de -78 a -95 m. Existen cuatro geoformas (cráteres, mesetas carbonáticas, paleocanales y pináculos) (Figura 3). Los cráteres ocupan el 65 % del campo con tamaños que van de 80 a 300 m, indicando depresiones poco profundas entre 2 y 6,5 m.

Las mesetas carbonáticas, cubren el 15 % de la cobertura del terreno; en la zona central resalta una elevación formada por arrecifes, y tendencia NO-SE. Al SO se aprecia una estructura enaltecida, marcando cambio en la competitividad y dureza del material, indicando un arrecife coralino. Asimismo, se observaron dos paleocanales, uno que atraviesa la parte superior y otro al E, ambos en dirección NE-SO, y variaciones de profundidad indicando que existieron pulsaciones de transgresiones y regresiones marinas que erosionaron la plataforma carbonática, por agentes fluviales. En menor proporción al NE se encuentran morfologías esbeltas, conocidas como pináculos.

Figura 3. Mosaico del modelo batimétrico del campo Río Caribe.

Modelo estructural

· Descripción de las estructuras presentes en el campo Mejillones: la zona se caracteriza por la presencia de un sistema de fallas normales con orientación NO y buzamiento sur, formando parte de un sistema regional dextral que comprende una serie de fallas en escalera, de edades Plioceno-Pleistoceno. Estas fallas son producto de la reactivación de fallas preexistentes por la colisión entre las placas del Caribe y suramericana.

Interpretación de las secciones sísmicas: en el polígono de adquisición con área de 43,7 km² y perímetro de 36,4 km, detalla los horizontes en los registros de los perfiladores de fondo y sísmica multicanal (tabla I).

Tabla I. Horizontes interpretados y tiempos de aparición de los registros.

Tabla de horizontes interpretados y tiempos de aparición de los registros.

· Horizonte 0 (H0): se identificó como marcador regional y primer reflector representativo, generado por contraste de impedancia acústica; que corresponde a un horizonte continuo, de alta reflectividad, y profundización E. Adquirida por el perfilador tipo pinger con aumento en la profundidad de O-E.

· Horizonte 1 (H1): es el tope de los sedimentos recientes, entre -93 y -103 m (Figura 4), representando sedimentos finos, de baja resistencia.

Figura 4. Sección sísmica adquirida perfilador de fondo tipo Pinger (línea GSMRC486). Escala 1:20.000.

· Horizonte 2 (H2): corresponde con la base de las arenas carbonáticas, se profundiza hacia el NE, alcanzando valores de -167 msnm. Al O, se observan las áreas más elevadas con valores de -154 m. La sección GSMRC480 muestra el aumento en la profundidad de H2 (línea naranja) de O-E (Figura 5).

· Horizonte 3 (H3): registrado por el perfilador tipo Sparker, sirvió como horizonte de amarre entre la geofísica monocanal y sísmica multicanal, sin representar un cambio litológico representativo (Figura 5).

Figura 5. Sección sísmica adquirida perfilador de fondo tipo Sperker (línea GSMRC480). Escala 1:2.000.

· Horizonte 4 (H4): se profundiza al centro y E del área de -136 a -141 m de O-E. Al O de la línea MRC12G120P se reportó una falla normal de 4 m de salto (Figura 6). En la línea S-N MRC12G071P se identificó una falla normal con base en H5 y aflora.

· Horizonte 5 (H5): se registró profundización al SE entre -168 y -162 m (sección O-E). La falla reportada en H5 también afecta H6 (Figura 6)

· Horizonte 6 (H6): con profundización NO-SE, de -253 a -276 m, descritos en la sección O-E donde la falla normal alcanza 15 m de salto (Figura 6).

· Horizonte 7 (H7): muestra tendencia NO-SE con valores que van de -298 a -350 m. Donde la falla normal tiene una dirección de trazado NE-SO y un salto aproximado de 15 m deformándolo sin afectar su continuidad (Figura 6).

· Horizonte 8 (H8): H8 de la sección O-E se profundiza al E entre -298 y -350 m, representando la base de la falla normal identificada anteriormente con salto de 7 m.

· Horizonte 9 (H9): en la región central, H9 muestra una tendencia NO-SE con profundidades que van desde -432 hasta -506 m. Siguiendo con esta tendencia, al extremo N, con valores que van de -400 a -430 m profundizándose al SE (Figura 6).

· Horizonte 10 (H10): es el más profundo registrado por la sísmica 2D, el S se profundiza al NO-SE alcanzando valores medios al centro (Figura 6).

