A evolução diagenética de dois reservatórios turbidíticos terciários da porção offshore da Bacia do Espírito Santo, foi influenciada tanto por processos meteóricos como por processos relacionados a domos salinos adjacentes aos reservatórios, que tiveram diferente impacto sobre sua qualidade. A precipitação de pirita framboidal, dolomita microcristalina e siderita ocorreram sob condições eodiagenéticas marinhas. A percolação por água meteórica ocorreu ainda durante a eodiagênese, e promoveu extensiva caulinização (δ18OSMOW=+15.3‰ a +18.2‰; δDSMOW=-51‰ a -66‰) e dissolução de feldspatos, micas e intraclastos lamosos. Durante o progressivo soterramento da sequência (profundidades atuais: 2600-3000m) e consequente compactação, fluidos oriundos dos lutitos circundantes, modificados por reações com a matéria orgânica e carbonatos, deslocaram gradualmente os fluidos salobros marinhos-meteóricos, levando à precipitação de calcita poiquilotópica (valores médios: δ18OVPDB= -6.6‰; δ13CVPDB= -1.2‰). A composição dos fluidos mesodiagenéticos foi progressivamente modificada pela proximidade dos domos de sal, promovendo ubíqua albitização dos feldspatos e precipitação localizada de quartzo, calcita (valores médios: δ18O= -10.2‰; δ13C= -3.9‰) e dolomita em sela (valores médios: δ18O= -10.2‰; δ13C= -4.2‰). A análise de inclusões fluidas nos crescimentos de quartzo indicou que os fluidos precipitantes tinham salinidade predominantemente entre 9 e 13 % de NaCl (em peso) e temperaturas de homogeneização na faixa de 1050 a 1450 C Estes valores são mais altos do que aqueles esperados para o gradiente geotérmico normal da área. A distribuição da albitização dos feldspatos sugere que as fraturas ao longo das margens dos domos de sal atuaram como caminho preferencial para a circulação das salmouras quentes. Os valores de δ13C e δ18O dos cimentos de calcita e dolomita seguem um padrão de covariância, mostrando um declínio desde daqueles representativos da água do mar (~0%), para δ13C =-5.9‰ e δ18O = -10.9‰ para a calcita, e δ13C = -5.4‰ e δ18O = -11.7‰ para a dolomita, o que sugere a progressiva participação da descarboxilação térmica da matéria orgânica dos lutitos com o soterramento. A compactação mecânica foi mais importante do que a cimentação na redução da porosidade, e a dissolução de feldspatos foi o processo mais importante na geração de porosidade nos reservatórios. Apesar da proximidade dos domos de sal, a intensidade dos processos diagenéticos foi moderada, já que não ocorreu autigênese de ilita, e a cimentação de quartzo foi limitada. Estas características podem estar relacionadas com o soterramento relativamente recente destes reservatórios. Este estudo mostra que a predição da diagênese e qualidade de reservatórios relacionados a domos de sal é uma função de múltiplas variáveis, incluindo as dimensões dos domos, o regime térmico regional da bacia, a condutividade térmica e de fluidos, e a composição mineral e propriedades geomecânicas dos reservatórios e litologias associadas. / The diagenetic evolution of two tertiary turbidite reservoirs from the offshore portion of the Espírito Santo Basin, eastern Brazil, was influenced by meteoric and salt dome-related processes, which had different impact on their quality. Marine eogenetic processes included the precipitation of framboidal pyrite, microcrystalline dolomite and siderite. Meteoric water influx during eodiagenesis occurred in response to relative sea-level falls that promoted extensive kaolinization (δ18O=+15.3‰ to +18.2‰; δD= -51‰ to -66‰) and dissolution of framework silicate grains. During progressive burial (present depths – 2600 m – 3000 m), connate marine fluids modified by reactions with organic matter and carbonates presented in the surrounding mudrocks gradually displaced brackish fluids generated by the meteoric influx and led to concretionary cementation by poikilotopic calcite (average δ18O= -6.6‰; δ13C= -1.2‰). Mesogenetic fluids were progressively modified by the proximity of salt domes, which led to ubiquitous feldspar albitization and localized quartz, calcite (average δ18O= -10.2‰; δ13C= -3.9‰) and saddle dolomite precipitation (average δ18O= -10.2‰; δ13C= -4.2‰). Fluid inclusion analysis in quartz overgrowths indicate that the precipitating fluids had salinities predominantly in the range 9-13 wt% NaCl equivalent and temperatures largely in the 105 – 145oC range These values are higher than those expected considering the normal geothermal gradient for the area. The distribution of feldspar albitization suggests that the fracture systems along the salt domes margins acted as preferential pathways for such hot, saline diagenetic fluids. Isotopic values for calcite and dolomite cements follow a co-variance trend of decreasing δ13C and δ18O from close to marine (~0‰) towards negative values (δ13C and δ18O down to -5.9‰ and -10.9‰ for calcite; -5.4‰ and -11.7‰ for dolomite), suggesting increasing contribution from thermal decarboxylation with increasing temperature and depth. Mechanical compaction was more important than cementation in reducing depositional porosity, and the dissolution of framework silicate grains is the most important processes for enhancing reservoir quality. Despite the proximity to the salt domes, the intensity of the influenced diagenetic processes is relatively mild, as illite authigenesis is lacking, and quartz cementation is limited, features that may be related to the recent burial of the reservoirs.

