Facies, arquitectura y evolución secuencial de sistemas fluviales efímeros en el registro mesozoico de la Cuenca Neuquina
Authors:   , Coronel Marina Denise 
Published: June 2021

Estudios recientes han destacado que la variabilidad en el régimen de descarga es un factor que condiciona significativamente el registro sedimentario de los sistemas fluviales y aluviales. Sin embargo, son escasos los estudios enfocados a sucesiones fluviales vinculadas a regímenes de descarga variables; lo cual es aún más notorio cuando se compara con la gran disponibilidad de información y casos de estudio publicados sobre el registro sedimentario de sistemas fluviales perennes. En las regiones áridas y semiáridas, donde el régimen de descargas es típicamente variable, es frecuente el desarrollo de sistemas fluviales terminales, más recientemente nombrados como sistemas fluviales distributivos (DFS). Los mismos constituyen un estilo de sistema fluvial caracterizado por cursos de agua cuya terminación se produce antes de que éste desemboque en otro cuerpo de agua significativo. En los últimos años, los modelos de facies en torno a estos sistemas han sido puestos en discusión, dada su alta frecuencia relativa en contextos continentales, y la expansión de la exploración de hidrocarburos hacia esos ambientes. Si bien existen modelos de facies desarrollados a partir de ejemplos específicos, la aplicabilidad de los mismos a otros casos de estudio no ha sido evaluada. En este marco, el presente trabajo está destinado a estudiar en detalle sucesiones asociadas con la acumulación de sistemas fluviales distributivos en escenarios de descarga variable, en aras de aportar información innovadora que permita avanzar en el conocimiento de estos sistemas de acumulación. Así, la hipótesis inicial de trabajo es que los sistemas fluviales distributivos con régimen de descarga efímero son responsables de la acumulación de sucesiones de facies características, que pueden ser claramente diferenciadas de aquellas acumuladas a partir de sistemas fluviales perennes. Estas particularidades influirían necesariamente en la heterogeneidad interna, geometría, escala y distribución de facies gruesas, y tendrían, por lo tanto, radical importancia a la hora de caracterizar reservorios de hidrocarburos en este tipo de depósitos. De esta manera, los principales objetivos de este trabajo serán la construcción de un modelo de facies para sistemas fluviales distributivos efímeros y la evaluación de su aplicabilidad a otros casos de estudio y al análisis de información de subsuelo. ara avanzar sobre estos objetivos fue necesario planificar una metodología y seleccionar casos de estudio apropiados. Considerando que los sistemas fluviales distributivos constituyen sistemas de grandes dimensiones, con características altamente variables en las distintas zonas del sistema se optó por estudiar a los subambientes proximal y medio-distal por separado, e integrarlos posteriormente. Este flujo de trabajo posibilitó el análisis al detalle de cada subambiente, permitiendo para cada uno un enfoque que responda a sus problemáticas particulares. Posteriormente, con el objetivo de analizar la aplicabilidad del modelo al análisis de sucesiones de subsuelo, se seleccionaron además dos casos de estudio en el subsuelo. Todas las sucesiones seleccionadas como casos de estudio corresponden al relleno sedimentario de la Cuenca Neuquina. A lo largo de la historia de la cuenca, la depositación en contextos continentales bajo condiciones de clima semiárido, árido e inclusive hiperárido, fueron recurrentes; convirtiéndola en un laboratorio ideal para el estudio de sucesiones fluviales asociadas a estos escenarios y a regímenes de descarga efímeros. Asimismo, varias unidades del relleno mesozoico de la cuenca atribuidas a la acumulación por parte de sistemas fluviales efímeros constituyen excelentes reservorios convencionales de hidrocarburos, siendo de especial trascendencia la elaboración de modelos de facies predictivos con potencial aplicación al análisis de información de subsuelo. Una metodología sedimentológica es transversal a todo el trabajo, incluyendo