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1 Hidrocarbonetos Pré-Cambrianos Cáio Silva dos Santos1, Vitor Araújo Alves¹ (1) Universidade Federal do Oeste da Bahia, Centro das Ciências Exatas e das Tecnologias; E-mail: caio_caio2508@hotmail.com; vi.toralvess@hotmail.com Resumo: Hidrocarbonetos representam a forma de energia com maior eficiência energética, comparada a outras fontes de energias-não renováveis e renováveis. Hidrocarbonetos são associados a Petróleo no estado líquido, gasoso e sólido. A partir do Pré-Cambriano com surgimento de organismos procariontes, principalmente bactérias e cianobactérias, que teriam se espalhado em abundância como tapetes por várias regiões da Terra, acumulando assim matéria orgânica que pode ter dado origem em certas regiões do mundo reservas petrolíferas. Sendo, assim a descoberta e prospecção de jazidas é de grande interesse econômico, dessa forma o estudo de ocorrências de hidrocarbonetos de idade Pré-Cambriana, podem indicar novas jazidas para exploração futuras. Com representantes de reservas dessa idade sendo explorados tem-se a Bacia Mc Arthur (1,4 Ga), Austrália, e o sistema de Rift Midcontinent, (1,1 Ga), Estados Unidos e o Grupo Bambuí recentemente, vem ganhando destaque com pesquisas e blocos concedidos para a exploração na sua porção mineira. Palavras-chaves: Pré-Cambriano; Hidrocarbonetos; Procariontes Abstract: Hydrocarbons represent the most energy-efficient form of energy compared to other non-renewable and renewable energy sources. Hydrocarbons are associated with liquid, gaseous and solid Petroleum. From the pre- Cambrian with emergence of prokaryotic organisms, mainly bacteria and cyanobacteria, which would have spread in abundance as carpets by various regions of the Earth, thus accumulating organic matter that may have originated in certain regions of the world oil reserves. Therefore, the discovery and exploration of deposits is of great economic interest, so the study of hydrocarbon occurrences of pre-Cambrian age may indicate new deposits for future exploration. With representatives of reserves of this age being exploited are the McArthur Basin (1.4 Ga), Australia, and the Rift Mid continent system (1.1 Ga), United States and the Bambuí Group recently, has been gaining prominence with research and blocks granted for exploration in its mining portion. Keywords: Pre-Cambrian; Hydrocarbons. INTRODUÇÃO O interesse nos sistemas petrolíferos do pré- cambriano aumentou o ritmo ao longo da última década, eles se tornaram cada vez mais reconhecidos como um recurso potencialmente grande e relativamente inexplorado. O vasto potencial desses sistemas foi demonstrado pela descoberta e exploração de gigantes campos de petróleo e gás na China, Rússia e Omã (Escudo arábico). Isso resultou em um crescente interesse em explorar recursos de hidrocarbonetos convencionais e não convencionais em sucessões pré-cambrianas em muitas áreas do mundo, particularmente na África Ocidental, Brasil, América do Norte e Austrália (Craig et al. 2009; Bhat et al., 2012). A matéria orgânica e o óleo extraível são relativamente incomum nas rochas pré- cambrianas precoces devido a baixas concentrações de carbono orgânico total em rochas-fonte, quebra de hidrocarbonetos sob condições metamórficas e perda de hidrocarbonetos ao longo do tempo (Hunt, 1996). No entanto, onde presente sua composição molecular e isotópica não só 2 permite a distinção entre fontes biogênicas e abiogênicas, mas podem fornecer informações importantes sobre a biomassa destes e sobre migração de petróleo. Recentemente documentado que alguns óleos antigos foram preservados por bilhões de anos dentro de inclusões fluidas em arenitos arqueanos e proterozoicos e,embora baixos em abundância, são suficientemente prístinos para produzir biomarcadores e