Processos diagenéticos controlam a porosidade e permeabilidade dos reservatórios de petróleo. Um estudo petrográfico sistemático de 71 arenitos e conglomerados da Formação Itabapoana (Aptiano), selecionadas de testemunhos de 13 poços na porção offshore da Bacia de Campos, Leste do Brasil, permitiu o reconhecimento dos principais constituintes primários, diagenéticos, tipos de poros e das relações temporais e espaciais entre eles. Essas rochas são contemporâneas aos extensos reservatórios lacustres do “Pré-Sal” atualmente em exploração. As rochas variam de arenitos muito finos a conglomerados, com predominância de arenitos muito grossos, e sua composição detrítica original corresponde a arcósios líticos e litarenitos feldspáticos, ricos em fragmentos de rochas vulcânicas (FRV). Argilominerais esmectíticos são os mais abundantes constituintes diagenéticos, relacionados principalmente à alteração de FRV, minerais pesados e biotita. A história térmica e de soterramento, e o fluxo de fluídos também exerceram um papel fundamental nos processos diagenéticos e na evolução da qualidade de reservatório. Os principais processos diagenéticos registrados foram a dissolução de FRV, feldspatos e minerais pesados, a autigênese de esmectitas, hematita, dolomita, calcita, zeolitas e óxidos de titânio cimentando e substituindo FRV, feldspatos, biotita e minerais pesados, a compactação mecânica e química, e a albitização dos feldspatos, principalmente dos plagioclásios. A porosidade primária intergranular foi fortemente reduzida pela compactação e cimentação por argilominerais esmectíticos, calcita, dolomita e zeolitas. Por outro lado, porosidade secundária foi gerada pela dissolução de constituintes primários e diagenéticos, e por faturamento. Futuros estudos específicos e detalhados, incluindo análises de microscopia eletrônica, difratometria de raios-X e isótopos estáveis, deverão contribuir para um melhor entendimento da distribuição espacial e temporal dos processos diagenéticos nessas rochas, de modo a embasar o desenvolvimento de modelos preditivos quanto à sua qualidade, que possam contribuir para reduzir os riscos envolvidos na sua exploração. / Diagenetic processes control the porosity and permeability of petroleum reservoirs. A systematic study of 71 sandstones and conglomerates of the Itabapoana Formation (Aptian), selected from the cores of 13 wells in the offshore portion of Campos Basin, eastern Brazil, allowed the recognition of the main primary and diagenetic constituents, pore types, and of the space and time relations among them. These rocks are contemporaneous to the extensive lacustrine Pre-Salt carbonate reservoirs under exploration. The rocks range from very fine-grained sandstones to conglomerates, with predominance of very coarse-grained sandstones, and their original detrital composition corresponds to lithic arkoses and feldspathic litharenites, rich in volcanic rock fragments (VFR). Smectitic clay minerals are the most abundant diagenetic constituents, related mostly to the alteration of VRF, heavy minerals and biotite. The burial and thermal history and the flow of fluids also exerted a fundamental role on the diagenetic processes and on the of reservoir quality. The main diagenetic processes recorded were the dissolution of volcanic fragments, feldspars and heavy minerals, the authigenesis of smectites, hematite, dolomite, calcite, zeolites and titanium oxides in intergranular pores and replacing VRF, feldspars, biotite and heavy minerals, mechanical and chemical compaction, and the albitization of feldspars, mostly plagioclase. Primary intergranular porosity was strongly reduced by compaction and smectite, calcite, dolomite and zeolite cementation. On the other hand, secondary porosity was generated by the dissolution of primary and diagenetic constituents, and by fracturing. Future specific and detailed studies, including electron microscopy, X-ray diffraction and stable isotope analyses, shall contribute to a better understanding of the space and time distribution of diagenetic processes in these rocks, in order to support the development of predictive models of their quality that may contribute to the reduction of risks involved in their exploration.

Os reservatórios lacustres do Grupo Lagoa Feia, seção rift da Bacia de Campos, margem Leste brasileira, tem mantido há décadas uma expressiva produção a partir de campos localizados em águas rasas. A descoberta de grandes acumulações na seção rift e sag (pré-sal) da Bacia de Santos reativou a exploração por reservatórios análogos na Bacia de Campos e em outras bacias marginais. Um estudo petrográfico e petrofísico sistemático foi executado sobre os reservatórios rift da Formação Coqueiros e sag da Formação Macabu do Norte da Bacia de Campos, com objetivo de caracterizar os principais controles sobre a gênese e evolução daqueles reservatórios não-convencionais e seus sistemas porosos. As principais petrofácies de reservatório reconhecidas foram grainstones e rudstones bioclásticos, arenitos ooidais argilosos e dolomitos na Formação Coqueiros, e crostas coalescentes e não-coalescentes de calcita fascicular, rudstones e grainstones intraclásticos e dolomitos na Formação Macabu. A evolução dos reservatórios bioclásticos foi controlada pelo balanço entre dissolução ou neomorfismo dos bioclastos aragoníticos de bivalves, favorecendo a geração de porosidade móldica pouco conectada, ou a preservação da porosidade interpartícula bem conectada, controlando a permeabilidade dos reservatórios. Os arenitos de oóides de argilas magnesianas sofreram dissolução e substituição por dolomita e sílica, o que gerou sistemas porosos altamente heterogêneos, compostos por poros móldicos, intercristalinos, vugulares e microcristalinos. O crescimento de agregados cristalinos arborescentes nas crostas coalescentes de calcita gerou porosidade de crescimento do arcabouço primária, que foi reduzida principalmente por cimentação dolomítica, ou alargada por dissolução, o que ampliou sua permeabilidade. Crostas nãocoalescentes de calcita mostram forte interação com argilominerais magnesianos, que preenchem interstícios, e/ou estão intercalados com as crostas. Sua porosidade está relacionada com a dissolução das argilas, o que produziu baixa permeabilidade. Rochas intraclásticas comumente mostram matriz argilosa, ou estão compactadas e cimentadas. Onde exibem porosidade interpartícula primária ou dissolução da matriz, podem ter boas porosidades e permeabilidades. A dolomitização heterogênea de ambas as Formações em alguns casos destruiu a porosidade primária ou eodiagenética, ou em outros gerou altos valores de porosidade e permeabilidade nos dolomitos. Relações de substituição e de compactação indicam que muitos dos processos diagenéticos ocorreram durante a eodiagênese, controlados principalmente pela instabilidade da aragonita nos reservatórios bioclásticos da Formação Coqueiros, e dos argilominerais magnesianos na Formação Macabu. Este estudo representa a primeira caracterização petrográfica publicada dos reservatórios carbonáticos não-convencionais do sag, e salienta a importância crucial dos estudos petrográficos sistemáticos para a compreensão e previsão da qualidade de