Análisis de fracturas geológicas en el pozo Agrícola Oriental 2C, Ciudad de México y su relación con fallas mayores

Abstract

Vásquez Serrano et al. RMCG | v. 36 | núm. 1 | www.rmcg.unam.mx | DOI: http://dx.de fracturas geológicas en el pozo Agrícola Oriental 2C, Ciudad de México y su relación con fallas mayores: Revista Mexicana de Ciencias Geológicas, v. 36, núm. 1, p. 38-53. RESUMENEn años recientes, en la Ciudad de México se han realizado varios pozos exploratorios de hasta 2000 m de profundidad, con el fin de encontrar acuíferos que ayuden a disminuir el desabasto de agua potable para el área metropolitana. En particular, en el pozo Agrícola Oriental 2C, perforado en la Alcaldía de Iztacalco, se recuperaron varios núcleos, uno de los cuales mide 9 m, ubicado entre 1550 y 1559 m de profundidad, cercano al contacto entre rocas calcáreas del Cretácico y rocas volcánicas del Oligoceno, a ~1560 m de profundidad. El núcleo muestra que las rocas volcánicas se encuentran afectadas por una cantidad importante de fracturas, las cuales pueden ser divididas en dos familias con base en su relleno y relaciones de corte (F1 y F2). Las fracturas más jóvenes (F2) se relacionan con una falla, llamada informalmente en este trabajo falla Agrícola Oriental, que pone en contacto rocas sedimentarias y volcánicas.Palabras clave: fractura geológica; análisis fractal; arreglo de fracturas; intensidad de fracturas; falla Agrícola Oriental. ABSTRACTIn the last years several exploratory wells have been drilled in Mexico City down to 2000 m depth, with the aim to explore deep aquifers to cover the water deficiency in the metropolitan area. In particular, in the Agricola Oriental 2C well, located in the Iztacalco municipality, several cores were recovered; one of them is 9 m long, located between 1550 and 1559 m depth. This core is situated close to the contact between an Oligocene volcanic unit and a Cretaceous limestone at ~1560 m depth. The study core shows that the volcanic rocks are affected by an important number of fractures, which can be divided into two families according to their intersection relationships and fill material (F1 and F2). The younger fractures (F2) are related with a fault, informally named here as Agricola Oriental fault, which sets in tectonic contact the sedimentary and the volcanic rocks.The fractures were characterized through a detailed analysis of their number, geometry and spatial arrangement, using the scan line method and taking into account both families of fractures. These variables were expressed such as fracture intensity, box and correlation fractal dimensions, Lyapunov exponent, variation coefficient, and cumulative frequency exponent. Our results show that the spacing between fractures and the aperture follow a power law in a log-log graph of the cumulative frequency analysis that results in a fractal behavior. The pattern values showed in the fracture intensity, fractal dimension, Lyapunov exponent, and aperture cumulative frequency exponent progressively diminish as the distance to the fault increases. In turn, the coefficients of variation and spacing cumulative frequency exponent have a different pattern: Análisis de...

Densidad, longitud y conectividad de fracturas en una zona de falla: el caso de la falla San Miguel de Allende

“…El patrón de densidad de fracturas es similar a lo que se observa con los valores de dimensión de caja y su variación con la distancia a partir del núcleo de la falla y con el espesor de las capas (Figuras 6 y 7). La dimensión de caja se relaciona de manera directa con la cantidad de fracturas como se ha sugerido en algunos trabajos (Barton y LaPointe, 1995;Vásquez-Serrano, 2013;Vásquez-Serrano et al, 2021), lo cual es confirmado con lo observado en la zona de daño de la falla San Miguel de Allende (Figura 5).…”

“…Con estos programas es posible obtener parámetros como: dimensión de caja, dimensión de fragmentación, orientación, conectividad y longitud de fracturas. En muchos trabajos, asociados principalmente con el conocimiento de la deformación frágil y la exploración de hidrocarburos y acuíferos, se ha probado con éxito la aplicación de estos parámetros (Nieto-Samaniego et al, 2003, 2005bBarton y LaPointe, 1995;Cladouhos y Marrett, 1996;Babadagli, 2002;Manzocchi, 2002;Vásquez-Serrano, 2013;Hooker et al, 2015;Sanderson y Nixon, 2018;Laubach et al, 2018;Rizzo et al, 2017;Vásquez-Serrano et al, 2019Tarazona-Lizcano et al, 2021;Liso et al, 2022;Alcock et al, 2023), lo cual hace atractivo su uso en el estudio detallado de las fracturas en zonas de daño de fallas kilométricas. Los resultados obtenidos en este trabajo pueden ser fundamentales en estudios futuros para conocer el papel de las fracturas en la generación de acuíferos en el basamento mesozoico y el potencial geotérmico de la región de San Miguel de Allende, Guanajuato.…”

Frackita-v1: un código en Matlab® para el análisis de fracturas geológicas en 1D

“…Este parámetro mide la cantidad de fracturas por unidad de longitud (Mauldon et al, 2001;Moreno-Sánchez y García-Cornejo, 2006;Vásquez-Serrano et al, 2019). Para medir la intensidad de fracturas se suelen usar líneas de muestreo rectas o circulares, donde se cuenta el número de fracturas que son cortadas por dicha línea (Moreno-Sánchez y García-Cornejo, 2006).…”

“…En lo que se refiere al análisis en una dimensión (líneas de muestreo), no existe un programa de cómputo que automatice el cálculo de parámetros asociados con la distribución, arreglo y cantidad de fracturas, lo cual dificulta el análisis de los datos de espaciamiento entre fracturas haciéndolo más tardado. En este trabajo se desarrolló un código en MATLAB® que automatiza el cálculo de parámetros como: dimensión de caja en 1D, dimensión de correlación, exponente de Lyapunov, coeficiente de variación e intensidad de fracturas (número de fracturas por unidad de longitud) tomando como base la teoría publicada en otros trabajos (Barton y LaPointe, 1995;Gillespie et al, 1999;Riley et al, 2011;Vásquez-Serrano et al, 2019). Adicionalmente, el código incluye la generación de distribuciones de fracturas sintéticas mediante la construcción de un polvo de Cantor determinístico (Mandelbrot, 1967;Turcotte, 1992) y aleatorio, lo cual es útil para conocer el papel de la distribución y el arreglo de las fracturas en los valores de los parámetros que calcula el código (Vásquez-Serrano, 2013).…”