análisis de facies, de transiciones de facies y arquitectural de sucesiones aflorantes y de subsuelo, que fue combinada con metodologías específicas que cada caso de estudio requirió. El subambiente proximal fue caracterizado a partir del estudio en afloramiento de la Formación Tordillo en el área de Río Neuquén, donde un total de 24 perfiles principales fueron relevados a diferentes escalas en la sucesión de interés; sumando un espesor total relevado de 263 m. Para este subambiente fueron definidas 12 facies sedimentarias asociadas a flujos gravitacionales, fluidos y subaéreos. Para comprender la naturaleza de las crecidas y cómo variaban los flujos en el tiempo se analizaron las transiciones verticales de facies definiendo tipos de capas. Así, 7 tipos de capas fueron definidas, e interpretadas como crecidas con diferente concentración de sedimento, diferente grado de canalización y variable tasa de desaceleración del flujo. A partir del análisis arquitectural fueron identificados 5 elementos arquitecturales, de los cuales 3 se asocian a flujos gravitacionales, 2 a flujos fluidos subácueos y 1 a flujos subaéreos. A su vez, la mayoría de estos elementos posee geometrías mantiformes y quedan asociados a flujos no canalizados. El subambiente medio-distal fue caracterizado a partir del estudio en afloramiento de la Formación Tordillo en el área de Loncopué. Allí fueron relevados 35 perfiles a diferentes escalas en la sucesión de interés; sumando un espesor total relevado de 640 m. Como resultado del análisis de facies fueron definidas 13 facies, las cuales comprenden conglomerados intraformacionales, areniscas, areniscas fangosas y fangolitas. La proporción relativa de facies fue cuantificada, destacándose la alta proporción de facies arenosas asociadas a alto régimen de flujo. El análisis de capas permitió identificar 7 tipos de capas y diferenciar entre las que representan eventos de crecidas con desaceleración rápida o gradual; y entre crecidas con diferente grado de canalización. A partir del análisis arquitectural, 5 elementos arquitecturales fueron definidos, de los cuales 3 corresponden a depósitos no canalizados y 2 a depósitos canalizados. Los elementos no canalizados predominan en este subambiente, y corresponden a Depósitos de Grano Fino, Depósitos de Lóbulo Arenosos, y Depósitos de Lóbulo Fango-arenosos. Los Depósitos de Lóbulo Arenosos son elementos arquitecturales distintivos de del subambiente medio-distal, que fueron descriptos como cuerpos compuestos, por lo que fue desarrollado un esquema jerárquico para su análisis. De acuerdo a este esquema, cada lóbulo queda conformado por cuerpos arenosos de menor jerarquía denominados ‘elementos de lóbulo’. Cada elemento de lóbulo, a su vez, está formado por capas, las cuales componen el elemento arenoso de menor jerarquía del esquema. Los depósitos de lóbulo quedan separados entre sí por depósitos de grano fino denominados ‘inter-lóbulos’; mientras que los elementos de lóbulo, a su vez, quedan limitados por depósitos de grano fino denominados ‘elementos de inter-lóbulo’. Así, según el modelo de facies propuesto en este trabajo, las zonas proximales del sistema quedan caracterizadas por una compleja interacción de procesos gravitacionales y fluidos. En la zona más proximal del lóbulo activo predominan los depósitos asociados a flujos de detritos, mientras que hacia la zona media del subambiente predominan los depósitos asociados a flujos híperconcentrados. En las zonas medias a distales de este subambiente son frecuentes los depósitos asociados a flujos fluidos pobremente canalizados y de alta energía, con evidencias de exposición subaérea. Finalmente, hacia la zona distal y externa del subambiente, predominan los depósitos arenosos asociados a flujos híperconcentrados con retrabajo eólico, lo cual se interpretó como evidencia de exposición subaérea prolongada; implicando que estas zonas sólo serían alcanzadas por las crecidas eventualmente, quedando expuestas la mayor parte del tiempo. El subambiente medio-distal se caracteriza por el desarrollo de lóbulos terminales arenosos en una llanura aluvial