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Universidade do Estado do Rio de Janeiro Faculdade de Geologia Departamento de Estratigrafia e Paleontologia Caracterização Geoquímica e Avaliação do Potencial Petrolífero do Permo-Carbonífero da Bacia do Chaco-Paraná Aluno: Rafael de Azevedo Lima Orientador: Dr. René Rodrigues Março/2004 Universidade do Estado do Rio de Janeiro Faculdade de Geologia Apoio 2 Departamento de Estratigrafia e Paleontologia Caracterização Geoquímica e Avaliação do Potencial Petrolífero do Permo-Carbonífero da Bacia do Chaco-Paraná Aluno: Rafael de Azevedo Lima Orientador: Dr. René Rodrigues Comissão Examinadora: Dr. René Rodrigues (UERJ) Dr. Antonio Thomaz Filho (UERJ) Dr. Edison Jose Milani (PETROBRAS) 3 Sumário Resumo Capítulo I – Proposta de Trabalho I.1 – Introdução I.2 – Objetivo Principal I.3 – Etapas do Projeto Capítulo II – Geologia da Bacia do Chaco-Paraná II.1 – Introdução II.2 – Localização da Bacia e dos Poços Analisados II.3 – Arcabouço Estrutural II.4 – Arcabouço Estratigráfico II.4.1 – Seqüência Cambrio-Ordoviciana II.4.2 – Seqüência Siluriana II.4.3 – Seqüência Devoniana II.4.4 – Seqüência Permo-Carbonífera II.4.5 – Seqüência Mesozóica II.4.6 – Seqüência Cenozóica Capítulo III – Metodologia de Trabalho III.1 – Seleção dos Poços e Amostras para Análise III.2 – Preparação das Amostras III.3 – Determinação dos Teores de Carbono Orgânico Total (COT) e Enxofre Total (S) 4 III.4 – Pirólise “Rock Eval” III.5 – Petrografia Orgânica III.6 – Identificação de Rochas Geradoras III.7 – Análise Bioestratigráfica Capítulo IV - Resultados IV.1 – Descrição dos Poços Estudados IV.1.1 – Poço Arbol Blanco IV.1.2 – Poço Coronel Rico IV.2 – Análises Geoquímicas IV.2.1 – Poço Arbol Blanco IV.2.2 – Poço Coronel Rico IV.3 – Análise Bioestratigráfica Capítulo V – Interpretação dos Resultados e Conclusões V.1 – Datação e Correlação entre os Poços V.2 – Avaliação do Potencial Petrolífero da Área Estudada V.3 – Análise Paleoambiental V.4 – Considerações Finais e Recomendações Bibliografia Índice de Figuras Índice de Tabelas 5 Resumo Este é um trabalho de projeto final de curso que descreve o estudo do intervalo Permo-Carbonífero da Bacia do Chaco-Paraná, situada em sua maioria na porção nordeste do território argentino. A pesquisa foi desenvolvida baseando-se nas informações obtidas com as descrições petrográficas e geoquímicas de amostras de calha e testemunhos, coletados durante a perfuração dos poços Arbol Blanco e Coronel Rico. As análises petrográficas, em conjunto com a estratigrafia química elaborada a partir dos teores de Carbono Orgânico Total (COT), permitiram a caracterização de seqüências deposicionais importantes no intervalo estudado, bem como a identificação dos tratos de sistema envolvidos. Apesar da constatação de dois intervalos com porcentagem de carbono orgânico maiores que 3% no poço Arbol Blanco e um intervalo com porcentagem que chega a 4,5% no poço Coronel Rico, os resultados da análise de pirólise e da petrografia orgânica indicam que a matéria orgânica encontra-se oxidada e provém de vegetais superiores, sendo inadequada à formação de petróleo. Além disso, estes intervalos não sofreram temperatura suficiente à geração de hidrocarbonetos na área dos poços estudados. Todavia, a localização de intervalos com teores de carbono orgânico maiores que 3%, no intervalo Permo-Carbonífero da Bacia do Chaco-Paraná representa uma constatação inédita para a geologia da América do Sul. Este fato pode balizar novas pesquisas que objetivem a localização destes intervalos em áreas onde tenham ocorrido melhores condições de preservação da matéria orgânica, além de temperaturas suficientes à geração de hidrocarbonetos. 6 Capítulo I – Proposta de Trabalho I.1 – Introdução Atualmente, o entendimento integrado das bacias do Chaco-Paraná (Argentina) e do Paraná (Brasil) representa um dos principais desafios da geologia da América do Sul. Sob o ponto de vista técnico-científico, deve-se ressaltar que os pacotes sedimentares destas bacias apresentam importantes registros sobre a evolução do Paleocontinente Gondwana. Além disso, sob o aspecto econômico, pode-se dizer que os esforços exploratórios serão influenciados pelos resultados deste trabalho, visto que serão fornecidas informações geoquímicas inéditas sobre o potencial petrolífero do intervalo Permo- Carbonífero da Bacia do Chaco-Paraná. Deve-se mencionar que importantes reservas de gás foram descobertas na porção brasileira da Bacia do Paraná, aumentando as expectativas de sucesso nesta bacia e na Bacia do Chaco-Paraná. I.2 – Objetivo Principal Este trabalho visa a identificação de rochas geradoras de hidrocarbonetos no intervalo Permo-Carbonifero da Bacia do Chaco- Paraná através de análises geoquímicas, que permitem a determinação da concentração, tipos e evolução térmica da matéria orgânica, principal componente formador do petróleo. Outro objetivo deste trabalho é o entendimento integrado do arcabouço estratigráfico do intervalo Permo- 7 Carbonífero da Bacia do Chaco-Paraná e da Bacia do Paraná, utilizando-se da estratigrafia química como ferramenta principal. I.3 – Etapas do Projeto a) Coleta de amostras de calha e de testemunhos junto à Repsol/YPF/Argentina; b) Escolha dos poços Arbol Blanco e Coronel Rico, por melhor representarem o intervalo Permo-Carbonífero, de acordo com o registro dos perfis de resistividade; c) Levantamentos bibliográficos, visando a coleta de material publicado a respeito da geologia da Bacia do Chaco-Paraná; d) Descrição das amostras de calha e fragmentos de testemunhos; e) Seleção, catação e preparação de amostras para análise; f) Realização das análises geoquímicas; g) Elaboração de perfis geoquímicos; h) Interpretação e integração dos resultados; i) Redação do projeto final. 8 Capítulo II – Geologia da Bacia do Chaco-Paraná II.1 – Introdução Durante grande parte do Eofanerozóico, as bacias do Paraná e do Chaco-Paraná sofreram diversos processos tectono-sedimentares semelhantes, resultando assim em uma correlação significativa entre suas unidades estratigráficas. Desta forma, as seqüências sedimentares destas bacias foram analisadas de modo comparativo sempre que possível, buscando um melhor entendimento dos seus respectivos arcabouços estratigráficos, apesar da baixa quantidade de informações apresentando uma abordagem integrada entre estas bacias. As grandes distâncias entre os poços perfurados na Bacia do Chaco-Paraná e a baixa qualidade dos dados geofísicos representam os principais obstáculos a este tipo de abordagem. A principal diferença entre as bacias mencionadas reside em suas histórias geológicas. A Bacia do Chaco-Paraná foi influenciada por um intenso processo de subsidência como reflexo da formação da Cordilheira dos Andes, durante o Terciário, o que não se observa na Bacia do Paraná. A cobertura arenosa depositada nesta época, na Bacia do Chaco-Paraná, chega a alcançar dois mil metros de espessura. Por outro lado, a Bacia do Paraná foi deveras afetada pela abertura do Oceano Atlântico Sul, quandosofreu intensos processos erosivos, intrusões e derrames basálticos eocretácicos da Formação Serra Geral, os quais apresentaram menor expressão na Bacia do Chaco-Paraná. Nesta etapa do trabalho, foram selecionadas as principais características da geologia da Bacia do Chaco-Paraná, com base em 9 informações contidas na literatura. Procurou-se dar ênfase ao intervalo Permo-Carbonífero, que constituiu o principal alvo desta pesquisa. II.2 – Localização da Bacia e dos Poços Analisados A Bacia do Chaco-Paraná, situada na porção nordeste da Argentina, é representada por uma extensa região de sedimentação, com mais de 500.000 km² de área (figura 1) e eixo principal de deposição com direção ENE-WSW. Seu embasamento é constituído de blocos cratônicos de idade pré-cambriana e o pacote sedimentar chega a atingir 5.500 metros de espessura, com rochas siliciclásticas e ígneas de idades entre o Ordoviciano e o Terciário. 