reservatórios complexos. / Lacustrine carbonate reservoirs from the Lagoa Feia Group, rift section of Campos Basin, offshore eastern Brazil, have sustained for decades a significant production from shallow water oil fields. The discovery of giant accumulations in the rift and sag (pre-salt) section of the adjacent Santos Basin has reactivated the exploration for equivalent reservoirs in the Campos Basin and in other marginal basins. A systematic petrographic and petrophysical study was performed on the rift Coqueiros Formation and the sag Macabu Formation carbonates from the Lagoa Feia Group in northern Campos Basin, in order to characterize the main controls on the origin and evolution of those unconventional reservoirs and their pore systems. The main types of reservoir petrofacies recognized were grainstones and bioclastic rudstones, magnesian clay ooidal arenites and dolostones from the Coqueiros Formation; coalescent and non-coalescent crusts of fascicular calcite, intraclastic rudstones and grainstones, and dolostones from the Macabu Formation. The evolution of bioclastic reservoirs was controlled by the balance between dissolution and neomorphism of the aragonitic bivalve bioclasts, favoring the generation of poorly-connected moldic porosity or the preservation of well-connected interparticle porosity, which controlled the permeability of the reservoirs. The magnesian clay (stevensite) ooidal arenites suffered dissolution and replacement by dolomite and silica, what generated highly heterogeneous pore systems, composed by moldic, intercrystalline, vugular and microcrystalline pores. The growth of crystal shrubs in coalescent calcite crusts generated growth-framework primary porosity, which was reduced mostly by dolomite cementation, or enlarged by dissolution, what enhanced their permeability. Non-coalescent calcite crusts usually show strong interaction with syngenetic magnesian clay minerals, which fill interstices and/or are interbedded with the crusts. Their porosity is related to dissolution of the clays, what generated poor permeability. Intraclastic rocks usually display clay matrix, or are compacted and cemented. Where they show interparticle primary porosity or matrix dissolution, they may have good porosities and permeabilities. The heterogeneous dolomitization of both formations, either destroyed the primary or early diagenetic porosity, or generated high porosity and permeability values in the dolostones. Relationships of replacement and compaction indicate that most of the diagenetic processes occurred during eodiagenesis, controlled mostly by the instability of the aragonite in the bioclastic Coqueiros reservoirs, and of the magnesian clay minerals in the Macabu Formation. This study represents the first published petrographic characterization of the unconventional sag carbonate reservoirs, and stresses the crucial importance of systematic petrographic studies for the understanding and prediction of the quality of complex reservoirs.

Processos diagenéticos controlam a porosidade e permeabilidade dos reservatórios de petróleo. Um estudo petrográfico sistemático de 71 arenitos e conglomerados da Formação Itabapoana (Aptiano), selecionadas de testemunhos de 13 poços na porção offshore da Bacia de Campos, Leste do Brasil, permitiu o reconhecimento dos principais constituintes primários, diagenéticos, tipos de poros e das relações temporais e espaciais entre eles. Essas rochas são contemporâneas aos extensos reservatórios lacustres do “Pré-Sal” atualmente em exploração. As rochas variam de arenitos muito finos a conglomerados, com predominância de arenitos muito grossos, e sua composição detrítica original corresponde a arcósios líticos e litarenitos feldspáticos, ricos em fragmentos de rochas vulcânicas (FRV). Argilominerais esmectíticos são os mais abundantes constituintes diagenéticos, relacionados principalmente à alteração de FRV, minerais pesados e biotita. A história térmica e de soterramento, e o fluxo de fluídos também exerceram um papel fundamental nos processos diagenéticos e na evolução da qualidade de reservatório. Os principais processos diagenéticos registrados foram a dissolução de FRV, feldspatos e minerais pesados, a autigênese de esmectitas, hematita, dolomita, calcita, zeolitas e óxidos de titânio cimentando e substituindo FRV, feldspatos, biotita e minerais pesados, a compactação mecânica e química, e a albitização dos feldspatos, principalmente dos plagioclásios. A porosidade primária intergranular foi fortemente reduzida pela compactação e cimentação por argilominerais esmectíticos, calcita, dolomita e zeolitas. Por outro lado, porosidade secundária foi gerada pela dissolução de constituintes primários e diagenéticos, e por faturamento. Futuros estudos específicos e detalhados, incluindo análises de microscopia eletrônica, difratometria de raios-X e isótopos estáveis, deverão contribuir para um melhor entendimento da distribuição espacial e temporal dos processos diagenéticos nessas rochas, de modo a embasar o desenvolvimento de modelos preditivos quanto à sua qualidade, que possam contribuir para reduzir os riscos envolvidos na sua exploração. / Diagenetic processes control the porosity and permeability of petroleum reservoirs. A systematic study of 71 sandstones and conglomerates of the Itabapoana Formation (Aptian), selected from the cores of 13 wells in the offshore portion of Campos Basin, eastern Brazil, allowed the recognition of the main primary and diagenetic constituents, pore types, and of the space and time relations among them. These rocks are contemporaneous to the extensive lacustrine Pre-Salt carbonate reservoirs under exploration. The rocks range from very fine-grained sandstones to conglomerates, with predominance of very coarse-grained sandstones, and their original detrital composition corresponds to lithic arkoses and feldspathic litharenites, rich in volcanic rock fragments (VFR). Smectitic clay minerals are the most abundant diagenetic constituents, related mostly to the alteration of VRF, heavy minerals and biotite. The burial and thermal history and the flow of fluids also exerted a fundamental role on the diagenetic processes and on the of reservoir quality. The main diagenetic processes recorded were the dissolution of volcanic fragments, feldspars and heavy minerals, the authigenesis of smectites, hematite, dolomite, calcite, zeolites and titanium oxides in intergranular pores and replacing VRF, feldspars, biotite and heavy minerals, mechanical and chemical compaction, and the albitization of feldspars, mostly plagioclase. Primary intergranular porosity was strongly reduced by compaction and smectite, calcite, dolomite and zeolite cementation. On the other hand, secondary porosity was generated by the dissolution of primary and diagenetic constituents, and by fracturing. Future specific and detailed studies, including electron microscopy, X-ray diffraction and stable isotope analyses, shall contribute to a better understanding of the space and time distribution of diagenetic processes in these rocks, in order to support the development of predictive models of their quality that may contribute to the reduction of risks involved in their exploration.

