Análise faciológica e estraquigrafia de seqüências dos depósitos Sin-Rifte da Formação Barra de Itiúba, Bacia de Sergipe-Alagoas

Abstract

Este trabalho de doutorado aborda uma análise faciológica e tectono-estratigráfica da Formação Barra de Itiúba (Hauteriviano-Barremiano), unidade fluvio-deltaico-lacustre depositada durante o início do rifteamento da Bacia de Sergipe-Alagoas, localizada na margem norte atlântica do Brasil. A abordagem multidisciplinar (sedimentologia, estratigrafia e tectônica) resultou em um estudo de alta resolução das seqüências deposicionais de 3ª ordem e caracterização da qualidade de reservatórios. Dois poços (A e B) e diversos afloramentos foram estudados em detalhe (granulometria, estruturas sedimentares, conteúdo fóssil, dados de raio-gama, superfícies estratigráficas chaves). O poço A está localizado na Sub-bacia de Sergipe (Campo de Caioba), e o Poço B no nordeste de Alagoas (Campo de Furado), estruturalmente separadas pelo “Alto do Japoatã-Penedo”, onde se localiza os afloramentos. A aplicação de um modelo recente de estratigrafia de seqüências em rifte nos poços (A e B) permitiu a identificação de sete seqüências deposicionais completas de 3ª ordem. Cobrindo a "Discordância pré-Aratu" (DPA)”, as seqüências começam com um trato de lago subpreenchido (Underfilled systems tract), que representa a criação rápida de acomodação ligada a um pulso tectônico de 3ª ordem. A fase seguinte é representada uma longa tendência progradante de uma sucessão deltaica granocrescente ascendente que preenche o espaço de acomodação criado anteriormente (trato de lago preenchido ou “Filled systems tract”). O trato de lago com preenchimento excessivo (Overfilled systems tract) representa o último estágio do preenchimento de cada seqüência de 3ª ordem, geralmente representado por depósitos proximais de canais distributários erosivos e amalgamados associados a depósitos de crevasse splay e de baía interdistributária. Na região dos afloramentos, os depósitos estudados foram principalmente controlados pela falha normal de borda (“Falha de Propriá”). Treze seções estratigráficas foram medidas e analisadas detalhadamente, inclusive direções dos paleocorrentes, resultando na construção de perfis litológicos de escala 1: 100. A descrição de duas seções estratigráficas permitiu a identificação de seqüências estratigráficas de 4ª ordem. A integração entre análise de fácies e paleocorrentes no contexto estrutural, com individualização de grabens, forneceu uma idéia melhor da contribuição axial versus transversal em sistema de rifte. A análise do paleofluxo mostra que, dependendo da área considerada, o aporte sedimentar muda de fontes transversais para axiais. No total, foram descritas 22 litofácies e sete associações de fácies. A caracterização de reservatórios no poço A permitiu a identificação de 11 zonas de reservatórios e 2 não reservatórios, e 12 zonas de reservatórios e um não-reservatório no poço B. As melhores zonas, com propriedades excelentes a muito boas, foram principalmente encontradas em sedimentos de canais distributários depositados durante fases de preenchimento excessivo (Overfilled systems tract). As baixas propriedades de reservatórios (baixa a boa) resultaram principalmente de deformação sin-sedimentar das lâminas argilosas (mud drapes), intensa bioturbação e fluidização que causaram heterogeneidade e alta diminuição da permeabilidade.

This thesis deals with a tectonic-stratigraphic analysis of the Barra de Itiúba Formation (Hauterivian-Barremian), a fluvio-deltaico-lacustrine unit deposited during the initial rifting of the Sergipe-Alagoas Basin, located on the north Atlantic coast of Brazil. The multidisciplinary approach (sedimentology, stratigraphy and tectonics) resulted in a high-resolution study of the 3rd-order depositional sequences, and characterization of reservoir quality. Two well cores (A and B) and numerous outcrops were studied in detail (grain size, sedimentary structures, fossil content, gamma-ray data, key stratigraphic surfaces). Well A is located in the Sergipe Sub-basin (Caioba Field) and Well B in northeastern Alagoas (Furado Field), structurally separated by the “Japoatã-Penedo High ", where the outcrops are located. Application of a recent sequence stratigraphic model for rifts to the studied cores (A and B) allowed the identification of seven complete depositional 3rd-order sequences. Overlying the "Pre-Aratu Unconformity" (PAU), the sequences begin with an Underfilled systems tract that represents the rapid accommodation creation linked to a 3rd-order tectonic pulse. The next phase is represented by a long progradational, coarsening-upward deltaic sequence (Filled systems tract) that fills the accommodation space previously created. The Overfilled systems tract is the last filling stage in each 3rd-order sequence, usually represented by proximal deposits of amalgamated distributary channels associated with crevasse splay and interdistributary bay deposits. In the outcrop region, the studied deposits were mainly controlled by the normal border fault ("Propriá Fault"). Thirteen stratigraphic sections were measured and analyzed in detail, including paleocurrent directions, resulting in the construction of lithological profiles at 1: 100 scale. The description of two stratigraphic sections allowed the identification of 4th-order stratigraphic sequences. Integration between facies and paleocurrent analysis in the structural context, with individualization of grabens, provided a better idea of the axial versus transversal contribution in the rift system. Paleoflow analysis showed that, depending on the area considered, the sedimentary input changes from transversal to axial sources. A total of 22 lithofacies and seven facies associations were described. Reservoir characterization in Well A allowed the identification of 11 reservoir zones and 2 non-reservoir zones, and 12 reservoir zones and one non-reservoir in Well B. The best zones, with excellent to very good reservoir properties, were found mainly in distributary channel deposits formed during Overfilled systems tracts. Zones with poor reservoir properties (low to good) resulted mainly from syn-sedimentary deformation of mud drapes, intense bioturbation and fluidization that caused heterogeneity and highly decreased permeability.