1200 Km 744 Mi BRASIL BACIA DO PARANÁ MANAUS BELÉM NATAL SALVADOR RIO DE JANEIRO S. PAULO CURITIBA PORTO ALEGRE URUGUAI ARGENTINA CHILE BACIA CHACO- PARANÁ PARAGUAI BOLÍVIA PERU EQUADOR COLOMBIA VENEZUELA GUIANA BRASÍLIA 20 10 0 10 20 30 40 60 80 4050 607080 4050 607080 Bolívia Caracas Bogotá Quito Lima La Paz Asunción Santiago B. Aires Montevidéo Figura 1 – Mapa de localização das Bacias do Chaco-Paraná e do Paraná.. 10 Este trabalho foi realizado com base na análise de amostras de calha e fragmentos de testemunhos, provenientes de dois poços perfurados pela empresa Repsol/YPF em território argentino: Arbol Blanco e Coronel Rico. A figura 2 mostra a localização destes dois poços na Bacia do Chaco Paraná, bem como de outros poços perfurados pela mesma empresa. Uruguai Brasil Paraguai Argentina 0 200 400 600 Km Escala N Figura 2 – Mapa de localização dos poços perfurados na Bacia do Chaco-Paraná. Em verde, os poços com perfis disponíveis; em vermelho, os não disponíveis; e em amarelo, os poços selecionados (Arbol Blanco e Coronel Rico). 11 II.3 – Arcabouço Estrutural A configuração atual da Bacia do Chaco-Paraná, extensa e aparentemente contínua, resulta da superposição de vários depocentros controlados tectonicamente ao longo de sua evolução geológica. O tectonismo ocorrido resultou em algumas feições estruturais importantes, que atuaram no controle da sedimentação. Através da observação dos mapas de isópacas relativos a formações de diferentes idades, pode-se notar mudanças decorrentes de eventos tectônicos, por vezes significativas, na posição dos depocentros principais. Como exemplo importante destas mudanças, pode-se citar o resultante da Orogênese Herciniana, que foi responsável por soerguimento e erosão dos pacotes sedimentares do Devoniano no setor sudeste da bacia do Chaco- Paraná. A figura 3 mostra os mapas de isópacas das Formações Rincón e Caburé, de idade Devoniana, e o dos sedimentos do Paleozóico Superior, permitindo a análise da mudança na posição dos centros deposicionais das supersequências sedimentares do Devoniano e do Permo-Carbonífero. Deve-se ressaltar, inclusive, que os hiatos ocorridos na bacia e que limitam as grandes seqüências são decorrentes de eventos tectônicos de atuação significativa em toda a América do Sul. 12 Uruguai Brasil Paraguai Argentina 0 200 400 600 Km Escala N Uruguai Brasil Paraguai Argentina 0 200 400 600 Km Escala N Uruguai Brasil Paraguai Argentina 0 200 400 600 Km Escala N Figura 3 – Mapas de isópacas do Paleozóico Superior e das Formações Rincon e Cabure, com espessuras em metros. Contudo, deformações demasiadamente pronunciadas não são características do arcabouço estrutural desta bacia, sugerindo que os processos tectônicos que modificaram boa parte do território argentino, principalmente a partir do Mioceno, não atuaram de maneira significativa nos sedimentos da Bacia do Chaco-Paraná. 13 As principais feições limítrofes da Bacia do Chaco-Paraná são os altos Rincón-Caburé e Assunción e as Serras Pampeanas, como mostra a figura 4. O primeiro separa a Bacia do Chaco-Paraná das bacias de Oran e Tarija, a noroeste; o segundo é adotado como o limite nordeste da bacia, separando-a da Bacia do Paraná; e o último constitui o limite oeste, constituído de rochas pré-cambrianas soerguidas pelo tectonismo de caráter convergente da Orogenia Andina. Uruguai Brasil Paraguai Argentina 0 200 400 600 Km Escala N Figura 4 – Principais altos estruturais presentes na área da Bacia do Chaco-Paraná. 14 II.4 – Arcabouço Estratigráfico As análises estratigráficas já realizadas na Bacia do Chaco-Paraná encontraram usualmente três obstáculos principais: a baixa quantidade de poços perfurados; as grandes distâncias entre eles (rever figura 2); e a ampla variabilidade litológica das formações. A análise da carta estratigráfica da Bacia do Chaco-Paraná (figura 5) permite a divisão do pacote sedimentar da bacia em 6 supersequências deposicionais, limitadas entre si por discordâncias geralmente erosivas: 1 – Seqüência Cambrio-Ordoviciana → composta exclusivamente pela Formação Las Breñas; 2 – Seqüência Siluriana → composta pelas Formações Zapla na base e Copo no topo; 3 – Seqüência Devoniana → constituída pelas Formações Caburé na base e Rincón no topo; 4 – Seqüência Permo-Carbonífera → composta pelas seguintes formações, da base para o topo: Sachayoj; Ordoñes; Charata; Vitoriano Rodriguez; Chacabuco; e Buena Vista; 5 – Seqüência Mesozóica → composta pela Formação Tacuarembó. Esta sequência termina nos basaltos da Formação Serra Geral; 6 – Seqüência Cenozóica → constituída pela Formação Mariano Boedo e pelas areias do Grupo Chaco. 15 Figura 5 – Carta Estratigráfica das Bacias do Paraná e do Chaco-Paraná (Milani et. al., 2000). 16 O perfil estratigráfico da figura 6 mostra cada uma das seis seqüências relacionadas. Nível do Mar 2.000 m 4.000 m 6.000 m 0 200 Km NNW SSE Falha de Las Breñas Embasamento Pré-Cambriano Al to R io de la P lat a Formação Serra Gera lMesozóico Permo-Carbonífero Cambrio- Ordoviciano Siluriano Devoniano Cenozóico Figura 6 – Perfil estratigráfico da Bacia do Chaco-Paraná, modificado de Milani et. al., 2000. Os sedimentos correspondentes ao Paleozóico Inferior estão presentes apenas no setor noroeste da Bacia Chacopampeana, a norte do Alto Pampeano Chaqueño. Nesta região, foram datadas as formações Las Breñas, Zapla, Copo, Caburé e Rincón. Estudos realizados nos perfis litológicos e elétricos fornecidos pela Repsol/YPF mostraram que a maior parte dos pacotes sedimentares do Paleozóico apresentam baixa porosidade, permeabilidade e condutividade, principalmente devido à intensa compactação decorrente do peso das formações sobrejacentes. Baseando-se em informações contidas na literatura, foi realizada a análise litológico-estratigráfica de cada uma destas seqüências. Deu-se ênfase à descrição das três principais formações da seqüência Permo- Carbonífera (Formações Sachayoj, Charata e Chacabuco), por terem sido atravessadas pelos dois poços estudados neste trabalho. Vale ressaltar que esta seqüência constitui o principal alvo desta pesquisa. 