Este trabalho consistiu em aprimorar o entendimento da rota de migração do óleo no reservatório e verificar a possibilidade de variação da intensidade da biodegradação com as heterogeneidades existentes. Foram utilizadas como base para a dissertação sete amostras coletadas na bacia sedimentar do Paraná, no arenito asfáltico do Anhembi, afloramento da Fazenda Betumita. A Fazenda Betumita é considerada a ocorrência mais expressiva de óleo na região do alto estrutural do Anhembi, apresentando a maior acumulação de arenito asfáltico na borda leste da Bacia do Paraná. A ocorrência dos arenitos asfálticos na área de estudo é predominantemente por arenitos da Formação Pirambóia. Estes arenitos foram preenchidos por hidrocarbonetos relacionados ao sistema Irati-Pirambóia e são caracterizados como imaturo, devido ausência de n-alcanos e abundância de esteranos e terpanos. As amostras coletadas foram analisadas através da cromatografia líquida e gasosa e correlacionadas com a descrição das fácies do afloramento. A biodegradação do óleo apresentou a tendência de aumentar do topo para a base do afloramento, local caracterizado por fácies subaquosas, onde se encontra o contato óleo/água, propício para o crescimento dos microorganismos degradadoras de óleo. Na fácie de interduna, a biodegradação foi menor, pois este ambiente é caracterizado por partículas argilo-minerais e menores permo-porosidade, não propício para o crescimento de microorganismos capazes de degradar o óleo. Foi observada a presença de diasteranos e 25-norhopanos nas amostras coletadas, indicando que o óleo do afloramento está severamente biodegradado. Os esteranos apresentaram maior biodegradação na base do afloramento onde está o contato óleo/água e maior reposição de oxigênio pela infiltração de água meteórica, tornando-se ambiente propício para crescimento das bactérias aeróbicas tendendo a degradar preferencialmente os esteranos. Entretanto os hopanos apresentaram maior biodegradação no topo do afloramento, local com condições propícias para o crescimento das bactérias anaeróbicas, que tenderam a degradar preferencialmente os hopanos. As informações adquiridas nesta pesquisa são de grande relevância para o conhecimento na exploração do petróleo, pois geralmente esses conhecimentos não estão disponíveis nos dados de subsuperfície. Este trabalho servirá de parâmetro para o planejamento da produção e recuperação secundária e terciária de reservatórios com fácies sedimentares semelhantes da área estudada. / This report concerns to improve understanding of the migration route of the oil in the tank and check the possibility of varying the intensity of biodegradation with the existing heterogeneities. Were used as basis for the dissertation seven samples collected in the sedimentary Paraná Basin, in the Anhembi tar sandstone, outcrops of Betumita Farm. Betumita Farm is considered the more expressive occurrence of oil in the Anhembi High, showing the greatest accumulation of tar sandstone on the eastern margin of the Paraná Basin. The occurrence of tar sandstones in the study area is predominantly of sandstones of the Pirambóia Formation. These sandstones were filled by oil related Irati Pirambóia system and are characterized as immature due to the absence of n-alkanes and abundance of steranes and terpanes. The samples were analyzed by gas and liquid chromatography and related to the description of the facies outcrop. The biodegradation of the oil tended to increase from the top to the bottom of the outcrop, characterized by local subaqueous facies, where the contact oil/water, suitable for the growth of microorganisms to degrade oil. In the interdune facie, the biodegradation was lower, because this environment is characterized by clay-mineral particles and lower porosity and permeability, not conducive to the growth of microorganisms capable of degrading oil. Was observed the presence of 25-norhopanes and diasteranes in the samples, indicating that the oil outcrop was severely degraded. The steranes showed higher degradation at the bottom of the outcrop where the contact is oil/water and higher oxygen replenishment by infiltration of meteoric water, making it suitable environment for growth of aerobic bacteria tend to preferentially degrade steranes. However the hopanes showed higher biodegradation at the top of the outcrop, with local conditions conducive to the growth of anaerobic bacteria, which tended to degrade preferentially the hopanes. The information gained in this research are highly relevant to the knowledge on oil exploration, as these skills are not generally available in the subsurface data. This work will serve as a parameter for production planning and recovery secondary and tertiary of reservoirs with similar facies sedimentary of the studied area.

