resumo - Centro de Ciências Exatas e da Terra

Transcrição

UNIVERSI DADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA
DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA
RELATÓRIO DE GRADUAÇÃO
Caracterização Faciológica e Parametrização de
Análogos
a Reservatórios Petrolíferos Fluviais da Formação Açu
(Unidade Açu - 3 ) – Bacia Potiguar
Relatório de Graduação do Curso
de Geologia, financiado por
projetos do FINEP/CT-PETRO e
pelo PRH-ANP 22.
Autor: Leonardo Menezes
Orientador: Prof. Dr. Francisco Pinheiro Lima Filho
NATAL, ABRIL DE 2002
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA
DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA
C ARACTERIZAÇÃO F ACIOLÓGICA E P ARAMETRIZAÇÃO DE ANÁLOGOS
A R E S E R V A T Ó R I O S P E T R O L Í F E R O S F L U V I A I S D A F ORMAÇÃO A ÇU
(U N I D A D E A Ç U - 3) – B A C I A P O T I G U A R
Relatório de Graduação do Curso
de Geologia, financiado por
projetos do FINEP/CT-PETRO e
pelo PRH-ANP 22.
Autor: Leonardo Menezes
Comissão Examinadora:
Dr. Francisco Pinheiro Lima Filho
(Orientador, DG/PPGG/UFRN)
MSc. Carlos Alberto Poletto
( P E T R O B R Á S U N- R N / C E )
MSc. Paulo Roberto Cordeiro de Farias
( P E T R O B R Á S U N- R N / C E )
Á MINHA MÃE,
QUE ME ENSINOU A LUTA PELA VIDA ,
EM SUA VIDA DE BATALHAS.
AGRADECIMENTOS
NÃO HÁ PALAVRAS, NEM FOLHAS SUFICIENTES NESTE TRABALHO, EM QUE EU POSSA
EXPRESSAR TODA A GRATIDÃO AOS ESFORÇOS ESPONTÂNEOS E SINCEROS A MIM
DEDICADO, QUE TORNARAM POSSÍVEL A REALIZAÇÃO DO MESMO .
AOS NOMES AUSENTES, REGISTRO O MEU PERDÃO, ASSIM COMO AS AÇÕES
PRESENTES E A ETERNA LEMBRANÇA DO COMPANHEIRISMO E PACIÊNCIA.
AGRADEÇO A DEUS POR ME FAZER PERCORRER CAMINHOS DISTANTES, MAS
VERDADEIROS, SEMPRE GUIADO POR ESPÍRITOS DE LUZ E FÉ, DOS QUAIS ME FIZERAM
CHEGAR AQUI .
AO MEU ORIENTADOR PROF. FRANCISCO PINHEIRO PELO CONVÍVIO, APOIO NA
ETAPA EMPREENDIDA , PELA FORÇA A MIM CONFIADA E PELO DESEJO DO SUCESSO. P ELAS
DISCUSSÕES CONSTRUTIVAS, MEU MUITO OBRIGADO.
AGRADEÇO A PETROBRAS, EM NOMES DOS GEÓLOGOS ALEXANDRE , C ORDEIRO E
JOÃO DE DEUS PELA OPORTUNIDADE , ENSINAMENTOS E DISCUSSÕES, E EM ESPECIAL AO
PROF. CARLOS ALBERTO POLETTO, POR TODOS OS CONHECIMENTOS A MIM CONCEDIDOS
NA ÁREA DE PARAMETRIZAÇÃO E MODELAGEM DE RESERVATÓRIO.
AOS PROFESSORES DO LABORATÓRIO M ATMÍDIA DO DEPTO DE M ATEMÁTICA DA
PUC-RIO, GEOVAN TAVARES, HÉLIO LOPES E SINÉSIO PESCO, PELA ATENÇÃO E
ENSINAMENTOS DURANTE O ESTÁGIO NO MESMO , TENDO SIDO ESTE DE GRANDE
IMPORTÂNCIA PARA A REALIZAÇÃO DESTE TRABALHO.
AO PROGRAMA DE RECURSOS HUMANOS (PRH-22) E A AGÊNCIA NACIONAL DE
PETRÓLEO (ANP) PELA OPORTUNIDADE A MIM CONCEDIDA , DE INGRESSAR NA ÁREA DA
GEOLOGIA DO PETRÓLEO.
AOS PROFESSORES CLÁUDIO PIRES E M ARIA DE FÁTIMA PELO CONVÍVIO
HARMONIOSO E EXPERIÊNCIAS, DENTRO E FORA DA
UFRN E PELAS CORREÇÕES DOS
TEXTOS.
AGRADEÇO AO INCRA/RN EM NOME DE VAMILSON PELAS ORTOFOTOCARTAS
CEDIDAS GENTILMENTE PARA O PRESENTE TRABALHO.
AGRADEÇO A TODOS OS PROFESSORES DO DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA DA
UFRN QUE DE ALGUMA FORMA CONTRIBUÍRAM DIRETA OU INDIRETAMENTE PARA A MINHA
FORMAÇÃO ACADÊMICA .
À “GALERA ” DA TURMA , ROGÉRIO, LILIANE , DÉCIO, MIRNIS, EDVALDO, JOAQUIM,
INGRED, EM ESPECIAL A ADEILTON E EDSON, POR TUDO QUE FOI VIVENCIADO E REALIZADO
NESTA AMIZADE (REDE , SEXTAS’ BAR, QUAKE E NOITES DESGASTANTES SOBRE LIVROS).
AGRADEÇO A TODOS OS INTEGRANTES DO GRUPO DE ESTUDOS DE ANÁLOGOS DA
UFRN, PRINCIPALMENTE A DANIEL E M ARCUS VINICIUS QUE NUNCA SOUBERAM DIZER NÃO
POR MAIS OCUPADOS QUE ESTIVESSEM. V ALEU PELAS NOITES EM CLARO, FINS -DE -SEMANA
EM CAMPO E A COMPANHIA, OBRIGADO!
AOS AMIGOS FÁBIO E “C HAVEIRINHO” PELOS ENSINAMENTOS E DISCUSSÕES
VOLTADAS AS TÉCNICAS DE GEOPROCESSAMENTO.
AGRADEÇO À CLAUDIA PELO CARINHO, AMOR, PACIÊNCIA DOS DIAS E NOITES
AUSENTES, E PELA AJUDA SIGNIFICATIVA NA ETAPA FINAL DESTE TRABALHO.
AOS FUNCIONÁRIOS DO DEPARTAMENTO DE GEOLOGIA DA UFRN EM ESPECIAL A
DEDÉ E CLODOALDO PELA DISPOSIÇÃO, GENTILEZA, SIMPATIA E AMIZADE .
POR FIM, AGRADEÇO AO SR. ANTIDIO PELA ATENÇÃO DADA AO MEU TRABALHO,
PREOCUPAÇÃO EM MINHA ESTADA EM CAMPO, E QUE POR MEIO DELE ME APRESENTOU A
LALÁ , QUE DURANTE AS ETAPAS DE CAMPO NOS TRATOU (A MIM E DEMAIS AMIGOS) COMO
INTEGRANTES DA SUA FAMÍLIA, QUE NOS APRESENTOU A “S EU” M IGUEL DONO DE UMA DAS
ÁREAS ESTUDADAS, HOMEM HUMILDE E TRABALHADOR QUE NOS FEZ SABOREAR UMA NOITE
DE LUA CHEIA NO SEU TERREIRO, QUE NOS APRESENTOU...NO INTERIOR É ASSIM MESMO .
ÍNDICE
DEDICATÓRIA
AGRADECIMENTOS
ÍNDICE DE I LUSTRAÇÕES
RESUMO
ABSTRACT
i
ii
CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO
1
1.1 - APRESENTAÇÃO
1.2 – JUSTIFICATIVA
1.3 – OBJETIVOS
1.4 – LOCALIZAÇÃO E VIAS DE ACESSO
1.5 - MÉTODO DE TRABALHO
1.5.1 - SELEÇÃO DA ÁREA
1.5.2 - ARQUITETURA DE FÁCIES
1.5.3 - PARAMETRIZAÇÃO
1.5.4 - SIMULAÇÃO DE RESERVATÓRIO
1
1
2
2
3
3
4
4
5
CAPÍTULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
6
2.1 BACIA POTIGUAR
2.1.1 - LOCALIZAÇÃO
2.1.2 - ARCABOUÇO ESTRUTURAL
2.1.3 - ESTRATIGRAFIA
2.1.4 - M AGMATISMO
2.1.5 - EVOLUÇÃO TECTONO-SEDIMENTAR
2.1.6 - FORMAÇÃO AÇU
2.2 - SISTEMA FLUVIAL
2.2.1 - ANÁLISE DOS ELEMENTOS ARQUITETURAIS
6
6
7
7
9
10
11
12
14
CAPÍTULO 3 - ARQUITE TURA DE FÁCIES
19
3.1 - L ITOFÁCIES
3.1.1 - CONGLOMERADOS ARENOSOS (GT)
3.1.2 - ARENITO GROSSO A CONGLOMERÁTICO COM CRUZADAS ISOLADA (S T(I))
3.1.3 - ARENITO GROSSO A MUITO GROSSO COM CRUZADAS AGRUPADAS (S T(A))
3.1.4 - ARENITO MÉDIO A GROSSO FLUIDIZADO (S F)
3.1.5 - ARENITO MÉDIO A GROSSO (S H)
3.1.6 - PELITO ARENOSO (FL)
19
21
21
22
22
22
23
3.1.7 - PELITO (FM)
3.2 - MODELO DIGITAL DE TERRENO
3.3 - ARQUITETURA E GEOMETRIA
23
23
24
CAPÍTULO 4 - PARAMETRIZAÇÃO
30
4.1 - AQUISIÇÃO DOS PARÂMETROS
4.1.1 – ESPESSURA
4.1.2 – DIREÇÃO PREFERENCIAL
4.1.3 - SINUOSIDADE
4.2 - BANCO DE DADOS
31
31
32
35
36
CAPÍTULO 5 - SIMULAÇÃO DO RESERVATÓRIO
40
5.1 - PETBOOL
5.2 – DADOS DE ENTRADA
5.2.1 - DADOS DOS POÇOS
5.2.2 - HISTOGRAMAS EXPERIMENTAIS
5.2.3 - DOMÍNIO, R EFERÊNCIA E RESTRIÇÕES DA SIMULAÇÃO
5.3 - REALIZAÇÕES EQUIPROVÁVEIS DA GEOMETRIA DO RESERVATÓRIO
41
42
42
43
44
45
CAPÍTULO 6 - CONCLUSÕES
48
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
50
ANEXOS
ANEXO 1 – MAPA DE DISTRIBUIÇÃO DE FÁCIES DA ÁREA ESTUDADA
ANEXO 2 – PERFIL ESQUEMÁTICO DOS CICLOS FLUVIAIS
ANEXO 3 – MAPA DE DISTRIBUIÇÃO DAS PALEOCORRENTES
ANEXO 4 – FORMATO PARA ENTRADA DE DADOS DE POÇOS NO PETBOOL
ÍNDICE DE ILUSTRAÇÃO
FIGURAS
FIGURA 1.1 – LOCALIZAÇÃO E VIAS DE ACESSO DAS ÁREAS ESTUDADAS ...............................3
FIGURA 1.2 – FLUXOGRAMA DAS PRINCIPAIS ETAPAS DE TRABALHO REALIZADAS .................5
FIGURA 2.1 – M APA DE LOCALIZAÇÃO DA BACIA POTIGUAR, MODIFICADO DE
M ONT’ALVERNE ET AL. (1998).........................................................................................6
FIGURA 2.2 – ARCABOUÇO TECTÔNICO DA BACIA POTIGUAR, SIMPLIFICADO DE M ATOS
(1992)...............................................................................................................................7
FIGURA 2.3 – CARTA CRONOESTRATIGRÁFICA DA BACIA POTIGUAR (A RARIPE & FEIJÓ,
1994) ..............................................................................................................................12
FIGURA 2.4 – PROPOSTA DAS SEIS ORDENS DE HIERARQUIAS DE SUPERFÍCIES LIMITANTES
PARA DEPÓSITOS FLUVIAIS.
DIAGRAMA A PARA E REPRESENTA UMA SUCESSIVA
AMPLIAÇÃO DE PARTES DE UMA UNIDADE FLUVIAL. N UMA SUPERFÍCIE DE
6A ORDEM É
POSSÍVEL RECONHECER SUPERFÍCIES DE ORDEM MENORES. S EGUNDO M IALL (1988).
