A gênese de argilominerais diagenéticos e seu impacto sobre a porosidade de arenitos do Pré-Sal (Aptiano) da Bacia do Espirito Santo

Abstract

Os arenitos do Membro Mucuri (Aptiano) são os principais reservatórios da parte emersa da Bacia do Espírito Santo. Estes arenitos correspondem a depósitos marginais contemporâneos dos extensos reservatórios carbonáticos pré-sal, que são atualmente o principal alvo de exploração nas bacias do Espírito Santo, Campos e Santos. Os processos deposicionais dos reservatórios pré-sal continuam pouco compreendidos, assim como a configuração paleogeográfica, paleoclimática e paleoambiental que controlaram sua formação e evolução. O resultado do estudo petrográfico e de difração de raios-x dos arenitos Mucuri analisados neste trabalho revelou sua imaturidade textural e composicional, com abundantes feldspatos, biotita e minerais pesados provenientes da erosão de blocos soerguidos do embasamento plutônico sob clima semi-árido. Entre os processos eodiagenéticos que impactaram profundamente a porosidade e permeabilidade destes arenitos destacam-se a autigênese de argilominerais como esmectitas e caulinitas. Os argilominerais esmectíticos ocorrem na forma de cutículas e franjas recobrindo os grãos, ou localmente os substituindo, como complexas combinações com agregados microcristalinos heterogêneos Os resultados observados demonstram que as esmectitas devem ter sido precipitadas por águas subterrâneas alcalinas, concentradas por evaporação. As caulinitas ocorrem como agregados microcristalinos e em booklets substituindo feldspatos e outros grãos e preenchendo poros intergranulares, e na forma lamelar, substituindo e expandindo micas. Outros processos diagenéticos significativos incluem a dissolução de feldspatos e minerais pesados, a precipitação de calcita, dolomita e pirita, e a compactação mecânica e química. A caracterização dos padrões de distribuição dos argilominerais autigênicos é importante para a compreensão e previsão da qualidade desses arenitos como reservatórios de petróleo. Além disso, a definição das condições genéticas nas quais ocorreram a autigênese de argilominerais e os outros processos eodiagenéticos nos arenitos Mucuri irá trazer uma contribuição para a compreensão das condições paleoambientais atuantes nas margens do sistema lacustre onde os volumosos reservatórios carbonáticos do pré-sal foram gerados.

The sandstones of the Mucuri Member (Aptian) are the main reservoirs of the onshore part of the Espírito Santo Basin. These sandstones correspond to marginal deposits coeval to the extensive pre-salt carbonate reservoirs, which are currently the main exploration target in the Espírito Santo, Campos and Santos basins. The depositional processes of the pre-salt reservoirs remain poorly understood, as well as the paleogeographic, paleoclimatic and paleoenvironmental configuration that controlled their formation and evolution. The results of the petrographic study and x-ray diffraction of the Mucuri sandstones analyzed in this study revealed their textual and compositional immaturity, with abundant feldspars, biotite and heavy minerals from the erosion of uplifted blocks of the plutonic basement under semi-arid climate. Among the eodiagenetic processes that profoundly impacted the porosity and permeability of these sandstones, stand out the authigenesis of smectites and kaolinites. Smectitic clay minerals occur as coatings and rims covering the grains, or locally replacing them, as complex combinations with heterogeneous microcrystalline aggregates The observed results demonstrate that the smectites must have been precipitated by alkaline groundwater, concentrated by evaporation. Kaolinites occur as microcrystalline booklet aggregates replacing feldspars and other grains and filling intergranular and pores, and lamellar, replacing and expanding micas. Other significant diagenetic processes include the dissolution of feldspars and heavy minerals, precipitation of calcite, dolomite and pyrite, and mechanical and chemical compaction. The characterization of the distribution patterns of authigenic clay minerals is important for understanding and predicting the quality of these sandstones as oil reservoirs. Besides, the definition of the genetic conditions in which the clay minerals authigenesis and other eodiagenetic processes occurred in the Mucuri sandstones will contribute to the understanding of the paleoenvironmental conditions at the margins of the lacustrine system where the voluminous pre-salt carbonate reservoirs were generated.