17 II.4.1 – Seqüência Cambrio-Ordoviciana (Formação Las Breñas) Esta seqüência é representadaexclusivamente pela Formação Las Breñas (Cambriano Superior/Ordoviciano Inferior), que foi definida por Russo et. al. (1979, 1986) depois de trabalhos da Repsol/YPF, e não possui correlação com nenhum pacote sedimentar da Bacia do Paraná. Esta formação representa o início da deposição sedimentar na bacia em um depocentro com orientação SW-NE conhecido como Baixo de Las Breñas (Milani et. al., 2000). O Baixo de Las Breñas está localizado na porção central da bacia e é caracterizado como um graben assimétrico, que se formou de encontro a uma expressiva falha de empurrão e que pode ter sofrido reativação durante a evolução da bacia (rever figura 6). A datação desta formação baseou-se principalmente em três critérios: na sua posição estratigráfica em relação à Formação Zapla, que se encontra estratigraficamente acima da Formação Las Breñas; na semelhança litológica com depósitos de mesma idade aflorantes na Cordilheira Oriental e na Serra Sub-Andina; e na presença de microfósseis do Siluriano na formação sobrejacente (Copo). A Formação Las Breñas é composta por ortoquartzitos de granulometria média a grossa, mal a moderadamente selecionados, com clastos arredondados a sub-angulosos, matriz silicosa e com porosidade quase nula. Já na base da seqüência ocorrem limonitas, quartzitos micáceos de cor verde a marrom e avermelhados devido à presença de óxido de ferro. 18 II.4.2 – Seqüência Siluriana (Formações Zapla e Copo) Esta seqüência é composta pelas Formações Zapla (Ordoviciano Superior a Siluriano Inferior) e Copo (Siluriano). Ela tem início com a presença de finas camadas turbidíticas na base da Formação Zapla, constituída de diamictitos oxidados associados a arenitos e folhelhos marrons, com alguns níveis ferríferos intercalados. Esta formação possui uma espessura de cerca de 70 metros e é correlacionável à Formação Iapó da Bacia do Paraná. Já a Formação Copo corresponde à Formação Vila Maria da Bacia do Paraná. Constitui-se de folhelhos escuros, localmente piritosos, finamente laminados, com intercalações de arenitos quartzíticos na parte superior, cimentados e com baixa porosidade. O topo desta formação é marcado pela presença de uma macrofauna do Eodevoniano, formada por trilobitas, braquiópodes e orthocerátidos, fósseis indicativos de um ambiente marinho até o final do Siluriano (Cullen, Rojas e associados, 1986). II.4.3 – Seqüência Devoniana (Formações Caburé e Rincón) Esta seqüência é composta pelos arenitos Formação Caburé e os folhelhos da Formação Rincón, depositados durante uma progressiva inundação da bacia. A invasão marinha se deu de modo rápido, impedindo a interdigitação entre essas duas unidades. O contato entre elas possui caráter erosivo e marca uma superfície transgressiva. A Formação Caburé equivale à Formação Furnas da Bacia do Paraná, e depositou-se durante o Devoniano Inferior, de acordo com o seu registro fossilífero (Skander, 1987). Ela possui cerca de 500 metros de espessura e formou-se em um ambiente continental a marinho raso. É 19 composta essencialmente por arenitos quartzíticos de granulometria fina a média, muito silicificado, com algumas intercalações de folhelhos sílticos e micáceos, de coloração cinza. Já a Formação Rincón corresponde à Formação Ponta Grossa da Bacia do Paraná e data do Devoniano Médio a Superior. Ela é formada por folhelhos micáceos, localmente laminados, escuros e fossilíferos, possuindo uma espessura de 600 metros aproximadamente. Esta formação representa o momento de máxima transgressão na bacia durante o Devoniano e contém os principais intervalos de rochas potencialmente geradoras de gás no setor noroeste da Argentina. É importante ressaltar que os sedimentos depositados até o período Devoniano, na Bacia do Chaco-Paraná, foram preservados apenas na porção noroeste da bacia, na chamada Sub Bacia Alhuampa (rever figura 3). II.4.4 – Seqüência Permo-Carbonífera (Formações Sachayoj, Charata e Chacabuco) Diferentemente dos sedimentos depositados durante o Paleozóico Inferior, os depósitos do Permo-Carbonífero da Bacia do Chaco-Paraná, com uma espessura de 2.300 m, demonstram maior continuidade. Estão limitados a uma região conhecida como Chacoparanaense, ocupando uma área praticamente coincidente com a da bacia atual (rever figura 3). Além disso, os pacotes sedimentares do Paleozóico Superior formam parte de uma única bacia com os depósitos da Bacia do Paraná no Brasil e Uruguai. A área de estudo deste trabalho, no setor NW da bacia (Sub-Bacia de Alhuampa), registrou a presença de três formações pertencentes à esta seqüência: Formações Sachayoj, Charata e Chacabuco. A Formação 20 Sachayoj corresponde à Formação Aquidauana da Bacia do Paraná, e depositou-se durante o Carbonífero Superior. Ela é composta por argilitos quartzosos e sílticos, de coloração vermelha a esverdeada. Os arenitos esbranquiçados e de granulometria média, com alta resistividade, porosidade e permeabilidade, podem representar bons reservatórios. Esta formação possui ainda níveis de folhelhos ricos em matéria orgânica e culmina na presença de camadas de diamictitos. Já a deposição da Formação Charata teve início no final do Carbonífero e durou até o Permiano Inferior. Esta formação é correlacionável com parte do Grupo Itararé e com a Formação Rio Bonito, na Bacia do Paraná. Ela é composta por diamictitos com fragmentos de quartzitos e folhelhos negros, além de intercalações de arenitos (grauvaca) e folhelhos. Os arenitos predominam na base e os folhelhos aumentam em direção ao topo. Os litotipos observados nesta formação indicam que condições glaciais a periglaciais influenciaram muito a deposição desta formação. Finalmente, a Formação Chacabuco foi depositada em discordância sobre a Formação Charata. Ela formou-se durante o Permiano e corresponde, em sua maioria, aos sedimentos do Grupo Palermo. Consiste de arenitos intercalados com folhelhos negros, alguns betuminosos, e siltitos (Skander, 1987). Em alguns locais, estes folhelhos betuminosos são correlacionados com a Formação Irati da Bacia do Paraná. Devido ao fato destes folhelhos representarem uma das rochas potencialmente geradoras mais expressivas da América do Sul, um dos objetivos deste trabalho foi a busca de uma seção com características semelhantes no Permo- Carbonífero da Bacia do Chaco-Paraná. A Seqüência Permo-Carbonífera depositou-se discordantemente sobre sobre o embasamento cristalino e sobre as formações mais antigas (rever figura 3). A espessura máxima interpretada pela sísmica para esta seqüência é de 2.500 metros, que foi constatada no centro da província de Santa Fé. A sísmica também indicou que, no setor norte do Alto Camilo 21 Aldão, as rochas desta seqüência foram completamente erodidas. Fora deste alto, a bacia comporta-se como um grande cone com depocentros espalhados, como a sub-bacia Alhuampa, situada entre os Altos Rincón- Caburé e Pampeano. Os depósitos Permo-Carboníferos apresentam uma fácies continental e outra marinha, com influência glacial (Archngelsky, 1976). De modo geral, estes depósitos iniciam-se com fácies finas, distais, gradando para depósitos arenosos, espessos pacotes de diamictitos e, por fim, intercalações de pelitos e arenitos. Na Sub-Bacia Alhuampa (Chaco e Santiago de Estero) e na região de Santa Fé, foram reconhecidas seis formações pertencentes a esta seqüência, o que não ocorre na área de estudo, onde somente as Formações Sachayoj, Charata e Chacabuco foram descritas. II.4.5– Seqüência Mesozóica (Formações Tacuarembó e Serra Geral) A Sequência Mesozóica caracteriza-se pela deposição de arenitos de várias cores correspondentes à Formação Tacuarembó, de idade jurássica, culminando com as extrusões basálticas da Formação Serra Geral, no Cretáceo. Esta sequência depositou-se discordantemente sobre os sedimentos da Sequência Permo-Carbonífera. Em alguns setores da bacia, estes basaltos alcançam centenas de metros de espessura, porém ocupando uma área menor quando comparada com a da Bacia do Paraná. A Formação Tacuarembó corresponde à Formação Botucatu da Bacia do Paraná. 