Submitted by Irene Nascimento (irene.kessia@ufpe.br) on 2016-07-18T17:02:33Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) dissALCS.pdf: 4351696 bytes, checksum: d3ab158b6c41f3904ec4d1ac454232f2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-18T17:02:33Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) dissALCS.pdf: 4351696 bytes, checksum: d3ab158b6c41f3904ec4d1ac454232f2 (MD5) Previous issue date: 2016-02-25 / Intervenções realizadas no Sítio Arqueológico Pedra do Alexandre resultaram na exumação de vestígios ósseos pertencentes a pelo menos 36 indivíduos humanos. Datações radiocarbônicas de carvões vegetais associados forneceram dados para o estabelecimento de uma cronologia de ocupação do sítio entre 9400 e 2620 anos antes do presente, ainda que possivelmente não contínua. No entanto, tentativas de se datar diretamente os indivíduos mostraram-se infrutíferas devido às perdas de colágeno provocadas por processos diagenéticos. A partir desta constatação deu-se início à investigação para saber o que ocasionou tais processos ao mesmo tempo em que foi experimentada a datação direta de um dos indivíduos mediante emprego da espectroscopia de RPE. Com a realização de espectroscopias no infravermelho e difrações de raio-x em amostras ósseas dos indivíduos foi possível constatar que todas apresentavam extensa perda de colágeno. Medições do pH de sedimentos associados levaram a concluir que o principal causador destas perdas teria sido uma intensa atividade microbiana no sedimento e não a ocorrência de hidrólises ácidas, como era pensado inicialmente. O experimento de datação foi realizado com dificuldade devido à pequena dose de radiação na amostra, o que indicaria a pouca idade da mesma, provavelmente posicionada na metade mais recente do intervalo cronológico já estabelecido para a ocupação do Sítio. A partir destas análises amostrais é possível concluir que todo o conjunto de vestígios ósseos do referido sítio deve ter sido diageneticamente alterado. A espectroscopia de RPE por sua vez mostra-se capaz de datar plenamente dentes provenientes dos indivíduos exumados / Archaeological interventions conducted in the Pedra do Alexandre Archaeological Site resulted in the exhumation of skeletal remains of at least 36 human individuals. Radiocarbon dating of associated charcoals provided data for the establishment of a site occupation chronology between 9400 and 2620 years before present, although possibly not continuous. However, attempts to direct date the individuals proved fruitless due to the loss of collagen caused by diagenetic processes. From that finding, this research was initiated to know what caused these processes at the same time that was tried the direct dating of one individual using EPR spectroscopy. Infrared spectroscopy and x-ray diffraction conducted on bone samples from the individual made it possible to calculate determined diagenetic indices that showed extensive loss of collagen in all the samples. pH measurements in associated sediments indicated the conclusion that the main cause of these losses would have been an intense microbial activity in these sediments, and not the acidic hydrolysis as initially thought. The dating experiment was carried out with difficulty due to the small dose of radiation in the sample, which would indicate the recent age of the tooth, probably posiotioned in the most recent half of the chronological range already established for the occupation of the site. From these sample analysis we conclude that the entire set of skeletal remains of the said site must have been diagenetically altered. The EPR spectroscopy in turn proves to be able to fully date teeth from the exhumed individuals.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-03-03T18:03:20Z No. of bitstreams: 1 camilamartinssaporetti.pdf: 9003270 bytes, checksum: e53ab03d47e88504332820b3ae1956a3 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-03-06T20:17:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 camilamartinssaporetti.pdf: 9003270 bytes, checksum: e53ab03d47e88504332820b3ae1956a3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-06T20:17:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 camilamartinssaporetti.pdf: 9003270 bytes, checksum: e53ab03d47e88504332820b3ae1956a3 (MD5) Previous issue date: 2016-02-22 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Modelos preditivos de distribuição de heterogeneidades e qualidade em reservatórios de hidrocarbonetos são de fundamental importância para exploração e otimização da produção de campos de óleo e gás. As heterogeneidades são determinadas através das distintas petrofácies sedimentares, um conjunto de características petrográficas que especificam um grupo de rochas. O procedimento de identificar petrofácies geralmente é longo, o que faz com que a automatização seja necessária para agilizar o processo, e assim a análise seja concluída rapidamente. Recentemente, técnicas oriundas da área de inteligência computacional têm sido usadas para auxiliar na tomada de decisões de especialistas em diversos problemas de Geociências. O objetivo desta dissertação é avaliar o desempenho de diferentes técnicas baseadas em inteligência computacional para prever a classificação de amostras petrográficas pertencentes a uma mesma bacia sedimentar e propor o uso delas nesse tipo de problema. Para isso, desenvolveu-se um framework computacional para classificar petrofácies de acordo com seus constituintes. Os dados analisados são provenientes de três fontes distintas. A primeira base de dados é formada por amostras da região de Tibagi (PR) e a segunda da região de Dom Aquino (MS). Tais amostras são referentes a uma unidade litoestratigráfica formalizada na Bacia do Paraná como Membro Tibagi. A terceira é a junção das duas bases anteriores. A quarta por amostras do membro Mucuri da Bacia