........................................................................................................................................16
FIGURA 2.5 – A SÉRIE DE ELEMENTOS ARQUITETURAIS DOS DEPÓSITOS FLUVIAIS, COM
CÓDIGOS DE LITOFÁCIES DE M IALL (1978). ...................................................................18
FIGURA 3.1 – M APA DE LOCALIZAÇÃO DOS AFLORAMENTOS ESTUDADOS, MOSTRANDO OS
PONTOS ONDE FORAM LEVANTADAS A SEÇÕES COLUNARES .........................................20
FIGURA 4.1 – PARÂMETROS QUE DEFINEM UM CANAL FLUVIAL EM TRÊS DIMENSÕES. A
DECLIVIDADE É DESCONSIDERADA PARA SIMPLIFICAÇÃO DO MODELO. M ODIFICADO DE
LANZARINI ET AL. (1995) E POLETTO (1996)................................................................31
FIGURA 4.2 – SEÇÃO COLUNAR MOSTRANDO UM CICLO DE REATIVAÇÃO DO CANAL FLUVIAL,
CARACTERIZADO POR UMA ASSOCIAÇÃO DE FÁCIES COM GRANODECRESCÊNCIA
A
ASCENDENTE, LIMITADO POR SUPERFÍCIES DE 5 ORDEM.............................................32
FIGURA 4.3 – HISTOGRAMAS DOS DADOS DE ESPESSURAS, ADQUIRIDOS NOS
AFLORAMENTOS ANÁLOGOS...........................................................................................32
FIGURA 4.4 – ESQUEMA MOSTRANDO COMO FORAM MEDIDAS AS PALEOCORRENTES. (A)
BLOCOS DIAGRAMAS MOSTRANDO A MIGRAÇÃO E GEOMETRIA (EM CORTE HORIZONTAL,
TRANSVERSAL E LONGITUDINAL) DE FORMAS DE LEITO
3D, PROGRAMA BEDFORM
(R UBIN, 1987). (B) GEOMETRIA DAS FORMAS DE LEITO 3D VISTA EM PLANTA, COM
DEFINIÇÃO DOS PARÂMETROS MEDIDOS EM CAMPO, AFLORAMENTO BP/A-3/05.........33
FIGURA 4.5 – FOTOMOSAICOS DAS FOTOGRAFIAS AÉREAS DE PEQUENO FORMATO
(FAPEF’S), NAS DUAS ESCALAS LEVANTADAS. (A) FOTOMOSAICO MOSTRANDO
AFLORAMENTO
BP/A-3/01. (B) FOTOMOSAICO DE PARTE DO AFLORAMENTO BP/A-
3/02, EM DETALHE OBSERVA-SE À GEOMETRIA EM PLANTA E SENTIDO DA
PALEOCORRENTE DA FORMA DE LEITO 3D.....................................................................34
FIGURA 4.6 – (A) DIAGRAMA REPRESENTANDO O CÁLCULO DA SINUOSIDADE PARA RIOS
COM ÚNICO CANAL E MULTI-CANAIS SEGUNDO
FRIEND & SINHA (1993). (B) IMAGEM
LANDSAT TM COM COMPOSIÇÃO RGB, DESTACANDO PARTE DO RIO AÇU QUE MOSTRA
VETORES LINEARES, UTILIZADOS PARA CÁLCULO DE SINUOSIDADE DO CANAL.............35
FIGURA 4.7 – FUNÇÃO DE DISTRIBUIÇÃO EXPERIMENTAL DAS SINUOSIDADES (S) DOS
CANAIS.
MÍNIMO
DADOS DO ANÁLOGO RECENTE. ESTATÍSTICAS: MÉDIA ARITMÉTICA 1,19;
1,03; MÁXIMO 1,56; MEDIANAS 1,13; NO DE AMOSTRAS 31; VARIÂNCIA 0,016.
........................................................................................................................................36
FIGURA 4.8 - APRESENTAÇÃO DA ESTRUTURA DO BANCO DE DADOS MONTADO PARA
ARMAZENAR OS PARÂMETROS OBTIDOS NOS AFLORAMENTOS ANÁLOGOS. (A) T ABELA
PRINCIPAL DE ATRIBUTOS DO TEMA AFLORAMENTO. (B)
TABELA SECUNDÁRIA DE
ATRIBUTOS DO TEMA AFLORAMENTO..............................................................................38
FIGURA 4.9 - APRESENTAÇÃO DA ESTRUTURA DO BANCO DE DADOS PARA OS PARÂMETROS
ADQUIRIDOS NO LEVANTAMENTO DE SEÇÕES COLUNARES. (A) T ABELA PRINCIPAL DE
ATRIBUTOS DO TEMA PERFIL FACIOLÓGICO. (B)
TABELA SECUNDÁRIA DE ATRIBUTOS
DO TEMA PERFIL FACIOLÓGICO.......................................................................................39
FIGURA 5.1 – CURVA DE PROPORÇÃO VERTICAL DE FÁCIES (CPVF), REALIZADA COM BASE
EM TRÊS POÇOS VERTICAIS, CONTENDO
20 INTERVALOS. MODIFICADO DO GUIA DO
USUÁRIO DO PETBOOL 3.0.............................................................................................41
FIGURA 5.2 – ESQUEMA MOSTRANDO COMO FORAM CRIADOS OS PSEUDOPOÇOS VERTICAIS
A PARTIR DOS POÇOS DIRECIONAIS................................................................................42
FIGURA 5.3 – SUPERFÍCIE DO MARCO DE REFERÊNCIA DO DOMÍNIO SIMULADO, SENDO ESTE
GERADO A PARTIR DA INTERPOLAÇÃO DOS DADOS DO MARCO DE REFERÊNCIA DOS
POÇOS VERTICAIS.
OS VALORES DA COORDENADA Z DOS PSEUDOPOÇOS FORAM
OBTIDOS POR MEIO DESTA SUPERFÍCIE ..........................................................................43
FIGURA 5.4 – FUNÇÃO DE DISTRIBUIÇÃO EXPERIMENTAL DAS ESPESSURAS DOS CANAIS
FLUVIAIS. D ADOS DE AFLORAMENTOS. E STATÍSTICAS: MÉDIA ARITMÉTICA 4,48; MÍNIMO
2,1 M; MÁXIMO 8,2 M; MEDIANA 320; NO DE AMOSTRAS 17..........................................44
FIGURA 5.5 – FUNÇÃO DE DISTRIBUIÇÃO EXPERIMENTAL DAS SINUOSIDADES DOS CANAIS.
DADOS DE ANÁLOGO RECENTE. E STATÍSTICAS: MÉDIA ARITMÉTICA 1,19; MÍNIMO 1,03;
O
MÁXIMO 1,56; MEDIANAS 1,13; N DE AMOSTRAS 31; VARIÂNCIA 0,016......................44
FIGURA 5.6 – FUNÇÃO DE DISTRIBUIÇÃO EXPERIMENTAL DAS DIREÇÕES PREFERENCIAIS
DOS
CANAIS.
DADOS DE AFLORAMENTOS ANÁLOGOS. ESTATÍSTICAS: MÉDIA
124,56O; MÍNIMO 1O; MÁXIMO 180O; MEDIANA 130,5 O; NO DE AMOSTRAS
ARITMÉTICA
217; MODA 130O.............................................................................................................44
FIGURA 5.7 – VISUALIZAÇÃO EM PERSPECTIVA DO DOMÍNIO E DE TRÊS REALIZAÇÕES
EQUIPROVÁVEIS DA GEOMETRIA E ARQUITETURA DO RESERVATÓRIO
(VISTA PARA
NOROESTE).....................................................................................................................45
FIGURA 5.8 - GRÁFICOS DE DISPERSÃO ( CURVA SOLICITADA X CURVA OBTIDA ) PARA OS
TRÊS GRUPOS DE SIMULAÇÃO, (A) QUATRO SIMULAÇÕES COM
25 INTERVALOS NA
CPVF, (B) OITO SIMULAÇÕES COM 15 INTERVALOS NA CPVF E (C) 15 SIMULAÇÕES
COM 25 INTERVALOS NA CPVF......................................................................................47
PRANCHAS
PRANCHA 3.1
FOTO A – DETALHE DA TEXTURA DA LITOFÁCIES GT, ONDE SÃO OBSERVADOS CLASTOS DE
QUARTZO PREDOMINANDO, COM TAMANHOS VARIANDO DE
ANGULOSOS
A
SUB -ANGULOSOS,
COM
BAIXA
A
1 A 5 CM COM SEIXOS
MODERADA
ESFERICIDADE .
AFLORAMENTO BP/A-3/2...............................................................................................26
FOTO B – CONTATO ENTRE AS LITOFÁCIES FL E GT, SENDO OBSERVADO NA BASE DA
LITOFÁCIES
GT GRANDES CLASTOS DE PELITOS. N ÍVEL BASAL DA SEÇÃO BP/A-3/1 G.
........................................................................................................................................26
FOTO C – LITOFÁCIES ST(I ) EM CORTE LONGITUDINAL AO FLUXO DA CORRENTE
APRESENTANDO ESTRATIFICAÇÕES CRUZADAS TANGENCIAIS NA BASE E SEIXOS
DISPERSOS. A FLORAMENTO BP/A-3/01........................................................................26
FOTO D – SEÇÃO PARALELA AO FLUXO DA CORRENTE, MOSTRANDO A LITOFÁCIES ST(A)
COM MÚLTIPLAS ESTRATIFICAÇÕES CRUZADAS AGRUPADAS DE PEQUENO A MÉDIO
O
PORTE, MARCADAS POR SUPERFÍCIES LIMITANTES DE 1 ORDEM. A FLORAMENTO BP/A-
3/1...................................................................................................................................26
FOTO E - ARENITO MÉDIO A GROSSO MACIÇO DA LITOFÁCIES SF, CONTENDO POUCOS
SEIXOS
DISPERSOS
MENORES
QUE
DOIS
CENTÍMETROS, COM AUSÊNCIA DE
ESTRUTURAS SEDIMENTARES . A FLORAMENTO BP/A-3/9 (KM 98 DA
BR-304). ..........26
PRANCHA 3.2
FOTO A – ARENITO MÉDIO À GROSSO MACIÇO, EXIBINDO PSEUDOESTRATIFICAÇÕES
(LIESENGANGS ). A FLORAMENTO BP/A-3/9...................................................................27
FOTO B – FOLHELHOS AVERMELHADOS DA LITOFÁCIES FL, APRESENTANDO ESTRUTURA
LAMINADA . A FLORAMENTO BP/A-3/8. ...........................................................................27
FOTO C – LIMITE ENTRE UM CICLO ARENOSO E O PACOTE DE LAMITO DA LITOFÁCIES FM.
ESTE PACOTE APRESENTA-SE BASTANTE ALTERADO COM GRANDE CONTINUIDADE
LATERAL. A FLORAMENTO BP/A-3/9. .............................................................................27
TABELAS
TABELA 2.1 – LITOFÁCIES ASSOCIADAS A DEPÓSITOS ALUVIAIS SEGUNDO M IALL (1978)...15
TABELA 2.2 – SÍNTESE DOS ELEMENTOS ARQUITETURAIS DE DEPÓSITOS FLUVIAIS.
M ODIFICADO DE MIALL (1985, 1988A)..........................................................................17
PAINEIS
PAINEL 3.1 - PRODUTOS OBTIDOS EM TODAS AS ETAPAS ENVOLVIDAS PARA CRIAÇÃO DAS
ENTIDADES TRIDIMENSIONAIS.........................................................................................28
PAINEL 3.2 - FOTOMOSAICO DO AFLORAMENTO BP/A-3/12, COM INTERPRETAÇÃO DAS
SUPERFÍCIES LIMITANTES, DISTRIBUIÇÃO DAS PALEOCORRENTES E ASSOCIAÇÃO
FACIOLÓGICA . LOCALIZADO A CERCA DE 2 KM DA ÁREA ESTUDADA ..............................29
RESUMO
NESTE RELATÓRIO SÃO APRESENTADOS OS RESULTADOS REFERENTES AO ESTUDO
DE ARQUITETURA DE FÁCIES E PARAMETRIZAÇÃO DE ANÁLOGOS (RECENTES E ANTIGOS) A
RESERVATÓRIOS DE CANAL FLUVIAL DA
FORMAÇÃO AÇU (U NIDADE AÇU-3), BACIA
POTIGUAR. OS ANÁLOGOS ANTIGOS CORRESPONDEM AOS AFLORAMENTOS COM GRANDES
EXPOSIÇÕES DA MESMA UNIDADE LITOESTRATIGRÁFICA E O ANÁLOGO RECENTE O R IO AÇU.
PARA AQUISIÇÃO DOS DADOS FOI UTILIZADA UMA METODOLOGIA ENVOLVENDO DIVERSAS
TÉCNICAS, COMO:
ANÁLISE DE FÁCIES, FOTOGRAFIA AÉREA DE PEQUENO FORMATO
(FAPEF) E GEOPROCESSAMENTO. ESTES ESTUDOS RESULTARAM NA GERAÇÃO DE UM
BANCO DE DADOS PARA USO NA MODELAGEM ESTOCÁSTICA ORIENTADA A OBJETOS. E STE
BANCO DE DADOS ESTÁ ESTRUTURADO EM UM
SISTEMA DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA
(SIG). A PARTIR DA VARIABILIDADE DOS PARÂMETROS (ESPESSURA , DIREÇÃO
PREFERENCIAL E SINUOSIDADE ), CONTIDA NO BANCO DE DADOS E OS CONDICIONAMENTOS A
POÇOS, FORAM REALIZADAS SIMULAÇÕES DA GEOMETRIA E ARQUITETURA SEDIMENTAR DE
UM RESERVATÓRIO FLUVIAL DA
BACIA POTIGUAR. AS REALIZAÇÕES EQUIPROVÁVEIS DA
GEOMETRIA E ARQUITETURA DO RESERVATÓRIO FORAM GERADAS UTILIZADO O SOFTWARE
DE MODELAGEM ESTOCÁSTICA ORIENTADA A OBJETOS
PETBOOL.
i
ABSTRACT
THIS REPORT PRESENTS THE RESULTS OF A FACIES ARCHITECTURE AND
PARAMETRIZATION STUDY OF RECENT AND PALEO FLUVIAL CHANNELS ANALOGOUS OF THE
AÇU FORMATION (A ÇU-3 UNIT), POTIGUAR BASIN. THE PALEO ANALOGUES WERE
INVESTIGATED IN EXTENSIVE OUTCROPS OF THE
AÇU FORMATION ITSELF, WHEREAS THE
RECENT ANALOGUE DEPOSITS WERE STUDIED ALONG THE CURRENT
AÇU RIVER. S EVERAL
TECHNIQUES WERE USED: FACIES ANALYSIS, SMALL FORMAT AERIAL PHOTOGRAPHY ,
AND REMOTE SENSING ANALYSIS.