22 II.4.6 – Seqüência Cenozóica (Formações Mariano Boedo e Chaco) A Seqüência Cenozóica é representada, na área de estudo, pelas Formações Mariano Boedo e Chaco. A primeira ocorre concordantemente sobre as Formações Serra Geral e Tacuarembó, e é caracterizada por arenitos e folhelhos na base e pela presença de carbonatos no topo. Tanto os arenitos como os carbonatos podem vir a constituir bons reservatórios, por apresentarem alta porosidade. Esta formação constitui a transição de um ambiente continental para um ambiente marinho costeiro. A Formação Chaco (Cenozóico Superior) depositou-se sobre o pacote da Formação Tacuarembó, demarcando uma superfície erosiva resultante de uma forte regressão ocorrida no final do Paleoceno. Observa-se, através dos perfis disponíveis, intercalações de arenitos finos e siltitos, com baixas resistividades, porosidade e permeabilidade. Para oeste, as intercalações dão lugar a uma grande planície aluvial. 23 Capítulo III – Metodologia de Trabalho III.1 – Seleção dos Poços e Amostras para Análise Os dois poços utilizados neste estudo, Abol Blanco e Coronel Rico, foram selecionados por melhor representarem, dentre os poços disponíveis, o intervalo Permo-Carbonífero da Bacia do Chaco-Paraná. Esta seleção teve como base os perfis geofísicos relativos à perfuração destes poços, que foram cedidos juntamente com suas amostras de calha e fragmentos de testemunhos pela Repsol/YPF. Após a seleção dos poços, foi realizada com o auxílio de uma lupa binocular de luz incidente (figura 7) a descrição litológica e a eliminação da contaminação do material da lama, dos tubos de perfuração (fragmentos de ferro, material de desabamentos, etc...) e das rochas não- representativas dos intervalos perfurados (queda de rochas e fragmentos situados estratigraficamente acima). Figura 7 – Fotografia da lupa binocular de luz incidente e do material utilizado para a descrição litológica das amostras. 24 A descrição litológica realizada possibilitou a seleção de 74 amostras de calha, além de raros fragmentos de testemunhos do poço Arbol Blanco e 26 amostras do poço Coronel Rico, visando as análises geoquímicas. Foram selecionadas preferencialmente as litologias de granulação fina, ou seja, os folhelhos e siltitos argilosos. As amostras selecionadas foram acondicionadas em frascos de plástico devidamente etiquetados com a identificação do poço e a profundidade da amostra. III.2 – Preparação das Amostras As amostras escolhidas são pulverizadas em um almofariz de ágata e passadas em uma peneira de 80 meshs, e a fração mais fina utilizada. Numa balança analítica (figura 8), a amostra é pesada (cerca de 250 mg) e levada à acidificação com HCl a 50%, durante aproximadamente 12 horas, com o objetivo de se eliminar os carbonatos. Após a acidificação, as amostras são lavadas por cinco vezes, sendo a primeira lavagem feita com água destilada a 100ºC e as outras lavagens em temperatura ambiente, eliminando-se assim os cloretos formados pelo HCl. Finalmente, as amostras são secas sob banho de luz a 80°C e pesadas novamente. 25 Figura 8 – Fotografia da balança analítica utilizada na pesagem das amostras. As pesagens realizadas antes e depois da acidificação irão fornecer a quantidade de carbonatos eliminados da amostra, em porcentagem de massa. A quantidade de rocha que não foi eliminada neste processo é chamada de resíduo insolúvel (R.I.). III.3 – Determinação dos Teores de Carbono Orgânico Total (COT) e Enxofre Total (S) Após a preparação, as amostras são levadas ao aparelho LECO SC- 444 (figura 9), onde são submetidas a uma temperatura de 1350ºC até a sua combustão total. Este aparelho constitui um equipamento não- 26 dispersivo, constituído de um introdutor automático de amostras no forno de combustão, com capacidade para 36 amostras. Figura 9 – Fotografia do aparelho LECO SC-444. Durante a combustão, o CO2 que se desprende é carregado até a célula de infravermelho, onde ele é detectado, o mesmo acontecendo com o enxofre sob a forma de SO2. O equipamento está calibrado de maneira que pelas quantidades de CO2 e SO2 detectadas, ele fornece diretamente as percentagens em peso de Carbono Orgânico Total (COT) e Enxofre Total (S), em função de ter sido utilizado o peso inicial da amostra antes da acidificação. O aparelho é calibrado com amostras padrões, e sua precisão com a introdução destas amostras antes e após as análises. Os dados obtidos são utilizados para os estudos de geoquímica orgânica para petróleo e de estratigrafia química. São indispensáveis para a programação 27 das análises adicionais, que serão efetuadas para identificação dos tipos de matéria orgânica e avaliação de sua evolução térmica. III.4 – Pirólise “Rock Eval” A análise de pirólise representa o método físico-químico mais utilizado que auxilia a identificação de rochas potencialmente geradoras de petróleo. Além de informações sobre os potenciais de geração, este método também possibilita o reconhecimento dos querogênios presentes, que são as substâncias betuminosas insolúveis contidas em folhelhos. Estas substâncias são responsáveis pela produção de petróleo e/ou gás, quando submetidas ao aquecimento em atmosfera inerte. Em resumo, a pirólise fornece, a um custo baixo e em um curto espaço de tempo, características do tipo e do grau de evolução térmica da matéria orgânica, sem a necessidade de um tratamento químico prévio das amostras. Contudo, este método não fornece tantos detalhes sobre os componentes da matéria orgânica quanto a petrografia orgânica. No equipamento “Rock Eval” são utilizados cerca de 100 mg de amostra pulverizada. Esta amostra é aquecida até a temperatura de 500°C em atmosfera inerte, tendo o hélio como gás carreador. Os hidrocarbonetos e o CO2 liberados são medidos, respectivamente, por detectores de ionização de chama e de condutividade térmica, e os resultados são expressos em miligramas de HC (hidrocarbonetos)/g de rocha e miligramas de CO2/g de rocha. Os resultados obtidos oferecem as seguintes informações: - Pico S1 – Hidrocarbonetos gerados até 350°C. Corresponde aos hidrocarbonetos livres na rocha e que já haviam sido gerados na natureza; 28 - Pico S2 – Hidrocarbonetos gerados entre 350 e 550°C. Representa os hidrocarbonetos que foram gerados pelo craqueamento térmico do querogênio, ou seja, produzidos pela temperatura fornecida pelo equipamento, de maneira artificial; - Valores