Revisão de modelagem geoquímica e modelamento geoquímico de reservatório turbidítico da bacia do Espírito Santo

Abstract

A comunidade científica tem presenciado um avanço na modelagem geoquímica para ambientes naturais e hipotéticos. Este desenvolvimento está relacionado com técnicas numéricas capazes de solucionar problemas matemáticos complexos, bem como a melhoria da capacidade de cálculo dos computadores. Embora os conceitos fundamentais da modelagem química tenham evoluído com o tempo, a modelagem geoquímica teve início na década de 60, com os esforços pioneiros de pesquisadores como Garrels et al., (1967) e Helgesson 1967a, 1967b; Helgesson et al., (1968). Devido à complexidade e a escala de tempo envolvido nas reações em ambientes geológicos, não é possível reproduzir em escala laboratorial o comportamento da maioria dos sistemas geoquímicos. A modelagem numérica geoquímica pode ser usada para interpretar e prever os processos que envolvem escalas de tempo não alcançadas em experimentos de laboratório. Embora não seja um substituto para o experimento, a modelagem é uma ferramenta valiosa que pode ser usada para fazer a ligação entre experimentos de laboratório, observações de campo e o comportamento em longo prazo de sistemas geoquímicos. A modelagem geoquímica é uma ferramenta utilizada para simplificar as reações diagenéticas existentes em ambientes deposicionais. A aplicação direta da modelagem geoquímica está aliada com as características estratigráficas e petrográficas da bacia sedimentar. Desta forma, procura-se apresentar um arcabouço com o objetivo de adequar a interpretação exploratória segundo a visão da estratigrafia de sequências, a partir da integração entre sísmica, perfis elétricos, dados de poços e paleontologia. O reservatório selecionado para este estudo está situado na província de domos de sal da Bacia do Espírito Santo, na altura da Foz do Rio Doce, respectivamente a cerca de 40 km da costa. O intervalo corresponde à Formação Urucutuca, constituída por lutitos e arenitos depositados em complexos sistemas de canais entrelaçados, na base do talude, ao longo de calhas geradas pelo diapirismo de sal. As simulações foram destinadas a modelar o efeito da incursão de salmouras, provenientes das proximidades do domo de sal, no reservatório durante a fase de mesodiagênese termobárica. Para formulação do modelo conceitual e configurar as simulações, dados petrográficos simplificados, considerando as fases minerais mais relevantes, foram utilizados para reconstituir as composições dos arenitos durante cada fase da história diagenética. A temperatura utilizada nas simulações é baseada na evolução da história térmica e de soterramento dos reservatórios. Composições de águas dos poços analisadas em laboratório desempenharão o papel das salmouras nos modelos. Para os dados de composição mineralógica dos lutitos e de composição química da provável água de formação, deslocada pela incursão da salmoura, foram utilizadas as informações disponíveis de um provável análogo, os reservatórios turbidíticos da Bacia do Golfo do México. Para a modelagem geoquímica foram utilizados os softwares Geochemist's Workbench – GWB® (Bethke, 2002), TOUGHREACT (Xu & Pruess 1998; Pruess, 1991; Sonnenthal et al., 1998, 2000, 2001; Spycher et al., 2003a; PETRASIM 5) e PRHEEQC (Parkhurst et al., 1999). Os resultados mostram que os lutitos comportam-se como um sistema de interação rocha-fluido dominado pelos minerais, ao contrário dos arenitos, onde os fluidos dominam basicamente devido à diferença de tamanho dos grãos e, portanto de superfície específica para as reações. As simulações executadas revelaram o potencial dos simuladores em modelar situações complexas da diagênese de reservatórios turbidíticos clásticos, bem como a necessidade de integrar dinamicamente a diagênese dos lutitos associados com a dos arenitos para que se possa alcançar resultados coerentes com os padrões diagenéticos reais.