ANALYZED IN A
GIS
THE STUDY PRODUCED A DATASET, WHICH WILL BE
GIS PLATFORM AND USED IN THE STOCHASTIC MODELING OF OBJECTS.
GEOMETRIC SIMULATIONS OF A FLUVIAL RESERVOIR WERE PERFORMED ON THE BASIS OF
PARAMETER VARIABILITY (THICKNESS, PREFERENTIAL DIRECTION, AND CHANNEL SINUOSITY)
OF A DATASET, AS WELL AS WELL DATA.
THE EQUIPROBABLE REALIZATIONS OF THE
RESERVOIR GEOMETRY WERE ANALYZED IN THE
PETBOOL, WHICH IS A SOFTWARE OF
OBJECT ORIENTED STOCHASTIC MODELING.
ii
CAPÍTULO 1
INTRODUÇÃO
1.1 - APRESENTAÇÃO
Este relatório é parte dos requisitos exigidos para a conclusão da disciplina
obrigatória “Relatório de Graduação” (GEO-345), do curso de Graduação em
Geologia da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), sendo esta
disciplina a última exigida para obtenção do grau de Bacharel em Geologia na
UFRN.
No presente relatório foram realizados mapeamentos genéticos em uma área
no município de Açu-RN, com montagem da arquitetura de fácies de um sistema
fluvial; parametrizados os elementos arquiteturais do canal fluvial e realizadas
simulações do domínio de um reservatório, sendo estes trabalhos realizados sob a
orientação do Prof. Dr. Francisco Pinheiro Lima Filho do Departamento de Geologia
da UFRN.
O trabalho teve apoio financeiro dos seguintes projetos: Mapeamento e
Parametrização de Afloramentos do Sistema Fluvial e Flúvio-estuarino da
Formação Açu – Bacia Potiguar, para uso em Modelagem Geológica 3D de
Reservatórios Petrolíferos (FINEP/FNDCT/CTPETRO), Estudo de Afloramentos
Análogos
a
Reservatórios
Petrolíferos
da
Formação
Açu
(FINEP/FNDCT/CTPETRO) e Perfuração de Poço em "U" Utilizando Pig-lift
Encordoado para Elevação (FINEP/FNDCT/CTPETRO). Também, recebeu apoio
do Programa de Formação em Geologia, Geofísica e Informática no Setor Petróleo
& Gás na UFRN – PRH22 e do Departamento de Geologia da Universidade do Rio
Grande do Norte.
1.2 – JUSTIFICATIVA
Vários processos sedimentares contribuem para a criação de
heterogeneidades em reservatórios petrolíferos, podendo afetar diretamente a
produção de óleo e gás em bacias sedimentares. As heterogeneidades, de
diferentes escalas, influenciam o comportamento do fluxo de fluidos em rochas
reservatório e podem ter grande impacto na recuperação de hidrocarbonetos.
Dentre os fatores mais importantes, destacam-se a dimensão, geometria e
orientação dos corpos no reservatório, considerados críticos no desenvolvimento e
produção de óleo e gás. Pesquisas voltadas para o reconhecimento da geometria e
1
MENEZES,L.
das heterogeneidades de reservatórios, e aplicações decorrentes, têm possibilitado
o aumento das reservas atuais, tanto por uma melhor quantificação do volume
original, quanto pelo aumento do fator de recuperação.
A geometria dos reservatórios é principalmente definida pela distribuição
espacial das fácies sedimentares, gerando heterogeneidades em diversas escalas.
As escalas mega e macroscópica são os principais enfoque para o estudo da
geometria de reservatórios, sendo caracterizadas pelas variações de fácies e suas
associações. Portanto, o estudo da arquitetura de fácies e parametrização de
afloramentos análogos constitui uma das principais ferramentas utilizadas para
melhor compreensão das heterogeneidades e geometria dos reservatórios, onde é
possível obter informações geológicas detalhadas dos reservatórios a partir de
dados de superfície.
1.3 – OBJETIVOS
O objetivo principal deste trabalho foi montar um banco de dados, a partir da
análise da arquitetura de fácies e parametrização de afloramentos, e de depósitos
recentes, análogos aos reservatórios petrolíferos da Formação Açu (Unidade Açu3) Bacia Potiguar. Visou-se também a realização de simulações da geometria
tridimensional, de um reservatório de canal fluvial, a partir do software “PetBool”,
tendo como dados de entrada a variabilidade dos parâmetros nos análogos
estudados.
Para seleção dos afloramentos análogos aos reservatórios de canais fluviais
foi realizado um reconhecimento regional ao longo da faixa aflorante da Formação
Açu.
A parametrização foi realizada com base na proposta de Poletto (1996), com
a qual se obtém representações equiprováveis da geometria dos reservatórios de
canais fluviais, a partir da modelagem estocástica de objetos geológicos. Nessa
proposta o canal fluvial é definido pelos parâmetros: largura, espessura, direção e
sinuosidade.
1.4 – LOCALIZAÇÃO E VIAS DE ACESSO
A área em estudo está inserida na borda sul da Bacia Potiguar, perfazendo
aproximadamente 25km2, limitadas pelas latitudes 5o33’6,10” e 5o35’29,59” S e
longitudes 37o04’54,15” e 37o02’32,38” W, localizando-se a cerca de 15km da
cidade de Açu, no sentido Mossoró pela BR-304. Esta rodovia é a única asfaltada
na área, sendo as demais estradas de terra piçarradas (figura 1.1).
Outra área estudada foi o leito do Rio Açu, sendo as medidas de sinuosidade
obtidas no trecho entre o Município de Açu até próximo a sua foz (figura 1.1).
2
MENEZES,L.
No presente relatório não será abordado o posicionamento geográfico do
reservatório estudado, de forma a preservar as informações confidenciais obtidas
na empresa PETROBRÁS.
Figura 1.1 – Localização e vias de acesso das áreas estudadas.
1.5 - MÉTODO DE TRABALHO
O desenvolvimento dos trabalhos contidos neste relatório consistiu
basicamente de quatro etapas: Seleção da Área, Arquitetura de Fácies,
Parametrização e Simulação do Reservatório.
Uma síntese sobre o método de trabalho utilizado é descrita a seguir e
apresentado na figura 1.2. Porém, quando se fizer necessário, maiores detalhes
sobre os métodos empregados serão abordados no decorrer do relatório.
1.5.1 - SELEÇÃO DA ÁREA
Para a seleção da área foi realizado um reconhecimento regional ao longo
de toda faixa aflorante da Formação Açu, utilizando-se, como base, trabalhos
previamente desenvolvidos no âmbito do Curso de Geologia da UFRN e da PósGraduação em Geodinâmica e Geofísica da UFRN. O reconhecimento regional
3
MENEZES,L.
consistiu em visitas de campo para caracterização e seleção de afloramentos. Foi
elaborado, nesta etapa, um mapa base a partir de imagens Landsat, na escala de
1:100.000, com localização dos afloramentos e vias de acessos.
A área selecionada, para o presente estudo, apresenta afloramentos com
boa espessura e continuidade lateral, o que os torna passíveis de correlação.
Na área dos afloramentos análogos não foi possível medir os dados de
sinuosidade. Desta forma, foi utilizado um artifício para obtenção do parâmetro de
sinuosidade em um suposto análogo recente, o Rio Açu.
1.5.2 - ARQUITETURA DE FÁCIES
A arquitetura de fácies foi realizada a partir de informações obtidas em
fotografias aéreas e das descrições de afloramentos (associação de fácies,
levantamento de seções colunares e distribuição das paleocorrentes). As
descrições de afloramentos foram georreferenciadas com uso do Global Position
Sistem (GPS), modelo Etrex Vista da marca Garmin. Este equipamento apresenta
uma acurácia planimétrica de 7 m. Para uma melhor correlação entre os diversos
dados de campo adquiridos, dentro de um arranjo tridimensional, foi elaborado um
Sistema de Informações Geográficas (SIG), com mapas temáticos de perfil
faciológico e de afloramento dispostos em entidades vetoriais tridimensionais. O
atributo Z (altitude) foi adquirido a partir do Modelo Digital do Terreno (MDT)
elaborado para a área estudada.
1.5.3 - PARAMETRIZAÇÃO
Para os trabalhos de Parametrização foram selecionados os afloramentos
com maiores exposições da área selecionada, obtendo-se os parâmetros de
direção e espessura.
As espessuras dos canais foram estimadas a partir de sessões colunares,
definidas com base na interpretação de ciclos de reativação do canal fluvial.
Os dados de direção preferencial foram determinados a partir de medidas de
paleocorrentes, adquiridas nos afloramentos com grande exposição em planta. As
medidas de paleocorrente foram obtidas diretamente no campo, ou, indiretamente,
por meio de fotografias aéreas de pequeno formato (FAPEF´s).
Os dados de sinuosidade foram medidas do Rio Açu, a partir de imagens de
satélites.
Todos os dados adquiridos, nesta etapa, foram agrupados em um banco de
dados georreferenciados.
4
MENEZES,L.
1.5.4 - SIMULAÇÃO DE RESERVATÓRIO
As simulações foram realizadas com o software “PetBool”, tendo como
dados de entrada os parâmetros adquiridos nos afloramentos e em depósitos
recentes, bem como os dados de poços do reservatório estudado.
Para alimentar o PetBool foram utilizados os parâmetros de sinuosidade,
direção e espessura, distribuídos em histogramas experimentais.
Para realizações equiprováveis da geometria e arquitetura de um volume do
reservatório, foram utilizados 16 poços verticais e 2 poços direcionais.
Figura 1.2 – Fluxograma das principais etapas de trabalho realizadas.
5
CAPÍTULO 2
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Neste capítulo é apresentado uma visão geral sobre a Bacia Potiguar, bem
como uma síntese sobre o sistema fluvial, com ênfase na proposta metodológica de
análise faciológica aplicada a depósitos fluviais de Miall (1985, 1988a), denominada
de “Análise dos Elementos Arquiteturais”.
2.1 BACIA POTIGUAR
LOCALIZAÇÃO
A Bacia Potiguar está localizada no extremo leste da margem equatorial do
Brasil, compreendendo parte dos estados do Rio Grande do Norte e Ceará, bem
como suas plataformas continentais. A bacia esta limitada a sul e oeste por rochas
do embasamento cristalino, ao norte e leste pelo Oceano Atlântico e, a noroeste,
pela Bacia do Ceará (figura 2.1).
Segundo Bertani et al. (1990) a Bacia Potiguar abrange uma área de
aproximadamente 48.000km2, com cerca de 21.000km2 em sua porção emersa e
com 27.000 km2 em sua porção submersa na plataforma e talude continental.
Figura 2.1 – Mapa de localização da Bacia Potiguar, modificado de Mont’Alverne et al. (1998).
6
MENEZES,L.
CAPÍTULO 2 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
ARCABOUÇO ESTRUTURAL
Quatro feições morfo-estruturais (grabens, altos internos, plataformas rasas
do embasamento e talude) predominam no arcabouço estrutural da Bacia Potiguar,
estando estas feições relacionadas com os grandes eventos de estiramento crustal
(rifte) e da fase de deriva continental que afetaram a bacia (figura 2.2).
Segundo Matos (1992) o Rifte Potiguar foi implantado sobre rochas do
embasamento cristalino, aproveitando seu trend predominante de direção NE-SW,
durante o Cretáceo Inferior, sendo a Falha de Carnaubais a principal falha do Rift
Potiguar. Segundo Hackspacher & Oliveira (1984) a Falha de Carnaubais está
associada a uma possível reativação da Zona de Cisalhamento de Portalegre de
idade Brasiliano.
Além das estruturas de direção NE-SW presente na bacia, são observadas
outras importantes estruturas de direção NW-SE, interpretadas por Hackspacher et
al. (1985), como produto de reativações pós-campanianas. Matos (1992) interpreta
estas estruturas como sendo falhas de transferência durante a fase rifte inicial.
Cremonini et al. (1996) caracterizaram este padrão de falhamentos NW-SE e NESW na porção submersa da bacia como sendo o produto de superposição de fases
de rifteamento.
Figura 2.2 – Arcabouço tectônico da Bacia Potiguar, simplificado de Matos (1992).
ESTRATIGRAFIA
Segundo Souza (1982) o preenchimento sedimentar desta bacia está
intimamente relacionado com as diferentes fases de sua evolução tectônica, sendo
a Formação Pendência associada à fase rifte; a Formação Alagamar à fase
7
MENEZES,L.
transicional; e as Formações Açu, Ponta do Mel, Jandaíra, Ubarana, Tibau e
Guamaré relacionadas à fase drifte.
Araripe & Feijó (1994) sugeriram uma nova organização litoestratigráfica
para a bacia, subdividindo as seqüências sedimentares em três grupos: Areia
Branca, Apodi e Agulha. Compõem ainda, nessa proposta, as rochas vulcânicas,
individualizadas nas formações Rio Ceará-Mirim, Serra do Cuó e Macau (figura
2.3).
O Grupo Areia Branca, que engloba as Formações Pendência, Pescada e
Alagamar, é caracterizado por conteúdo essencialmente clástico.