de T máx – Temperatura na altura máxima do pico S2. Corresponde à temperatura em que ocorre artificialmente a geração da maior quantidade de hidrocarbonetos; - Pico S3 – Dióxido de carbono (CO2) liberado entre 250 e 390°C. Representa a quantidade de oxigênio presente no querogênio.Esta técnica foi aplicada nos intervalos com os maiores teores de carbono orgânico total (COT), cujos resultados são obtidos anteriormente. III.5 – Petrografia Orgânica Basicamente, a petrografia orgânica consiste na descrição da matéria orgânica presente nas amostras com o auxílio de um microscópio binocular, o que permite uma análise da morfologia, trasmitância e refletância do querogênio. A matéria orgânica, previamente concentrada, é utilizada na construção de lâminas delgadas para a realização desta análise. A seguir, serão descritos os três principais tipos de matéria orgânica, que podem ser diferenciados através da petrografia orgânica: a) Matéria orgânica amorfa: É representada por materiais não- estruturados, podendo ser ou não fluorescentes, e apresenta uma alta razão de transformação em hidrocarbonetos. A ausência de fluorescência normalmente indica uma matéria orgânica oxidada ou termicamente muito evoluída, pobre em hidrogênio. Sendo assim, com o aumento da evolução térmica, a matéria orgânica amorfa também vai ficando menos fluorescente, devido à perda de hidrogênio durante o processo de geração de óleo e gás; 29 b) Matéria orgânica liptinítica: Inclui cutículas, esporos, acritarcas algas estruturadas, pólens, resinas e betume. Em estágio de maturação não muito avançado e com fluorescência, ela possuirá uma boa taxa de transformação em hidrocarbonetos; c) Matéria orgânica lenhosa: Engloba partes de vegetais superiores terrestres, normalmente estruturados e com moderada transmitância. Outros restos orgânicos oxidados e opacos também são incluídos neste grupo. Por apresentar baixa proporção de hidrogênio em sua composição, sua taxa de transformação em hidrocarbonetos é pequena. III.6 – Identificação de Rochas Geradoras Petróleo é o produto da transformação termoquímica da matéria orgânica presente nas rochas. Sendo assim, o estudo da matéria orgânica presente nas rochas constitui o ponto de partida para a avaliação do potencial petrolífero de uma bacia sedimentar. Para a identificação de rochas geradoras, foram utilizadas as análises de geoquímica orgânica, seguindo a metodologia normalmente utilizada na indústria petrolífera mundial. Esta identificação consiste na determinação da concentração de matéria orgânica disseminada em rochas sedimentares, no reconhecimento dos tipos de matéria orgânica e na sua evolução térmica. Neste trabalho, a caracterização da matéria orgânica foi feita com base na interpretação dos resultados das análises de carbono orgânico total (COT), enxofre total (S), pirólise e petrografia orgânica. Estes dados foram complementados por um estudo bioestratigráfico, visando a datação de horizontes interessantes e a análise paleoambiental. 30 A quantidade de hidrocarbonetos que pode ser gerada em uma bacia sedimentar é diretamente proporcional ao teor de matéria orgânica disseminada nos sedimentos, desde que ela apresente a mesma composição e evolução térmica. Desta forma, o teor mínimo necessário de carbono orgânico (COT) para dar origem a uma acumulação econômica de óleo ou gás é, historicamente no Brasil, maior do que 1,5%. As amostras presentes nos intervalos com teores interessantes de carbono orgânico foram selecionadas para a pirólise e para a petrografia orgânica, para a verificação da qualidade e do grau de maturação da matéria orgânica. A composição original e a preservação da matéria orgânica irão condicionar a sua qualidade quanto à geração de hidrocarbonetos. Assim, a distinção entre seus vários tipos é importante, devido aos seus diferentes potenciais de geração. Enquanto a matéria orgânica derivada de vegetais superiores possui uma composição pobre em hidrogênio, além de ser mais submetida à oxidação durante o transporte, a matéria orgânica que tem origem na própria bacia de sedimentação é constituída de organismos aquáticos, possuindo uma razão de transformação em hidrocarbonetos muito mais elevada. Ocorrências de acumulações de hidrocarbonetos dependem ainda da maturação térmica da rocha geradora. Durante este processo, as propriedades físicas e químicas da matéria orgânica sofrem várias mudanças, as quais irão fornecer parâmetros para a determinação de diferentes níveis de evolução térmica. Este estudo é de vital importância na identificação de rochas geradoras, devido à íntima relação entre o efeito da temperatura e o processo de geração de hidrocarbonetos. Os principais métodos usados na análise do grau de maturação são a pirólise “Rock Eval”, a reflectância da vitrinita e o Índice de Coloração de Esporos (ICE). Neste trabalho utilizou-se apenas o primeiro. 31 III.7 – Análise Bioestratigráfica e Petrografia Orgânica As amostras foram processadas no Laboratório de Palinomacerais da UERJ, utilizando metodologia adaptada do Services Associés de Paleontologia da Universidade de Liége – Bélgica. Em resumo, após a desagregação mecânica do material (maceração), o mesmo sofre uma seqüência de ataques químicos a fim de se obter um resíduo isento de material inorgânico e húmico, contendo apenas material orgânico concentrado em palinomorfos, visando a micropetrografia. Este tipo de análise fornece informações importantes sobre as idades das formações amostradas e os ambientes de sedimentação envolvidos, além das principais características da palinoflora e da matéria orgânica presentes nas amostras. 32 Capítulo IV - Resultados IV.1 – Descrição dos Poços Estudados A descrição dos poços selecionados teve como base as amostras de calha e os fragmentos de testemunhos obtidos junto à empresa Repsol/YPF. Paralelamente, foi realizada a análise dos perfis de potencial espontâneo e resistividade, cedidos pela mesma empresa. IV.1.1 – Poço Arbol Blanco O poço Arbol Blanco apresenta uma profundidade final de 2.850 metros. A perfilagem teve início em 700 m e a amostragem foi realizada entre as profundidades de 856 e 2.686 m, gerando um total de 82 amostras, sendo 72 amostras de calha e 10 fragmentos de testemunhos (figura 10). 33 Legenda Folhelhos Siltitos Arenitos com Granulometria Grossa Diamictitos Arenitos com Granulometria Fina Conglomerados SP Normal X 369 X 1005 X 370 X 371 X 372 X 1006 X 373 X 374 X 1015 X 375 X 376 X 377 X 378 X 379 X 380 X 381 X 382 X 383 X 384 X 385 X 386 X 387 X 1016 X 388 X 389 X 390 X 391 X 1017 X 392 X 393 X 394 X 395 X 396 X 398 X 397 X 399 X 402 X 400 X 401 X 403 X 404 X 405 X 1013 X 1007 X 406 X 1008 X 407 X 408 X 1010 X 409 X 1020 X 1019 X 1011 X 1009 X 1017 X 1014 X 410 X 411 X 412 X 1018 X 413 X 414 X 415 X 416 X 417 X 418 800 - 900 - 1000 - 1100 - 1200 - 1300 - 1400 - 1500 - 1600 - 1700 - 1800 - 1900 - 2000 - 2100 - 2200 - 2300 - 2400 - Prof. (m) Figura 10 – Perfis de potencial espontâneo (SP) e resistividade (curva normal) do poço Arbol Blanco. 