Sedimentar do Espírito Santo. A metodologia proposta envolve o uso de métodos de classificação, técnicas de validação cruzada, redução de dimensionalidade, seleção de características e o emprego de assembleia de constituintes. Os parâmetros envolvidos no ajuste dos métodos foram determinados por um processo de busca exaustiva com validação cruzada, e métricas de classificação adequadas foram usadas para avaliar e comparar os resultados. A metodologia apresentada, além de avaliar o desempenho de diversas técnicas de inteligência computacional, surge como uma alternativa para auxiliar o geólogo/especialista na determinação e caracterização das petrofácies, contribuindo para a redução do esforço no processo manual de individualização. / Predictive models of heterogeneities distribution and quality in hydrocarbon reservoirs are of fundamental importance for exploration and production optimization of oil and gas fields. The heterogeneities are determined by the different sedimentary petrofacies, a set of petrographic characteristics that specifies a group of rocks. The identification and classification of petrofacies is usually a time consuming procedure, and the use of computational methods can reduce the time and effort spent in the analysis. Recently, techniques derived from the computational intelligence research area have been used to assist in making decisions experts in several problems in Geosciences. The purpose of this dissertation is evaluating the performance of different techniques based on computational intelligence to predict the classification of petrographic samples belonging to the same sedimentary basin. A computational framework was developed to classify petrofacies according to their constituents. The data was collected from three different sources. The first database is formed by thin sections of Tibagi region (PR). The second by thin sections of Dom Aquino region (MS). Such thin sections are for a lithostratigraphic unit formalized in the Paraná Basin as Member Tibagi. The third by thin sections from the two previous databases. The fourth database is a set of thin sections from Mucuri member of the Espírito Santo sedimentary basin. The proposed method involves the use of classifiers, cross validation, dimensionality reduction, feature selection and the use of ensemble of constituents. The parameters involved in adjusting methods were determined by an exhaustive search procedure with cross-validation and classification metrics were used to evaluate and compare the results. The presented methodology evaluates the performance of several computational intelligence techniques, and arises as an alternative to assist the geologist in the determination and characterization of petrofacies, helping to reduce the effort in the process of individualization.

Le bassin paléoprotérozoïque (2,1 à 2,0 Ga) de Franceville, situé au Sud-est du Gabon, est étudié depuis des décennies pour son fort potentiel métallifère (uranium et manganèse), depuis 2010, pour avoir livré les plus anciens macro-organismes multicellulaires connus à ce jour, repoussant la limite de l'apparition de la vie multicellulaire complexe à 2,1 Ga. Cette période, est synchrone de grands bouleversements ayant affectés à l'échelle du Globe la chimie de l'atmosphère et des océans et correspond à la mise en place de la formation FB de la série sédimentaire du Francevillien. C'est dans la région de Mvengué, au centre du bassin, que le stratotype de la formation FB a été initialement défini. L'objectif de cette étude est de pouvoir apporter de nouvelles informations sur les conditions de sédimentation et de diagenèse précoce de ces sédiments, et de mieux comprendre la mise en place de la sédimentation carbonatée essentiellement au sein de niveaux de black shales et d'intercalations silto-gréseuses.<br/>Dans la zone de Mvengué, les dépôts de la formation FB sont composés d'unités déposées dans un environnement marin avec des profondeurs variables en dessous de la limite d'action des vagues de tempête. On distingue les unités (1) FB1b comprenant des pélites noires, des grès intercalaires et des pélites rubanées ou dolomites litées, (2) FB1c formée par l'alternance de black shales et de grès noirs et enfin (3) FB2a caractérisée par les grès massifs ou grès de Poubara. La variabilité verticale est identique dans les différents sondages. Les analyses pétrographiques, minéralogiques et chimiques montrent que ces sédiments ont subi une diagenèse modérée. Toutefois, les effets de cette diagenèse est variable selon les faciès.<br/>Les carbonates sont associés aux black shales, de manière souvent diffuse, ils peuvent s'exprimer en lits et bancs individualisés à Mvengué, mais également en concrétions sur le site de Moanda, où elles apparaissent sur une épaisseur de 12 m intercalées dans les niveaux de black shale de l'unité FB1c. Ces concrétions, ovoïdes à lenticulaires, de taille centimétrique à décamétrique, forment des alignements au sein de 8 niveaux successifs. Quelle que soit leurs formes, leurs relations géométriques avec les lamines de l'encaissant black shale argue en faveur d'une mise en place dans un sédiment encore meuble, bien avant le début de la compaction. En se développant les concrétions ont incorporé une fraction argileuse semblable à celle de l'encaissant et dont la composition est relativement homogène depuis leur bordure externe jusqu'à leur centre. Les analyses isotopiques du carbone et de l'oxygène de la phase carbonatée et du carbone de la phase organique ainsi que les relations morphologiques et texturales indiquent que la dolomitisation ayant générée ces concrétions s'est effectuée durant les premiers stades de la diagenèse et a été favorisée par l'oxydation bactérienne de la matière organique conduisant à l'augmentation de l'alcalinité des eaux interstitielles des sédiments. / The