Secciones sísmica 2D: A) línea MRC12G160P con 3 fallas interpretadas y B) línea MRC12G071P muestran 2 fallas interpretadas. Escala 1:50.000.

Figura 6. Secciones sísmica 2D: A) línea MRC12G160P con 3 fallas interpretadas y B) línea MRC12G071P muestran 2 fallas interpretadas. Escala 1:50.000.

· Descripción de las estructuras presentes en el campo Río Caribe: al N se observó un sistema de fallas normales de rumbos que van de N28°O a N89°O y buzamientos variables. En este campo, identificaron 7 fallas normales en las líneas sísmicas (orientación S-N y O-E), cuyos saltos van de 15 a 90 m. La continuidad de los paleocanales indican que las fallas son posteriores al último periodo glacial.

Interpretación de las secciones sísmicas: el polígono de adquisición posee un perímetro de 45 km y área de 95,22 km². A través los perfiladores de fondo y sísmica multicanal 2D se adquirieron 74 líneas sísmicas mediante diez horizontes definidos por los cambios de impedancia acústica (Tabla II).

Tabla II. Horizontes interpretados y tiempos de aparición de los registros.

Tabla de los horizontes interpretados y tiempos de aparición de los registros.

A continuación, se describen nueve (9) horizontes estratigráficos. Los primeros tres se generaron por los perfiladores de fondo Pinger y Sparker, mientras los seis (06) restantes, de las secciones sísmicas multicanal 2D.

· Horizonte 0 (H0): en la línea GSMRC094 se aprecia un horizonte continuo (línea azul) de profundización O. En este bloque se realizó la perforación PSR2 (Figura 7)

· Horizonte 1 (H1): se interpretó como el tope de arcillas y limos de alta plasticidad (suprayace a H0), con profundización E-O (Figura 7).

Figura 7. Sección sísmica adquirida perfilador de fondo Pinger (línea GSMRC094). Escala 1:20.000.

· Horizonte 2 (H2): corresponde a la base de las arenas carbonáticas (línea naranja, figura 8) obtenida por el perfilador tipo sparker. Se realizó la perforación PSR3.

· Horizonte 3 (H3): no representa cambio litológico, sirviendo como horizonte de correlación entre el perfilador sparker y sísmica 2D. con profundización O.

Figura 8. Sección sísmica adquirida perfilador de fondo Sparker (línea GSMRC342). Escala 1:20000.

· Horizonte 4 (H4): muestra profundización al NE; observadas las mayores al E, alcanzando -130 m y al O las más elevadas, hasta -120 m (Figura 9).

· Horizonte 5 (H5): describe profundización E; hasta alcanzar -130 m al NO afectado por la presencia de fallas normales, atravesando el área de NO a E

· Horizonte 6 (H6): muestra profundización O-E. En ambas líneas se observa que H6 es intersectado por un sistema de fallas normales (Figura 9A).

· Horizonte 7 (H7): en la línea MRC12G056P, H7 muestra profundización al E, alcanzando -253 m al O y al E, hasta -291 m (Figura 9A). En la línea MRC12023P la mayor profundidad se registra en el centro (Figura 9B). A partir de H7, el área se encuentra afectada por el sistema de fallas que incide en los niveles superiores.

· Horizonte 8 (H8): muestra profundización al E alcanzando -338 m (Figura 9A). H8 se encuentra afectado por el sistema de fallas en la zona central del área de plataforma y las fallas en la porción N. El sistema de fallas NE-E tiene salto de 30 m

· Horizonte 9 (H9): la sección N-S posee profundización N hasta -406 m; mientras al S, hasta -392 m (Figura 9B); afectado por fallas normales tanto al centro como al N.

Secciones sísmicas 2D: A) línea MRC12G056P con 3 fallas interpretadas y B) línea MRC12G023P se muestran 2 fallas interpretadas. Escala 1:50.000.

Figura 9 .Secciones sísmicas 2D: A) línea MRC12G056P con 3 fallas interpretadas y B) línea MRC12G023P se muestran 2 fallas interpretadas. Escala 1:50.000.

Modelo sedimentológico

· Identificación de los sedimentos recientes encontrados en el campo Mejillones: en la exploración del suelo marino del campo se realizaron dos (02) perforaciones geotécnicas profundas y once (11) muestreos Jumbo Piston Core (JPC), para determinar las características sedimentológicas del suelo. Describiendo la información de las perforaciones que superan los 7 m, con recuperación y ensayos combinados entre sondeo CPT (Wison) y muestreo imperturbado con tubos de pared delgada (Shelby 3”).