Este trabalho consistiu em aprimorar o entendimento da rota de migração do óleo no reservatório e verificar a possibilidade de variação da intensidade da biodegradação com as heterogeneidades existentes. Foram utilizadas como base para a dissertação sete amostras coletadas na bacia sedimentar do Paraná, no arenito asfáltico do Anhembi, afloramento da Fazenda Betumita. A Fazenda Betumita é considerada a ocorrência mais expressiva de óleo na região do alto estrutural do Anhembi, apresentando a maior acumulação de arenito asfáltico na borda leste da Bacia do Paraná. A ocorrência dos arenitos asfálticos na área de estudo é predominantemente por arenitos da Formação Pirambóia. Estes arenitos foram preenchidos por hidrocarbonetos relacionados ao sistema Irati-Pirambóia e são caracterizados como imaturo, devido ausência de n-alcanos e abundância de esteranos e terpanos. As amostras coletadas foram analisadas através da cromatografia líquida e gasosa e correlacionadas com a descrição das fácies do afloramento. A biodegradação do óleo apresentou a tendência de aumentar do topo para a base do afloramento, local caracterizado por fácies subaquosas, onde se encontra o contato óleo/água, propício para o crescimento dos microorganismos degradadoras de óleo. Na fácie de interduna, a biodegradação foi menor, pois este ambiente é caracterizado por partículas argilo-minerais e menores permo-porosidade, não propício para o crescimento de microorganismos capazes de degradar o óleo. Foi observada a presença de diasteranos e 25-norhopanos nas amostras coletadas, indicando que o óleo do afloramento está severamente biodegradado. Os esteranos apresentaram maior biodegradação na base do afloramento onde está o contato óleo/água e maior reposição de oxigênio pela infiltração de água meteórica, tornando-se ambiente propício para crescimento das bactérias aeróbicas tendendo a degradar preferencialmente os esteranos. Entretanto os hopanos apresentaram maior biodegradação no topo do afloramento, local com condições propícias para o crescimento das bactérias anaeróbicas, que tenderam a degradar preferencialmente os hopanos. As informações adquiridas nesta pesquisa são de grande relevância para o conhecimento na exploração do petróleo, pois geralmente esses conhecimentos não estão disponíveis nos dados de subsuperfície. Este trabalho servirá de parâmetro para o planejamento da produção e recuperação secundária e terciária de reservatórios com fácies sedimentares semelhantes da área estudada. / This report concerns to improve understanding of the migration route of the oil in the tank and check the possibility of varying the intensity of biodegradation with the existing heterogeneities. Were used as basis for the dissertation seven samples collected in the sedimentary Paraná Basin, in the Anhembi tar sandstone, outcrops of Betumita Farm. Betumita Farm is considered the more expressive occurrence of oil in the Anhembi High, showing the greatest accumulation of tar sandstone on the eastern margin of the Paraná Basin. The occurrence of tar sandstones in the study area is predominantly of sandstones of the Pirambóia Formation. These sandstones were filled by oil related Irati Pirambóia system and are characterized as immature due to the absence of n-alkanes and abundance of steranes and terpanes. The samples were analyzed by gas and liquid chromatography and related to the description of the facies outcrop. The biodegradation of the oil tended to increase from the top to the bottom of the outcrop, characterized by local subaqueous facies, where the contact oil/water, suitable for the growth of microorganisms to degrade oil. In the interdune facie, the biodegradation was lower, because this environment is characterized by clay-mineral particles and lower porosity and permeability, not conducive to the growth of microorganisms capable of degrading oil. Was observed the presence of 25-norhopanes and diasteranes in the samples, indicating that the oil outcrop was severely degraded. The steranes showed higher degradation at the bottom of the outcrop where the contact is oil/water and higher oxygen replenishment by infiltration of meteoric water, making it suitable environment for growth of aerobic bacteria tend to preferentially degrade steranes. However the hopanes showed higher biodegradation at the top of the outcrop, with local conditions conducive to the growth of anaerobic bacteria, which tended to degrade preferentially the hopanes. The information gained in this research are highly relevant to the knowledge on oil exploration, as these skills are not generally available in the subsurface data. This work will serve as a parameter for production planning and recovery secondary and tertiary of reservoirs with similar facies sedimentary of the studied area.