Paleoproterozoic (2.1 to 2.0 Ga) Franceville Basin, South-east of Gabon, has been studied for decades for its high metalliferous (primarily uranium and manganese) potential. The discovery of the oldest known macro-multicellular organisms in the FB Formation in the basin in 2010 caused a repositioning of the appearance of complex multicellular life to 2.1 Ga in Earth history. This period is synchronous with great upheavals that affected the global chemistry of the atmosphere and oceans, and corresponds to the deposition of the FB Formation in the Franceville Basin. Core samples from the FB Formation were sampled from the centre of the basin (MVengué syncline) and the western flank of the basin (Moanda) for comparative analyses. The objective of this study is to provide new information on precipitation conditions of the early diagenetic carbonate cements and concretions associated with the organic-rich black shales and siltstones in the FB Formation using facies analyses, petrographic, and geochemical techniques.<br/>At the basin centre, the FB Formation is composed of sedimentary units that reflect deposition in a deep marine environment with variable depths below the limit of storm wave actions. Three units can be distinguished: (1) FB1b consisting of black shales, fine grained sandstones, and laminated mudstones or layered dolomites; (2) FB1c consisting of alternating black shales and sandstones; and (3) FB2a that is characterized by massive sandstone (namely the Poubara sandstone). Detailed analytical studies showed that these sediments have undergone moderate diagenetic modifications. However, the degree of diagenesis varies between different lithofacies.<br/>The carbonates are commonly diffused within the associated black shales throughout the FB Formation. In addition, at the Mvengué, the carbonates are present as individual beds, and as ovoid to lenticular centimeters to tens of centimeters thick concretions at Moanda, where they occur interlayering the FB1c black shales at eight levels. Irrespective of their form of occurrence, their relationships with the laminated black shale argues in favour of their formation before significant compaction. As a result, the incorporated clay minerals in the concretions are similar to the host rocks (black shales) and their composition is relatively homogenous from the edge to the centre. Isotope analyses of carbon and oxygen in the carbonates and of carbon in the organic matter, as well as the morphological and textural relationships suggest that the dolomitiation processes at the origin of the concretions, occurred during the early diagenetic stage, were favoured by bacterial oxidation of organic matter resulting in increasing pore water alkalinity in the sediments.

Abstract The Surma basin is a part of the Bengal Basin situated in northeastern Bangladesh. The presence of eight gas fields and one oil field makes this an area that is interesting both economically and geologically. In spite of detailed geological and geophysical investigations, information available on palynostratigraphy and geochemistry for the area is scanty. The aim of the present work was to investigate the palynological assemblages, mineralogy and geochemistry of the Surma Group (SG) sequences in Surma Basin, Bangladesh. Core samples (n = 188) were gathered from the wells following: Patharia well-5, Rashidpur well-1, Atgram well-IX, Habiganj well-1, Kailastila well-1 and Fenchuganj well-2. They were provided by BAPEX (Bangladesh Petroleum Exploration Company). X-ray Fluorescence (XRF), Atomic Absorption Spectrometry (AAS), Loss of Ignition (LOI), X-ray diffraction (XRD), Transmission Electron Microscopy (TEM) and Scanning Electron Microscopy (SEM) were used for geochemical and mineralogical study of shale samples. In the palynological study, the distributions of pollens and spores were determined. For data analysis, SPSS computer programme was used. Palynological assemblages of the Surma Group of sedimentary sequence of Bangladesh include taxa range in age from the lower Miocene to the Upper Miocene which can be potentially used in dating and correlation. The Lower Miocene interval is correlated with the Simsang Palynological Zone IV of Meghalaya, India and the Bengal Palynological Zone (BPZ) V. The Upper Miocene is correlated with the Simsang Palynological Zone IV of Meghalaya, India and the BPZ Zone V of Bengal. They were deposited in two types of paleoenvironments ranging from the brackish type to shallow marine to brackish. The sequence contains reworked palynomorphs of BPZ IV and III namely Meyeripollies naharkotensis, Polypodiesporites Oligocenecus, Palmepollenities Eocencus and ornamented Tricolpate pollen of the Eocene-Oligocene age which are mainly encountered in the lower Miocene sediments indicative of increased tectonic activity in the area. Geochemical ratios (SiO2/ Al2O3, Cu/Zn, Maturity = K2O+ Al2O3/Na2O+MgO, Rb/K2O, K2O/Na2O, Cr/Rb, Zr/Rb, V/Rb, Th/U etc.) were useful for determining grain size, maturity, tectonics and environment of deposition. High Ba enrichment was detected in the Patharia well-5 and showed high surface water productivity and diagenetic mobilisation. Tectonic descrimination was achieved using SiO2 and K2O/Na2O ratio. XRD analysis revealed the minerals kaolinite, illite, chlorite, illite/smectite (I/S) and kaolinite/smectite (K/S) mixed layers. Kaolinite/Smectite here reported for the first time in Bangladesh. Clay mineral analyses provided evidence for diagenesis. Smectite diagenesis and dehydration have contributed to the generation of overpressure in the Bhuban Formation in the Patharia well -5. Geochemical ratios of the present study from the Surma Basin is undoubtedly a powerful technique and can be applied to any sedimentary basin analysis to infer the palaeoenvironment, palaeoclimate and palaeotectonics.

