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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.44.2019.tde-21012019-151001
Documento
Autor
Nome completo
André Luiz Silva Pestilho
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2018
Orientador
Banca examinadora
Monteiro, Lena Virginia Soares (Presidente)
Mendonça Filho, João Graciano
Rios, Francisco Javier
Rodrigues, René
Sawakuchi, Andre Oliveira
Título em português
Aplicação de inclusões fluidas à reconstrução da história de migração de hidrocarbonetos na Bacia Potiguar, RN
Palavras-chave em português
Análise de fácies
Bacia Potiguar
Diagênese
Geologia do Petróleo
Geoquímica orgânica
Inclusões fluidas
Resumo em português
As inclusões fluidas são valiosas fontes de informações na reconstrução da história de preenchimento de reservatórios por hidrocarbonetos e no entendimento da evolução das bacias sedimentares. Nesse estudo, as inclusões fluidas foram utilizadas com o objetivo de reconstruir a história diagenética e de migração dos hidrocarbonetos na Bacia Potiguar, uma importante província petrolífera situada no estremo leste da margem equatorial brasileira. Os métodos utilizados incluíram: análise faciológica, petrografia com epifluorescência sob luz ultravioleta, catodoluminescência, microscopia eletrônica de varredura, espectrofotometria de fluorescência do óleo sob luz ultravioleta, microscopia confocal de varredura a laser, análise geoquímica (biomarcadores) e modelagem de bacias unidimensional. Visando o estudo dos principais sistemas petrolíferos da bacia, quatro poços situados em quatros campos de petróleo maduros foram selecionados: (1) três campos em terra - Lorena (reservatório da Formação Pendência), Canto do Amaro e Baixa do Algodão (ambos tendo como reservatório a Formação Açu); (2) um campo em mar - o Campo de Ubarana (reservatório da Formação Açu e carbonatos da Formação Ponta do Mel). Nos campos de Canto do Amaro e Baixa do Algodão, os resultados mostraram que a diagênese precoce associada ao intenso processo de infiltração de argilominerais nos arenitos fluviais da Formação Açu inibiu o processo de cimentação e a formação de inclusões de petróleo. Esse fenômeno inviabilizou o estudo da Formação Açu na porção terrestre para fins do entendimento da migração de petróleo. Em contraste, na área de Ubarana, o aprisionamento das inclusões de petróleo na Formação Açu ocorreu tardiamente na história diagenética, com o aprisionamento das inclusões de petróleo em microfraturas curadas nos conglomerados de leques submarinos. Na Formação Ponta do Mel, as inclusões de petróleo foram aprisionadas, durante a mesodiagênese, em dolomita em sela em veios tardios, que cortam os carbonatos plataformais rasos. No campo de Lorena, o aprisionamento das inclusões fluidas de petróleo nos hiperpicnitos arcóseos da Formação Pendência ocorreu durante a mesodiagênese, em concomitância com a cimentação de albita e quartzo diagenético. As análises dos espectros de fluorescência das inclusões de petróleo mostraram que as inclusões de petróleo dos campos de Lorena e Ubarana apresentam diferentes valores de grau API, variada composição em termos de saturados, aromáticos, resinas e asfaltenos, além de não apresentarem evidência de biodegradação. Os espectros de fluorescência sugerem que múltiplos pulsos de migração foram registrados pelas inclusões de petróleo das formações Pendência e Ponta do Mel, enquanto que as inclusões de petróleo da Formação Açu registraram um pulso migratório homogêneo. As análises de biomarcadores mostraram que os óleos das inclusões fluidas da Formação Pendência são correlatos aos óleos lacustres do Graben de Umbuzeiro, ao passo que o óleo das inclusões fluidas da Formação Açu é correlato aos óleos mistos (gerados a partir de querogênios marinho e lacustre) presentes na zona de charneira de Areia Branca, gerados pela Formação Alagamar. No entanto, o óleo das inclusões fluidas da Formação Ponta do Mel possui características de fácies lacustres da Formação Alagamar (Membro Upanema). A ausência de óleos mistos nas inclusões da Formação Ponta do Mel sugere a entrada inicial de um óleo lacustre pelas fraturas dos carbonatos antes do preenchimento do Campo de Ubarana por óleos mistos. Os dados microtermométricos, de microscopia confocal de varredura a laser e de modelagem de bacias sugerem que o preenchimento inicial do reservatório de Lorena ocorreu durante a fase final do estágio rifte na área do Gráben de Umbuzeiro (entre o Barremiano e o Aptiano Tardio; ca. 129-124 Ma) com temperatura entre 62,7 e 80,6 °C e pressão entre 11,0 e 16,8 MPa. No Campo de Ubarana, fluidos hidrotermais migraram em conjunto com o petróleo durante o estágio inicial de preenchimento do reservatório. As modas das temperaturas de homogeneização total (Th(LV->L)moda) para as formações Açu (Th(LV->L)moda = 124-128 °C) e Ponta do Mel (Th(LV->L)moda = 115-130 °C) são mais altas do que as temperaturas do reservatório, tanto no passado como atualmente (temperatura atual extrapolada no reservatório = 110 °C). O modelamento isocórico das inclusões fluidas hospedadas em dolomita em sela da Formação Ponta do Mel sugere que o aprisionamento das inclusões ocorreu com temperatura entre 128,9 e 133,1 °C e pressão entre 10,6 e 12,9 MPa. Ainda com relação as inclusões hospedadas em dolomita em sela, os dados de temperatura e salinidade (intervalo modal entre 16 e 20 % em massa equivalente em NaCl+CaCl2) são similares aos de inclusões fluidas aprisionadas em minerais hidrotermais presentes em depósitos de Pb-Zn do tipo Mississippi Valey. Por fim, dado que as inclusões fluidas do Campo de Ubarana foram aprisionadas sob um regime de sobpressão e que o evento Magmático Macau (ca. 48-8,8 Ma) pode ter sido responsável por colocar as rochas geradoras da Formação Alagamar na janela de geração, o sistema hidrotermal no Campo de Ubarana é proposto como um sistema originado devido ao processo de movimentação das falhas em associação ao evento magmático regional.