A investigação das rochas das formações Pirambóia e Botucatu em subsuperfície foi realizada através da revisão, coleta e análise de amostras de calha de poços de captação de água no interior do Estado de São Paulo, além de dados de poços de petróleo da Bacia do Paraná, com o objetivo de delinear a evolução diagenética destas unidades e identificar possíveis controles faciológicos do Sistema Aqüífero Guarani no estado. Segundo modelo genético definido na faixa de afloramentos destas unidades no centro-leste do Estado de São Paulo, as rochas da Formação Pirambóia são associadas ao desenvolvimento de sistema eólico úmido e a Formação Botucatu a sistema eólico seco. Através da análise petrográfica de amostras de calha e testemunhos de sondagem, foram definidos dois grupos de petrofácies, o de quartzo-arenitos (QA) e o de arenitos feldspáticos (FA), subdivididos nos tipos 1 e 2 devido, respectivamente, à presença ou ausência de cutícula argilo-ferruginosa. A Formação Pirambóia é caracterizada por petrofácies predominantemente feldspáticas e a Formação Botucatu por petrofácies essencialmente quartzosas. Ambas unidades apresentam arcabouço aberto e feições de compactação física e química pouco a moderadamente eficiente. A principal fase de geração de porosidade secundária das formações está associada à configuração do sistema aqüífero, com invasão profunda de águas meteóricas a partir da zona de afloramento das unidades. O Sistema Aqüífero Guarani (SAG) é caracterizado por três grupos de águas subterrâneas, divididas em cinco áreas hidroquímicas no Estado de São Paulo, segundo as condições de confinamento das rochas. A evolução química do SAG representa a interação da água com o substrato de rochas modificadas por eventos diagenéticos pretéritos. Devido às características faciológicas das unidades e ao histórico de soterramento relativamente pouco profundo, as modificações diagenéticas não foram eficientes a ponto de influenciar drasticamente as características permo-porosas originais das rochas. A Formação Pirambóia apresenta evolução diagenética mais complexa, devido ao histórico de soterramento mais longo, e constitui domínio com maior heterogeneidade no SAG. Nesta formação, são encontrados horizontes preferenciais de cimentação carbonática tardia, na interface de contato superior com a Formação Botucatu, e intercalações pelíticas no domínio inferior da unidade. A Formação Botucatu é preferencialmente porosa e suas modificações diagenéticas referem-se a neoformação incipiente de argilominerais e precipitação de cimentos de quartzo e feldspato nas porções de maior soterramento da bacia. / The purpose of this study consists of subsurface investigation of Pirambóia and Botucatu formations (Late Permian to Early Cretaceous of Paraná Basin) with revision, sampling and petrography of cutting samples from water and petroleum wells in São Paulo State. The main aim was delineate the diagenetic evolution of these formations and identify possible faciologic controls in Guarani Aquifer System. The depositional model of Pirambóia and Botucatu formations in outcrop domain of the São Paulo State is associated to, respectively, warm aeolian system and dry aeolian system. Sedimentary petrography was the basic analytical tool. Two main petrofacies was defined, the quartz sandstones (QA) and the feldspathic sandstones (FA). The presence or absence of thin clay coats demarks the 1 and 2 petrofacies subtypes, respectively. The Pirambóia Formation is mainly composed of feldspathic sandstones related to weak mechanical and chemical compaction and low packing indexes (<40%). The diagenetic components recognized were infiltrated clays, feldspathic cement and neoformed clays (smectite and mixed layer illite/smectite) during eodiagenesis; mesogenetic quartz and bitumen cements, neoformed clays (caolinite) and precipitation of calcite cement during telodiagenesis. The generation of secondary porosity is associated to aquifer system configuration, due to deep invasion of meteoric water from the outcrop belt (recharge zone). The Botucatu Formation consists of predominant porous quartz sandstones with late intersticial calcite and chalcedony cements restricted to aquifer margins. Sandstone framework is typically open (IP<35%) and displays some mechanical and chemical compaction preferentialy to deeper basin, in the western São Paulo State. The main diagenetic componets are: eogenetic vadose infiltrated clays; incipiently neoformed clayminerals and quartz cement during mesodiagenesis; secondary porosity features, with mineral dissolution and feldspar replacing by claymineral (caolinite) during telodiagenesis. The Guarani Aquifer System (GAS) is characterized by three main geochemical groups of groundwater, divided in five hydrogeochemical areas, according to confinement conditions of the rocks. The hydrochemical evolution of the Guarani Aquifer System represents the water interaction with rock modified by previous diagenetic alterations. However, the efficiency of the diagenetic transformations was not enough to hardly changed the original high porosity and permeability of the rocks. The more complex Pirambóia Formation diagenetic evolution relates to longer buried history and to more heterogeneous faciologic composition (fine grained beds in the lower unity). The upper Pirambóia Formation presents the main calcite cemented domain of the aquifer. The Botucatu Formation is porous in almost whole aquifer extension in São Paulo.