La microporosité représente jusqu'à 95% de la porosité totale des réservoirs à hydrocarbures et des aquifères dans les calcaires crétacés du Moyen-Orient. Dans ces sédiments microporeux, la porosité est modérée à excellente (jusqu'à 35%), tandis que la perméabilité est faible à modérée (jusqu'à 190mD). A l'inverse, mes faciès microporeux peuvent former des niveaux denses, avec de très faibles porosité et perméabilité (respectivement 2–8% et 0,01–2mD). Dans ce travail, les échantillons proviennent essentiellement de la Formation Mishrif (Cénomanien), mais aussi de la Formation Habshan (Berriasien/Valanginien), afin d'examiner les grandes différences verticales et latérales des propriétés pétrophysiques. Le MEB a été utilisé pour étudier deux contrôles potentiels des qualités réservoir : (1) la morphologie des particules micritiques (forme et contacts intercristallins), et (2) la cristallométrie des micrites, définie comme la taille médiane des particules mesurées sur les clichés MEB. Les données morphométriques ont été comparées avec trois paramètres pétrophysiques (porosité, perméabilité, distribution des rayons de seuil de pore). Les résultats montrent que les matrices micritiques peuvent être subdivisées en trois classes pétrophysiques. La Classe C (micrites strictement microporeuses avec des cristaux grossiers ayant des contacts punctiques à partiellement coalescents) est composée de particules grossières (>2µm), polyhédrales à arrondies. Elle présente des porosités bonnes à excellentes (8-28%), des perméabilités faibles à modérées (0,2-190mD), et des rayons de seuils de pores (PTR) moyens supérieurs à 0,5µm. Cette Classe C est généralement observée dans les shoals bioclastiques riches en rudistes, où de nombreux facteurs sédimentaires (hydrodynamisme…) peuvent défavoriser le dépôt des particules les plus fines. L'étude diagénétique montre que ces micrites grossières peuvent aussi être expliquées par une dissolution précoce des fines particules d'aragonite et de HMC dans des fluides météoriques oxydants, permettant la formation in-situ de surcroissances sur les particules de LMC au sommet de la nappe phréatique météorique. Ces processus induisent une augmentation de la taille des particules micritiques, une lithification précoce de la boue carbonatée, et donc une stabilisation minéralogique précoce des micrites grossières de la Classe C. La Classe F (micrites strictement microporeuses avec des cristaux fins ayant des contacts punctiques à partiellement coalescents, est composée de particules fines (<2µm), polyhédrales à arrondies. Elle présente des porosités bonnes à excellentes (3-35%), mais des valeurs de perméabilité souvent inférieures à 10mD, et des PTR inférieurs à 0,5µm. Cette Classe F est souvent observée dans les sédiments déposés en domaine de plate-forme interne boueuse. La formation de ces micrites fines est aussi expliquée par une stabilisation minéralogique précoce des particules micritiques dans des eaux météoriques confinées, favorisant les processus de néomorphisme, pouvant continuer au cours de l'enfouissement. Plus tard, au cours de l'enfouissement de la série, les qualités réservoirs des Classes C et F sont localement améliorées par de la dissolution mésogénétique (probablement liée à des acides organiques) affectant la matrice micritique durant la mise en charge des réservoirs. La Classe D est formée par des matrices micritiques denses, composées de cristaux anhédraux ou subhédraux avec des contacts fusionnés. Elle présente de très faibles données de porosité et de perméabilité. Ces micrites sont uniquement observées dans les niveaux de plate-forme interne et forment des intervalles inter-réservoirs, généralement en association avec des stylolites et un contenu argileux important, pouvant dépasser 10%. Quelque soit leur mode de formation, ces trois classes peuvent être incorporées dans les futures études de rock-typing portant sur les réservoirs carbonatés microporeux du Moyen-Orient / Microporosity may account for as much as 95% of the total porosity of hydrocarbon and water reservoirs in Cretaceous limestones of the Arabian Gulf. In these microporous facies porosity is moderate to excellent (up to 35%) while permeability is poor to moderate (up to 190mD). Conversely, microporous facies may form dense inter-reservoir or cap rock layers with very low porosity and permeability values (2–8% and 0.01–2mD, respectively). For this study, samples were mainly collected from the Cenomanian Mishrif Formation, but also from the Berriasian-Valanginian Habshan Formation, so as to examine the wide vertical and lateral discrepancies in their petrophysical parameters. Scanning Electron Microscopy was used to investigate two potential controls of reservoir properties: (1) micrite particle morphology (shape and inter-crystal contacts); and (2) micrite crystallometry, defined as the median size of micrite particles measured on SEM photomicrographs. The morphometric data are compared with three petrophysical parameters (porosity, permeability and pore threshold radius distribution). Results reveal that micrite matrixes can be subdivided into three petrophysical classes each with its own distinctive crystallometry, morphology and reservoir properties. Class C (strictly microporous limestones with coarse punctic-to-partially coalescent micrites) is made up of coarse (>2µm) polyhedral to rounded micritic crystals, it has good to excellent porosity (8–28%), poor to moderate permeability (0.2–190mD) and a mean pore threshold radius of more than 0.5µm. The class C is usually observed in rudist-rich bioclastic shoal facies where several sedimentary factors (hydrodynamism, bioproduction …) would disfavour deposition of the finer micritic crystals. Diagenetic study shows that the development of coarse micrites (Class C) must also be explained by the early dissolution of fine aragonite and high magnesium calcite particles in oxygenated meteoric fluids leading to a simultaneous in-situ overgrowth on LMC particles at the top of the meteoric phreatic lens. These processes induce an increase of the crystallometry of micritic particles, an early lithification of the carbonate mud, and so the mineralogical stabilization of coarse Class C micrites. Class F (strictly microporous limestones with fine punctic-to-partially coalescent micrites) is composed of fine (<2µm) polyhedral to rounded micrites with poor to excellent porosity (3–35%), but permeability values of less than 10mD and a mean pore threshold radius of less than 0.5µm. It is mostly observed in sediments