En la exploración del suelo marino del campo Mejillones con extensión de 278 km², se observan sedimentos no consolidados, sobresaturados de agua de tipo fango limo arcilloso hacia el tope y hacia la base son más calcáreas, con presencia de conchas y coral. A partir de la información de las perforaciones que superan los 7 m, se aprecia material granular con fragmentos de conchas, hasta 22 m, de aquí vuelve a aparecer el material fino (arcilla o limo), arenosos o con fragmentos de conchas.

Esta secuencia se observó hasta los 40 m en PSM2 y hasta 120 m de PPM3, donde no hay variación en estos 80 m adicionales, ya que sólo se recuperó arcilla. Los lodos calcáreos en el campo pertenecen a un ambiente de plataforma. A través de las muestras de los sondeos JPC (Figura 10), se determinó que la zona se compone por arcillas y limos orgánicos de alta plasticidad; arcillas de alta plasticidad con fragmentos de conchas y corales. Se distinguen capas de materiales granulares, que aparecen después de 4 m.

Figura 10. Mosaico batimétrico del campo Mejillones con la ubicación con las muestras geotécnicas.

· Identificación de los sedimentos recientes encontrados en el campo Río Caribe: la exploración del suelo marino en el campo Río Caribe, comprendió sólo dos sondeos con Jumbo Piston Core y cuatro perforaciones profundas con toma de muestras tipo Shelby de 3” y ensayo de piezocono (CPTu).

Con los dos sondeos JPC realizados en Río Caribe, se identificaron los sedimentos existentes hasta una profundidad de 7 m, desde el lecho marino hasta 3,86 m, se encuentran arcillas intercaladas con limos orgánicos, depositados producto de la decantación de material fino remanente de las corrientes fluviales, así como materia orgánica proveniente de la decantación de restos de organismos planctónicos y bentónicos.

Posteriormente se presenta arenas arcillosas depositadas por episodios de aumento de energía de transporte, un posible mecanismo de deposición son las tormentas en episodios de aumento repentino de la carga fluvial de edades del Pleistoceno, las pulsaciones regresivas del nivel del mar implicando ambientes sedimentarios marinos someros.

Finalmente, se presentan fragmentos de conchas y corales, mientras las perforaciones profundas indican el hecho de que el depósito de material fino de alto espesor evidencia un ambiente sedimentario de poca energía durante un largo período, la cual luego aumentó dando lugar al depósito de arenas; e incluso material más fino, con fragmentos de conchas y corales, lo cual evidencia comunidades arrecifales dentro del área. Al igual que el campo Mejillones, los lodos calcáreos pertenecen a un ambiente de plataforma (Figura 11).

Figura 11. Mosaico batimétrico del campo Río Caribe con la ubicación con las muestras geotécnicas.

Evaluación de amenazas geológicas

La evaluación de las amenazas geológicas en los sistemas costa afuera para las actividades de las industrias gasíferas, aborda tanto a las condiciones del fondo marino como los peligros del subsuelo poco profundo, donde pueden destacarse los que incluyen irregularidades en el relieve del lecho marino, áreas de posible inestabilidad en el sedimento, acciones tectónicas, así como las expulsiones de fluidos presurizados. Por lo general las consideraciones de las amenazas podrían ser descritas como condiciones específicas del área y suelo que conlleven a riesgos potenciales durante la perforación de pozos y la construcción de infraestructuras.

· Identificación de amenazas geológicas en el campo Mejillones: para reducir las posibles amenazas geológicas en el Campo Mejillones es necesario evaluar las causas que intervienen en la activación de la inestabilidad del suelo marino, al igual que las irregularidades y la posible emanación de gas (Figura 12).

· Inestabilidad del suelo marino: tomando en cuenta la naturaleza y estado del sedimento del fondo marino y los mecanismos de fallas asociados, así como en la seguridad de las estructuras y tuberías, y actividades de perforación y operaciones de campo se evalúa la actividad sísmica y la tasa de sedimentación (Figura 12).

· Amenaza sísmica: el polígono de adquisición del campo se encuentra encerrado por las áreas fuentes de sismicidad intermedia 3,4 y elevada 5 y 6 en la escala sismológica de magnitud de momento (Mw) en FUNVISIS (Fundación Venezolana de Investigación Sismológica) de acuerdo con los criterios de la norma venezolana “Edificaciones Sismorresistentes” COVENIN 1756-1:2001 predominando la sismicidad intermedia que aunado al modelo estructural levantado, donde las fallas existentes no se encuentran en las cercanías de la infraestructura y tuberías, no constituyen una causa relevante de inestabilidad del suelo; sin embargo, debe ser un factor de riesgo a considerar en las fases de diseño y construcción de la infraestructura.