A sociedade humana teve seu desenvolvimento atrelado à exploração de recursos naturais do planeta e atualmente dependemos significativamente de bens de consumo derivados destes recursos, principalmente dos recursos provenientes do petróleo. A diversificação da matriz energética é lenta e nossa dependência dos combustíveis fósseis permanecerá durante várias décadas. Em função deste cenário econômico, são crescentes e fundamentais as pesquisas de acumulações não convencionais de óleo e gás, o que motivou o presente projeto. A área de estudo escolhida se constitui de um afloramento de arenito asfáltico (arenito impregnado, nos poros, por betume) relativo à rocha-reservatório do sistema petrolífero Irati Pirambóia, e se localiza na borda leste da Bacia do Paraná, nas proximidades do município de Anhembi SP. O objetivo do projeto foi identificar e mapear a camada de arenito com presença do óleo (pesado, de baixo grau API), em meio a camadas com pouco ou nenhum óleo, verificando uma assinatura geofísica associável à mesma que pudesse ser utilizada em pesquisas em outras áreas com o mesmo tipo de acumulação. Os métodos utilizados, Eletrorresistividade, Polarização Induzida e Eletromagnético Indutivo, foram escolhidos por serem amplamente aplicados de forma integrada em estudos ambientais, em áreas contaminadas por derivados de hidrocarbonetos. Os dados, adquiridos com a técnica de caminhamento elétrico e arranjo eletródico dipolo-dipolo, geraram perfis 2D de resistividade e cargabilidade que permitiram visualizar a camada alvo, e linhas de CE paralelas foram interpretadas com uma técnica 3D para inferir a geometria e os limites da mesma. Foram realizadas algumas sondagens elétricas verticais e caminhamentos eletromagnéticos, para corroborar os resultados principais e para comparação com dados de um poço perfurado no local pela Petrobras, com resultados bastante satisfatórios, o que sugere um potencial de aplicação dos métodos geoelétricos em outras áreas de interesse. / Human society had its development linked to the exploitation of the Earths natural resources and nowadays we depend significantly on consumer goods derived from these resources, especially the ones from oil. The diversification of the energy matrix is slow and our dependence on fossil fuels should last for several decades. Due to this economic scenario, oil and gas unconventional accumulation exploration are growing and are fundamental, which motivated this project. The area of study consists of an asphaltic sandstone outcrop (sandstone impregnated in the pores by bitumen) concerning the Irati Pirambóia oil systems reservoir rock, and is located on the eastern edge of the Paraná Basin, near the city of Anhembi - SP. The goal for this project was to identify and map the sandstone layer with the presence of oil (heavy, with low API grade), in between layers low on oil or with no oil at all, by checking a matching geophysical signature that could be used in other research areas with the same type of accumulation. The geophysical methods, Electrical Resistivity, Induced Polarization and Inductive Electromagnetic, were chosen because of their wide integrated application on environmental studies, in areas contaminated by hydrocarbon derivatives. The data obtained through the electrical profiling and dipole-dipole electrode array technique generated 2D resistivity and chargeability profiles that allowed us to visualize the target layer, and EP parallel lines were interpreted through a 3D technique to infer its geometry and limits. Some vertical electrical surveys and electromagnetic profiling were performed to corroborate with the main results and for comparison with data from a well drilled on the site by Petrobras, with very satisfactory results, suggesting a potential of geoelectrical methods applications in other areas of interest.