informações sobre o tempo e condições de aprisionamento (Dutkiewicz et al., 2003). ORIGEM DO PETROLEO Durante o arqueano, (3,8Ga), já havia vida formada, os termófilos, organismos que obtêm aenergia necessária para viver a partir de fontes químicas, exclusivamente inorgânicas. Posteriormente teria surgido os procariontes (principalmente bactérias e cianobactérias) e eucariontes (Acritargos - 1,8 Ga), que potencialmente podem ter contribuído com a produção de matéria orgânica nesse período. Esses organismos não possuem partes duras, assim tem registro fossilífero dificultado. A partir do Ediacarano, conhecido mundialmente como o “Boom da vida”, que o registro fóssil tem melhor qualidade e quantidade de organismos, a Biota de Ediacara com surgimento de organismos multicelulares e macroscópicos, é possível encontrar esqueletos, carapaças, conchas, ou outras características que favorecem a boa fossilização. Segundo Zucatti (2015), apresenta registro de metazoários de idade Edicarano na Bacia do Itajaí, no qual existe um intervalo geocronológico que corresponde ao final das glaciações Neoproterozóicas, no qual grandes bacias sedimentares foram preenchidas, no qual é possível datar zircões pelo método SHRIMP, apontando 642+12Ma como idade máxima para o início do preenchimento da bacia, e 606+8Ma como idade do evento vulcânico. A Produção de carbono orgânico e formação de rochas geradoras de hidrocarbonetos durante o pré–cambriano foi em maioria produto do crescimento de esteiras microbianas. As primeiras evidências diretas de tapetes microbianas terrestres em sedimentos siliciclásticos provêm dos sedimentos fluvio-lacustre no paleoproterozoico da formação Hardey do Cráton Pilbara (3.25 Ga), Austrália Ocidental. Durante o mesoproterozoico, tem-se registro da ocorrência de um evento global de oxigenação. Provavelmente, este evento, desempenhou um papel importante no apoio às comunidades eucarióticas mais diversas preservadas no neoproterozoico e forneceu o volume de material orgânico necessário para acúmulo e geração de hidrocarbonetos. As rochas fonte incluem folhelhos ricos em matéria orgânica, com registro fossilífero de estromatólitos, e de maneira generalizada 3 pertencem ao mesoproterozoico e neoproterozoico (Craig et al.,2013). As rochas de fonte de hidrocarboneto do neoproterozoico são comumente desvios negativos orgânicos transgressivos associados a fases inter-glaciais e pós- glaciais deglaciação em escala global. A dominância relativa das esteiras microbianas na contribuição da matéria orgânica como fonte de geração de hidrocarbonetos provavelmente diminuiu significativamente durante o neoproterozoico, talvez como resultado do rápido crescimento da comunidade de metazoários, possivelmente, como resultado de mudanças na química da água do mar e / ou fornecimento de nutrientes (Craig et al.,2013). Sistemas petrolíferos pré-cambrianos exigem a existência de rochas-fonte de idades pré- cambrianas que são de qualidade e volume suficientes para gerar hidrocarbonetos, através dos processos de maturação térmica e migração, são posteriormente aprisionados em reservatórios de idade pré-cambriana por rochas selante de mesma idade ou mais jovens (Craig et al., 2003). As rochas fonte de hidrocarbonetos pré- cambrianos são diferentes da maioria rochas de fonte "padrão" do fanerozóico em que a matéria orgânica contém predominantemente, se não exclusivamente, de bactérias ou algas. A exploração de poções de petróleo “pré-cambrianos” exige uma compreensão completa tanto do espaço quanto temporal da distribuição de horizontes ricos em matéria orgânica dentro das sucessõespré-cambrianas e a evolução progressiva da mistura de componentes orgânicos dentro destes através do tempo geológico (Craig et al., 2013). BACIAS PRE-CAMBRIANAS Períodos particulares dentro do