Definição de unidades de fluxo genéticas em reservatórios clásticos com base em heterogeneidades deposicionais e diagenéticas : o caso da Formação Echinocyamus, eoceno inferior, Bacia de Talara, Peru

Abstract

Foi desenvolvida a caracterização integrada de heterogeneidades deposicionais e diagenéticas da Formação Echinocyamus, Eoceno de Bacia de Talara, Peru, visando a definição de um modelo geologicamente significativo e coerente de unidades de fluxo de reservatório. Estudos sedimentológicos realizados em testemunhos permitiram o estabelecimento do arcabouço estratigráfico de alta resolução dessa unidade. Sucessões deltaicas e fluviais se intercalam como unidades produtoras, cada qual composta por sub-domínios ou unidades genéticas reconhecíveis por padrões de perfil característicos. Devido ao contexto tectônico complexo (bacia de ante-arco em zona de subducção sujeita a intensa movimentação transcorrente e vulcanismo associado), a qualidade dos reservatórios estudados está fortemente influenciada por processos diagenéticos condicionados pela composição lítica dos arenitos. O conceito de unidades de fluxo genéticas, como proposto nesse trabalho, representa intervalos que podem ou não ter conotação estratigráfica, definidos ao nível das associações de elementos arquiteturais (sub-ambientes de deposição). As unidades de fluxo genéticas apresentam características petrofísicas particulares que determinam sua capacidade de armazenamento e seu potencial para escoar fluidos. Essas unidades definem volumes que são limitados por superfícies geradas por significativas mudanças deposicionais ou pós-deposicionais, refletidas nas estruturas, texturas e arquitetura das unidades, e/ou na distribuição dos principais processos e produtos diagenéticos. Esses processos podem causar modificações intensas nas relações entre a porosidade e permeabilidade deposicionais e, portanto, controlar substancialmente a distribuição da qualidade dos intervalos produtores. O impacto da diagênese sobre a qualidade e heterogeneidade dos reservatórios é adequadamente caracterizado através do conceito de petrofácies de reservatório. As petrofácies são definidas pela superposição dos aspectos de estruturas, texturas e composições primárias e dos tipos, hábitos, volumes e distribuição de fases diagenéticas. No caso da Formação Echinocyamus, a diagênese é influenciada pelo arcabouço deposicional e seu impacto sobre qualidade e heterogeneidade pode ser compreeendido e previsto considerando o paradigma da estratigrafia de seqüências. Análises petrológicas de detalhe determinaram os principais controles sobre a diagênese e permitiram a caracterização de doze petrofácies de reservatório. Estas petrofácies encontram-se associadas em diferentes proporções em cada sub-ambiente deposicional, o que possibilitou a caracterização estatística de valores representativos de indicadores de qualidade para cada unidade de fluxo genética. Desta forma, foi gerado um modelo de estimativa de padrões diagenéticos e qualidade de reservatório para a unidade Echinocyamus. Este estudo também apresenta uma proposta de redefinição da hierarquia de heterogeneidades em reservatórios siliciclásticos dentro da perspectiva de um projeto de recuperação avançada de hidrocarbonetos. As heterogeneidades deposicionais foram hierarquizadas de acordo com sua provável influência na movimentação dos fluidos dentro dos reservatórios.

An integrated characterization of depositional and diagenetic heterogeneities for the Echinocyamus Formation, Eocene, Talara Basin, Peru, has been developed. The objective of this work is to define a significant and geologically based flow unit model for these reservoirs. Sedimentological studies were done in cores and allowed the establishment of a high-resolution stratigraphic framework of this unit. Deltaic and fluvial successions are found as productive intervals, each of them compounded by subdomains or genetic units that may be recognized by typical log patterns. Due to a complex tectonic setting (forearc basin close to a subduction zone with intense transcurrent movements and associated vulcanism), the reservoir quality is strongly affected by diagenetic processes that were constrained by the lithic composition of these sandstones. The concept of genetic flow unit, as proposed in this work, represents intervals that may or may not have stratigraphic meaning and are defined to the level of architectural elements association (sub-environments of deposition). The genetic flow units present particular petrophysical properties that determine their storage and productive capacity. They define volumes that are bounded by surfaces generated by depositional or post-depositional changes that are reflected in structures, textures and architecture of the unit, and/or in the distribution of their main diagenetic processes and products. These processes may cause intense modification in porosity and permeability relationships and, as a consequence, may substantially control the quality distribution of the productive intervals. The diagenetic impact on the quality and heterogeneity is appropriate approached by using the reservoir petrofacies concept. These petrofacies are defined by the superposition of structural, textural and compositional aspects and the types, habits, volumes and diagenetic phases. In the Echinocyamus example, the diagenesis is influenced by the depositional framework and its impact on the quality and heterogeneity can be understood and predictable considering the sequence stratigraphy. Detailed petrologic analysis determined the main controls on diagenesis and allowed the characterization of twelve reservoir petrofacies. These petrofacies are found associated in different proportions in each sub-environment of deposition, what made possible the statistic characterization of representative values of quality indicators for each unit. This methodology has created a predictable model for diagenetic patterns and reservoir quality for Echinocyamus Formation. This study also presents a proposal for re-definition of heterogeneity hieararchy in siliciclastic reservoirs considering the perspective of a secondary recovery project. The depositional heterogeneities were hierarchized accordingly to their probable influence in fluid movement within reservoir.