Caracterização geoquímica e mineralógica de folhelhos aplicada à exploração de gás e óleo em reservatórios não convencionais: formações Irati e Palermo (bacia do Paraná) no Rio Grande do Sul

Abstract

A pesquisa para a exploração e produção de gás em reservatórios não-convencionais, como o gás de folhelho (shale gas), significa uma possibilidade de maior aproveitamento dos recursos energéticos do Brasil. Ao passo que a dinâmica energética mundial, através dos recursos naturais, avanços tecnológicos, mercados e instituições que se configuram hoje, determinam a energia de amanhã. Contudo, a produção de shale gas apresenta um ciclo de vida mais curto, por isso pode-se afirmar que apresenta um retorno rápido do investimento, diferentemente da produção dos reservatórios convencionais com retorno de médio à longo prazo. Nessa perspectiva, será realizada uma análise de parâmetros geoquímicos e mineralógicos dos folhelhos das formações Irati e Palermo para a investigação de hidrocarbonetos (óleo e gás) nas áreas estudadas, estimando o potencial geoquímico e mineralógico destes alvos para reservatórios de óleo e gás não-convencional. Os parâmetros geoquímicos e mineralógicos a serem analisados e estudados para a avaliação serão: matéria mineral através da análise gravimétrica mensurando o conteúdo mineral remanescente após a sua combustão, composição elementar (através da análise de carbono orgânico total (COT), carbono total (CT), hidrogênio (H) e enxofre total (ST)) e argilominerais (através da espectroscopia de infravermelho, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difratometria de raios-X (DRX), além disto, será avaliada a capacidade de adsorção de metano dos folhelhos).Através das análises elementares dos folhelhos estudados nas formações Irati e Palermo, constatou-se que o potencial de geração de hidrocarbonetos encontrado é médio e médio à alto, respectivamente. Além disso, os principais argilominerais presentes nos reservatórios nas Formações Irati e Palermo são: ilita, caulinita, esmectita e clorita, mas observa-se também a presença de minerais como quartzo e pirita para Formação Palermo, bem como, quartzo e analcima para 13 Formação Irati. Assim sendo, os resultados obtidos de adsorção para a amostra da Formação Palermo (profundidade 238,50 m) foi 13,72 cm³/g e para as amostras das Formações Irati (profundidades de 95,30 m, 107,50 m e 218,45 m) foram 6,17 cm³/g e 4,61 cm³/g e 11,73 cm³/g.

The search for the exploration and production of gas in unconventional reservoirs such as shale gas (shale gas) means a possibility of better use of energy resources in Brazil. While the global energy dynamics, through natural resources, technological advances, markets and institutions that shape today, determine the energy of tomorrow. However, shale gas production has a shorter life cycle, so it can be stated that provides a rapid return on investment, unlike the production of conventional reservoirs with return medium to long term. From this perspective, an analysis of geochemical and mineralogical parameters of shales of the Irati and Palermo formations for hydrocarbons research (oil and gas) will be held in the areas studied, estimating the geochemical and mineralogical potential of these targets for oil reservoirs and unconventional gas. The geochemical and mineralogical parameters to be analyzed and studied for the evaluation are: mineral matter by gravimetric analysis measuring the remaining mineral content after combustion, elemental composition (by total organic carbon analysis (TOC), total carbon (TC), hydrogen (H) and total sulfur (TS)) and clay (by infrared spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD), moreover, the methane adsorption capacity of will be assessed in shales).Through the study of the elemental analysis in Irati shale formations and Palermo, it was found that the potential for hydrocarbon generation is found medium and medium to high, respectively. In addition, the main clay minerals present in the reservoirs in Irati formations and Palermo are: illite, kaolinite, smectite and chlorite, but also observed the presence of minerals such as quartz and pyrite Formation for Palermo, as well as quartz and analcime to Irati Formation. Thus, the results obtained for sample adsorption formation Palermo (238. 50 m depth) was 13. 72 cm³/g, for the samples of Irati (m depths of 95. 30, 107. 50 and 218. 45) were 6. 17 cm³/g, 4. 61 cm³/g and 11. 73 cm³/g.