Análisis sismoestratigráfico de un sistema de clinoformas cenomanienses en las Fms. Dosante-Arceniega y su evaluación como posible almacén geológico de CO2 (Cuenca Vasco-Cantábrica, NW de Álava / NE de Burgos, España)

Abstract

Numerosos investigadores y prestigiosos equipos de trabajo han aportado al conocimiento geológico de la Cuenca Vasco-Cantábrica, siendo históricamente analizada en estudios regionales y locales, tanto en afloramientos como en el subsuelo, en gran medida impulsados por el interés en la exploración de recursos energéticos, sin dejar de lado la perspectiva geocientífica. Sin embargo y a pesar de la intensa actividad exploratoria, muchas estructuras en el subsuelo de la región al contar con menos información, presentan aún varios aspectos por investigar a detalle. Tal es el caso del sistema de clinoformas dispuestas en el Monoclinal de Artziniega, asociadas a la transición lateral entre la Fm. Dosante y la Fm. Arceniega, del Cenomaniense Medio-Superior y que constituyen el objeto de estudio de esta investigación. No se tiene constancia de interpretaciones previas de esas arquitecturas sedimentarias. El trabajo parte de un estudio sismoestratigráfico, por ello tiene como objetivo la identificación, delimitación y caracterización de varias secuencias de clinoformas, definiendo además durante el proceso los patrones de distribución, la forma externa y la organización interna de las facies sísmicas que forman la arquitectura sedimentaria estudiada. Tras el análisis del papel de las facies y el reconocimiento de sus variaciones laterales y verticales, se ha elaborado un modelo de superficies a partir de algunos límites claves del set de secuencias, en este caso la base y el techo de las facies calcáreas de la Fm. Dosante situadas en el topset de las clinoformas. El resultado son dos mapas estructurales de isócronas en tiempo doble. Desde el punto de vista aplicado a la exploración se han considerado como posible almacén geológico las facies calcáreas que constituyen dichas clinoformas. Por analogía con los datos descriptivos de la Fm. Dosante en los sondeos La Hoz-1 y Hoz-2 se planteó un almacén con porosidad secundaria y permeabilidad asociada a fracturación. Al valorar conservadoramente la capacidad de almacenamiento de la estructura se ha estimado una capacidad potencial de entre 97 - 292 Mt de CO2. Finalmente se discute la idoneidad del sistema de clinoformas para ser tenido en cuenta como estructura favorable para el almacenamiento geológico de CO2, en ese sentido lo primero que se reconoce es una capacidad del almacén muy elevada, aun si emplease solo la mitad del espacio disponible para un escenario de solo un 5% de porosidad el posible almacén admitiría cerca de 50 Mt de CO2 solo en estado supercrítico. Dentro de los aspectos metodológicos trabajados se hace una interpretación de las características definidas en la sísmica en términos de su significado geológico, se propone un modelo de deposición para las unidades estratigráficas estudiados a través de estratigrafía de secuencias. Se discuten datos paleogeográficos tales como posibles cambios en la tasa de subsidencia de la cuenca, disminución o aumento de la velocidad de sedimentación, y cambios eustáticos del nivel del mar. Sobre esto cabe mencionar que se identifica una marcada caída del nivel mar durante el Cenomaniense Medio-Superior.Numerous researchers and prestigious work teams have contributed to the geological knowledge of the Basque-Cantabrian Basin, historically being analyzed in regional and local studies, both in outcrops and in the subsoil, largely driven by interest in the exploration of energy resources, without neglecting the geoscientific perspective. However, despite the intense exploratory activity, many structures in the region's subsoil, having less information, still present various aspects to be investigated in detail. Such is the case of the system of clinoforms arranged in the Artziniega Monoclinal, associated with the lateral transition between the Fm. Dosante and the Fm. Arceniega, from the Middle-Upper Cenomanian and which constitute the object of study of this research. There is no record of previous interpretations of these sedimentary architectures. The work is based on a seismostratigraphic study, therefore its objective is the identification, delimitation and characterization of several clinoform sequences, also defining during the process the distribution patterns, the external shape and the internal organization of the seismic facies that form the architecture. sedimentary studied. After the analysis of the role of the facies and the recognition of their lateral and vertical variations, a surface model has been elaborated from some key limits of the set of sequences, in this case the base and top of the calcareous facies of the Fm . Dosante located in the topset of the clinoforms. The result is two structural maps of isochrones in double time. From the point of view applied to exploration, the calcareous facies that constitute said clinoforms have been considered as a possible geological deposit. By analogy with the descriptive data of the Fm. Dosante in the La Hoz-1 and Hoz-2 wells, a warehouse with secondary porosity and permeability associated with fracturing was considered. By conservatively assessing the storage capacity of the structure, a potential capacity of between 97 - 292 Mt of CO2 has been estimated. Finally, the suitability of the clinoform system to be taken into account as a favorable structure for the geological storage of CO2 is discussed, in this sense the first thing that is recognized is a very high storage capacity, even if it used only half of the available space for storage. In a scenario of only 5% porosity, the possible warehouse would admit about 50 Mt of CO2 only in a supercritical state. Within the methodological aspects worked on, an interpretation of the characteristics defined in the seismic is made in terms of their geological significance, a deposition model is proposed for the stratigraphic units studied through sequence stratigraphy. Paleogeographic data such as possible changes in the subsidence rate of the basin, decrease or increase in sedimentation velocity, and eustatic changes in sea level are discussed. On this it is worth mentioning that a marked drop in sea level is identified during the Middle-Upper Cenomanian.