Título em inglês
Application of fluid inclusions in the reconstruction of the hydrocarbon migration history in the Potiguar basin, RN
Palavras-chave em inglês
not available
Resumo em inglês
Fluid inclusions are an invaluable source of information in the reconstruction of the reservoir hydrocarbon filling history and in the understanding of sedimentary basin evolution. In this study, fluid inclusions were used with the primary aim of unravelling the diagenetic and hydrocarbon migration history in the Potiguar Basin which is an important petroliferous province located in the easternmost section of the Brazilian equatorial margin. Applied methods included facies analysis, ultraviolet epifluorescence petrography, cathodoluminescence and scanning electron microscopy, ultraviolet fluorescence spectrophotometry of petroleum inclusions, confocal scanning laser microscopy, organic geochemistry (biomarkers) analysis and unidimensional basin modeling. Aiming to study the main petroleum systems in this basin, a total of four wells located in four oilfields were chosen: (1) three onshore - Lorena (reservoir: Pendência Formation), Canto do Amaro and Baixa do Algodão (reservoir: Açu Formation); (2) one offshore - Ubarana Oilfield (reservoir: Açu Formation; and the adjacent carbonates from the Ponta do Mel Formation). The results indicated that the pervasive clay infiltration in the Açu Formation fluvial sandstones during the eodiagenesis inhibited the cementation and petroleum inclusion formation in the Canto do Amaro and Baixa do Algodão reservoirs. As a result, the use of fluid inclusions to understand petroleum migration was unfeasible in the onshore Açu Formation. In contrast, in the Ubarana area, petroleum inclusion entrapment in quartz pebble microcracks of the Açu Formation fan-delta conglomerates occurred during the late mesodiagenesis. In Ponta do Mel Formation shallow shelf carbonates, petroleum inclusions were entrapped in saddle dolomite veins during late mesodiagenesis. In the Lorena Oilfield, petroleum inclusions were entrapped in quartz and albite cements during the mesodiagenesis of the arkose hyperpycnites of the Pendência Formation. The petroleum fluorescence spectra showed that the Ubarana and Lorena petroleum inclusions had different API gravity, variable proportion of saturate, aromatic, resin and asphaltene compounds and were not biodegraded. Moreover, Pendência and Ponta do Mel inclusions suggest multiple pulses of hydrocarbon migration, while Açu inclusions record a homogeneous pulse. Biomarkers indicate that the Pendência and Açu inclusion oils correlate with reservoir oil extracts. The Pendência inclusion oils are similar to the lacustrine oils of the Umbuzeiro Graben (Pendência Formation), whereas the Açu inclusion oil displays closer biomarker signature to the Areia Branca trend of mixed oils (Alagamar Formation source rock). However, the oil from fluid inclusions of the Ponta do Mel has characteristics of the Alagamar Formation lacustrine organic facies. The absence of mixed-oils in the Ponta do Mel suggests an earlier lacustrine oil migration through the carbonate fractures prior to the main infill of mixed-oils in the Ubarana Oilfield. The fluid inclusion microthermometry, confocal scanning laser microscopy and basin modeling suggest that the initial filling of the Lorena reservoir occurred during the late rifting stage of the Umbuzeiro Graben (Barremian and Early Aptian; ca. 129-124 Ma) at 62.7-80.6 °C (11-16.8 MPa). In the Ubarana Oilfield, hydrothermal fluids migrated with the petroleum during the reservoir initial filling. The mode interval of fluid inclusion total homogenization temperatures (Th(LV->L)mode) for both the Açu (Th(LV->L)mode = 124-128 °C) and Ponta do Mel (Th(LV->L)mode = 115-130 °C) formations are higher than the past and present-day reservoir temperature (current reservoir extrapolated temperature = 110 °C). Isochoric modeling of saddle dolomite-hosted fluid inclusions from the Ponta do Mel Formation indicates trapping temperatures between 128.9 and 133.1 °C and pressures between 10.6 and 12.9 MPa. Temperatures and equivalent salinities (mode interval between 16 and 20 mass % equivalent in NaCl+CaCl2) of aqueous inclusions hosted in saddle dolomite are alike the fluid inclusions trapped in hydrothermal minerals in Pb-Zn Mississippi Valley-Type deposits. Furthermore, since the Ubarana fluid inclusions were trapped under an underpressured environment and given that the Eocene-Miocene (ca. 48-8.8 Ma) Macau magmatic event might have triggered the hydrocarbon generation in the Alagamar Formation, a fault-induced magmatic-driven origin is suggested for the hydrothermal system.
 
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Data de Liberação
2021-01-20
Data de Publicação
2019-01-21
 
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