fangosa. El sector proximal de este subambiente es el único para el cual fueron identificados depósitos de relleno de canal asociados a redes de canales someros, de alta energía, que alimentaban los lóbulos. El sector medio a distal, en cambio, predominan los depósitos de lóbulos terminales cuyo registro se caracteriza por un sector axial arenoso, que hacia las zonas externas pasa de manera transicional a depósitos fango-arenosos, hasta finalmente interdigitarse con los depósitos de grano fino asociados a la planicie. De esta manera, en este estudio se propone un modelo de facies para sistemas fluviales distributivos (DFS) asociados a un régimen de descarga variable. Dicho modelo demuestra que los DFS efímeros son responsables de la acumulación de sucesiones de facies características, las cuales pueden ser claramente diferenciadas de aquellas acumuladas a partir de sistemas fluviales perennes. Entre estas características se destacan: (i) la alta frecuencia de facies asociadas a alto régimen de flujo; (ii) la interacción entre procesos gravitacionales y fluidos en la zona proximal; (iii) la predominancia de elementos no canalizados a lo largo de todo el sistema; y (iv) las evidencias de depositación rítmica y de exposición subaérea asociadas tanto a elementos de canal como a elementos no canalizados. A su vez, tanto la zona proximal como la media-distal presentan evidencias de cambios en la posición del lóbulo depositacional activo, interpretadas como procesos de avulsión autocíclica. Mediante un metanálisis que involucró la utilización de una base de datos de arquitectura fluvial (la FAKTS), el modelo desarrollado en este trabajo y sus parámetros fueron comparados a diferentes escalas con múltiples casos de estudio publicados para sistemas fluviales distributivos con régimen de descarga efímero. Los atributos del modelo se ubican rondando la media resultante para el conjunto de todos los datos disponibles para este tipo de sistemas fluviales; por lo que el modelo puede considerarse representativo de los mismos, mejorando su valor como referencia para la comparación, interpretación y predicción. Finalmente, la aplicabilidad de los resultados obtenidos al estudio de sucesiones de subsuelo fue evaluada mediante el análisis de datos correspondientes a dos casos de estudio en el subsuelo. El primero corresponde a depósitos areno-conglomerádicos de la Formación Tordillo en el sector sur de Mendoza; para el cual se describieron 9 m de testigos de corona correspondientes a un pozo ubicado en el bloque de Altiplanicie del Payún, área de Cerro Negro; y 19 m de testigos de corona correspondientes a un pozo ubicado en el bloque de Cañadón Amarillo. El segundo caso de estudio corresponde a depósitos areniscas y fangolitas de la Formación Rayoso en el sector norte de Neuquén, donde la Formación Rayoso queda comprendida por potentes depósitos clásticos y evaporíticos. Para este caso de estudio se describieron 160 m de testigos de corona correspondientes a un pozo ubicado en el área Lomita Sur, y se analizaron perfilajes de rayos gamma de ese pozo y de pozos aledaños. Tanto los testigos de corona de ambos casos de estudio como los perfilajes fueron puestos a disposición por YPF S.A. en el marco del convenio colaborativo YPF-CIG. Para ambos casos de estudio fue posible interpretar una posición de la sucesión analizada dentro del sistema, y brindar herramientas predictivas que permitan hacer más eficiente la búsqueda de depósitos con potenciales propiedades favorables como reservorio. A su vez, mediante la aplicación del esquema jerárquico para lóbulos terminales, fue comprobada la utilidad de los interlóbulos como herramienta de correlación lateral entre pozos (dentro de un distanciamiento determinado). Asimismo, las variaciones laterales de los depósitos de lóbulo coincidían con las descriptas en el modelo de facies, lo cual pudo apreciarse incluso a escala de elemento de lóbulo. Esto demostró el significativo impacto que los estudios sedimentológicos de las características del aquí planteado pueden tener en la definición de elementos clave para la caracterización de reservorios fluviales.