Impacto da alteração hidrotermal na qualidade dos reservatórios carbonáticos do pré-sal no norte da Bacia de Campos

Abstract

A descoberta de grandes volumes de petróleo nas seções rifte e sag do intervalo Pré Sal das bacias de Campos e Santos reacendeu o interesse exploratório nos reservatórios carbonáticos lacustres das bacias marginais brasileiras e africanas. Análises petrográficas, mineralógicas, elementares, isotópicas e de inclusões fluidas foram integradas para desvendar a evolução diagenética dos reservatórios carbonáticos lacustres do Pré-Sal do norte da Bacia de Campos. Este estudo destaca as principais características primárias, diagenéticas e hidrotermais que ocorrem no intervalo Pré-Sal, com o objetivo de melhorar a compreensão dos fatores que influenciaram a distribuição de porosidade e permeabilidade nesses importantes reservatórios. Os carbonatos do Pré-Sal apresentam uma evolução diagenética complexa e heterogênea associada muitas vezes com a focalização de fluidos hidrotermais através de sistemas de falhas e fraturas, que promoveu processos de dolomitização, silicificação e dissolução em diferentes graus e intensidades. A alteração hidrotermal de rochas carbonáticas envolve a atuação de complexos processos físico-químicos sobre as rochas pré-existentes através da interação destas com os fluidos aquecidos. O fluxo de fluidos focalizado por sistemas de falhas, responsável pelo processo de alteração hidrotermal em rochas carbonáticas, é muito dinâmico e ocorre a taxas muito elevadas, em um regime de fluxo transiente. A ascensão de fluidos hidrotermais através de falhas, provocando a dissolução, dolomitização e silicificação de depósitos carbonáticos, deve ser considerado como um fator importante na criação, ampliação ou obliteração de porosidade em condições de soterramento. O conjunto de dados analisados fornece evidências claras de que a alteração hidrotermal nos reservatórios do Pré-Sal do norte da Bacia de Campos ocorreu em condições de soterramento profundo (> 1 km). Fluidos de origem mista com uma assinatura bacial alimentaram o sistema hidrotermal e promoveram a dissolução das rochas do Pré-Sal. O processo de alteração hidrotermal provoca um efeito moderado sobre o volume poroso total de rochas carbonáticas, porém causa relevante impacto sobre a permeabilidade, o fluxo de fluidos e o comportamento dinâmico dos reservatórios, através de uma maior concentração e, consequentemente, melhor conexão efetiva dos poros nas proximidades dos condutos hidrotermais.

The discovery of large oil accumulations in the rift and sag Pre-Salt sections of Campos and Santos Basins has revived the exploration interest on the lacustrine carbonate reservoirs in the Brazilian and African marginal basins. Petrographic, mineralogical, elemental, isotopic and fluid inclusions analyses were integrated to unravel the diagenetic evolution of Pre-Salt lacustrine carbonate reservoirs of northern Campos Basin. This study highlights the major primary, diagenetic and hydrothermal features of the Pre-Salt succession, with the aim to improve our understanding of the factors that influenced the porosity and permeability distribution in these important reservoirs. The Pre-Salt reservoirs have undergone a complex and heterogeneous diagenetic evolution, often associated with the foccusing of hydrothermal fluids through faults and fracture systems, promoting dolomitization, silicification and dissolution processes in varying degrees and intensities. The hydrothermal alteration of carbonate rocks involves incidence of complex physicochemical processes on the preexisting rocks through their interaction with heated fluids. The flow of fluids focused through fault systems, responsible for the hydrothermal alteration of carbonate rocks, is very dynamic and occurs at very high rates in a transient flow. The rise of hydrothermal fluids through faults, causing the dissolution, dolomitization and silicification of carbonate deposits, should be considered as an important factor in the creation, enhancement or obliteration of porosity under burial conditions. The combined set of data provides clear evidence of intense hydrothermal alteration of northern Campos Basin Pre-Salt reservoirs at deep-burial conditions (> 1 km). Mixed-sourced fluids bearing a basinal signature fed the hydrothermal system and promoted dissolution of the Pre-Salt rocks. The hydrothermal alteration processes cause a moderate effect on the total pore volume in carbonate rocks, but a remarkable impact on the permeability, fluid flow and dynamic behavior of the reservoirs, through a higher concentration and, consequently, effective pore connection in the vicinity of the hydrothermal conduits.