A Formação Pendência (Souza, 1982) é representada por rochas
siliciclásticas e carbonáticas, interpretadas como um sistema fluvio-deltáicolacustrino de idade Neo-Rio da Serra a Jequiá, que repousam dicordantemente
sobre o embasamento cristalino. Nas seqüências mais basais desta formação,
predomina uma sedimentação lacustre com fluxos gravitacionais de arenitos e
conglomerados, de leques e de fandeltas, gerados na margem falhada e na
margem flexural. Já nas seqüências mais superiores a sedimentação é
predominantemente fluvio-deltáica, ficando a sedimentação lacustre reduzida a
trechos isolados na bacia.
A Formação Pescada (definida por Araripe & Feijó, 1994) refere-se a cunha
clástica sin-tectônica, reconhecida inicialmente na região do campo produtor de
“Pescada”. É representada por conglomerados e arenitos, depositados em um
sistema de leques aluviais, cuja atividade está geneticamente relacionada ao final
da fase rifte na bacia.
Souza (1982) caracterizou a Formação Alagamar como uma formação
subdividida no Membro Upanema, Camada Ponta do Tubarão (CPT), Membro
Galinhos e Membro Aracati. Araripe & Feijó (1994) incluíram o Membro Aracati na
Formação Açu e definiram a Formação Alagamar como sendo composta por
arenitos e lamitos interpretados como de origem fluvio-deltáico (Membro Upanema)
e transicional (Membro Galinhos), separados por um intervalo de folhelhos pretos e
calcilutitos ostracoidais, de ambiente transicional (Camada Ponta do Tubarão).
Dados bioestratigráficos fornecem uma idade Neo-Aptiano para estas rochas.
O Grupo Apodi é representado pelas Formações Açu, Jandaíra, Quebradas
e Ponta do Mel, segundo Araripe & Feijó (1994).
A Formação Açu é representada por uma seqüência de rochas siliciclásticas
variando desde conglomerados a argilitos, constituindo a porção continental da
Seqüência Transgressiva Albo-Cenomaniana (Bertani et al., 1990). A Formação
Açu, principal enfoque deste trabalho, será explorada com maiores detalhes no item
2.1.6.
A Formação Ponta do Mel é representada por rochas carbonáticas
interpretadas como de origem marinha rasa, abrangendo tanto os sistemas de
8
MENEZES,L.
planície de maré quanto o de mar aberto. Foi definida por Tibana & Terra (1981;
apud Araripe & Feijó, 1994). Recobre concordantemente os clásticos eo-albianos
da Formação Açu. Sua idade é estimada como Neo-Albiano.
A Formação Quebradas foi dividida por Araripe & Feijó (1994) em dois
membros: Redonda e Porto do Mangue, sendo constituídos, respectivamente, de
arenitos e folhelhos. Seus ambientes de deposição são marinhos de plataforma e
talude, depositados durante o Cenomaniano. O contato inferior é discordante com a
Formação Ponta do Mel e, o superior, é concordante com a Formação Jandaíra.
A Formação Jandaíra, proposta primeiramente por Sampaio & Schaller
(1968; apud Araripe & Feijó, 1994), é constituída por calcarenitos, calcarenitos
bioclásticos e calcilutitos. Os sedimentos foram depositados em uma grande
plataforma carbonática que recobriu toda porção emersa da bacia, entre o
Turoniano e o Mesocampaniano. Monteiro & Faria (1990) interpretam dois tipos
distintos de modelos para plataforma carbonática da Formação Jandaíra, sendo o
primeiro modelo associado a uma rampa carbonática sem borda definida, com
fácies de águas rasas passando gradativamente para fácies de águas profundas; o
segundo modelo consiste de uma plataforma carbonática com borda formada por
bancos bioclásticos, restringindo uma plataforma ampla e rasa. Na parte emersa
predominam sedimentos de fundo de laguna e barra bioclásticas. Na área de
Governador Dix-Sept Rosado afloram evaporitos de supramaré. Esta formação
possui um contato concordante com os clásticos transicionais das Formações Açu
e Quebradas, tendo seu topo moldado por uma grande discordância
neocampaniana que marca o final da Seqüência Transgressiva. Esta unidade
constitue o litotipo dominante que aflora na Bacia Potiguar emersa, sendo
constatado em poços com espessura de até 600 metros.
O Grupo Agulha abrange os sistemas de leques costeiros, plataforma e
talude, depositados entre o Neocampaniano e o Recente, representados,
respectivamente, pelas Formações Barreiras, Tibau/Guamaré e Ubarana.
M AGMATISMO
Araripe & Feijó (1994) individualizaram três eventos magmáticos,
representados em três formações: Rio Ceará Mirim, Serra do Cuó e Macau.
A Formação Rio Ceará Mirim é representada por diques de diabásio
toleíticos com forte orientação E-W, apresentando idades entre 120 e 140 Ma.
Segundo Oliveira (1993) este evento magmático pode estar relacionado à formação
do Rifte Potiguar.
A Formação Serra do Cuó é representada por diques de diabásio com
tendência alcalina, com idades de aproximadamente 53 Ma.
9
MENEZES,L.
A Formação Macau corresponde aos derrames de olivina-basalto que
ocorrem intercalados as rochas das Formações Tibau, Guamaré e Ubarana.
Também formam as intrusões do Pico do Cabugi e de Pedro Avelino. Estes
derrames foram datados por Mizusaki (1987) com idades variando entre 29 e 45
Ma.
EVOLUÇÃO TECTONO-SEDIMENTAR
Diversos autores consideram a separação do super continente Gondwana
como responsável pela origem das bacias interiores do nordeste brasileiro.
Françolin & Szatmari (1987) definem um regime de esforços com distensão
norte-sul e compressão leste-oeste, durante o Neocomiano, responsáveis pela
formação do Rifte Potiguar, que foram gerados pela rotação diferencial dextral entre
a placa sul-americana em relação à africana. Estes autores definem a presença dos
diques de diabásio da Formação Rio Ceará Mirim como responsável pela
separação dos segmentos transtensional a NE e transpressional a SW. Durante o
Aptiano, prosseguiu a distensão N-S e, no Eoalbiano, teve início o movimento
divergente leste-oeste, entre as placas sul-americana e africana, gerando um
cisalhamento dextral na atual margem equatorial.
Matos (1987; 1992) propôs a evolução do Rifte Potiguar mediante duas fases
principais de rifteamento (Sin-Rifte II e Sin-Rifte III). O estágio Sin-Rifte II
(Neocomiano-Eobarremiano) foi originado por esforços distensivos máximos, que
passaram a atuar segundo a direção E-W, e o estágio Sin-Rifte III (Neobarremiano),
caracterizado por um processo distensivo, que começou a concentrar a deformação
ao longo da futura margem continental, causando uma grande mudança na
cinemática rifte.
O final da fase rifte, na Bacia Potiguar, é marcado pela deposição dos
sedimentos da Formação Alagamar, durante o Neoaptiano, sendo estes confinados
aos limites do rifte na porção emersa. Rodrigues et al. (1983) sugerem que a
primeira invasão marinha na bacia tenha ocorrido nesta idade.
A deposição dos sedimentos siliciclásticos da Formação Açu e da plataforma
carbonática da Formação Ponta do Mel, estão associadas ao início de um grande
ciclo marinho transgressivo durante o Albiano. O apogeu deste ciclo é marcado
pela implantação da plataforma carbonática da Formação Jandaíra, afogando os
sistemas aluviais da Formação Açu.
Uma seqüência regressiva deposicional é iniciada após um forte evento
erosivo no Neocampaniano. Morais Neto (1999) associa este evento a um
soerguimento causado pela presença de uma pluma mantélica. O registro
sedimentar desta grande regressão na bacia é dado pelas Formações Barreiras,
Tibau, Guamaré e Ubarana.
10
MENEZES,L.
FORMAÇÃO AÇU
A Formação Açu, de idade Albo-Turoniano, é constituída por sedimentos
siliciclásticos, com predominância de arenitos e lamitos, que formam uma
seqüência estratigráfica da ordem de centenas de metros de espessura, com
padrão de granodecrescência ascendente. Esta deposição está relacionada a um
evento transgressivo que culmina com os carbonatos de plataforma da Formação
Jandaira.
Os sistemas deposicionais interpretados para as rochas que compreendem a
Formação Açu, correspondem a depósitos de leques aluviais na base, seguindo-se
sistemas fluviais entrelaçado e meandrante, constituindo a maior parte da
formação, e de complexos estuarinos e litorâneos no seu topo (Castro &
Barrocas,1981).
A Formação Açu possui, em média, uma faixa aflorante de 15km de largura,
ao longo da borda da bacia, recobrindo o embasamento cristalino com espessura
de até 200 m. Porém, na região submersa da bacia, sua espessura atinge cerca de
1000 m. Nesta unidade litoestratigráfica encontram-se os principais reservatórios de
hidrocarbonetos da Bacia Potiguar, e constitui um importante aqüífero da região
Nordeste.
Vasconcelos et al. (1990) compartimentaram a Formação Açu em quatro
unidades estratigráficas operacionais (denominadas de unidades Açu-1 a Açu-4),
identificáveis em perfis de poços e rastreáveis por correlação ao longo de toda a
porção emersa da bacia. A unidade Açu-1 representa depósitos de leques aluviais.
As unidades Açu-2 e Açu-3 correspondem aos grandes ciclos fluviais da Formação
Açu, apresentando padrão de granodecrescência ascendente. A base da unidade
Açu-3 é caracterizada por uma reativação do sistema fluvial. A unidade Açu 4 é
constituída por depósitos de origem estuarina.
A unidade Açu-3, alvo do presente trabalho, é representada por depósitos de
origem fluvial, do tipo entrelaçado, que gradam para depósitos correspondentes a
sistema fluvial meandrante grosso. Lanzarini (1995) adotou o modelo “meandrante
de granulometria grossa” de Brown (1973), para os depósitos fluviais da Formação
Açu, com base em dados de poços testemunhados e de três afloramentos
representante da unidade Açu-3.
A unidade Açu-3 foi uma das primeiras unidades estratigráficas estudadas no
Brasil, visando à caracterização da variabilidade e parâmetros do sistema fluvial,
onde são destacados os trabalhos de Becker et al. (1992), Lanzarini (1995), e
Barton et al. (1995), sendo estes estudos, executados nos afloramentos do km 98 e
km 99 da BR-304. Também, destaca-se o trabalho de parametrização de canais
fluviais, realizado a partir de um modelo detalhado de subsuperfície, proposto por
Poletto (1996).
11
MENEZES,L.
Figura 2.3 – Carta cronoestratigráfica da Bacia Potiguar (Araripe & Feijó, 1994)
2.2 - SISTEMA FLUVIAL
Nos sistemas fluviais, a distribuição de fácies e sua arquitetura são
determinadas primeiramente pela geometria e dinâmica dos segmentos do canal.
0s principais estudos dos padrões fluviais classificam a morfologia dos canais, vista
em planta, em quatro padrões básicos, designados de: retilíneo, meandrante,
entrelaçado e anastomosado (Miall, 1977). São caracterizados em função dos
12
MENEZES,L.
parâmetros morfométricos dos canais, como sinuosidade, grau de entrelaçamento e
relação entre largura e profundidade.
Em função do valor da sinuosidade, os rios são divididos em: rios de alta
(maior que 1,5) e baixa (menor que 1,5) sinuosidade. O grau de entrelaçamento
mede o número de barras ou ilhas no canal. A relação largura/profundidade oferece
também uma boa discriminação entre os diferentes tipos de rios, onde razões > 40
são típicos de rios entrelaçados, enquanto que os outros tipos possuem valores <
40. De forma geral, pode-se dizer que os rios entrelaçados são mais comuns em
regiões desérticas secas periglaciais, enquanto os rios meandrantes estão ligados
a climas mais úmidos. Os rios retilíneos estão praticamente restritos a pequenos
segmentos de drenagens e distributários deltaicos.
Os canais dos rios nem sempre estão representados na natureza pelos seus
extremos, sendo comum a observação de padrões intermediários. Ao longo de um
mesmo rio pode-se observar a passagem gradativa de características próprias de
um determinado padrão para outro. Ao longo do tempo, pode ocorrer variação em
função da descarga do rio nas épocas de cheia e de estiagem (Riccomini et al.,
2000).
Varias propostas de modelos deposicionais fluviais foram apresentadas
desde da década de 70, onde destacam-se os seguintes trabalhos:
Walker & Cant (1984) criaram modelos detalhados, sendo o modelo
meandrante baseado em muitos exemplos modernos e antigos, com apresentação
de ciclo ideal para seqüência vertical de fácies. O modelo entrelaçado basea-se no
sistema recente do South Saskatchevan, e apresentam como modelo de seqüência
vertical, um ciclo ideal do Arenito Battery Point.
Smith & Smith (1980) definiram o sistema anastomosado, sendo este
formado por uma rede de canais interconectados, relativamente profundos e
estreitos, retilíneos a sinuosos, em ambiente de baixo gradiente. Os canais são
caracterizados por arenitos grossos e conglomerados, e a planície de inundação
por sedimentos finos. Neste sistema predomina agradação vertical. Devido aos
poucos exemplos modernos e antigos, alguns autores consideram prematura a
proposição deste modelo.
