Composição mineral e propriedades petrofísicas dos arenitos turbidíticos do Grupo Itararé, na região de Doutor Pedrinho, Santa Catarina

Abstract

O Grupo Itararé dispõe de sistemas turbidíticos complexos (confinados e desconfinados) que incluem elementos arquiteturais como: sistemas de canais-levees e lobos. Treze amostras de arenito desses sistemas turbidíticos foram coletadas em dois afloramentos, na região de Doutor Pedrinho, para análise mineralógica e do sistema de poros usando Intrusão por Pressão Capilar de Mercúrio (MICP), da porosidade efetiva pelo princípio de Arquimedes, e da porosidade total por densidade. A MICP produziu curvas de pressão capilar que permitiu estimar a porosidade efetiva, a distribuição do tamanho de gargantas de poros, a densidade de grãos e a densidade aparente (a partir da qual a porosidade total foi calculada). A permeabilidade foi determinada pelo modelo de Katz e Thompson (1986). Os arenitos são arcóseo e subarcóseo finos a médios, moderado a bem selecionados, contendo cimento de illita-esmectita, quartzo e calcita. Esses arenitos apresentam porosidades do tipo intergranular e intragranular (diagenética), que foram detalhadamente observadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), permitindo observar com mais detalhes a dissolução de grãos e os tipos de cimento. A análise por MICP revelou porosidade submicrômetra significativa, que através de gráficos de distribuição de tamanho de gargantas de poros, mostram padrões relacionados, principalmente, aos padrões granulométricos dos arenitos. Os arenitos, portanto, apresentam baixos valores de permeabilidade (estimada pelo modelo de Katz e Thompson), mesmo quando os arenitos apresentam porosidades mais elevadas, o que pode ser explicado pelos valores altos de pressão de limiar e pelo tamanho médio das gargantas de poros. Testes experimentais se mostram necessários para validar com mais detalhe e acurácia o modelo apresentado para estes arenitos.

Abstract : The Itararé Group has complex turbidite systems (confined and unconfined) that include architectural elements such as: channel-levee systems and lobes. Thirteen sandstone samples from these turbidite systems were collected from two outcrops, in the Doutor Pedrinho region, for mineralogical and pore system analysis using Mercury Capillary Pressure Intrusion (MICP), effective porosity by Archimedes principle, and total porosity by density. MICP produced capillary pressure curves that allowed estimation of effective porosity, pore throat size distribution, grain density and apparent density (from which total porosity was calculated). Permeability was determined using the Katz and Thompson (1986) model. The sandstones are fine to medium arkose and subarkose, moderate to well sorted, containing illite-smectite cement, quartz and calcite. These sandstones have intergranular and intragranular (diagenetic) porosities, which were observed in detail using scanning electron microscopy (SEM), allowing us to observe in more detail the dissolution of grains and the types of cement. The MICP analysis revealed significant submicrometer porosity, which, through pore throat size distribution graphs, shows patterns related mainly to the granulometric patterns of the sandstones. Sandstones, therefore, have low permeability (estimated by the Katz and Thompson model), even when sandstones have higher porosity, which can be explained by the high threshold pressure values and the average size of the pore throats. Experimental tests to validate the model presented for these sandstones in more detail and accuracy are necessary.