34 A base do poço é caracterizada pela presença da Formação Las Breñas, composta predominantemente por ortoquartzitos com alta resistividade e baixo potencial espontâneo (SP). A Formação Rincón ocorre entre as profundidades de 2.706 e 2.443 m (263 m de espessura), e representa a primeira formação com amostras disponíveis. Ela é composta por folhelhos predominantemente cinza escuros e micáceos,com intercalações de folhelhos de coloração marrom, além de SP e resistividade elevados. O intervalo Permo-Carbonífero é representado inicialmente pela Formação Sachayoj, que constitui a formação mais espessa do poço Arbol Blanco. Ela está situada entre as profundidades de 2.443 e 1.228 m, com um total de 1.215 m de espessura. Na sua base ocorrem folhelhos marrons com intercalações de arenitos cimentados, que inclusive predominam entre as profundidades de 2.200 e 2.100 m. Logo acima desta camada, nota-se a presença de um folhelho cinza escuro com cerca de 220 metros de espessura, e mais acima ocorrem siltitos com intercalações de diamictitos, até o topo da formação. Após a Formação Sachayoj, observou-se a Formação Charata, com cerca de 280 m de espessura (entre 947 e 1.228 m de profundidade). Ela é caracterizada pela predominância de diamictitos, com algumas camadas de siltitos e folhelhos intercaladas, que apresentam maior freqüência no topo da formação. Por fim, observou-se a Formação Chacabuco, representada por siltitos e folhelhos escuros principalmente, além diamictitos na base. IV.1.2 – Poço Coronel Rico A perfilagem do poço Coronel Rico iniciou-se na profundidade de 380 m, sendo que sua profundidade final é de 1.700 m. As 26 amostras de 35 calha provenientes da perfuração deste poço foram coletadas entre 705 e 1.675 metros de profundidade (figura 11). X 635 X636 X637 X638 X639 X640 X641 X642 X643 X644 X645 X646 X647 X648 X649 X651 X652 X653 X654 X655 X656 X657 X658 X657A X658B X659 X661 1400 - 1700 - 1500 - 1600 - 1300 - 1200 - 1100 - 1000 - 900 - 800 - 700 - 600 - 500 - 400 - Prof. (m) Legenda Folhelhos Siltitos Arenitos com Granulometria Grossa Diamictitos Arenitos com Granulometria Fina Conglomerados SP Normal Indução Figura 11 – Perfis de potencial espontâneo (SP) e resistividade do poço Coronel Rico. 36 O poço possui, em sua base, a presença de arenitos quartzosos da Formação Caburé, do Devoniano Inferior, com cerca de 50 metros de espessura. Acima desta formação, com início na profundidade de 1.650 metros, observa-se a predominância de diamictitos com intercalações de folhelhos e arenitos que representam a Formação Sachayoj, da base da Seqüência Permo-Carbonífera. Esta formação possui, no poço Coronel Rico, espessura de aproximadamente 950 metros, sendo assim a formação mais representativa deste poço. A base da formação é caracterizada pela intercalação de diamictitos e folhelhos de coloração marrom, enquanto que no topo notou-se a presença de uma camada de folhelho cinza escuro, com cerca de 150 metros de espessura. Acima da Formação Sachayoj, ocorrem as Formações Charata, Mariano Boedo e Chaco, que não possuem amostras mas, pelo perfil de SP, são compostas predominantemente por diamictitos com intercalações de arenitos e siltitos. IV.2 – Análises Geoquímicas IV.2.1 – Poço Arbol Blanco Dentre as 82 amostras descritas pertencentes ao poço Arbol Blanco, foram selecionadas 74 para as análises de Carbono Orgânico Total (COT) e Enxofre Total (S) (figura 12). Os dados de COT revelaram dois intervalos com quantidades interessantes de matéria orgânica, ou seja, com valores de carbono orgânico maiores do que 1,5%. Além disso, os valores de S apresentaram boa correlação com os teores de COT. 37 0 0.2 0.4 0.6 0.8 S (%) 0 1 2 3 COT (%) 3000 2000 1000 0 P ro fu n d id a d e ( m ) Intervalo 1 Intervalo 2 Figura 12 – Perfil em profundidade (m), contendo os teores (%) de Carbono Orgânico Total (COT) e Enxofre Total (S) de 74 amostras do poço Arbol Blanco. Posteriormente, foram selecionadas as 25 amostras para a pirólise “Rock Eval” (figura 13), dentre as que apresentaram os maiores teores de COT. Embora os valores de S1 e S2 mostrem uma boa correlação com os dados de COT, os seus valores absolutos são baixos em ambos os intervalos (S2< 1,6 mg HC/g rocha), indicando um baixo potencial gerador. 38 0 1 2 3 S3 (mg CO2/g rocha) 0 0.4 0.8 1.2 1.6 S2 (mg HC/g rocha) 0 0.04 0.08 0.12 0.16 0.2 S1 (mg HC/g rocha) 3000 2000 1000 0 P ro fu n d id a d e ( m ) Intervalo 2 Intervalo 1 0 1 2 3 4 COT (%) Figura 13 – Perfil em profundidade (m), contendo os valores de S1 (mg HC/g rocha), S2 (mg HC/g rocha) e S3 (mg CO2/g rocha) de 25 amostras do poço Arbol Blanco. O perfil de COT (%) foi inserido para facilitar a visualização dos intervalos interessantes. A partir dos valores de S2, S3 e de carbono orgânico (COT) são calculados os Índices de Hidrogênio (IH = [S2/COT] x 100) e de Oxigênio (IO = [S3/COT] x 100), para determinação dos querogênios, segundo diagrama tipo Van Krevelen (Espitalié et. al., 1985) (figura 14). Em geral, os valores de IH e IO são baixos, indicando a presença de um querogênio tipo IV, originado de vegetais superiores. 39 IV 0 40 80 120 160 200 IO (mg CO2/g COT) x 100 0 200 400 600 800 1000 IH ( m g H C /g C O T ) x 1 0 0 I II III Figura 14 – Gráfico contendo os valores do Índice de Hidrogênio (IH) e do Índice de Oxigênio (IO) de cada uma das 25 amostras selecionadas do poço Arbol Blanco. Os dados de Temperatura Máxima (Tmax) indicam que, nos dois intervalos com quantidades interessantes de COT, não foi atingida a temperatura necessária à geração de hidrocarbonetos (Tmax ~ 440ºC) (figura 15). 380 400 420 440 460 Tmax (ºC) 3000 2000 1000 0 P ro fu n d id a d e ( m ) 0 1 2 3 4 COT (%) Tendência Intervalo 1 Intervalo 2 Figura 15 – Perfil em profundidade (m) com os valores de Temperatura Máxima (Tmax °C) das 25 amostras selecionadas do poço Arbol Blanco. 40 IV.2.2 – Poço Coronel Rico A análise de COT realizada nas 26 amostras do poço Coronel Rico revelou um intervalo com teores de COT que chega a 3,3%, e com boa correlação com os valores de S (figura 16). 0 1 2 3 4 COT (%) 2000 1600 1200 800 400 0 P ro fu n d id a d e ( m ) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 S (%) Intervalo Figura 16 – Perfil em profundidade (m), contendo os teores (%) de Carbono Orgânico Total (COT) e Enxofre Total (S) das 26 amostras do poço Coronel Rico. Para a análise de pirólise, foram escolhidas apenas as amostras com teores maiores do que 1,5% de COT, ou seja, 7 amostras. Esta análise, assim como no poço Arbol Blanco, revelou baixos valores de S1, S2, S3 (figura 17), IH, IO (figura 18) e temperatura insuficiente à geração neste intervalo, com valores de Tmax menores que 440º C (figura 19). O intervalo estudado também apresentou apenas querogênio tipo IV, inadequado à geração de petróleo ou gás. 41 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 S2 (mg HC/g rocha) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 S3 (mg CO2/g rocha) 0 1 2 3 4 COT (%) 2000 1600 1200 800 400 0 P ro fu n d id a d e ( m ) 0 0.2 0.4 0.6 S1 (mg HC/g rocha) Intervalo Figura 17 – Perfil em profundidade (m), contendo os valores de S1 (mg HC/g rocha), S2 (mg HC/g rocha) e S3 (mg CO2/g rocha) de 25 amostras do poço Arbol Blanco. O perfil de COT (%) foi inserido para facilitar a visualização do intervalo interessante. 