pré- cambriano parecem ter sido mais propensos a desenvolver sistemas de hidrocarbonetos. O primeiro parece ter no Arqueano, antes do Grande Evento de Oxidação (Figura 2). No Paleoproterozóico parece ter sido particularmente produtivo (Schutter, 2017). A Bacia do Sal do Sul de Omã (SOSB) é uma produção incomum de petróleo, pois é anfitrião mais antigo conhecido do mundo de depósitos de petróleo. Dois grandes tipos de petróleo, os óleos 'Huqf' e 'Q' foram reconhecidos há mais de 20 anos e são claramente distinguidos com base na composição isotópica de carbono e carbono esterilizado (Grantham, 1986; Grantham et al., 1987). Um exemplo de bacia paleoproterozoico que ocorre hidrocarbonetos é o Grupo Bambuí, na porção que se estende no estado de Minas Gerais que possui registros de exsudação de gás natural em poços perfurados para água em profundidades em torno de 150m e confluência dos Rios Paracatu e São Francisco. As rochas do grupo Bambuí possuem porosidade secundária, com fraturas 4 sub-horizontal associados à vugs e carbonatos. (Santos, 2012) As rochas geradoras têm teores médios de COT de 3% e são representadas pelo grupo Paranoá, Macaúbas e Bambuí; como reservatório secundário rochas do Conglomerado Samburá, reservatórios arenosos da mega-sequência Espinhaço e arenitos cretácicos. Como rochas selantes têm-se os folhelhos da Formação Serra da Saudade e Serra de Santa Helena, folhelhos intraformacionais e pelitos distais de unidades cretácicas. Nas porções deformadas do Bambuí, podem se constituir trapas anticlinais. (Santos, 2012) Figura 1: Ocorrência de hidrocarbonetos no pré- cambriano (Schutter, 2017). Pesquisas recentes da ANP mostram evidencias revelam que no extremo oeste da Bahia na cidade de Luís Eduardo Magalhães, existe reserva de gás em folhelho no grupo Bambuí, com potencial exploratório. SISTEMA PETROLÌFERO As concentrações de Hidrocarbonetos pré- cambrianos localizam-se em sistemas petrolíferos não convencionais. Pela longa história geológica da bacia, o tempo de maturação da matéria orgânica pode ter ultrapassado a catagênese e metagênese, assim os fatores físico-químicos ultrapassaram o ponto necessário para geração de HC, restando apenas gás, ou anda pior, restando apenas bioindicadores que um dia houve hidrocarbonetos. A figura 2, ilustra os estágios de transformações termoquímica da matéria orgânica para gerar petróleo. Eventos metamórficos na Bacia podem possivelmente alterar a rocha reservatório diminuído seus poros obrigando a migração do óleo para um novo reservatório, e até mesmo mudando a composição do óleo. Mas nem sempre isso acontece, conforme George et al (2008), os óleos da formação Matinenda foram expostos ao metamorfismo de fácies Prehnita-pumpellyíta superior (280 – 350 C) durante a migração, a rocha selante foi metamorfisada, e o óleo continua na rocha reservatório. Por se tratar de um sistema fechado, a existência de inclusões fluidas com altas pressões de fluido com ausência de argilas ou outros minerais que podem catalisar o craqueamento de petróleo para gás, possibilitou a estabilidade térmica do óleo e permitiu a sobrevivência de biomarcadores ao longo do tempo. (George et al., 2008). Outra problemática é que a rocha capeadora pode ter sido rompida durante eventos tectônica permitindo a desmigração, 5 exsudando e aflorando betume em superfície. Logo algumas condições se fazem necessária para que o HC tenha permanecido na formação, são eles: Poucos eventos tectônicos; nenhum evento metamórfico. É sabido que, mesmo tendo uma evolução histórica e geológica complexa afetada por diferentes fatores, os hidrocarbonetos de origem pré-cambriana, possuem CH4, CO2, n-alcanos, isoprenoides, monomethylalkanes, hidrocarbonetos aromáticos, hidrocarbonetos cíclicos e vestígios do complexo biomarcadores de múltiplos anéis. Figura 