caracterizaçao geoquimica dos folhelos

caracterizaçao geoquimica dos folhelos

(Parte 1 de 6)

Álissa Carvalho Lisboa

Aprovada por:

RIO DE JANEIRO, RJ – BRASIL Setembro de 2006

Prof. Luiz Landau, D.Sc. _

Profa. Débora de Almeida Azevedo, D.Sc. _

Dr. Félix Thadeu Teixeira Gonçalves, D.Sc. _

Dr. Eugênio Vaz dos Santos Neto, Ph.D. _ Prof. Nelson Francisco Favilla Ebecken, D.Sc.

Caracterização Geoquímica Orgânica dos

Folhelhos neo-Permianos da Formação Irati-Borda da Bacia do Paraná, São Paulo [Rio de Janeiro] 2006.

XVIII, 153 p. 29,7 cm (COPPE/UFRJ, M.Sc.,

Engenharia Civil, 2006)

Dissertação - Universidade Federal do Rio de

Janeiro, COPPE 1. Formação Irati 2. Biomarcadores 3. Folhelho oleígeno 4. Geoquímica Orgânica I. COPPE/UFRJ I. Título (série)

“A ciência não pode resolver o mistério definitivo da natureza, porque em última análise nós mesmos somos parte do mistério que estamos tentando resolver”.

Max Plank iv

Agradecimentos

A Deus, pela vida e por criar para mim as possibilidades e condições para a realização deste mestrado.

Em especial a minha família, pelo carinho, amor, compreensão e apoio incondicional ao longo de todos esses anos.

Ao professor Luis Landau por proporcionar um curso altamente qualificado, pela indispensável ajuda, colaboração e apoio em todos os momentos.

Ao Professor Dr. Félix T. T. Gonçalves que apesar de não estar oficialmente inscrito como meu orientador, foi imprescindível para a conclusão da minha dissertação e para o meu desenvolvimento profissional. Agradeço pela brilhante dedicação e por sempre ter abdicado do seu “precioso tempo!”.

A minha orientadora Débora Almeida Azevedo, pela orientação, dedicação, disponibilidade e paciência que foram imprescindíveis para a execução deste trabalho e para meu desenvolvimento profissional.

A minha amiga Verônica, irmã de alma, pela amizade, compreensão, paciência e companheirismo, mesmo nos momentos mais difíceis.

Ao meu amigo Jeferson, com quem pude contar com todo apoio, carinho e amizade e dedicação durante todo esse tempo.

A minha amiga Cristiane, pela parceria durante todo esse trabalho e pela verdadeira amizade adquirida durante esse mestrado!...Que essa seja eterna!

A minha grande amiga Luciene, que sempre esteve presente durante toda a minha vida acadêmica, pela amizade, apoio e carinho, não só no mestrado, mas sempre!

A minha amiga Luciana Soler, pois mesmo apesar da distância, nunca se mostrou ausente. Muito obrigada pelo carinho, amizade e apoio!

Gustavo Bechara, Fábio Lima e Denis, pelo companheirismo, incentivo e apoiosem

Aos colegas de turma: Juliana Boechat, Thammy, Juliana Vieira, Carlos Roriz, Christian Niño, Dennis Miller, Patrícia Fintelman, Jorge, Fabíola, Gustavo Bastas, contar dos momentos de descontração!!!

Aos amigos Eldues, Josias, Fabio e Alessandro, motivação e força durante todos esses anos.

Aos colegas Carlos Araújo e Flávio Fernandes pelo apoio durante a execução dessa dissertação, além do auxílio prestado durante o trabalho de campo.

Ao meu supervisor de estágio, hoje amigo, Emanoel Nazareno, com quem pude contar com a aprendizagem da técnica de cromatografia gasosa além do apoio, amizade e palavras de conforto nas horas mais difíceis.

Ao meu grande amigo Henrique Borges, pela amizade e carinho, e por ceder seu computador para execução da minha tese.

A minha equipe de trabalho da Halliburton, por ter me liberado para a finalização desse trabalho, pela credibilidade, apoio e compreensão.

A toda equipe do Lamce pelo suporte oferecido para execução desse trabalho.

A Gerência de Geoquímica do CENPES/PETROBRÁS pela realização das análises de COT e pirólise de Rock Eval.

Ao Programa de Formação de Recursos Humanos da Agência Nacional de Petróleo (PRH-02) pelo suporte financeiro para a execução desse trabalho.

Em fim, a todos que contribuíram de forma direta ou indireta para a execução desse trabalho.

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Resumo da Dissertação apresentada a COPPE/UFRJ como parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Mestre em Ciências (M.Sc.)

