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La única de las grandes cuencas sin salida al mar abarca una pequeña área de 3.100 Km² alrededor del Lago de Valencia, en el que drenan sus aguas principalmente ríos de montaña provenientes de la ladera sur de la Serranía del Litoral y de la ladera norte de la Serranía del interior. Sus principales afluentes son los ríos Tapa Tapa, Güigüe, Tocorón, Aragua y Mariara.
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Tiene una extensión de 87.000 Km², integrada por los estados Apure, Barinas y Portuguesa, cuenta con 350 pozos activos y una capacidad de producción de 166 millones de barriles diarios. Su producción en el año 2000 fue de 40.563 millones de barriles, 3,52% del total nacional.
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La cuenca del río Negro abarca unos 11.900 Km² dentro de Venezuela y constituye un vínculo entre las cuencas del río Orínoco y el río Amazonas a través del canal del Casiquiare.
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Se extiende desde Barlovento, en el estado Miranda, hasta el Golfo de Cariaco en Sucre, está cubierta en su mayor parte por el Mar Caribe y tiene una extensión de 14.000 Km². Actualmente se realizan estudios para determinar el valor comercial del petróleo que potencialmente pueda existir.
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Constituye la agrupación de gran cantidad de cuencas menores, es comúnmente dividida en las porciones Noroccidental, norcentral y nororiental abarcando aproximadamente 80.000 Km² del litoral caribeño. La mayor parte de sus ríos provienen del lado septentrional de la Cordillera de la Costa.
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La cuenca del río Cuyuní constituye un importante margen de la cuenca alta del río Esequibo, abarcando aproximadamente 40.000 Km² dentro del extremo oriental de Venezuela, en la frontera con la «Zona en Reclamación» de la Guayana Esequiba. Sus principales afluentes son los ríos Yuruán, Yuruarí y Venamo.
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Está relacionada geológicamente con la cuenca del Lago de Maracaibo y su participación en la producción petrolera fue en el año 2000 de 375 millones de barriles, es decir 0,03% de la producción total.
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Comprende las zonas petroleras de los estados Anzoátegui, Monagas, Guárico, Sucre y Delta Amacuro, con una extensión de 153.000 Km² es la más extensa y primera en importancia. Cuenta con más de 3.300 pozos activos y una producción de 573.611 millones de barriles para el año 2000, lo que representa el 49,8% de la producción nacional.