0 40 80 120 160 200 IO (mg CO2/g COT) x 100 0 200 400 600 800 1000 IH ( m g HC /g C O T ) x 1 0 0 IV I II III Figura 18 – Gráfico contendo os valores do Índice de Hidrogênio (IH) e do Índice de Oxigênio (IO) de cada uma das 7 amostras selecionadas do poço Coronel Rico. 42 0 1 2 3 4 COT (%) 2000 1600 1200 800 400 0 P ro fu n d id a d e ( m ) 410 420 430 440 Tmax (°C) Intervalo Figura 19 – Perfil em profundidade (m) com os valores de Temperatura Máxima (Tmax °C) das 7 amostras selecionadas do poço Coronel Rico. O perfil de COT (%) foi inserido para facilitar a visualização do intervalo selecionado. IV.3 – Análise Bioestratigráfica Os dados aqui apresentados são derivados de informações e análises efetuadas por Antonioli (inédito). A seção analisada do poço Arbol Blanco é portadora de uma rica e diversificada palinoflora, em bom estado de preservação. É caracterizada por uma pequena influência marinha, conforme evidenciado pela baixa freqüência de formas do paleomicroplâncton marinho, pela abundância em grãos de pólen e esporos e pela riqueza do resíduo orgânico de origem continental, que indica uma boa correlação com os dados de pirólise. Em termos quantitativos, observa-se que na base da seção dominam grãos de pólen monossacados e bissacados, principalmente dos gêneros Plicatipollenites e Potonieisporites, sendo baixo o percentual de formas 43 estriadas, geralmente representadas pelo gênero Protohaploxypinus. Em direção ao topo ocorre um significativo aumento no percentual e na diversidade das formas estriadas, (Vittatina, Protohaploxypinus, Illinites,Striatoabietites) destacando-se o gênero Vittatina (Vittatina saccata, V. subsaccata, V. costabilis), secundados por esporos de Pteridófitas/Briófitas sendo representados principalmente pelos gêneros Punctatisporites, Vallatisporites. Como elementos menores da associação, tem-se a presença das algas da espécie Botryococcus braunii, consideradas como sendo de água doce a salobra. Dentre os elementos do paleomicroplâncton marinho (acritarcas), porém com baixa diversidade, foi identificada principalmente a espécie Deusilinites tenuistriatus. Constata-se a presença de material retrabalhado do Devoniano (esporos dos gêneros Emphanisporites, Grandispora, e acritarcos dos gêneros Maranhites e Veryhachyum) na amostra 404 (a 1.772 m de profundidade), indicando que sedimentos de idade Devoniano (Frasniano) podem ter servido de fonte para os depósitos do Neocarbonífero-Permiano, a exemplo do que ocorre na Bacia do Paraná. Vale ressaltar que, na Bacia do Paraná, é intenso o retrabalhamento do Devoniano, principalmente na seção correspondente a fase glacial do Grupo Itararé (Formação Sachayoj da Bacia do Chaco-Paraná). Na base da seção, este material já representa os sedimentos da Formação Rincón, de idade devoniana. 44 Capítulo V – Interpretação dos Resultados e Conclusões V.1 – Datação e Correlação entre os Poços A correlação dos valores de COT obtidos nos dois poços revelaram duas superfícies de máxima inundação expressivas na área estudada (figura 20), estando a superior erodida no poço Coronel Rico, marcando um limite de sequências. A inferior, com mais de 3% de carbono orgânico, está presente nos dois poços e define o limite entre os tratos de sistemas transgressivo (TST) e de mar alto (TSMA). Esta superfície de inundação máxima encontra-se na Formação Sachayoj, do Carbonífero Superior. Ela está localizada na base de uma camada de folhelho escuro, com aproximadamente 220 metros de espessura em ambos os poços. Arbol Blanco Coronel Rico Limite de Sequências Superfícies de Inundação Máxima 0 1 2 3 4 COT (%) 3000 2800 2600 2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 0 1 2 3 4 Figura 20 – Correlação entre os perfis de COT dos dois poços analisados e significado dos dados de COT em termos de estratigrafia de sequências. 45 A superfície de inundação máxima superior, apenas observada no poço Arbol Blanco, possui teores de carbono orgânico ao redor de 2% e permite a separação dos tratos de sistemas transgressivo e de mar alto neste poço. Esta segunda sequência corresponde à Formação Charata. A correlação litoestratigráfica baseou-se principalmente nas descrições das amostras de calha e na análise dos perfis geofísicos dos dois poços, e indicou ampla predominância da Formação Sachayoj (figura 21). 0 1 2 3 4 COT (%) 3000 2800 2600 2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 Arbol Blanco Coronel Rico Fm. Sachayoj 0 1 2 3 4 Fm. Rincón ? Fm. Charata ? Figura 21 – Correlação litoestratigráfica dos perfis de COT dos dois poços estudados. Dadas as características das associações palinoflorísticas, foi possível dividir a seção estudada do poço Arbol Blanco em três intervalos 46 bioestratigráficos (Antonioli, informação verbal ou dados inéditos) (figura 22): 0 1 2 3 COT (%) 3000 2000 1000 0 Intervalo Superior Permiano Inferior Intervalo Médio Carbonífero Superior Intervalo Inferior Devoniano Figura 22 – Poço Arbol Blanco: tipos de matéria orgânica identificados nos três intervalos bioestratigráfico. a) Intervalo Inferior: Presença de esporos dos gêneros Emphanisporites, Grandispora, e acritarcos dos gêneros Maranhites e Veryhachyum, indicativos de idade devoniana, atribuídos à Fm. Rincón; b) Intervalo Médio: palinologicamente atribuível, em termos bioestratigráficos a Palinozona PL s, definida por (Archangelsky & Vergel,1966) para a Bacia do Chaco-Paraná, e caracterizada, principalmente, pelo predomínio de grãos monossacados (Plicatipollenites, Potonieisporites, Caheniasacites), secundado pelos grãos de pólen bissacados lisos e estriados (basicamente dos gêneros 47 Limitisporites e Protohaploxypinus), além de um baixo percentual e pouca diversidade dos grãos de pólens do gênero Vittatina. Em termos de comparação com a Bacia do Paraná, esta palinozona é correspondente a uma parte do intervalo G e ao intervalo H1 de Daemon & Quadros (1970), com idade posicionada no Neocarbonífero (Westphaliano/Stephaniano). Este intervalo pode ser correlacionado com os estratos médios do Grupo Itararé (Fm. Sachayoj), sugerindo que neste local da bacia a deposição começou mais tarde do que na Bacia do Paraná. c) Intervalo Superior - palinologicamente atribuível, em termos bioestratigráficos, a Palinozona Cri i, caracterizada pelo excelente grau de preservação de grãos bissacados estriados; pela grande quantidade e diversidade de espécies de Vittatina (V. costabilis, V. saccata, V. subsaccata), tendo sido ainda detectado a presença da espécie de esporo Lundbladispora brasiliensis, assegurando uma melhor correspondência com o intervalo H2 / H3 (Bacia do Paraná) posicionada no Permiano Inferior (Playford & Dino, 2002). Em termos litoestratigráficos, pode ser correlacionado com os estratos superiores do Grupo Itararé, e/ou com as camadas basais da Formação Rio Bonito (Fm. Charata). V.2 – Avaliação do Potencial Petrolífero da Área Estudada Apesar da presença de dois intervalos com teores de carbono orgânico maiores que 3% e com espessuras significativas, de cerca de 200 metros, não são observadas rochas potencialmente geradoras de hidrocarbonetos na área