Miall (1985), com base nos trabalhos de Jackson (1975), que classifica as
formas de leito e estruturas em microformas, mesoformas e macroformas, e de
Allen (1983) reconhece a hierarquias de contatos em oito tipos de feições
deposicionais fluviais. Miall (op. cit.) propõe uma nova metologia de análise
faciológica aplicada a depósito fluvial, denominado “Análise dos Elementos de
Arquitetura” (Architecture Element Analysis). Neste trabalho Miall (op. cit.) define 12
modelos para depósitos aluviais a partir de associação dos elementos arquiteturais.
Esta metodologia é utilizada em vários artigos, sendo muito útil na caracterização
13
MENEZES,L.
da geometria de depósitos fluviais. Esta metodologia é mais bem detalhada a
seguir.
Com o desenvolvimento da estratigrafia de seqüência de alta resolução,
Richards (1996), entre outros, procuraram caracterizar as arquiteturas fluviais
levando em conta o processo de flutuação do nível de base ao qual o sistema está
relacionado.
ANÁLISE DOS ELEMENTOS ARQUITETURAIS
O conceito das arquiteturas sedimentares de um sistema fluvial é uma
proposta relativamente nova de modelar fácies fluvial, descrevendo o sistema fluvial
em termos do arranjo tridimensional de unidades geomórficas, chamadas de
Elementos Arquiteturais, que são os blocos de edifício básico de todos os sistemas
fluviais. Estes elementos arquiteturais são "pacotes" dos estratos geneticamente
relacionados, sendo definidos por suas geometria, composição dos fácies e escala,
e são fisicamente separáveis um do outro por superfícies limitantes (Miall, 1985).
Assim, usando as superfícies limitantes e associações de litofácies, uma hierarquia
de unidades sedimentológicas tridimensionais (elementos arquiteturais), pode ser
definida. Cada um destes elementos representa um processo ou uma suíte
particular dos processos que ocorrem num determinado ponto do sistema
deposicional. Miall (1985) propôs um conjunto de oito elementos arquiteturais que
podem ser usados para descrever a arquitetura e arranjo espacial do sistema
fluvial. Isto permite criação da arquitetura fluvial de forma objetiva, não forçando os
dados a um modelo idealizado.
Para a análise de fácies, na caracterização dos elementos arquiteturais, é
empregada a classificação formulada Miall (1978). Ela fundamenta-se na condição
das litofácies, caracterizando assim o aspecto litológico dos depósitos. Nesta estão
embutidas as relações genéticas entre litofácies e as condições hidrodinâmicas
responsáveis pela sua deposição sistema fluvial (Tabela 2.1).
Os elementos arquiteturais são limitados por superfícies definidas por Miall
(1988a), chamadas de superfícies limitantes, onde o autor caracteriza hierarquias
para as superfícies variando de 1a até 6a ordens (figura 2.4), sendo estas
caracterizadas por:
1a ordem – Um limite de set; geralmente erosional para alguns graus, mas
não cortam estratificações anteriores. São interpretadas como resultado das
migrações das formas de leitos sobre um regime de fluxo constante.
2a ordem - superfícies limitadas por coset; geralmente erosionais, são
interpretadas como resultado de uma mudança nas condições de fluxo.
3a ordem – São superfícies erosionais menores, relacionadas a incrementos
de macroformas, identificados por superfícies de reativação;
14
MENEZES,L.
4a ordem – separa as unidades individuais deposicionais;
5a ordem – superfícies limitantes maiores que separa complexos de canais e
lençóis de areias;
6a ordem – define grupos de canais ou paleovales, mapeadas como
unidades estratigráficas.
Código da
Fácies
Litofácies
Estruturas
sedimentares
Interpretação
Gms
Maciço, com cascalho
suportado por matriz
Agradacional
Depósitos de fluxo de
detritos
Gm
Cascalho maciço ou
pobremente acamadado
Acamamento horizontal,
imbricação
Barras longitudinais,
depósitos residuais,
depósitos tipo peneira
(sieve)
Gt
Cascalho estratificado
Estratificação cruzada
acanalada
Gp
Cascalho estratificado
planar
St
Areia, média a muito grossa,
podendo conter seixos
Estratificações cruzadas
acanaladas isoladas os
agrupadas
Sp
Areia, média a muito grossa,
Estratificações cruzadas
planares isoladas os
agrupadas
Sr
Areia, muito fina a grossa
Marcas onduladas
Sh
Areia, muito fina a grossa,
Laminação horizontal,
lineação de partição ou
de fluxo
Sl
Areia, muito fina a grossa,
Estratificação cruzada de
baixo ângulo(<10°)
Sulcos erosionais com
intraclastos
Areia fina a muito grossa,
incipiente
Preenchimento de sulco
Sulcos largos e rasos
Preenchimento de sulco
Se
Ss
Preenchimento de
canais
Barras longitudinais,
crescimento deltáico de
antigas barras
remanescentes
Dunas (regime de fluxo
inferior)
Barras linguóides
transversais e ondas -de
-areia (regime de fluxo
inferior)
Ondulações (regime de
fluxo inferior)
Fluxo acamado planar
(regime de fluxo
superior)
Preenchimento de
sulcos, erosão de topo
de dunas, antidunas
Depósitos de
transbordamento ou de
decantação de
enchentes
Depósitos de áreas
pantanosas
Areia, silte, lama
Laminação fina,
ondulações de amplitude
muito pequena
Fsc
Silte, lama
Laminada a maciça
Fcf
Lama
Maciça, com moluscos de
água doce
Depósitos de pântanos
alagadiços
Fm
Lama, silte
Maciça, com gretas de
contração (ressecação)
Vegetais, película de
lama
Feições pedogenéticas
Depósitos de
transbordamento
Fl
C
Carvão, lama carbonática
P
Carbonatos
Depósitos de pântano
Solos
Tabela 2.1 – Litofácies associadas a depósitos aluviais segundo Miall (1978).
15
MENEZES,L.
Figura 2.4 – Proposta das
seis ordens de hierarquias
de superfícies limitantes para
depósitos fluviais. Diagrama
A para E representa uma
sucessiva
ampliação
de
partes de uma unidade
a
fluvial. Numa superfície de 6
ordem é possível reconhecer
superfícies
de
ordem
menores.
Segundo
Miall
(1988).
Os oito elementos arquiteturais, caracterizados por Miall (1988a) são
denominados de: canal (CH), forma de leito do tipo barras conglomeráticas (GB),
depósitos de fluxo gravitacionais (SG), forma de leito arenosa (SB), macroforma de
acresção frontal (DA), depósito de acresção lateral (LA), lençóis de areias
laminados (LS) e depósito de finos de planície de inundação. Uma síntese desses
elementos é mostrado na Tabela 2.2 e (figura 2.5).
16
MENEZES,L.
Elemento
Arquitetural
Principais
Símbolo assembleias
de Litofácies
Canais
CH
Formas de leito tipo
barras
conglomeráticas
GB
Formas de leito
arenosas
SB
Macroformas de
acreção frontal
DA
Depósitos de
acreção lateral
LA
Sedimento de
fluxo gravitacional
SG
Lençóis de areia
Laminados
LS
Depósitos finos de
planície de
inundação
OF
Geometria e relacionamentos
Interdigitação, lente ou camadas; base
erosional, côncava para cima; escala e
Várias
combinações forma altamente variáveis; superfícies
internas de erosão secundárias côncavas
para cima são comuns
Lente, lençol; corpos geralmente
tabulares; geralmente interdigitado
Gm, Gp, Gt
com SB
lente, camada, lençol, cunha; ocorre
St, Sp, Sh, Sl,
como preenchimento canal, crevasses
Sr, Se, Ss
splays, topo da barras
Lente repousando em superfície plana ou
St, Sp, Sh, Sl, base dos canais, com superfícies internas
Sr, Se, Ss
de segunda ordem convexas para cima e
superfície limitantes superior
St, Sp, Sh, Sl,
Se, Ss;
Cunha, camadas, lobo; caracterizado por
sendo menos superfícies internas de acresção lateral
comum
Gm, Gt e Gp
Lobo, camada; tipicamente interdigitados
Gm, Gms
com GB
Sh, Sl; St
menor
Camada e lençol
proporção de,
Sp, Sr
Lençóis finos a grossos; geralmente
interdigitados com SB; pode preencher
Fm, Fl
canais abandonadas
Tabela 2.2 – Síntese dos Elementos Arquiteturais de Depósitos Fluviais. Modificado de Miall (1985,
1988a).
17
MENEZES,L.
Figura 2.5 – A série de elementos arquiteturais dos depósitos fluviais, com códigos de litofácies de
Miall (1978).
18
CAP ÍTULO 3
ARQUITETURA DE FÁCIES
A evolução científica relacionada à elaboração de modelos de fácies fluviais,
ocorrida nos últimos 15 anos, incluindo a análise tridimensional da arquitetura dos
depósitos fluvial, tem permitido consideráveis avanços no estudo de reservatórios
petrolíferos, principalmente com aplicação da análise de elementos arquiteturais,
proposta por Miall (1985).
Desde o final da década de 80, vários pesquisadores têm utilizado a
proposta de Miall (1985) e a partir dela foram desenvolvidos novos conceitos
visando a melhor caracterização da arquitetura de depósitos fluviais, dentre estes
autores pode-se ressaltar Miall (1988b), Cowan (1991) e Bromley (1991). Nos
últimos anos uma nova ferramenta, ainda em fase de desenvolvimento, foi
incorporada (Ground-penetrating radar) para análise tridimensional da arquitetura
de fácies de depósitos fluviais, destacando o trabalho de Corbeanu et al. (2001).
Na Bacia Potiguar, Becker et al. (1992) e Lanzarini (1995a), estudando os
depósitos fluviais da Formação Açu (Unidade Açu-3), visando análise da arquitetura
de fácies e geometria nestes depósitos, também utilizaram a metodologia definida
por Miall (1985 e 1988a).
Neste trabalho é caracterizada a arquitetura de fácies da Unidade Açu-3 da
Formação Açu, utilizando-se também a proposta de Miall (1985, 1988a). Foram
selecionados 11 afloramentos com grande área de exposição (figura 3.1), onde
foram realizadas descrições de seções colunares e montagem de fotomosaicos de
cortes verticais, para caracterização das litofácies e geometria do depósito.
Para uma melhor correlação entre afloramentos, dentro de um arranjo
tridimensional, foi gerado um Modelo Digital de Terreno (MDT) da área, para
atribuição da componente Z (altitude) nas seções colunares levantadas nos
afloramentos.
3.1 - LITOFÁCIES
A descrição das litofácies nos afloramentos foi realizada com base na
proposta de Miall (1978), onde foram individualizadas 7 litofácies principais:
1 – Conglomerados arenosos (Gt)
2 - Arenito grosso a conglomerático com cruzada isolada (St(i) )
19
MENEZES,L.
CAPÍTULO 3 – ARQUITETURA DE FÁCIES
Figura 3.1 – Mapa de localização dos afloramentos estudados, mostrando os pontos onde foram
levantadas a seções colunares.
20
MENEZES,L.
3 - Arenito grosso a conglomerático com cruzadas agrupadas (St(a))
4 – Arenito médio a grosso fluidizado (Sf)
5 – Arenito médio a grosso (Sh)
6 – Pelito arenoso (Fl)
7 – Pelito (Fm)
3.1.1 - CONGLOMERADOS ARENOSOS (GT)
A litofácies Gt reúne as rochas de textura mais grossa descritas na área e
corresponde a conglomerados sustentados por matriz arenosa, com estratificações
cruzadas acanaladas de médio a grande porte (Prancha 3.1-Foto A). Essas rochas
apresentam cores com tons brancos acinzentado, e seu arcabouço é constituído,
predominantemente, por clastos de quartzo e feldspato, com tamanhos variando de
1 a 5cm. São também observados fragmentos de rochas de gnaisses e granitos
menores que 5 cm, bem como clastos de pelitos. Possui uma baixa maturidade
textural e mineralógica, evidenciada pela presença de seixos angulosos a subangulosos, com baixa esfericidade e a grande quantidade de clastos de feldspatos
e argilitos. Esta litofácies ocorre sempre associada com a litofácies St(i) , ocupando
preferencialmente os níveis mais basais das macroformas, sendo comum nestes
níveis, a presença de grandes clastos de pelitos, podendo estes atingir até 15 cm
de diâmetro (Prancha 3.1-Foto B).
Esta litofácies foi interpretada como
correspondente a formas de leito de crista sinuosa (3D), apresentando espessuras
variando de 0,4 a 1,5m e extensão lateral na ordem de poucas dezenas de metros.
3.1.2 - ARENITO GROSSO A CONGLOMERÁTICO COM CRUZADAS ISOLADAS (S T(I ))
Caracteriza-se, predominantemente, por arenitos grossos a muito grossos
com seixos dispersos, sendo também observados, com pouca freqüência, níveis de
arenitos conglomeráticos. Em cortes ortogonais ao sentido da paleocorrente,
apresentam estratificações cruzadas acanaladas com padrões simétricos e
assimétricos, resultante da migração de formas de leito 3D. Em cortes longitudinais
mostram estratificações cruzadas tangenciais na base (Prancha 3.1-Foto C). São
pobremente selecionados e imaturos, seu arcabouço é constituído,
predominantemente, por areia quartzosa grossa a muito grossa, ocorrendo com
freqüência grãos de feldspatos. Os seixos dispersos e os níveis de arenitos
conglomeráticos apresentam a mesma textura e composição que as encontradas
nos seixos observados nos conglomerados do fácies Gt, possuindo também clastos
de pelitos menores que 2cm. Apresentam coloração clara com tons branco
acinzentado. O contato basal é marcado por superfícies erosivas, ocorrendo
esporadicamente o alinhamento de seixos ao longo destas superfícies. As formas
21
MENEZES,L.
de leito com crista sinuosa relacionadas a esta litofácies possuem espessuras que
variam de 0,3 a 2,2m. As maiores espessuras ocorrem preferencialmente nos
níveis basais dos canais; sua continuidade lateral em cortes transversais varia de
metros a poucas dezenas de metros, mas em cortes longitudinais são de difícil
observação, extrapolando os limites dos afloramentos, podendo apresentar
centenas de metros.
