Oljetankern, som heter Fortune, tog sig in i zonen på lördagskvällen lokal tid.
Statlig tv i Venezuela visade bilder på flottfartyg och flygplan som förberedde sig på att möta och eskortera fartyget in till hamn.
Fem oljetankrar från Iran som beräknas ha omkring 1,5 miljoner fat bensin och alkylatbensin ombord är på väg till Venezuela.
USA har infört kraftiga sanktioner som bland annat syftar till att strypa oljeexporten från både Iran och Venezuela. I april meddelade USA:s militär att den skärper sin närvaro i havet i närheten av Venezuela.