Caracterização arquitetural e petrológica do complexo de injeção de areia Tumey, Califórnia (EUA)

Abstract

Injetitos de areia são o resultado da fluidização e da remobilização de areia de depósitos sedimentares e intrusãoem estratos hospedeiros adjacentes em subsuperfície. Injetitos são descritos como uma ocorrência cada vez mais comum em sistemas petrolíferos, particulamente em ambientes de águas profundas, influenciando a distribuição e a exploração de reservas. Compreender a continuidade espacial e as heterogeneidades petrológicas dos arenitosem complexos de injeção de areia é importante para avaliar sua gênese, evolução e potencial econômico como reservatórios intrusivos. Portanto, um esforço substancial deve ser direcionado no desenvolvimento de estudos em afloramentos de complexos de injeção os quais podem servir de análogos para a exploração em subsuperfície. Esta pesquisa apresenta a caracterização de um complexo de injeção de areia de grande escala sob uma perspectiva litoestratigráfica, estrutural e petrológica. Aqui são investigadas a origem e a evolução do Complexo Gigante de Injeção de Tumey (CGIT), desenvolvido na sucessão marinha profunda de idade eocenica da Formação Kreyenhagen na Bacia de San Joaquin, na região central do estado da Califórnia (EUA). O complexo forma uma intrincada rede de soleiras, diques, brechas de injeção e intrusões do tipo asa (wing-like intrusions), com escala e geometria variadas, provenientes de depósitos arenosos de preenchimento de canais de talude, intrusivos em lutitos ricos em lama e em detritos biosilicosos adjacentes. A pesquisa tem como objetivo (1) definir a organização arquitetônica e estrutural do complexo, (2) caracterizar sua evolução petrogenética e as relações entre as intrusões de arenito e as unidades parentais deposicionais, (3) definir as características das petrofácies dos reservatórios, (4) discutir processos diagenéticos e suas influências na dinâmica de fluxo de fluidos, e (5) avaliar os processos hidrodinâmicos durante a injeção de areia. Portanto, foi empregada uma abordagem multidisciplinar integrando dados de mapeamento geológico, litoestratigrafia, geologia estrutural, petrografia e análise de minerais pesados. Esta integração demonstra que os sistemas de injetitos de areia apresentam diversos processos e mecanismos associados a fluidização, remobilização e injeção de areia, os quais podem produzir uma arquitetura litoestratrigráfica e estrutural complexa e variadas características petrológicas. Esta pesquisa aprimora o entendimento da interação entre a remobilização e a injeção de areia em subsuperfície e demonstra algumas das características estratigráficas, estruturais e petrológicas dos injetitos, permitindo a interpretação preditiva destes sistemas, apoiando a exploração e o desenvolvimento de reservatórios associados à injetitos de areia.

Sand injectites are the result of sand fluidization and remobilization of depositional sand bodies and injection into adjacent host strata in the shallow subsurface. They are described as an increasingly common occurrence in petroleum systems, in particular in deep-water settings, influencing reserve distribution and recovery. Understanding sandstone continuity and petrological heterogeneities within injection complexes is important for evaluating their genesis and economic potential as injectite reservoirs. Therefore, substantial effort needs to be directed at developing outcrop analogues for subsurface exploration.This research presents a multi-scale characterization of a giant sand injection complex from an outcrop and petrological perspective. It investigates the origin and evolution of the Tumey Giant Injection Complex (TGIC) developed in the Eocene deep-marine succession of Kreyenhagen Shale in San Joaquin basin, Central California (USA). The complex forms an intricate network of sills, dykes, injection breccia, and wings, with varied scale and geometry, emanating from slope turbiditic channels and intruding adjacent mudrocks and biosiliceousmudrocks. The research aims to (1) define the architectural organization and structural framework of the complex, (2) to characterize its petrogenetic evolution and relationships between sandstone intrusions and depositional parent units, (3) define reservoir petrofacies characteristics, (4) discuss the influences on subsurface fluid flow, and (5) evaluate hydrodynamic processes during sand injection. Therefore, a multidisciplinary approach was employed that combined detailed geological mapping, lithostratigraphy, structural geology, sandstone petrography, and heavy mineralogy analysis. Integration of outcrop observations and petrological analysis of the TGIC illustrates that injectite systems are complex environments in which sand fluidization, remobilization and injection from deep-water turbiditic channels, can combine to produce complex architecture and petrofacies characteristics. Nevertheless, this research improves understanding of the interplay between sand remobilization and injection in the shallow subsurface, and demonstrates some of the characteristic traits of injectite systems that enable predictive interpretation, which in turn support the exploration for and development of sand injectite reservoirs.