3.1.3 - ARENITO GROSSO A MUITO GROSSO COM CRUZADAS AGRUPADAS (S T(A ))
Representa a litofácies mais abundante juntamente com as litofácies St(i) , é
caracterizada por arenitos grossos a muito grossos com seixos dispersos,
apresentando características texturais bastante similares às encontradas na
litofácies St(i) . Diferencia-se destas pela menor quantidade de seixos dispersos e
pelo arranjo das estratificações cruzadas. Esta litofácies caracteriza-se por possuir
múltiplas estratificações cruzadas agrupadas de pequeno a médio porte. Os limites
dos sets são marcados por superfícies não erosivas (superfícies limitantes de 1a
ordem) (Prancha 3.1-Foto D). As múltiplas estratificações cruzadas estão
relacionadas às mudanças de orientação das formas de leitos ou mudanças do
regime de fluxo, durante um evento de sedimentação contínua. As formas de leitos
3D de pequeno a médio porte, interpretadas para esta litofácies, apresentam
espessuras de 15 a 40cm, larguras com menos de 10m e comprimento com poucas
dezenas de metros. Nesta litofácies predomina a geometria tabular, gerada pelo
amalgamento das formas de leito 3D de pequeno a médio porte, com espessuras
variando de 0,3 a 2,0m.
3.1.4 - ARENITO MÉDIO A GROSSO FLUIDIZADO (S F)
A litofácies Sf é constituída por arenitos médios a grossos, maciços,
contendo poucos seixos dispersos menores que 2cm (Prancha 3.1-Foto E). A
principal característica desta litofácies é a ausência de estruturas sedimentares,
provavelmente, relacionada a processos de fluidização (Lanzarini 1995). Os
arenitos são pobremente selecionados e imaturos, apresentando grãos angulosos
com baixa a moderada esfericidade. Esta litofácies ocorre restrita à região noroeste
da área, no afloramento BP/A-3/09 (km 98 da BR-304), apresentando-se com
espessura de cerca de 2,5m.
3.1.5 - ARENITO MÉDIO A GROSSO (S H)
com
Esta litofácies compreende arenitos de textura média a grossa, maciços ou
estratificações cruzadas incipientes. Predominam cores com tons
22
MENEZES,L.
esbranquiçados, exibindo pseudo-estratificações (liesengang) (Prancha 3.2-Foto A).
Apresentam bom selecionamento e baixa maturidade. Possuem geometria tabular
com espessura inferior a 0,7m, sendo predominantes os intervalos entre 0,2 a
0,4m, e sua continuidade lateral é de cerca de dezenas de metros. Esta litofácies
ocorre nos fechamentos dos ciclos, sendo sobreposta por pelitos de
transbordamento.
3.1.6 - PELITO ARENOSO (FL)
Esta litofácies foi caracterizada por arenitos finos, siltitos e lamitos
avermelhados, com estrutura maciça ou laminada (Prancha 3.2-Foto B). Apresentase pouco espessa, com valores menores que 60cm e continuidade lateral da ordem
de poucas dezenas de metros. O limite superior é marcado por superfícies
limitantes de 4o ou 5o ordem. Associa-se a deposição destes pelitos a canais
secundários inativos, dentro do cinturão de canais, depositados durante regimes de
baixa energia do rio, possivelmente, relacionados a períodos de estiagem.
3.1.7 - PELITO (FM )
A litofácies Fm reúne lamitos e argilitos, de cor vermelho escuro,
predominando estrutura maciça (Prancha 3.2-Foto C). Nesta litofácies são
encontradas gretas de dissecação e bioturbações. Os pacotes desta fácies
mostram geometria tabular, possuindo espessuras que variam de 0,8 a 2,5m e
extensa continuidade lateral, podendo ser rastreado entre os afloramentos, numa
distância de mais de 1,5km. Esta litofácies é interpretada como depósitos de
planície de inundação.
3.2 - MODELO DIGITAL DE TERRENO
Os Modelos Digitais de Terreno (MDT’s) consistem na representação digital
de uma porção da superfície terrestre. A sua estrutura de dados pode ser
representada em dois tipos de modelos: Grade Retangular de Pontos (GRID) ou
Rede Irregular de Triângulos (TIN). O modelo TIN consiste numa representação
topológica de dados vetoriais, na qual os pontos de coordenadas tridimensionais,
X,Y (localização geográfica) e Z (elevação), são ligados por linhas formando
triângulos de tamanho irregular não sobrepostos (Simão & Carvalho, 2002).
Xavier et al. (2001) traçaram um esboço da utilização de MDT’s como
ferramenta para geração de mapas planialtimétricos de entidades vetoriais,
adicionando-se a componente (Z) às feições desprovidas deste atributo. Com base
neste trabalho Menezes et al. (2001) realizaram um mapeamento lito-faciológico
23
MENEZES,L.
utilizando MDT da área para adição do atributo (Z) aos dados de afloramentos
analisados. Assim, foi possível uma melhor correlação entre as fácies e associação
de fácies. Dentro desta proposta é que está sendo utilizado o MDT, para
caracterização da arquitetura sedimentar da área.
Para elaboração do MDT da área, foram utilizados os dados altimétricos de
duas ortofotocartas, folhas 097418 e 097419 (INCRA-RN/ITERN/SUDENE, 1991),
na escala de 1:10.000, com curvas de níveis de 10 em 10 metros. Realizou-se
nestas cartas os trabalhos de rasterização e vetorização.
A rasterização foi realizada em scaner de rolo, onde foram geradas imagens
com resolução de 300 dpi. Para vetorização das curvas de níveis e pontos cotados
utilizou-se o software R2V, sendo primeiro georreferenciadas as ortofotocartas e,
posteriormente, vetorizadas. O produto final da vetorização foi armazenado num
arquivo com formato (*.dxf), com os dados X,Y e Z da topografia da área. A partir
dos dados de altimetria da área, criou-se o MDT usando o modelo topológico TIN,
sendo este gerado por meio da extensão 3D Analyst do software ArcView.
Utilizando o ArcView foi criado um Sistema de Informações Geográficas
(SIG), de forma agrupar todos os dados coletados. O SIG é composto por temas
vetoriais e rasters (ortofotocartas) e pelo MTD gerado. No SIG estão reunidos os
seguintes temas vetoriais: “Afloramento”, “Perfil faciológico”, “Vias de Acesso”,
“Drenagem” e “Geologia”.
Para uma melhor correlação entre os afloramentos, foram geradas entidades
tridimensionais dos temas vetoriais, a partir da combinação destes temas com o
MDT, atribuiu-se a componente z aos dados coletados em campo.
No painel 1 são apresentados os produtos obtidos, em todas a etapas, para
criação das entidades tridimensionais.
3.3 - ARQUITETURA E GEOMETRIA
Para correlação das associações de fácies descritas (anexo I), além da
adição da componente Z aos dados de campo, também foi levado em conta o
mergulho regional de 1,3 o para N14,5W medido por Becker et al. (1992).
A partir da correlação entre as fácies foi possível a individualização de 3
ciclos fluviais, predominantemente arenosos, separados por camadas de lamitos de
grande continuidade lateral (litofácies Fm). Os ciclos são constituídos por complexo
de canais, limitados por depósitos de planície de inundação, interpretados como
superfície limitante de 5o ordem. Apresentam entre 9 e 15 m de espessura e grande
continuidade lateral, extrapolando os limites da área em estudo (anexo II). A
origem destes ciclos fluviais está relacionada à mudança do nível de base,
provavelmente, causada por flutuação do nível relativo do mar.
24
MENEZES,L.
No painel 3.2 é apresentado um fotomosaico do afloramento BP/A-3/12 com
descrição detalhada mostrando as superfícies limitantes, distribuição da
paleocorrente e associação de fácies para as formas de leitos que preenchem os
níveis arenosos do ciclo fluvial.
Os canais, presentes nos ciclos fluviais, apresentam-se amalgamados,
sendo individualizados por superfícies limitantes de 4a ordem. Possuem geometria
em “U” aberto, com espessuras variando de 2 a 8 metros e continuidade lateral na
ordem de centenas de metros, em corte transversal.
O conjunto de canais aqui descritos representa ciclos fluviais de menor
ordem, provavelmente, relacionados à reativação do canal fluvial, causada por
variações sazonais. Estes ciclos são caracterizados por uma típica associação de
fácies envolvendo as litofácies Gt, St(i) , St(a), Sh e Sf, apresentando uma sucessão
com padrão de granodecrescência ascendente. Estas sucessões apresentam-se,
na maioria das vezes, compondo ciclos incompletos; entretanto, foram identificados
também ciclos completos. Os níveis basais são constituídos preferencialmente
pelas litofácies Gt, St(i) . Em seqüências completas o topo é marcado pelo contato
com as litofácies Fl ou Fm. Nestes canais foram identificadas as seguintes
unidades genéticas: barras de acresção frontal (DA), barras de acresção lateral
(LA) e canais secundários (CH).
Na área estudada foram identificados 3 níveis de lamitos da litofácies Fm,
possuindo grande continuidade lateral, rastreados ao longo dos afloramentos,
apresentando os dois níveis superiores as maiores espessuras, entre 1,8 a 2,4m. A
fácies Fl representa heterogeneidades com pequena continuidade lateral,
ocorrendo dentro dos ciclos fluviais de menor ordem, com uma distribuição não
bem definida, chamada informalmente de “folhelhos estocásticos”.
25
MENEZES,L.
26
MENEZES,L.
27
MENEZES,L.
Painel 3.1 - Produtos obtidos em todas as etapas envolvidas para criação
das entidades tridimensionais.
28
MENEZES,L.
Painel 3.2 - Fotomosaico do afloramento BP/A-3/12, com interpretação das
superfícies limitantes, distribuição das paleocorrentes e associação faciológica.
Localizado a cerca de 2 km da área estudada.
29
CAP ÍTULO 4
PARAMETRIZAÇÃO
A parametrização pode ser definida como o processo de medição, obtenção
da variabilidade e definição de parâmetros de um dado modelo de simulação. Na
Modelagem Booleana os parâmetros são definidos pela geometria e dimensões dos
objetos geológicos (Lanzarini, 2001).
Projetos que visam a obtenção de parâmetros e sua variabilidade, com
construção de banco de dados têm auxiliado na elaboração de programas de
modelagem, servindo também para tornar mais realísticos os modelos
geomatemáticos de reservatórios. Dentro deste contexto, podemos citar o projeto
SAFARI (Sedimentary Architecture of Field Analogues for Reservoir Information)
(Dreyer et al., 1993) que culminou com a montagem de uma base de dados, para
uso na construção de programas de modelagem geomatemática e simulação de
reservatórios. Este projeto foi realizado a partir de afloramentos de depósitos
fluviais da Formação Escanilla (Pirineus espanhóis) análogos aos reservatórios
fluviais da Formação Statfjord.
Poletto (1996) propôs a modelagem geológica orientada a objeto, para
reservatórios de canais fluviais, com base na parametrização de um modelo
detalhado de subsuperfície para Formação Açu (definido por Santos e Poletto,
1993) sendo o canal fluvial definido pelos parâmetros: espessura, largura,
sinuosidade e direção (figura 4.1). Menezes & Lima Filho (2001) com base na
modelagem geológica definida por Poletto (op. cit.) elaboraram uma proposta
metodológica para parametrizar canais fluviais usando análogos antigos e recentes.
Neste capítulo são apresentados os passos para obtenção da variabilidade
dos parâmetros (espessura, largura, sinuosidade e direção), que definem o canal
fluvial, no modelo proposto por Poletto (1996), culminando com a construção de um
banco de dados. Foram utilizados para parametrização análogos antigos e
recentes. Os análogos antigos parametrizados foram identificados em afloramentos
que apresentam grandes exposições, em planta e em corte, na área onde foi
realizada análise da arquitetura de fácies (capítulo III). Como análogo recente foi
usado o Rio Açu (figura 1.1).
A metodologia empregada para aquisição dos parâmetros, consistiu na
adequação da proposta de Menezes & Lima Filho (2001), onde foram utilizadas
técnicas de análise de fácies, fotografia aérea de pequeno formato e
30
MENEZES,L.
CAPÍTULO 4 – PARAMETRIZAÇÃO
geoprocessamento. Os parâmetros adquiridos foram agrupados dentro de um
banco de dados georreferenciado.
Figura 4.1 – Parâmetros que definem um canal fluvial em três dimensões. A declividade é
desconsiderada para simplificação do modelo. Modificado de Lanzarini et al. (1995) e Poletto
(1996).
4.1 - AQUISIÇÃO DOS PARÂMETROS
A variabilidade dos parâmetros espessura, direção preferencial e
sinuosidade foram obtidas diretamente ou indiretamente nos análogos estudados.
O parâmetro largura do canal não foi possível de ser mensurado, devido a sua
dimensão horizontal extrapolar os afloramentos estudados. Entretanto, para a
simulação do reservatório foi utilizada a proposta de Poletto (1996), que define este
parâmetro em função da espessura pela equação W = 16,372H1,54.