estudada. Isto porque a matéria orgânica presente nestes intervalos é composta de querogêniotipo IV, inadequado à geração de petróleo ou gás. 48 Além disso, de acordo com as análises de petrografia orgânica, a matéria orgânica presente nos dois intervalos pesquisados encontra-se oxidada e, conforme revelaram os baixos valores de Tmax, não sofreu temperatura suficiente à geração de hidrocarbonetos. V.3 – Análise Paleoambiental Em termos de conteúdo orgânico, a análise de petrografia orgânica do poço Arbol Blanco mostra um predomínio de matéria orgânica lenhosa, com a presença de lenhos opacos (oxidados ou carbonizados) e não opacos de coloração marrom escuro. A seção toda é de origem marinha com forte influência continental, dado que os elementos do paleomicroplâncton marinho são percentualmente pouco representativos em todo o poço. A composição da palinoflora com domínio de grãos de pólen monossacados e bissacados atribuíveis às coníferas, indicam águas rasas em ambientes deltáicos. A presença constante de esporos atribuíveis as briófitas e pteridófitas são sugestivas de terras baixas, e sua associação com elementos marinhos, em função da presença de acritarcas, indica proximidade da costa. Isto poderia explicar a presença de algas do tipo Botryococcus braunii típicas de água doce à salobra neste intervalo. Em direção ao topo da seção, ocorre um leve aumento no percentual de grãos de pólens estriados, caracterizados pelos gêneros de Vittatina e Protohaploxypinus, indicando um aumento nas condições de aridez ao longo da deposição deste pacote. É possível, portanto, admitir que estes sedimentos representem depósitos marinhos rasos e próximos a costa, com condições ambientais algo estressantes, dada a baixa diversidade de elementos do paleomicroplâncton marinho. 49 V.4 – Considerações Finais e Recomendações As metodologias empregadas neste trabalho para a avaliação do potencial petrolífero de uma área e para identificação de rochas geradoras são semelhantes àquelas utilizadas em grandes empresas que se dedicam à exploração de petróleo e gás. Ressalta-se, assim, a importância desta pesquisa em um projeto de fim de curso. Mesmo com os resultados negativos encontrados, deve-se mencionar que este trabalho foi realizado com base em apenas dois poços perfurados na Sub-Bacia Alhuampa, não representando a Bacia do Chaco-Paraná em sua totalidade. Deve-se dar continuidade a este estudo, visando encontrar locais com matéria orgânica termicamente mais evoluída e em melhores condições de preservação no Permo-Carbonífero, principalmente nos intervalos onde foram constatados os mais altos teores de carbono orgânico total (COT). 50 Bibliografia Milani, E. J. & Thomaz Filho, A., 2000. Tectonic Evolution of South America. p. 389-449. International Geological Congress, Rio de Janeiro, 2000. Daemon, R.F. & Quadros, L.P. 1970. Bioestratigrafia do Neopaleozóico da Bacia do Paraná. Anais do XXIV Congresso Brasileiro de Geologia, Brasília, p. 359-412. Quintas, M., 2002. Geoquímica Orgânica do Devoniano da Bacia do Chaco-Paraná, Nordeste da Argentina. Monografia (Graduação em Geologia), 43 p. Universidade do Estado do Rio de Janeiro. Milani, E. J., 1997. Evolução Tectono-Estratigráfica da Bacia do Paraná e seu Relacionamento com Geodinâmica Fanerozóica do Gondwana Sul Ocidental. Porto Alegre. Tese de Doutoramento em Geociências. Vol. 1 e 2. Instituto de Geociências, Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Playford, G. & Dino, R. 2002. Permian Palynofloral Assemblages of the Chaco-Paraná Basin, Argentina: Systematics and Stratigraphic Significance. Revista Española de Micropaleontología, 34 (3), p. 235- 288. Souza, PA. & Marques-Toigo, M., 2001. Zona Vittatina: Marco Palinobioestratigráfico do Permiano Inferior da Bacia do Paraná. Ciência-Técnica-Petróleo, Seção Exploração de Petróleo, v. 20, p.153- 159. 51 Tabela 1 – Dados Geoquímicos do Poço Arbol Blanco. Código Prof. (m) %C %S S1 S2 S3 IH IO TMAX 1005 855 0,323 0,016 0,04 0,18 0,18 55,7 55,72 419 371 918 2,160 0,162 0,11 1,43 0,57 66,2 26,38 432 372 932 2,090 0,115 0,07 0,92 2,28 44 109,09 431 1006 942 0,252 0,030 373 974 2,340 0,134 0,07 1,51 0,74 69,5 31,62 433 374 1004 0,923 0,089 0,03 0,41 0,59 44,4 63,92 429 1015 1016 0,288 0,023 0,03 0,19 0,21 105,5 72,91 433 375 1032 0,242 0,019 376 1058 0,258 0,015 377 1074 0,344 0,029 378 1086 0,334 0,029 379 1102 0,839 0,030 0,05 0,51 0,23 60,7 27,41 433 382 1150 0,394 0,054 0,03 0,19 0,23 48,2 58,37 431 383 1162 0,399 0,038 384 1174 1,440 0,105 0,03 0,4 0,49 27,7 34,02 429 385 1184 0,570 0,043 386 1198 0,358 0,050 387 1208 0,388 0,074 0,02 0,19 0,17 48,9 43,81 432 1016 1218 0,180 0,039 388 1234 0,625 0,071 389 1286 0,441 0,037 0,03 0,18 0,17 40,8 38,54 433 390 1398 1,550 0,096 0,07 0,64 0,28 41,2 18,06 431 391 1412 1,320 0,074 392 1492 1,270 0,264 0,13 0,8 0,23 62,9 18,11 432 393 1510 1,740 0,386 394 1520 1,440 0,321 395 1538 1,900 0,448 0,10 1,16 0,4 61 21,05 433 396 1556 1,790 0,489 397 1580 1,800 0,377 398 1598 1,690 0,293 399 1628 1,830 0,399 0,15 1,18 0,52 64,4 28,41 436 400 1654 0,381 0,036 401 1686 2,070 0,618 0,11 0,75 2,89 36,2 139,61 440 402 1714 2,350 0,628 0,16 1,12 0,31 47,6 13,19 435 403 1742 2,880 0,483 0,18 1,15 1,02 39,9 35,41 437 404 1772 2,790 0,211 0,17 1,03 0,54 36,9 19,35 434 405 1790 1,160 0,364 0,07 0,5 0,41 43,3 35,34 436 1013 1808 0,893 0,048 406 1830 1,070 0,162 408 2064 0,233 0,033 1019 2094 0,299 0,059 0,04 0,17 0,6 56,8 200,66 447 1020 2094 0,166 0,049 1017 2205 0,325 0,027 0,05 0,33 0,14 101,5 43,07 385 1014 2213 0,293 0,179 410 2232 0,226 0,017 52 411 2245 0,186 0,011 412 2259 0,176 0,012 413 2363 0,167 0,013 1018 2384 0,147 0,282 414 2403 0,184 0,013 415 2416 0,150 0,013 418 2459 0,265 0,143 419 2472 0,243 0,157 420 2482 0,268 0,291 421 2500 0,456 0,076 422 2509 0,740 0,039 0,06 0,29 0,62 39,1 83,78 420 423 2520 0,387 0,272 424 2532 0,375 0,221 425 2541 0,389 0,287 426 2551 0,567 0,181 427 2560 0,571 0,262 428 2571 0,613 0,128 429 2582 0,625 0,210 430 2594 0,558 0,303 431 2604 0,613 0,441 432 2616 0,776 0,170 0,06 0,29 0,46 37,3 59,27 431 433 2626 0,596 0,198 434 2636 0,605 0,211 435 2646 0,611 0,147 436 2654 0,582 0,188 437 2665 0,537 0,172 438 2677 0,492 0,258 439 2690 0,598 0,578 0,04 0,16 0,65 26,7 108,69 429 440 2686 0,492 0,178 Tabela 2 – Dados Geoquímicos do Poço Coronel Rico. Código Prof. (m) %C %S S1 S2 S3 Tmax IH IO 635 754 1,060 0,324 0,16 0,1 0,47 419 10,4 44,3 636 800 2,000 0,716 0,36 0,9 0,4 426 44,5 20 637 814 3,380 0,771 0,43 1,8 0,87 429 51,8 25,7 638 822 3,200 0,639 0,37 1,5 0,57 429 46,6 17,8 639 832 2,530 0,736 0,36 1,1 0,61 427 43,9 24,1 640 846 2,410 0,839 0,39 1,3 0,49 429 52,7 20,3 641 910 2,290 0,597 0,55 0,6 0,54 423 27,9 23,6 642 978 0,071 0,051 643 994 0,046 0,054 644 1066 0,281 0,045 645 1090 0,497 0,138 53 646 1134 0,262 0,059647 1152 0,260 0,049 648 1168 0,117 0,038 649 1184 0,194 0,044 650 1194 0,099 0,043 651 1232 0,109 0,050 652 1262 0,169 0,068 653 1446 0,172 0,068 654 1464 0,215 0,066 655 1494 0,145 0,049 656 1512 0,173 0,042 657 1538 0,187 0,050 658 1548 0,002 0,035 659 1622 0,284 0,055 660 1652 0,027 0,044
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