· Tasa de sedimentación: el aporte sedimentario de los ríos aledaños sugiere un ambiente de plataforma, con capas de arcilla. El diseño de la plataforma que se desea instalar, se encuentra sobre una capa muy fina de arcilla orgánica de alta plasticidad, representando bajo riesgo de deslizamiento en esta zona. Los puntos de perforación DC1 y DC3 indicado para el diseño de ingeniería se ubican sobre una capa de arcillas de alta plasticidad muy blanda (indicada por la perforación PSM2 y JXM7), mientras que el punto DC2 se encuentra en el tope de arenas con contenido carbonático (JXM4), siendo zonas estables para la instalación de infraestructura.

· Irregularidades del fondo marino: dentro del área de cobertura de la batimetría multihaz en campo Mejillones fueron observados tres grupos importantes de irregularidades en el fondo marino, estas irregularidades son depresiones tipo cráteres, elevaciones tipo mesetas y pináculos (Figura 12).

· Cráteres y pináculos: representan la mayor irregularidad del campo, al igual que la mayor amenaza para la instalación de infraestructura. Al N del punto DC1 pasa la tubería proveniente de la plataforma. En las cercanías de los puntos de perforaciones DC2 y DC3 se encuentran gran cantidad de pináculos con diámetros que no exceden 50 m.

· Mesetas carbonáticas: se pudo observar la presencia de elevaciones del lecho marino tipo mesetas, corroborado por los sondeos geotécnicos realizados, al O del bloque levantado que corresponde con la ubicación del punto DC2, se instalará en una zona delimitada por estas geoformas, al igual que el bloque N donde se localiza el punto DC3; aun cuando DC2 y DC3 atraviesan estas geoformas no representan una amenaza a la estabilidad de la infraestructura ya que estos depósitos arrecífales presentan poca alteración y baja pendiente; sin embargo, la resistencia de este tipo de suelo, debe ser considerada en el diseño de las estructuras a construir.

Presencia de gas en las capas superficiales: en los modelos generados para el estudio de las amenazas no se detectó la existencia de posibles bolsones de gas; sin embargo, debido a la presencia de cráteres en el campo, lo cual indica la posible emanación de fluidos presurizados a la superficie, este factor de riesgo debe ser siempre considerado en las fases de construcción de los pozos en el campo.

Figura 12. Mapa de amenazas geológicas en el campo Mejillones.

· Identificación de amenazas geológicas en el campo Río Caribe: se presenta la evaluación de las amenazas geológicas como resultado de la inestabilidad e irregularidades del suelo marino, así como la posible emanación de gas (Figura 13).

· Inestabilidad del suelo marino: es considerada una amenaza geológica debido a su potencial de dañar las instalaciones localizadas en la zona, tomando en cuenta la naturaleza y estado del sedimento del fondo marino y los mecanismos de fallas asociados, así como la seguridad de las estructuras y tuberías, y en las actividades de perforación y operaciones de campo.

· Actividad sísmica: en el mapa de fallas se detectó un sistema de fallas normales en el central del campo, donde se encuentra la infraestructura, siendo el principal rasgo estructural que genera alto índice de amenaza para la zona donde se prevé la instalación de la localización RCIPD6 es la falla normal interpretada a 20 m al Sur de la localización al igual que el recorrido propuesto para el tendido de la tubería que va de la plataforma a las localizaciones RCIPD6 y RCIPD7 que atraviesa dichas fallas; mientras para la plataforma y las localizaciones FPSO y RCIPD7 representa una amenaza baja ya que la distancia de éstas al sistema de fallas superan los 500 m. Se debe considerar que este campo se encuentra en zonas de sismicidad intermedia 3 y 4 en la escala sismológica de magnitud de momento (Mw) en FUNVISIS pudiendo reactivase por movimiento sísmico (Figura 13).

· Tasa de sedimentación: debido a que en el campo Río Caribe presenta pendientes de hasta 12°, los taludes que delimitan los cráteres pueden hacerse inestables y deslizarse lateralmente hacia el centro de estos, estimándose que la profundidad de la superficie de deslizamiento sea igual a la de los cráteres. La zona de la plataforma es un área de 500 metros donde se propone instalar la Plataforma de Cabezales (WHP) y la Plataforma Central de Producción (CPP) se encuentra sobre sedimentos recientes de arcillas de alta plasticidad, muy blandas hasta los 4 metros de espesor, (según lo indicado por las perforaciones PPR1 y PPR2), la unidad flotante (FPSO) al igual que la localización RCIPD6 y RCIPD7 se encuentran sobre una capa de arcilla orgánica de alta plasticidad con fragmentos de concha, generando un índice de amenaza de intermedio a bajo (Figura 13).

