Diagênese e qualidade de reservatório dos arenitos e conglomerados cretácicos do campo de Fazenda Cedro Norte, Bacia do Espírito Santo, Brasil

Abstract

A Bacia do Espírito Santo, uma das bacias mais prolíficas do Brasil, está localizada na margem sudeste do país. Importantes acumulações de hidrocarbonetos são encontradas tanto na porção offshore, nos arenitos turbidíticos da Formação Urucutuca, como também na porção onshore, nos arenitos fluviais e estuarinos do Membro Mucuri da Formação Mariricu. Os arenitos Mucuri correspondem às fácies marginais dos recém-descobertos e imensos reservatórios carbonáticos lacustres do "pré-sal". A identificação e compreensão dos controles deposicionais e diagenéticos sobre a qualidade e heterogeneidade de tais reservatórios contribui para a redução dos riscos de exploração e para a otimização na recuperação de petróleo dos campos petrolíferos produtores. O estudo dos arenitos do Mucuri possibilita angariar informações sobre as condições ambientais prevalecentes ao longo das margens dos lagos onde formaram-se os reservatórios do "pré-sal", cuja gênese e evolução são ainda pouco compreendidas. Os reservatórios Mucuri são caracterizados por intensa cimentação eodiagenética e substituição de grãos por esmectita e K-feldspato, resultado da interação entre salmouras alcalinas e uma mineralogia detrítica fortemente imatura. Com o soterramento progressivo, ocorreu a precipitação de dolomita, quartzo e pirita, e a ilitização das esmectitas. Em contraste, o influxo de água meteórica nos reservatórios do Urucutuca ocasionou intensa e heterogênea dissolução de grãos (principalmente de plagioclásio) e autigênese de caulinita, seguida por quartzo, dolomita/anquerita e albita. As alterações diagenéticas foram fortemente controladas pelas texturas deposicionais, mineralogia detrítica, composição química das águas intersticiais, taxas de fluxo de fluidos e pela história térmica e de soterramento. Os principais processos responsáveis pela modificação da porosidade foram a compactação mecânica, a dissolução de grãos e a cimentação eodiagenética por argilominerais (caulinita e/ou esmectita) e carbonatos (principalmente dolomita/anquerita). A dissolução de grãos instáveis e a precipitação do material dissolvido em poros adjacentes resultou em sistemas porosos complexos e heterogêneos.

The Espírito Santo Basin, one of the most prolific basins of Brazil, is located in Brazil southeastern margin. Important hydrocarbon accumulations are found both in the offshore portion, in the turbiditic sandstones of the Urucutuca Formation, and in the onshore portion, in fluvial and estuarine sandstones of the Mucuri Member of Mariricu Formation. The Mucuri sandstones correspond to the marginal facies of the huge, newly discovered "pre-salt" lacustrine carbonate reservoirs. The identification and understanding of the depositional and diagenetic controls on the quality and heterogeneity of these reservoirs contributes to reduce the exploration risks and to optimize oil recovery from producing oilfields. The specific study of the Mucuri sandstones enables to gather information on the prevailing environmental conditions along the margins of the lakes where were formed the "pre-salt" reservoirs, which genesis and evolution is still poorly understood. The Mucuri reservoirs are characterized by intense eodiagenetic replacement and cementation by smectite and K-feldspar, as result to the interaction between alkaline brines and the strongly immature detrital mineralogy. With progressive burial, occurred the precipitation of dolomite, quartz and pyrite, and smectite illitization. Conversely, an influx of meteoric water in the Urucutuca reservoirs resulted in intense and heterogeneous dissolution of grains (mostly plagioclase) and authigenesis of kaolinite, followed by quartz, dolomite/ankerite and albite. The diagenetic alterations were strongly controlled by the depositional textures, detrital mineralogy, pore waters chemistry, fluid flow rates and thermalburial history. The main processes responsible for porosity modification were the mechanical compaction, grain dissolution and eodiagenetic cementation by clayminerals (kaolinite or smectite) and carbonates (mainly dolomite/ankerite). The dissolution of unstable grains and the precipitation of the dissolved materials in adjacent pores resulted in complex and heterogeneous pore systems.