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Title in Portuguese: Mineralogia e geoquímica de folhelhos da Formação Pimenteiras no leste da Bacia do Parnaíba e suas implicações para produção de gás natural não-covencional
Title: Mineralogy and geochemistry of shales of Pimenteiras Formation in the east of the Parnaíba Basin and its implications for unconventional natural gas production
Author: Souza, Ana Clara Braga de
Advisor(s): Nascimento Junior, Daniel Rodrigues do
Keywords: Gás de folhelho
Bacia do Parnaíba
Gamaespectrometria
Mineralogia
Argilominerais
Issue Date: 2016
Citation: SOUZA, A. C. B. (2016)
Abstract in Portuguese: A compreensão de reservatórios não convencionais de gás de folhelho envolve definir suas propriedades geoquímicas e geofísicas. Assim, características como mineralogia, teor de carbono orgânico, ductibilidade dos argilominerais e maturidade térmica são fatores geológicos que permitem conhecer esses sistemas atípicos. No entanto, poucos estudos têm investigado o potencial de geração de gás de folhelhos no Brasil. A presente dissertação visa, portanto, investigar os folhelhos devonianos da Formação Pimenteiras, que é tida como principal intervalo gerador convencional da Bacia do Parnaíba, a fim de compreender a relação entre suas características geoquímicas e seu potencial para geração de gás não convencional. O estudo envolveu a descrição e coleta de amostras de 23 afloramentos na borda leste da Bacia do Parnaíba, no Estado do Piauí. Cinco fácies deposicionais foram identificadas: Fo (folhelho com ostracodes), Fh (folhelho com intercalações de arenitos finos com hummocky), F (folhelho siltoso micáceo), S (siltito escuro com níveis sulfetados) e Bc (brecha clasto-sustentada com níveis de calcrete). A mineralogia é composta principalmente por argilominerais e secundariamente por quartzo. Os processos intempéricos pós-deposicionais são evidenciados pelos altos teores de ferro laterítico e caulinita. Os valores de COT variam entre 0,02% e 1,31%. Cristais de pirita ocorrem associados às rochas com maiores valores de COT e refletem seu caráter anóxico, especialmente na fácies S. Já os valores de gamaespectrometria apontam para uma correlação positiva dos valores de U com o COT, principalmente para a fácies S. Os dados de raios gama ajudaram ainda a inferir a composição dos argilominerais, que são dominados por esmectitas e mistura de argilominerais. Por sua vez, os dados isotópicos dos gases amostrados in situ (δ¹³CH4 e δ¹³CO2) indicam que a origem do gás é biogênica e que, aliados à composição dos argilominerais, também sugerem uma baixa maturidade termal para a unidade na região estudada. Em conjunto, os resultados indicam uma provável dificuldade técnica para o fraturamento hidráulico por conta da baixa fraturabilidade das rochas e de seu baixo potencial produtor, o que seria resultado de sua baixa maturidade térmica, baixos valores de COT e baixo teor de metano exalado. Em conjunto, essas características não favorecem os métodos de extração e de produção de gás não-convencional.
Abstract: Understanding unconventional reservoirs of shale gas involves defining their geochemical and geophysical properties. So, technical features as mineralogy, organic carbon content, clay mineral ductilityand thermal maturity are geological factors that allow comprehending these atypical systems. However, few studies have investigated the potential of shale gas generation in Brazil. Therefore, this work aims to investigate the Devonian shales of the Pimenteiras Formation, which is regarded as the main hydrocarbon source rock of the Parnaíba Basin, in order to understand the relationship between their geochemical characteristics and unconventional potential for shale gas. The study involved the description and sample collection on 23 outcrops on the Eastern Parnaíba Basin, located in the State of Piaui. Five depositional facies were identified: Fo (shale with ostracods), Fh (sandstone-interbedded shale with hummocky structures), F (micaceous silty-shale), S (dark siltstone with sulfide levels) and Bc (clast-supported breccias with calcrete levels). Clay minerals dominate the compositional mineralogy, followed by quartz. Post-depositional weathering processes are evidenced by the high laterite iron content and presence of kaolinite. The TOC values range from 0.02% to 1.31%. Pyrite crystals occur associated to the highest TOC values’ rocks as response of an anoxic feature, mainly in the S facies. For its turn, the gamma ray values indicate a positive correlation between U and TOC values, mainly for the S facies. The gamma ray data also aid to infer the composition of the clay minerals, which are dominated by smectites and a mixture of clay minerals. In turn, the isotope data from the in situ sampled gases (δ¹³CH4 e δ¹³CO2) indicate a biogenic origin for the gas and, taking the clay mineral composition into account, also suggest a low thermal maturity for the unit in the studied region. Overall, the results indicate a probable technical difficulty for hydraulic fracturing due to low brittleness and low potential producer of the rocks, both caused by low thermal maturity, low values of TOC and low methane content vented. Overall, these characteristics do not favor the methods of extraction and non-conventional gas production.
Description: SOUZA, Ana Clara Braga de. Mineralogia e geoquímica de folhelhos da Formação Pimenteiras no leste da Bacia do Parnaíba e suas implicações para produção de gás natural não-covencional. 2016. 52 f. Dissertação (Mestrado em Geologia)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/22825
metadata.dc.type: Dissertação
Appears in Collections:DGL - Dissertações defendidas na UFC

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