· Irregularidades del fondo marino: en el área que comprende la batimetría realizada en este campo fueron observados cuatro grupos importantes de irregularidades en el fondo marino, estas irregularidades son depresiones tipo cráteres, pináculos, elevaciones tipo mesetas y paleocanales (Figura 13).

· Cráteres y pináculos: ocupan la mayor parte del bloque, la infraestructura diseñada para este campo cruza gran cantidad de depresiones a lo largo de su trayectoria. La zona de plataforma no se encuentra afectada por ellas, aun cuando a 300 m al Este se observa un cráter de 170 m de diámetro; las localizaciones RCIPD6 y RCPID7 se hallan en zonas de alta irregularidad lo que representa gran amenaza para la instalación de dicha infraestructura ya que se desconoce el grado de actividad y frecuencia de aparición (Figura 13).

· Mesetas carbonáticas: en la batimetría realizada se muestran montículos considerables en la parte central con profundidades que oscilan entre -83 y -87 m, donde se instalara la plataforma, siendo el lugar ideal para esta infraestructura ya que debido a su origen de comunidades arrecífales durante periodos de regresión marina, representando baja amenaza (Figura 13).

· Paleocanal: dentro del área se encontraron dos paleocanales producto de regresión marina, registrando 90 m de ancho y 4 m de profundidad al O de la unidad flotante FPSO. El tramo de la línea de flujo de producción submarina que va desde la plataforma a la localización RCIPD6 atraviesa el paleocanal menos visible encontrado al SE del bloque, estas geoformas representan amenaza intermedia para la instalación de estas estructuras (Figura 13).

· Gas en las capas superiores: aunque sólo se tiene evidencia de la presencia de gas en la meseta carbonática donde se ubica la perforación PPR2, por lo que se ameritó la suspensión de la misma, sin embargo, no se puede descartar la presencia de gas en el resto de la zona (Figura 13).

Figura 13. Mapa de amenazas geológicas en el campo Río Caribe.

Conclusiones

1. Las profundidades del fondo marino van desde 82 m hasta 110 m en el campo Mejillones, y desde 78 m hasta 95 m referidos al nivel medio del mar en el campo Río Caribe, ambos haciéndose más profundos al NE.

2. Tanto la batimetría como los mosaicos obtenidos de los perfiladores de fondo y sísmica 2D muestran que la morfología del fondo marino en ambos campos es irregular; dicho relieve se caracteriza por la presencia de geoformas como cráteres, mesetas carbonáticas, pináculos y paleocanales, esta última sólo presente en el campo Río Caribe. La geoformas predominantes en estos campos son los cráteres con diámetros entre 50 y 150 m representando el principal factor de irregularidad.

3. Las pendientes promedio en el campo Mejillones oscilan entre 0° y 3°, siendo mayores las del campo Río Caribe que se ubican entre 2,5° y 6,5°.

4. Las fallas encontradas en ambos campos son producto de la reactivación de las estructuras preexistentes en la zona, como consecuencia de la colisión entre las placas Caribe y Suramérica.

5. Los resultados del estudio geotécnico determinaron que los sedimentos blandos encontrados en los primeros metros de ambos campos se componen principalmente por limos y arcillas, seguidas de material coralino y fragmentos de conchas, y corresponden a un ambiente de plataforma, producto de una transgresión marina. La presencia de material arcilloso en la perforación PPR1 y la ausencia del mismo en PPR2 nos indica que la meseta carbonática no presenta morfología regular, comprendiendo depresiones, donde se depositan materiales finos por decantación; siendo este primer estrato donde modelan las diferentes formas del lecho marino.

6. La sismicidad de la zona es uno de los principales factores a considerar en cada fases de diseño y construcción de infraestructura ya que estos campos se encuentran encerrados por áreas fuentes de sismicidad intermedia 3,4 y elevada de 5 y 6 en la escala sismológica de magnitud de momento (MW) interviniendo en la activación de la inestabilidad del suelo marino, así como en las irregularidades y la posible emanación de gas a la superficie.

Referencias

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The author(s) declare(s) that she/he/they has/have no conflict of interest related to hers/his/their publication(s), furthermore, the research reported in the article was carried out following ethical standards, likewise, the data used in the studies can be requested from the author(s), in the same way, all authors have contributed equally to this work, finally, we have read and understood the Declaration of Ethics and Malpractices.

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