A sociedade humana teve seu desenvolvimento atrelado à exploração de recursos naturais do planeta e atualmente dependemos significativamente de bens de consumo derivados destes recursos, principalmente dos recursos provenientes do petróleo. A diversificação da matriz energética é lenta e nossa dependência dos combustíveis fósseis permanecerá durante várias décadas. Em função deste cenário econômico, são crescentes e fundamentais as pesquisas de acumulações não convencionais de óleo e gás, o que motivou o presente projeto. A área de estudo escolhida se constitui de um afloramento de arenito asfáltico (arenito impregnado, nos poros, por betume) relativo à rocha-reservatório do sistema petrolífero Irati Pirambóia, e se localiza na borda leste da Bacia do Paraná, nas proximidades do município de Anhembi SP. O objetivo do projeto foi identificar e mapear a camada de arenito com presença do óleo (pesado, de baixo grau API), em meio a camadas com pouco ou nenhum óleo, verificando uma assinatura geofísica associável à mesma que pudesse ser utilizada em pesquisas em outras áreas com o mesmo tipo de acumulação. Os métodos utilizados, Eletrorresistividade, Polarização Induzida e Eletromagnético Indutivo, foram escolhidos por serem amplamente aplicados de forma integrada em estudos ambientais, em áreas contaminadas por derivados de hidrocarbonetos. Os dados, adquiridos com a técnica de caminhamento elétrico e arranjo eletródico dipolo-dipolo, geraram perfis 2D de resistividade e cargabilidade que permitiram visualizar a camada alvo, e linhas de CE paralelas foram interpretadas com uma técnica 3D para inferir a geometria e os limites da mesma. Foram realizadas algumas sondagens elétricas verticais e caminhamentos eletromagnéticos, para corroborar os resultados principais e para comparação com dados de um poço perfurado no local pela Petrobras, com resultados bastante satisfatórios, o que sugere um potencial de aplicação dos métodos geoelétricos em outras áreas de interesse. / Human society had its development linked to the exploitation of the Earths natural resources and nowadays we depend significantly on consumer goods derived from these resources, especially the ones from oil. The diversification of the energy matrix is slow and our dependence on fossil fuels should last for several decades. Due to this economic scenario, oil and gas unconventional accumulation exploration are growing and are fundamental, which motivated this project. The area of study consists of an asphaltic sandstone outcrop (sandstone impregnated in the pores by bitumen) concerning the Irati Pirambóia oil systems reservoir rock, and is located on the eastern edge of the Paraná Basin, near the city of Anhembi - SP. The goal for this project was to identify and map the sandstone layer with the presence of oil (heavy, with low API grade), in between layers low on oil or with no oil at all, by checking a matching geophysical signature that could be used in other research areas with the same type of accumulation. The geophysical methods, Electrical Resistivity, Induced Polarization and Inductive Electromagnetic, were chosen because of their wide integrated application on environmental studies, in areas contaminated by hydrocarbon derivatives. The data obtained through the electrical profiling and dipole-dipole electrode array technique generated 2D resistivity and chargeability profiles that allowed us to visualize the target layer, and EP parallel lines were interpreted through a 3D technique to infer its geometry and limits. Some vertical electrical surveys and electromagnetic profiling were performed to corroborate with the main results and for comparison with data from a well drilled on the site by Petrobras, with very satisfactory results, suggesting a potential of geoelectrical methods applications in other areas of interest.