2. Estágios de transformação Termoquímico da matéria orgânica. (Silva, 2007) GEOQUÍMICA Isótopos podem ser usados para provar a existência de vida pré-cambriana e diversidade biológica e complexibilidade do ambiente marinho, corroborando para aumento de investimentos em bacias dessa idade. A presença de hopanonas nas rochas arqueanas confirma a antiguidade do domínio das Bactérias e alta concentração relativa de 2 - methylhopanes indica que as Cianobactérias eram importantes produtores primários (Brocks, et al., 2003). Isótopos de C13 são usados para identificar biomarcadores que evidenciam a fotossíntese durante o Neoproterozoico. A presença de biomarcadores produzido por cianobactérias e eucariontes que são derivados e presos nas rochas depositadas antes de 2.2 Ga é consistente com uma evolução de organismos fotossintéticos oxigenado e sugere que parte dos oceanos tornou-se suficientemente oxigenado para a biossíntese de esterol (George et al., 2008; Brody, 2007). O uso de isótopos 187Re/187Os possibilitam datar alterações climáticas e alteração do nível do mar, possibilitando afirmações sobre um oceano estratificado, assim durante o Mesoproterozoico, parte dos oceanos eram concentrados em enxofre e outras levemente oxidados possibilitando o desenvolvimento de algas eucarióticas, microaerófila bactérias e deposição dos BIF’s (Miller, 2012; Braun 2012). A presença de querogênio em rochas arqueanas indica que a redução de carbono orgânico aumentava conforme aumentava os sedimentos de fundo. Evidências de esteranos e biomarcadores de cianobactérias fotossintéticas que indicam que a concentração de oxigênio dissolvido em algumas regiões da coluna de água superior era equivalente a no menos de 1% do nível 6 atmosférico presente e pode ter sido suficiente para suportar respiração aeróbica (Brocks, et al., 2003; Miller, 2012). CONSIDERAÇÕES FINAIS A conclusão aqui é que o Pré-cambriano possui sistemas de hidrocarbonetos generalizados; isto é possíveis períodos e bacias de alto nível para se concentrar no mais prolífico. Enquanto a idade e história tectônica podem ser problemas, ainda existe a possibilidade de que algumas acumulações econômicas podem ter sobrevivido. Este é ainda mais o caso quando explorando recursos não convencionais. As características únicas do Pré-cambriano sistema de hidrocarbonetos devem ser consideradas, não problemas. Por exemplo, a natureza dos sistemas de hidrocarbonetos e sua idade podem resultar em um aumento probabilidade de ele comercial. As ocorrências de HC em rochas do Pré- Cambriano representam uma pequena parcela de produção de petróleo e seus derivados, quando comparados com o fanerozoico. Os estudos das bacias paleoproterozoico ainda são escassos e limitados, e essas reservas têm um grande potencial. Existem condicionantes que dificultam a preservação do petróleo em rochas mais antigas, são elas condições termais, tectônicas e temporais. Pois estas podem influenciar na maturação do óleo, a temperatura para que tal processo ocorra, somente é possível num determinado faixa de tempo e sob uma determinada temperatura, e após esse tempo as suas condições de maturação ultrapassam aquelas desejadas (Metagênese) e passam a não ser tão interessantespara a indústria petrolífera. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Craig, J., Thurow, J., Thusu, B., Whitham, A., Abutarruma, Y., Global Neoproterozoic Petroleum Systems and the Emerging Potential In North Africa. In: Craig, J., Thurow, J., Whitham, A., Abutarruma, Y. (Eds.), Global Neoproterozoic Petroleum Systems: the Emerging Potential in North Africa. Geological Society, London, Special Publication, vol. 326, pp. 1e24, 2009. Craig, J., et al. The Palaeobiology and Geochemistry of Precambrian Hydrocarbon Source Rocks. 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