Álissa Carvalho Lisboa Setembro/2006

Débora de Almeida Azevedo

Orientadores: Luiz Landau

Programa: Engenharia Civil

A Formação Irati é considerada uma das mais importantes rochas geradoras de hidrocarbonetos da bacia do Paraná, sendo constituída por folhelhos e carbonatos ricos em matéria orgânica. O presente trabalho teve como objetivo caracterizar rochas potencialmente geradoras da Formação Irati na borda leste da Bacia do Paraná e correlacioná-las com as ocorrências de arenitos asfálticos da Formação Pirambóia com base em parâmetros geoquímicos orgânicos. Um total de 29 amostras coletadas em afloramentos da região da cidade de Rio Claro (SP) foram submetidos a análises de teor de carbono orgânico (COT), pirólise Rock-Eval, extração, cromatografia líquida e cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas da fração de hidrocarbonetos saturados. Os dados de COT e pirólise revelaram altos teores orgânicos e potenciais geradores nas amostras imaturas, bem como um predomínio de querogênio tipo I. Em um dos afloramentos amostrados, devido à influência térmica de intrusões ígneas, as amostras mostram baixos valores de COT e de potencial gerador. Os dados de biomarcadores indicam que a Formação Irati depositou-se em um ambiente marinho anóxico com coluna d’água estratificada e salinidade elevada. Parâmetros moleculares de maturação, assim como a presença de compostos insaturados confirmam o baixo grau de evolução térmica da maioria das amostras analisadas. A comparação dos parâmetros geoquímicos das amostras dos extratos orgânicos da Formação Irati com óleos dos arenitos asfálticos da Formação Pirambóia revelou a existência de uma boa correlação.

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Abstract of dissertation presented to COPPE/UFRJ as a partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Science (M.Sc.)

Álissa Carvalho Lisboa Setembro/2006

Débora de Almeida Azevedo

Orientadores: Luiz Landau

Programa: Engenharia Civil

The Irati Formation is considered one of the most important potential hydrocarbons source rock of the Paraná Basin. It comprises organic-rich shales and carbonates with a potential to generate liquid hydrocarbons. Despite depth, the maturation level is relatively low. Only in the intervals affected by igneous intrusions, the thermal organic evolution has increased. The main goal of this study is to characterize the potential source rocks of the Irati formation in the eastern border of the Parana Basin based on organic geochemical parameters, and its correlate with tar sands of Piramboia Formation. A set of 29 samples of oil shale were collected from different outcrops in the surroundings of the city of Rio Claro (SP). The samples were submitted to total organic carbon (COT), Rock-Eval pyrolysis, liquid chromatography analysis, and gas chromatography coupled to mass spectrometry analysis of the saturated fraction. The Rock Eval results revealed high organic contents and generation potential to immature rocks, as well as, the predominance of kerogen classified as type I. One of the outcrops showed low values to COT and generation potential due to the thermal influence from igneous intrusions. The biomarker results suggested that Irati Formation was deposited under marine anoxic depositional environment with stratification of water column and high salinity. Maturation parameters and the presence of unsaturated compounds also confirm the low degree of thermal evolution for the most of samples. The comparison of the geochemical parameters of Irati extracts and the tar sands of Piramboia formation revealed a good correlation.

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Capítulo 1: INTRODUÇÃO1
1.1. Motivação1
1.1. Objetivos1
1.1. Apresentação2
Capítulo 2: CONTEXTO GEOLOGICO: A BACIA DO PARANÁ3
2.1. Localização e estratigrafia3
2.2. Sistemas petrolíferos9
2.2.1. Sistemas petrolíferos da Bacia do Paraná1
Capítulo 3: A FORMAÇÃO IRATI18
3.1. Introdução18
3.2. Ambiente deposicional e levantamento geoquímico20
3.3. Importância econômica24
ORGÂNICA DE ROCHAS E OLEOS A FORMAÇÃO IRATI25
4.1. Carbono Orgânico Total25
4.2. Pirólise de Rock Eval25
4.3. Marcadores Biológicos28
4.3.1. Biomarcadores Acíclicos29
4.3.1.1.Alcanos Lineares ...........................................................................29
4.3.1.2. Isoprenóides Acíclicos30
4.3.2. Biomarcadores Cíclicos32
4.3.1.1. Terpanos bi, tri,tetra e pentacíclicos32
4.3.1.2. Esteranos38
4.4. Parâmetros Geoquímicos Moleculares42
Capítulo 5: MATERIAIS E MÉTODOS47
5.1. Amostrgem47
5.1.1. Descrição dos pontos de coleta de amostras47

Capítulo 4: FUNDAMENTOS DE CARACTERIZAÇÃO GEOQUÍMICA . 5.2. Procedimento Experimental ................................................................................... 57

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