4.1.1 – ESPESSURA
Este parâmetro foi caracterizado a partir de um ciclo de reativação do canal,
definido por uma associação de litofácies que apresenta granodecrescência
ascendente e truncamentos erosivos marcados por superfícies limitantes de 4o ou
5a ordem (figura 4.2), conforme proposta de Poletto (1996).
A aquisição do parâmetro “Espessura” foi realizada diretamente dos
afloramentos análogos estudados, a partir do levantamento de seções colunares
(figura 4.2). As seções utilizadas foram aquelas descritas no capítulo anterior, que
apresentaram um ciclo completo de reativação do canal fluvial.
31
MENEZES,L.
Figura 4.2 – Seção colunar mostrando um ciclo de reativação do canal fluvial, caracterizado por
a
uma associação de fácies com granodecrescência ascendente, limitado por superfícies de 5
ordem.
Os dados de espessura adquiridos representam uma população de 17
medidas, com espessuras variando de 2,0m a 8,5m, com maior freqüência os
valores de 2,5 a 3,5m (figura 4.3).
Figura 4.3 – Histogramas
dos dados de espessuras,
adquiridos nos afloramentos
análogos.
4.1.2 – DIREÇÃO PREFERENCIAL
A variabilidade do parâmetro direção do canal foi obtida em afloramentos
com grande exposição em planta, a partir de medidas de paleocorrentes em forma
32
MENEZES,L.
de leito 3D (com crista sinuosa) vista em planta (figura 4.4), diminuindo a dispersão
gerada pelas medidas de paleocorrentes aparente adquiridas em cortes verticais.
Figura 4.4 – Esquema mostrando como foram medidas as paleocorrentes. (a) Blocos diagramas
mostrando a migração e geometria (em corte horizontal, transversal e longitudinal) de formas de
leito 3D, Programa Bedform (Rubin, 1987). (b) Geometria das formas de leito 3D vista em planta,
com definição dos parâmetros medidos em campo, afloramento BP/A-3/05.
Os dados de direção foram medidos diretamente dos afloramentos ou,
indiretamente, por meio de fotografias aéreas de pequeno formato (FAPEF’s).
Foram realizados dois levantamentos aereofotográficos para aquisição das
FAPEF’s, sendo o primeiro executado num monomotor (modelo Sertanejo da
Embraer), na escala aproximada de 1: 1.000 (figura 4.5a), tendo como objetivo
principal localizar e delimitar os afloramentos com grande exposição em planta. O
segundo, realizado numa aeronave tipo “ultraleve”, em áreas previamente
selecionadas, com escala aproximada de 1:500 (figura 4.5b), e teve como
finalidade obter dados de sentido migração e largura das formas de leito. Os dois
levantamentos foram executados com máquina fotográfica SLR 35 mm (Cannon
Rebel 2000).
Para obtenção das medidas indiretas de paleocorrentes, foram realizados
trabalhos de “rasterização” nas FAPEF’s para, posteriormente, serem
33
MENEZES,L.
geoprocessadas e medidas as paleocorrentes. Concomitante aos trabalhos de
medição das paleocorrentes, também foi obtida a variabilidade das larguras das
formas de leito 3D (figura 4.5).
As medidas de paleocorrentes foram obtidas em 7 afloramentos, perfazendo
uma população de 304 medidas, apresentando uma direção preferencial para o
quadrante noroeste (Anexo 3).
Figura 4.5 – Fotomosaicos das fotografias aéreas de pequeno formato (FAPEF’s), nas duas
escalas levantadas. (a) Fotomosaico mostrando afloramento BP/A-3/01. (b) Fotomosaico de parte
do afloramento BP/A-3/02, em detalhe observa-se à geometria em planta e sentido da
paleocorrente da forma de leito 3D.
34
MENEZES,L.
4.1.3 - SINUOSIDADE
Assim como o parâmetro largura do canal, também não foi possível obter a
variabilidade do parâmetro sinuosidade, a partir das ferramentas utilizadas, nos
afloramentos análogos estudados. Acredita-se ser necessário, para aquisição
destes parâmetros, o apoio de outras técnicas como, por exemplo, Ground
Penetrating Radar (GPR) e sondagem rasa com testemunhagem contínua.
Desta forma, foi utilizado um suposto análogo recente (o Rio Açu) para
obtenção da variabilidade do parâmetro sinuosidade. As medidas de sinuosidade
foram obtidas indiretamente, por meio de imagens de satélite Landsat TM, as quais
também foram tratadas com técnicas de geoprocessamento utilizando os softwares
Erdas e ArcView.
A aquisição do parâmetro sinuosidade dos canais foi realizada com base
na proposta de Friend & Sinha (1993) (figura 4.6a), na qual também caracteriza a
sinuosidade para rios com multi-canais, sendo o parâmetro de sinuosidade (P),
definido por:
P = L cmax/L R
Onde :
LR é o comprimento global do segmento do canal em linha reta.
Lcmax é o comprimento ao longo do canal para o mesmo segmento, ou o
comprimento ao longo do canal mais largo para rios com multi-canais.
Para o Rio Açu foram realizadas medidas de sinuosidade a cada segmento
em linha reta de 4,0 km, sendo as medidas adquiridas entre o trecho da barragem
Armando Ribeiro até próximo a sua foz (figura 4.6b).
Figura 4.6 – (a) Diagrama representando o cálculo da sinuosidade para rios com único canal e
multi-canais segundo Friend & Sinha (1993). (b) Imagem Landsat TM com composição RGB,
destacando parte do Rio Açu que mostra vetores lineares, utilizados para cálculo de sinuosidade
do canal.
35
MENEZES,L.
Foi obtida uma população de 31 medidas de sinuosidades dos canais, a
partir das imagens de satélite, apresentando valores que variam de 1,03 a 1,56
(figura 4.7).
Figura 4.7 – Função de
distribuição
experimental
das sinuosidades (S) dos
canais. Dados do análogo
recente. Estatísticas: média
aritmética
1,19;
mínimo
1,03;
máximo
1,56;
o
medianas
1,13;
n
de
amostras
31;
variância
0,016.
4.2 - BANCO DE DADOS
Os dados obtidos na etapa de parametrização dos afloramentos análogos,
foram agrupados no Sistema de Informações Geográficas (SIG) apresentado no
capítulo anterior. Foi criado, assim, um banco de dados georreferenciados para os
parâmetros adquiridos nos afloramentos. A base de dados obtida do análogo
recente (Rio Açu) está arquivada em tabelas do Microsoft Excel.
Como abordado no capítulo anterior, o SIG elaborado para os afloramentos
análogos é formado por temas vetoriais (temas de ponto, linha e polígono), rasteres
e pelo modelo digital do terreno (MDT), estando disposto da seguinte forma:
•
Temas vetoriais - Perfil faciológico (tema de ponto);
Vias de acesso e drenagem (temas de linhas);
Afloramento e Geologia (temas de polígonos);
•
•
Temas rasteres – Ortofotocartas.
MDT – modelo TIN (Rede Irregular de Triângulos)
Os temas Perfil faciológico e Afloramento são os que apresentam os
dados parametrizados nos afloramentos análogos, onde estes dados são
apresentados a partir de tabelas de atributos dos respectivos temas. Ambos os
temas possuem uma Tabela Principal de Atributos, estando esta relacionada
(relação do tipo 1xn) com uma Tabela Secundária de Atributos.
No tema Afloramento estão reunidas todas as informações gerais e
ferramentas utilizadas na descrição dos afloramentos, como também dados
parametrizados. A Tabela Principal de Atributos (figura 4.8a) do tema
36
MENEZES,L.
Afloramento é composta pelos campos: ”Afloramento”, “Bacia”, “Formação”,
“Sistema deposicional”, ”UTM Norte e Leste” do centróide do afloramento, “Área”,
“FAPEF’s”, “Dados em planta”, “Perfil faciológico”, “GPR” e “Sondagem Rasa”. A
Tabela Secundária de Atributos (figura 4.8b) apresenta os campos:
“Afloramento”, “Largura da forma de leito” e “Paleocorrente”. A relação entre as
tabelas faz-se a partir do campo “Afloramento”.
Os dados adquiridos com o levantamento das seções colunares estão
agrupados no tema Perfil Faciológico. Este tema possui uma Tabela Principal de
Atributos (figura 4.9a) apresentando os seguintes campos: “Perfil faciológico”,
“Afloramento”, “Altitude do topo”, “Espessura”, “UTN Norte e Leste”, “Associação
faciológica” e “Espessura do Canal”. Está presente também neste tema uma
Tabela Secundária de Atributos (figura 4.9b) composta pelos campos: “Perfil
faciológico”, “Litofácies” e “Espessura”. A relação entre as duas tabelas é obtida a
partir do campo “Perfil faciológico”.
O banco de dados gerado é dinâmico, podendo ser continuamente
atualizado à medida que novos parâmetros forem adquiridos. Consultas ao banco
de dados podem ser feitas e visualizadas espacialmente a partir do SIG.
37
MENEZES,L.
38
MENEZES,L.
39
CAP ÍTULO 5
SIMULAÇÃO DO RESERVATÓRIO
A analogia entre os parâmetros sedimentológicos medidos nos afloramentos
com grandes exposições (e seus supostos sistemas deposicionais) e os parâmetros
identificados em um determinado reservatório petrolífero tem possibilitado a partir
de realizações equiprováveis, a caracterização das heterogeneidades
sedimentológicas dos reservatórios nos espaços interpoços. Desta forma pode-se
ter uma visão aproximada deste espaço por meio da mensuração de variáveis
sedimentológicas, nas várias escalas de heterogeneidades presentes. Modelagens
estocásticas têm sido usadas para explicar as complexas distribuições de
heterogeneidades e introduzi-las num modelo de reservatório, quantificando
incertezas
e
substituindo
técnicas
determinísticas
de
mapeamento
(MacDonald,1999).
Pesquisas no campo produtor de Brent (mar do norte) confirmam que o
modelo estocástico orientado a objetos fornece o melhor ajuste do histórico de
produção. Os reservatórios fluviais da Formação Statfjord, nos quais se encontram
as maiores acumulações de óleo e gás do mundo, constituem o berço da simulação
estocástica orientada a objetos. Várias aplicações de técnicas estocásticas têm
sido utilizadas na modelagem de diferentes tipos de reservatórios (MacDonald &
Halland 1993, Barton et al. 1995, Lanzarini et al. 1997).
Nas duas últimas décadas, diversos softwares (PETBOOL, SESIMIRA,
SISABOSA, FLUREMO, MONARCH3D, SIRCH, STORM, SEDSIM3, MOHERES E
FLUVISM) foram desenvolvidos para modelagem estocástica orientada a objetos.
Contudo, é clara a falta de dados quantitativos relacionados às heterogeneidades
dos reservatórios (Becker 1997). Na atual fase de conhecimento, predominam
trabalhos em que as analogias são retratadas apenas com uma visão qualitativa. O
uso de parâmetros quantitativos para caracterização de heterogeneidades é, no
momento, a fronteira científica nesta área de investigação.
Neste capítulo é discutida e aplicada a modelagem estocástica de objetos
geométricos (MEOG), proposta por Poletto (1996), para simulação da arquitetura e
geometria de parte de um reservatório fluvial da Formação Açu (Unidade Açu-3),
Bacia Potiguar. Os canais fluviais gerados na simulação foram definidos com base
na parametrização apresentada no capítulo anterior.
Para simulação da geometria e arquitetura interna de um domínio do
reservatório estudado foi utilizado o programa PetBool 3.0. As simulações foram
40
MENEZES,L.
CAPÍTULO 5 – SIMULAÇÃO DO RESERVATÓRIO
geradas dentro de um domínio tridimensional, medindo 876 x 784 x 40,6 m, onde
estão distribuídos 16 poços verticais e 2 poços direcionais.
5.1 - PETBOOL
O PetBool é um software de modelagem geométrica e simulação estocástica
de feições discretas, tais como, unidades genéticas e heterogeneidades
diagenéticas do reservatórios. Com a combinação de métodos estocásticos e
geométricos, presente no PetBool, é possível obter realizações equiprováveis da
arquitetura do reservatório.
O canal fluvial proposto por Poletto (1996) é uma das unidades genéticas
presente no PetBool.
As unidades genéticas presentes no PetBool 3.0 são representadas por:
canais (fluviais e turbidíticos), domos, dunas, lentes, lençóis de areia e lobos. Na
simulação, apenas um tipo de unidade genética é gerado, sendo cada unidade
definida por parâmetros específicos.
Na simulação os objetos são gerados aleatoriamente, sendo independentes
entre si, podendo sobrepor e “erodir” outros objetos. No entanto, os objetos gerados
devem respeitar os histogramas experimentais dos dados parametrizados.
Durante a simulação são impostas restrições, onde a densidade de objetos
gerados deve respeitar os condicionamentos da curva de proporção vertical de
fácies, curva de proporção horizontal de fácies ou proporção global, sendo estas
proporções obtidas a partir dos dados de poços do domínio simulado. Outra
restrição imposta durante a simulação é o condicionamento a poço, sendo o objeto
rejeitado quando intercepta um intervalo de fácies não-reservatório de um poço do
domínio simulado.
A curva de proporção vertical de fácies (CPVF) representa a distribuição
global das percentagens de cada litofácies. Para calcular a CPVF é especificado
um datum horizontal, sendo obtido os percentuais das litofácies nível a nível, em
profundidades constantes (Poletto, 1996; Eschard, 1998) (figura 5.1).