A investigação das rochas das formações Pirambóia e Botucatu em subsuperfície foi realizada através da revisão, coleta e análise de amostras de calha de poços de captação de água no interior do Estado de São Paulo, além de dados de poços de petróleo da Bacia do Paraná, com o objetivo de delinear a evolução diagenética destas unidades e identificar possíveis controles faciológicos do Sistema Aqüífero Guarani no estado. Segundo modelo genético definido na faixa de afloramentos destas unidades no centro-leste do Estado de São Paulo, as rochas da Formação Pirambóia são associadas ao desenvolvimento de sistema eólico úmido e a Formação Botucatu a sistema eólico seco. Através da análise petrográfica de amostras de calha e testemunhos de sondagem, foram definidos dois grupos de petrofácies, o de quartzo-arenitos (QA) e o de arenitos feldspáticos (FA), subdivididos nos tipos 1 e 2 devido, respectivamente, à presença ou ausência de cutícula argilo-ferruginosa. A Formação Pirambóia é caracterizada por petrofácies predominantemente feldspáticas e a Formação Botucatu por petrofácies essencialmente quartzosas. Ambas unidades apresentam arcabouço aberto e feições de compactação física e química pouco a moderadamente eficiente. A principal fase de geração de porosidade secundária das formações está associada à configuração do sistema aqüífero, com invasão profunda de águas meteóricas a partir da zona de afloramento das unidades. O Sistema Aqüífero Guarani (SAG) é caracterizado por três grupos de águas subterrâneas, divididas em cinco áreas hidroquímicas no Estado de São Paulo, segundo as condições de confinamento das rochas. A evolução química do SAG representa a interação da água com o substrato de rochas modificadas por eventos diagenéticos pretéritos. Devido às características faciológicas das unidades e ao histórico de soterramento relativamente pouco profundo, as modificações diagenéticas não foram eficientes a ponto de influenciar drasticamente as características permo-porosas originais das rochas. A Formação Pirambóia apresenta evolução diagenética mais complexa, devido ao histórico de soterramento mais longo, e constitui domínio com maior heterogeneidade no SAG. Nesta formação, são encontrados horizontes preferenciais de cimentação carbonática tardia, na interface de contato superior com a Formação Botucatu, e intercalações pelíticas no domínio inferior da unidade. A Formação Botucatu é preferencialmente porosa e suas modificações diagenéticas referem-se a neoformação incipiente de argilominerais e precipitação de cimentos de quartzo e feldspato nas porções de maior soterramento da bacia. / The purpose of this study consists of subsurface investigation of Pirambóia and Botucatu formations (Late Permian to Early Cretaceous of Paraná Basin) with revision, sampling and petrography of cutting samples from water and petroleum wells in São Paulo State. The main aim was delineate the diagenetic evolution of these formations and identify possible faciologic controls in Guarani Aquifer System. The depositional model of Pirambóia and Botucatu formations in outcrop domain of the São Paulo State is associated to, respectively, warm aeolian system and dry aeolian system. Sedimentary petrography was the basic analytical tool. Two main petrofacies was defined, the quartz sandstones (QA) and the feldspathic sandstones (FA). The presence or absence of thin clay coats demarks the 1 and 2 petrofacies subtypes, respectively. The Pirambóia Formation is mainly composed of feldspathic sandstones related to weak mechanical and chemical compaction and low packing indexes (<40%). The diagenetic components recognized were infiltrated clays, feldspathic cement and neoformed clays (smectite and mixed layer illite/smectite) during eodiagenesis; mesogenetic quartz and bitumen cements, neoformed clays (caolinite) and precipitation of calcite cement during telodiagenesis. The generation of secondary porosity is associated to aquifer system configuration, due to deep invasion of meteoric water from the outcrop belt (recharge zone). The Botucatu Formation consists of predominant porous quartz sandstones with late intersticial calcite and chalcedony cements restricted to aquifer margins. Sandstone framework is typically open (IP<35%) and displays some mechanical and chemical compaction preferentialy to deeper basin, in the western São Paulo State. The main diagenetic componets are: eogenetic vadose infiltrated clays; incipiently neoformed clayminerals and quartz cement during mesodiagenesis; secondary porosity features, with mineral dissolution and feldspar replacing by claymineral (caolinite) during telodiagenesis. The Guarani Aquifer System (GAS) is characterized by three main geochemical groups of groundwater, divided in five hydrogeochemical areas, according to confinement conditions of the rocks. The hydrochemical evolution of the Guarani Aquifer System represents the water interaction with rock modified by previous diagenetic alterations. However, the efficiency of the diagenetic transformations was not enough to hardly changed the original high porosity and permeability of the rocks. The more complex Pirambóia Formation diagenetic evolution relates to longer buried history and to more heterogeneous faciologic composition (fine grained beds in the lower unity). The upper Pirambóia Formation presents the main calcite cemented domain of the aquifer. The Botucatu Formation is porous in almost whole aquifer extension in São Paulo.