deposited in a low energy muddy inner platform setting. The formation of fine micrites (Class F) is also explained by an early mineralogical stabilization of micritic particles in confined meteoric waters, favoring neomorphism processes, which may proceeds during burial. Later, during burial, reservoir properties of classes C and D strictly microporous samples where locally enhanced by mesogenetic dissolution (probably due to organic acids) affecting the microporous matrix during the oil emplacement. Class D (strictly microporous mud-dominated facies with compact anhedral to fused dense micrites) comprises subhedral to anhedral crystals with sutured to fused contacts forming a dense matrix. It has very low porosity and permeability. Class D is only found in low energy muddy inner platform facies and forms inter-reservoir or caps rock layers usually in association with stylolites and clay contents that exceed 10%. Regardless of how they formed, though, the three classes can be usefully incorporated into future rock-typing of the microporous carbonate reservoirs of the Middle East

A evolução diagenética de dois reservatórios turbidíticos terciários da porção offshore da Bacia do Espírito Santo, foi influenciada tanto por processos meteóricos como por processos relacionados a domos salinos adjacentes aos reservatórios, que tiveram diferente impacto sobre sua qualidade. A precipitação de pirita framboidal, dolomita microcristalina e siderita ocorreram sob condições eodiagenéticas marinhas. A percolação por água meteórica ocorreu ainda durante a eodiagênese, e promoveu extensiva caulinização (δ18OSMOW=+15.3‰ a +18.2‰; δDSMOW=-51‰ a -66‰) e dissolução de feldspatos, micas e intraclastos lamosos. Durante o progressivo soterramento da sequência (profundidades atuais: 2600-3000m) e consequente compactação, fluidos oriundos dos lutitos circundantes, modificados por reações com a matéria orgânica e carbonatos, deslocaram gradualmente os fluidos salobros marinhos-meteóricos, levando à precipitação de calcita poiquilotópica (valores médios: δ18OVPDB= -6.6‰; δ13CVPDB= -1.2‰). A composição dos fluidos mesodiagenéticos foi progressivamente modificada pela proximidade dos domos de sal, promovendo ubíqua albitização dos feldspatos e precipitação localizada de quartzo, calcita (valores médios: δ18O= -10.2‰; δ13C= -3.9‰) e dolomita em sela (valores médios: δ18O= -10.2‰; δ13C= -4.2‰). A análise de inclusões fluidas nos crescimentos de quartzo indicou que os fluidos precipitantes tinham salinidade predominantemente entre 9 e 13 % de NaCl (em peso) e temperaturas de homogeneização na faixa de 1050 a 1450 C Estes valores são mais altos do que aqueles esperados para o gradiente geotérmico normal da área. A distribuição da albitização dos feldspatos sugere que as fraturas ao longo das margens dos domos de sal atuaram como caminho preferencial para a circulação das salmouras quentes. Os valores de δ13C e δ18O dos cimentos de calcita e dolomita seguem um padrão de covariância, mostrando um declínio desde daqueles representativos da água do mar (~0%), para δ13C =-5.9‰ e δ18O = -10.9‰ para a calcita, e δ13C = -5.4‰ e δ18O = -11.7‰ para a dolomita, o que sugere a progressiva participação da descarboxilação térmica da matéria orgânica dos lutitos com o soterramento. A compactação mecânica foi mais importante do que a cimentação na redução da porosidade, e a dissolução de feldspatos foi o processo mais importante na geração de porosidade nos reservatórios. Apesar da proximidade dos domos de sal, a intensidade dos processos diagenéticos foi moderada, já que não ocorreu autigênese de ilita, e a cimentação de quartzo foi limitada. Estas características podem estar relacionadas com o soterramento relativamente recente destes reservatórios. Este estudo mostra que a predição da diagênese e qualidade de reservatórios relacionados a domos de sal é uma função de múltiplas variáveis, incluindo as dimensões dos domos, o regime térmico regional da bacia, a condutividade térmica e de fluidos, e a composição mineral e propriedades geomecânicas dos reservatórios e litologias associadas. / The diagenetic evolution of two tertiary turbidite reservoirs from the offshore portion of the Espírito Santo Basin, eastern Brazil, was influenced by meteoric and salt dome-related processes, which had different impact on their quality. Marine eogenetic processes included the precipitation of framboidal pyrite, microcrystalline dolomite and siderite. Meteoric water influx during eodiagenesis occurred in response to relative sea-level falls that promoted extensive kaolinization (δ18O=+15.3‰ to +18.2‰; δD= -51‰ to -66‰) and dissolution of framework silicate grains. During progressive burial (present depths – 2600 m – 3000 m), connate marine fluids modified by reactions with organic matter and carbonates presented in the surrounding mudrocks gradually displaced brackish fluids generated by the meteoric influx and led to concretionary cementation by poikilotopic calcite (average δ18O= -6.6‰; δ13C= -1.2‰). Mesogenetic fluids were progressively modified by the proximity of salt domes, which led to ubiquitous feldspar albitization and localized quartz, calcite (average δ18O= -10.2‰; δ13C= -3.9‰) and saddle dolomite precipitation (average δ18O= -10.2‰; δ13C= -4.2‰). Fluid inclusion analysis in quartz overgrowths indicate that the precipitating fluids had salinities predominantly in the range 9-13 wt% NaCl equivalent and temperatures largely in the 105 – 145oC range These values are higher than those expected considering the normal geothermal gradient for the area. The distribution of feldspar albitization suggests that the fracture systems along the salt domes margins acted as preferential pathways for such hot, saline diagenetic fluids. Isotopic values for calcite and dolomite cements follow a co-variance trend of decreasing δ13C and δ18O from close to marine (~0‰) towards negative values (δ13C and δ18O down to -5.9‰ and -10.9‰ for calcite; -5.4‰ and -11.7‰ for dolomite), suggesting increasing contribution from thermal decarboxylation with increasing temperature and depth. Mechanical compaction was more important than cementation in reducing depositional porosity, and the dissolution of framework silicate grains is the most important processes for enhancing reservoir quality. Despite the proximity to the salt domes, the intensity of the influenced diagenetic processes is relatively mild, as illite authigenesis is lacking, and quartz cementation is limited, features that may be related to the recent burial of the reservoirs.