Figura 5.1 – Curva de
proporção vertical de fácies
(CPVF), realizada com base
em três poços verticais,
contendo
20
intervalos.
Modificado do guia do
usuário do PetBool 3.0.
41
MENEZES,L.
No PetBool as realizações equiprováveis podem ser visualizadas em uma
janela (OpenGL), sendo possível visualizar e navegar ao longo do domínio
simulado. Com uso de óculos especiais é possível a visualização dos objetos em
três dimensões.
O Projeto PetBool vem sendo desenvolvido desde 1995 por pesquisadores
do Laboratório Matmídia do Departamento de Matemática da Pontificia
Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio), onde sua especificação
geológica é continuamente atualizada por profissionais do CENPES e UN-RNCE
da PETROBRAS e do Grupo de Estudo de Análogos da UFRN (GEA-UFRN).
5.2 – DADOS DE ENTRADA
Para a realização da simulação da arquitetura do reservatório usando o
PetBool é necessário carregar o software com os Dados dos Poços e com
Histogramas Experimentais dos parâmetros do canal fluvial. É imprescindível
também a definição do Domínio, Referência do Poço e Restrições da simulação.
5.2.1 - DADOS DOS POÇOS
A partir dos dados dos poços são criados arquivos-texto seguindo uma
formatação específica (anexo 4), de forma a apresentar as fácies reservatório e
não-reservatório ao longo do poço. As simulações do reservatório foram
condicionadas a 16 poços verticais e 2 poços direcionais. Para implementação dos
poços direcionais no Petbool, foram criados pseudopoços verticais, com
espaçamento de 10 m entre eles, ao longo do segmento horizontal do poço
direcional. Os pseudopoços verticais gerados apresentam apenas uma informação
de fácies reservatório ou não-reservatório de 30cm, interceptando o poço horizontal
(figura 5.2).
Figura 5.2 – Esquema
mostrando como foram
criados os pseudopoços
verticais a partir dos poços
direcionais.
42
MENEZES,L.
A coordenada Z dos pseudopoços verticais, correspondente ao marco de
referência, foi calculada a partir da interpolação dos valores da coordenada Z dos
poços verticais do domínio simulado (figura 5.3).
Figura 5.3 – Superfície do marco de referência do domínio simulado, sendo esta gerada a partir da
interpolação dos dados do marco de referência dos poços verticais. Os valores da coordenada Z
dos pseudopoços foram obtidos por meio desta superfície.
5.2.2 - HISTOGRAMAS EXPERIMENTAIS
Conforme citado anteriormente, os histogramas experimentais dos
parâmetros Espessura, Sinuosidade e Direção Preferencial do canal fluvial
foram elaborados a partir da parametrização dos análogos (capítulo IV). Porém,
para implementar o parâmetro Largura foi utilizada a proposta de Poletto (1996),
que define a largura como uma função da espessura segundo a equação W =
16,372H1,54 .
A construção do histograma experimental das amostras das espessuras dos
canais foi obtida nos afloramentos análogos a partir das descrições de seções
colunares. A distribuição dos dados de espessura pode ser observada na figura 5.4.
Em relação ao parâmetro sinuosidade, foram utilizados os dados do
análogo recente estudado (Rio Açu) para construção do histograma. Os dados de
sinuosidade representam 31 amostras com valores que variam de 1,03 a 1,56
(figura 5.5).
O histograma do parâmetro de direção preferencial foi elaborado usando os
dados de paleocorrentes dos afloramentos análogos. Os valores de paleocorrentes,
medidos como azimute, foram transformados para valores trigonométricos, onde se
43
MENEZES,L.
admite 0o (trigonométrico) na posição Leste (900Azimute) com valores aumentando
no sentido anti-horário (figura 5.6).
Figura
5.4 –
Função
de
distribuição
experimental das espessuras dos canais fluviais.
Dados de afloramentos. Estatísticas: média
aritmética 4,48; mínimo 2,1 m; máximo 8,2 m;
o
mediana 320; n de amostras 17.
Figura
5.5 –
Função
de
distribuição
experimental das sinuosidades dos canais.
Dados de análogo recente. Estatísticas: média
aritmética 1,19; mínimo 1,03; máximo 1,56;
o
medianas 1,13; n de amostras 31; variância
0,016.
Figura
5.6 –
Função
de
distribuição
experimental das direções preferenciais dos
canais. Dados de afloramentos análogos.
o
Estatísticas: média aritmética 124,56 ; mínimo
o
o
o
o
1 ; máximo 180 ; mediana 130,5 ; n de
o
amostras 217; moda 130 .
5.2.3 - DOMÍNIO, R EFERÊNCIA E RESTRIÇÕES DA SIMULAÇÃO
O Domínio da simulação foi definido utilizando a ferramenta “Auto domain
from wells”, onde o Domínio gerado envolve todos os poços de forma a ocupar o
menor volume.
Os poços foram alinhados pelo Marco de Referência usando a ferramenta
reference/intermediary. Foi utilizada esta referência para evitar o deslocamento dos
pseudopoços para o limite inferior ou superior do domínio, caso fosse usada a
referência pelo topo ou pela base.
Todas as realizações equiprováveis geradas foram condicionadas a poço e a
curva de proporção vertical de fácies. As restrições quanto ao erro global, erro por
nível e ao número de intervalos da CPVF serão abordados no item a seguir.
44
MENEZES,L.
5.3 - REALIZAÇÕES EQUIPROVÁVEIS DA GEOMETRIA DO RESERVATÓRIO
As simulações estocásticas da geometria e arquitetura de um volume do
reservatório estudado foram realizadas dentro de um domínio tridimensional,
definido por um paralelepípedo medindo 876 x 784 x 40,6 m, sendo este
discretizado em 106 células a partir de um grid 3D de 100 x 100 x 100.
Foram geradas 27 simulações condicionadas a poços e a curva de
proporção vertical de fácies, sendo as simulações agrupadas em três grupos,
caracterizados pelo número de intervalo da CPVF (figura 5.7).
Figura 5.7 – Visualização em perspectiva do domínio e de três realizações equiprováveis da
geometria e arquitetura do reservatório (vista para Noroeste).
O primeiro grupo consiste de quatro simulações realizadas com 25 intervalos
na CPVF. Os resultados destas simulações apresentaram os maiores erros,
principalmente no erro por intervalo, sendo obtidos erros maiores que 60% nos dois
primeiros níveis basais (intervalo 0 e1); os níveis 24 e 2 também apresentaram
erros consideráveis > 28% (figura 5.8a). Os outros níveis apresentaram erros por
intervalo menores que 17%. As simulações deste grupo possuem erros globais
entre 18 e 20%.
As simulações geradas com 15 intervalos na CPVF representam o segundo
grupo de realizações equiprováveis, com uma população de oito simulações. Os
45
MENEZES,L.
maiores erros, por nível, nestas simulações, estão associados ao nível do topo
(intervalo 14) apresentando erros entre 20 e 30%. No entanto, em todas
realizações, a grande maioria dos intervalos, cerca de 97%, mostram erros <15%
por intervalo (figura 5.8b). Os erros globais obtidos neste grupo de simulação
apresentam valores de aproximadamente 7%.
O último grupo de simulações apresenta 15 realizações, com 10 intervalos
na CPVF. Este grupo apresenta 3 simulações com todos os níveis, mostrando erros
<14 %. Porém, as outras 12 realizações exibem um ou dois intervalos com erros
entre 15 e 20%, sendo que 7 destas simulações estão relacionadas com o nível do
topo (intervalo 9) (figura 5.8c). As simulações deste grupo apresentam erros globais
entre 7 e 11%.
Em todas as simulações os maiores erros estão associados aos dois níveis
basais ou ao nível do topo. As realizações com 25 níveis na CPVF apresentam os
maiores erros nos níveis basais, porque estes intervalos exibem pequena
proporção de fácies reservatório (< 13%) seguidos por um nível superior (intervalo
3) com 79% de fácies reservatório, ocorrendo assim uma extrapolação de canais
para níveis basais quando a simulação honra o intervalo 3. Na grande maioria das
simulações, o nível do topo apresentou erro elevado, sendo sempre caracterizado
pela ausência de preenchimento de canais.
Foi observada também a diminuição geral dos erros global e por nível, com a
diminuição dos intervalos da CPVF. Para minimizar o problema em relação aos
erros global e por nível, nas simulações, recomenda-se que sejam realizados
ensaios prévios para determinar qual o melhor número de intervalos, a ser usado,
na CPVF. Desta forma pode-se obter realizações equiprováveis condicionadas a
CPVF e a poço, com maior número de intervalos possíveis na CPVF e baixos
valores nos erros global e por nível.
46
MENEZES,L.
47
CAPÍTULO 6
CONCLUSÕES
A arquitetura de fácies montada para área estudada apresenta 3 ciclos
fluviais, marcados por uma associação de fácies predominantemente arenosa. O
fechamento destes ciclos é caracterizado por camadas de lamitos com grande
continuidade lateral, interpretados como depósitos de planície de inundação. Estes
ciclos estão relacionados à mudança do nível de base, provavelmente, causada por
flutuação do nível relativo do mar.
Nos níveis arenosos são caracterizados ciclos fluviais de ordem menor.
Estes ciclos são representados por um conjunto de canais (completos e
incompletos), com uma sucessão de fácies com padrão de granodecrescência
ascendente. Os ciclos fluviais de ordem menor foram relacionados a processos de
reativação do canal, causados por variações sazonais.
Os afloramentos trabalhados se mostraram adequados para estudo da
variabilidade dos parâmetros (espessura, direção preferencial) dos canais fluviais
análogos ao reservatório petrolífero estudado. Foram obtidas 17 medidas de
espessuras variando entre 2 e 8,2 m. Os dados de direção preferencial
representam uma população de 217 medidas adquiridas a partir das
paleocorrentes, apresentando um padrão de distribuição preferencial para noroeste.
Com a impossibilidade de se obter medidas de sinuosidade do canal fluvial
nos afloramentos análogos, foi utilizado o Rio Açu, onde foram medidos 31 valores
de sinuosidade. Os dados de sinuosidade apresentam valores abaixo de 1,6 com
maior concentração no intervalo entre 1,1 e 1,2. Os valores de sinuosidade
adquiridos no Rio Açu apresentaram-se coerentes com os obtidos por Santos e
Poletto (1993).
O banco de dados gerado para reunir as informações obtidas nos
afloramentos análogos apresenta-se estruturado dentro de um Sistema de
Informações Geográficas (SIG), podendo ser atualizado continuamente à medida
que novos dados sejam adquiridos.
Para aquisição de novos dados nos afloramentos análogos, como também
para um maior detalhamento da arquitetura sedimentar, é recomendado o uso de
outras ferramentas como, por exemplo, GPR (Ground-penetrating radar),
sondagem rasa testemunhada, bem como o levantamento plani-altimétrico
detalhado com precisão milimétrica. Os dados obtidos usando estas ferramentas
48
MENEZES,L.
CAPÍTULO 6 – CONCLUSÕES
podem ser agrupados para montar modelos determinísticos da arquitetura interna
tridimensional dos afloramentos. A partir destes modelos é possível obter novos
dados dos canais fluviais para modelagem estocática.
De forma a se obter dados de sinuosidade nos afloramentos análogos é
recomendado também estudos usando métodos de geometria fractal para
estimativa da sinuosidade dos canais fluviais a partir medidas de paleocorrente,
como proposto por Ghosh (2000).
As simulações da geometria e arquitetura sedimentar do reservatório,
geradas a partir programa PetBool 3.0, foram divididas em três grupos. O primeiro,
com 25 intervalos na curva de proporção vertical de fácies (CPVF), apresentou os
piores resultados com erros por intervalos chegando a 65%. O segundo grupo, com
15 intervalos na CPVF, forneceu resultados com erros por intervalos menores 20%
e os menores erros na proporção global, mostrando valores <7%. Neste grupo
foram obtidas simulações com média de 78% de fácies reservatório. O ultimo com
10 intervalos na CPVF apresentou, no geral, os melhores resultados, com os
menores erros por nível.
Os maiores erros por intervalos, nos três grupos de simulação, sempre
estavam associados aos dois níveis basais e ao nível do topo. As realizações com
25 níveis na CPVF apresentam os maiores erros nos níveis basais, porque estes
intervalos exibem pequena proporção de fácies reservatório (< 13%) seguidos por
um nível superior (intervalo 3) com 79% de fácies reservatório, ocorrendo assim
uma extrapolação de canais para níveis basais quando a simulação honra o
intervalo 3. Na grande maioria das simulações, o nível do topo apresentou erro
elevado, sendo sempre caracterizado pela ausência de preenchimento de canais.
O problema em relação aos erros global e por nível, nas simulações, pode
ser minimizado com a realização de ensaios prévios para determinar qual o melhor
número de intervalos, a ser usado, na CPVF. De forma obter realizações
equiprováveis condicionadas a CPVF e a poço, com maior número de intervalos
possíveis na CPVF e baixos valores nos erros global e por nível.
Para definir os modelos estocásticos que representem melhor a realidade da
distribuição das heterogeneidades no reservatório, é necessário apoio de outras
ferramentas como os simuladores de fluxo de fluido. Desta forma, é recomendada a
geração de várias realizações equiprováveis com 10 e 15 intervalos na CPVF, para
posteriormente serem efetuados simulações de fluxo de fluido destes modelos
gerados, para serem comparadas com a historia de produção do reservatório.
49
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resumo - Centro de Ciências Exatas e da Terra

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