Petrologia e aspectos diagenéticos de arenitos reservatórios do Grupo Itararé (carbonífero-permiano), Bacia do Paraná

Abstract

Resumo: Os arenitos do Grupo Itararé (Carbonífero-Permiano) são considerados reservatórios potenciais de hidrocarbonetos na Bacia do Paraná. O presente estudo procura estabelecer o papel da evolução diagenética na modificação da permo-porosidade destes arenitos. A análise petrográfica foi realizada a partir de amostras provenientes de áreas de exposição da Formação Campo Mourão, com ênfase aos arenitos Lapa e VilaVelha e de testemunhos de sondagens realizadas na Bacia do Paraná, nos intervalos correspondentes à base das formações Lagoa Azul, Campo Mourão e Taciba. As amostras de subsuperfície foram utilizadas para caracterização da seqüência diagenética e as amostras de afloramentos foram utilizadas principalmente para caracterização dos processos telodiagenéticos e são estratigraficamente correlatas. A análise petrográfica e a caracterização diagenética foram realizadas com a utilização de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, análises granulométricas e difratometria de raios X. Quanto à composição detrítica, os arenitos do Grupo Itararé são constituídos principalmente por quartzoarenitos e subordinadamente por sublitoarenitos e subarcóseos, de granulação areia fina à grossa. Apesar da heterogeneidade, foram determinadas duas petrofácies principais com base em porosidade, empacotamento e cimentação da rocha. A petrofácies "A" corresponde a subarcóseos e sublitoarenitos, com porosidade entre 5 a 20% e empacotamento normal (4055). O principal cimento da petrofácies "B" tanto em superfície como em subsuperfície é sílica na forma de crescimento sintaxial de quartzo. Os arenitos constituídos essencialmente por quartzo (>90%) foram submetidos à processos diagenéticos que influenciaram na redução da porosidade, tais como a dissolução por pressão ao longo dos contatos intergranulares e a cimentação sintaxial por sílica. Os principais processos diagenéticos identificados nos arenitos analisados foram a compactação mecânica e química, autigênese de quartzo, carbonatos, sulfatos e argilominerais, dissolução, substituição mineral e precipitação de óxidos. A principal porosidade identificada em ambas as petrofácies é secundária, gerada pela dissolução de grãos instáveis e cimentos. Porém, o papel da compactação foi efetivo na redução da porosidade e geometria dos poros. O sistema poroso foi fortemente modificado pela dissolução por pressão, devido ao soterramento no estágio mesodiagenético. Nas amostras de superfície é comum a presença de óxido de ferro, que preenche o espaço intergranular após a dissolução dos cimentos originais. A identificação de cimentos e minerais em amostras de subsuperfície, que não foram preservados nas de superfície, explica-se pela atuação de processos telodiagenéticos, que alteraram as características originais dos arenitos.

Abstract: Carboniferous-Permian sandstones of the Itararé Group are potential gas reservoirs in the Paraná Basin. The aim of this paper is the analysis of the diagenetic history of these sandstones and its controls on reservoir quality. In order to describe both diagenetic and telodiagenetic products, petrographic analysis was carried out using outcrops as well as deep subsurface core samples from different stratigraphic levels in the Itararé Group. Surface sampling of reservoir analogues was intensified in the well-exposed Lapa and Vila Velha sandstones in the eastern basin border. Optical microscopy, scanning electron microscopy and X-ray diffraction were applied in the characterization of clastic and diagenetic constituents. Two distinct petrofacies have been recognized, based on of sandstone packing, porosity, and cementation. The Petrofacies A are subarkoses and sublitharenites, 5 to 20% porosity and normal packing (4055). The cement in petrofacies B is mainly syntaxial quartz overgrowths. Major diagenetic processes in both petrofacies were: mechanical and chemical compaction, cementation by quartz, carbonates, sulfates and clay minerals, dissolution, mineral replacement and precipitation of oxides. Pressure dissolution during the mesodiagenetic stage modified the porous system due to burial. Most of the observed porosity was generated by dissolution of unstable grains and cements. During telodiagenetic stage, iron oxide filled such intergranular space as observed in outcrop samples. Some minerals identified in subsurface are absent in outcrop, suggesting that telodiagenetics processes played and important role in the modification of the original characteristics of sandstones.