Simulação de processos deposicionais: caracterização de dois ciclos de alta frequência da Sequência Balbuena IV, Bacia do Noroeste Argentino

Abstract

A sequência Balbuena IV (Paleoceno), topo da Formação Yacoraite, foi depositada em ambiente lacustre do tipo “ballanced-fill” na porção central da Subbacia de Metán-Alemania – Salta – Argentina, com episódicas conexões marinhas. As suas sequências estratigráficas foram interpretadas por Bento-Freire (2012) em níveis hierárquicos de 3a, 4a e 5a ordens. Os principais objetivos da presente dissertação são: detalhar duas destas sequências de 5ª ordem (intervalos “Planar” e “Beira Rio”) com foco na compreensão da variação faciológica e dos controles deposicionais e estratigráficos e construir modelos tridimensionais de fácies por meio da simulação de processos deposicionais e estratigráficos (forward model). Com este intuito, incorporaram-se estudos petrográficos de lâminas delgadas bem como descrições macroscópicas na classificação de onze fácies (oito carbonáticas, duas mistas e uma siliciclástica) que agrupadas formam seis associações de fácies: lacustres siliciclásticas profundas, lacustres mistas rasas, lacustres bioconstruídas de alta energia, lacustres de bancos calcários, lacustres bioconstruídas de baixa energia e palustres. A sucessão vertical das associações de fácies foi utilizada para a interpretação das sequências de 5ª ordem, enquanto que as repetições das fácies que as compõe foram interpretadas como sequências de 6ª ordem. Confeccionou-se, assim, uma curva de variação do nível do lago com o tempo para um determinado ponto da bacia que contemplou a influência do ciclo de 5ª ordem na organização da 6ª ordem. Análises variográficas da distribuição espacial de fácies, associações de fácies e proporções de fácies permitiram estimar a continuidade dos corpos deposicionais para cada variável. Com isso, interpretou-se que estes corpos são alongados na direção noroeste-sudeste ou simétricos. Por fim, todas as análises acima citadas possibilitaram a construção do modelo tridimensional de fácies através da simulação dos processos deposicionais e estratigráficos estabelecidos no software Dionisius. Desta forma, foi possível avaliar não só o limite de resolução vertical na modelagem de fácies carbonáticas como também avaliar a sua importância em testar modelos conceituais. Constatou-se que a variação na curva do nível relativo do lago controlaria a posição espacial das fácies e o espaço disponível para o seu crescimento, determinando, ainda, a geometria das fácies carbonáticas geradas. No entanto, para honrar as diferentes espessuras medidas nos afloramentos é necessário considerar também variações espaciais da taxa de produtividade de crescimento carbonático. As fácies siliciclásticas e mistas possuem controle climático. Todavia, sofrem influência das mudanças na curva do nível relativo do lago pelo retrabalhamento por ondas. O entendimento da variação das fácies de origem microbiana nesta escala estudada permite prever e detalhar sua distribuição espacial. Essa abordagem é crucial na modelagem tridimensional dos reservatórios produtores de hidrocarboneto que possuem a mesma natureza. Assim, no contexto da produção de petróleo, a previsão da localização espacial de litologias que podem configurar barreiras ao fluxo de fluidos ou propiciar a canalização de água de injeção é de extrema relevância no plano de desenvolvimento do campo.

The Balbuena IV sequence (Paleocene) was developed under balanced-fill lacustrine conditions with episodic marine connections in the central portion of the Sub-basin Metán-Alemania. Three orders of ciclicity (3rd, 4th, 5th orders) have been described by Bento-Freire (2012). The main goal of the present study is to detail two 5th orders sequences (Planar and Beira Rio) and to understand facies variation, depositional and stratigraphic controls. These interpretations had been subject to forward modeling. Petrographic thin sections and macroscopic descriptions were used not only to determine 11 facies (8 carbonate, 2 hybrids and 1 siliciclastic) but also for the definition of 6 facies associations: deep lacustrine siliciclastic, shalow lacustrine carbonate and siliciclastic mixed, high energy lacustrine bioconstruction, lacustrine limestone banks, low energy lacustrine bioconstruction and palustrine. The 5th order sequence comprises a vertical facies association succession while the 6th order sequence was evaluated for its bed cyclicity. A lake level variation with time curve for a given location at the basin was proposed to illustrate the 5th order sequence influence over the 6th order organization. Variography analysis of the facies spatial distribution, associations and proportions allowed an estimative of the depositional bodies continuity for each variable, which are interpreted as northwest-southeast elongated or symmetrical. The stratigraphic and depositional processes interpretation served as input to the Dionisius 3D model. The vertical resolution limit for the the carbonate facies as well as the stratigraphical conceptual model applicability were tested. The relative lake level curve variation control facies spatial distribution and the stromatolite geometry. However, to honor the outcrops facies thickness measured was also necessary to take into account the carbonate productivity rate. The siliciclastic and mixed facies have prior climatic control. Nevertheless, the water depth variation has significant impact for the reworking facies. The understanding of microbial facies variation at a high frequency scale is a role key into 3D modeling of oil production reservoirs. The model predictability of potential flow barriers or fluid channeling paths is extremely relevant for the oil industry fields developments plans.