Contexto deposicional e diagenético dos depósitos arenosos da Formação Sambaíba (Bacia do Parnaíba)

Abstract

Localizada no noroest e do Nordeste brasileiro, a Bacia do Parnaíba, de origem intracratônica e idade Paleo a Mesozoica , possui recursos minerais e energéticos, dos quais se destacam os recursos hídricos e o gás natural. Os arenitos que, em geral, apresentam altas porosidade e permeabilidade, são considerados bons reservatórios para armazenamento de água, óleo, ou gás, porém podem apresentar heterogeneidades que os compartimenta em termos de qualidade. O objetivo principal deste trabalho é caracterizar os principais aspectos texturais e composicionais dos arenitos da Formação Sambaíba, dentro do contexto sedimentológico e estratigráfico da unidade de forma a fornecer suporte para a identificação do sistema deposicional, assim como avaliar a distribuição de sua porosidade para o uso como um análogo de reservatório. Para isso, foram executadas: (i) a identificação das fácies e associações de fácies, (ii) a análise petrográfica das texturas e fábricas deposicionais, composição primária, constituintes diagenéticos, e tipos de poros, e (iii) a definição qualitativa da qualidade e heterogeneidade da sucessão eólica da Formação Sambaíba como reservatório análogo para áreas produtoras. A área de estudo fica na cidade de Carolina (MA), no entorno do Parque Nacional da Chapada das Mesas, e é constituída por depósitos do Grupo Balsas como as formações Pedra do Fogo e Motuca, além da Formação Sambaíba e pelos derrames basálticos da Formação Mosquito. O afloramento estudado possui cerca de 170 metros de altura e tem aproximadamente 1200 metros d e extensão lateral. O intervalo estudado no Morro da Pedra Caída foi separado em 10 fácies sedimentares que podem ser agrupadas em 3 associações de fácies representativas do sistema desértico : (I) Dunas eólicas; (II) Interdunas e (III) Canais fluviais efêm eros. A análise petrográfica sistemática apontou o quartzo mono e policristalino, ortoclásio, pertitas e fragmentos de chert como os principais constituintes primários. A eodiagênese pode ser considerada o estágio diagenético mais significativo nos arenito s estudados. A ordem dos processos diagenéticos é interpretada por: (i) dissolução de feldspatos gerando porosidade intergranular; (ii) a substituição de feldspatos por caulinita intragranular, na forma de ‘livrinhos’, vermicular e microcristalina, por vez es intergranular; (iii) a introdução de argila infiltrada em cutículas, meniscos e formas geopetais, (iv) a alteração e substituição de fragmentos plutônicos gerando óxidos/ hidróxidos de ferro microcristalinos e criptocristalinos na forma de cutículas e p reenchendo poros; (v) compactação mecânica; e (vi) a precipitação de sílica diagenética como crescimentos de quartzo descontínuos. Este trabalho pode ser usado, dentro da área de óleo e gás, para o estudo de casos de reservatórios análogos.

Located in the northwest of Brazilian Northeast, the Parnaíba Basin, of intracratonic origin e P aleo to Mesozoic age , has mineral and energy resources, which water and natural gas stand out. Sandstones, which generally have high porosity and permeability, are considered good reservoirs for water, oil or gas storing, although they can show heterogeneities which separates them in terms of quality. The main goal of this work is to characterize the main textural and compositional aspects of the Sambaíba Formation sandstones, within the sedimentological and stratigraphic context of the unit, in order to provide support for the identification of the depositional system, as well to eva luate it porosity distribution for use as a reservoir analogue. For this purpose, it was realized: (i) identification of facies and facies associations, (ii) petrographic analysis of depositional textures and fabric, primary composition, diagenetic constit uents, and pore types, anda (iii) qualitative definition of quality and heterogeneity of the eolian Sambaíba Formation succession as a reservoir analogue for producing areas. The study area is located in Carolina city (MA), around Chapada das Mesas Nationa l Park, and it's constituted of Balsas group deposits, like the Pedra do Fogo e Motuca Formations, as well as the Sambaíba Formation and the Mosquito Formation basaltic flows. The outcrop studied has around 170 meters high and approximately 1200 meters of lateral extension. The studied interval of the Sambaíba Formation, on Pedra Caída Hill, was separated in 10 sedimentary facies that can be grouped in 3 facies associations , representative of the desert environment : (I) Eolian dunes (II) Interdunes e (III) Ephemeral fluvial channels. Systematic petrographic analysis showed mono and polycrystalline quartz, orthoclase, pertite and chert fragments as main primary constituents. Eodiagenesis can be considered the most significant diagenetic stage in the studied s andtones. The order of the diagenetic processes is interpreted as: (i) felds par dissolution generating intra granular porosity; (ii) feldspar replacement by intergranular kaolini te, in the form of booklets , vermicular and microcrystalline, sometimes intergr anular; (iii) the introduction of infiltrated clay in coatings and in geopetal forms, (iv) alteration and replacement of plutonic fragments generating microcrystalline and cryptocrystalline iron oxides/ hydroxides in the f orm of cuticles and filling pores; (v) mechanical compaction; and (vi) the precipitation of diagenetic silica as discontinuous quartz growths. This work can be used, within the oil and gas area, to study cases of similar reservoirs.