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UFRJ Rio de Janeiro 2010 Guilherme Eduardo Zerbinatti Papaterra PRÉ-SAL: conceituação geológica sobre uma nova fronteira exploratória no Brasil PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOLOGIA Dissertação de Mestrado (Geologia)

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UFRJ Rio de Janeiro

2010

Guilherme Eduardo Zerbinatti Papaterra

PRÉ-SAL: conceituação geológica sobre uma nova fronteira exploratória

no Brasil

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOLOGIA

Dissertação de Mestrado (Geologia)

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UFRJ

Rio de Janeiro Maio 2010

Guilherme Eduardo Zerbinatti Papaterra

PRÉ-SAL: conceituação geológica sobre uma nova fronteira exploratória no Brasil

Dissertação de Mestrado submetida ao Programa de Pós-graduação em Geologia, Instituto de Geociências, da Universidade Federal do Rio de Janeiro – UFRJ, como requisito necessário à obtenção do grau de Mestre em Ciências (Geologia).

Área de concentração:

Estratigrafia e Paleontologia

Orientador:

Leonardo Fonseca Borghi de Almeida

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PAPATERRA, Guilherme Eduardo Zerbinatti

Pré-Sal: conceituação geológica sobre uma nova fronteira exploratória de petróleo no Brasil / Papaterra, Guilherme Eduardo Zerbinatti –Rio de Janeiro: UFRJ / IGeo, 2010.

xiii, 81 f.: il., 29,7 cm

Dissertação (Mestrado em Geologia) – Universidade Federal do Rio de Janeiro, Instituto de Geociências, Programa de Pós-graduação em Geologia, 2010.

Orientador: Borghi, Leonardo Fonseca.

1. Geologia. 2. Instituto de Geociências – Dissertação de Mestrado. I. Borghi, Leonardo. II. Universidade Federal do Rio de Janeiro, Instituto de Geociências, Programa de Pós-graduação em Geologia. III. Título.

CDD – 553.280981

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UFRJ Rio de Janeiro

Maio 2010

Guilherme Eduardo Zerbinatti Papaterra

PRÉ-SAL: conceituação geológica sobre uma nova fronteira exploratória no Brasil

Dissertação de Mestrado submetida ao Programa de Pós-graduação em Geologia, Instituto de Geociências, da Universidade Federal do Rio de Janeiro – UFRJ, como requisito necessário à obtenção do grau de Mestre em Ciências (Geologia).

Área de concentração:

Estratigrafia e Paleontologia

Orientador:

Leonardo Borghi

Aprovada em:

Por:

_____________________________________ Dr. Claudio Bettini (UFRJ)

_____________________________________ Dr. Carlos Jorge de Abreu (UNB)

_____________________________________ Dr. Reneu Rodrigues da Silva (EPE / Petrobras)

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A minha esposa Cristiane, minha filha Maria Teresa

e aos meus pais

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Agradecimentos

À ANP, por proporcionar oportunidade de qualificação profissional; à minha ex-chefe,

professora Dra. Marilda Rosado, pela aprovação inicial deste estudo; à Lícia e a toda equipe

do Centro de Documentação e Informação da ANP, pela ajuda na normalização das

referências bibliográficas; e em especial, ao meu orientador, professor Leonardo Borghi, pelo

grande incentivo, amizade, dedicação e disponibilidade na orientação deste trabalho.

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Resumo

PAPATERRA, Guilherme Eduardo Zerbinatti Papaterra. PRÉ-SAL: conceituação geológica sobre uma nova fronteira exploratória no Brasil. Rio de Janeiro, 2010. xiii, 81 f. Dissertação (Mestrado em Geologia) – Programa de Pós-graduação em Geologia, Instituto de Geociências, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2010. O anúncio de descobertas de óleo e gás natural, em 2007, na seção Rifte na região de águas ultraprofundas da bacia de Santos, aponta para a existência de novas e excelentes perspectivas para o setor petrolífero brasileiro. O objetivo principal deste trabalho foi circunscrever o conceito geológico do intervalo conhecido como “Pré-sal” nas bacias da margem Leste Meridional brasileira. Para o desenvolvimento deste estudo utilizou-se apenas de informações e dados públicos. A circunscrição deste intervalo envolveu questões exploratórias, limites estratigráficos e abordagens tectônicas. Do ponto vista exploratório, as acumulações de hidrocarbonetos estariam controladas pela ocorrência de altos estruturais do embasamento, tendo como reservatórios principais os carbonatos da seção Rifte (coquinas) e sag (microbialitos). Em relação ao ponto de vista geotectônico, caracterizado neste trabalho como indefinido, torna-se relevante a discussão da fase Sag durante o estágio evolutivo das bacias tipo rifte. Estratigraficamente, o intervalo “Pré-sal” é representado por todos os estratos depositados temporalmente antes do pacote evaporítico, do final do Aptiano. O presente trabalho visa servir como referência para aqueles que possuem interesse em se aprofundar no tema, bem como, para os tomadores de decisão sob o novo marco regulatório do setor petrolífero nacional. Palavras-chave: pré-sal, bacias da Margem Continental, Aptiano

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Rio de Janeiro Abril de 2010

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Abstract

PAPATERRA, Guilherme Eduardo Zerbinatti Papaterra. PRE-SALT: geological concepts on a new exploratory frontier in Brazil. Rio de Janeiro, 2010. xiii, 81 f. Dissertação (Mestrado em Geologia) – Programa de Pós-graduação em Geologia, Instituto de Geociências, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2010. The announcement of oil and natural gas resources discovery in 2007, under rift section in the ultra-deep waters of the Santos basin, indicates the existence of excellent perspectives for the Brazilian oil sector. The main objective of this study was to define the geological concepts of the package known as "Pre-salt” along the Eastern Brazilian Margin. We used only public data and information. The package delimitation involves exploratory issues, stratigraphic boundaries and tectonic approaches. Regarding the exploratory standpoint, the hydrocarbon accumulations would be controlled by the occurrence of basement structural highs, with the main reservoirs being the carbonate Rift section (coquina-reservoir) and sag (microbialites reservoir). Concerning geotectonics, considered undefined in this work; the Sag phase during rift basin evolution deserves discussion. Stratigraphically the “Pre-salt” package is represented by all strata deposited before the evaporites from the late Aptian. The present work is going to serve as reference for those who are interested in developing the subject, as well as for decision makers under the new oil regulatory framework. Key-Words: Pre-salt, Brazilian Continental Margin, Aptian

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Lista de figuras

Figura 3.1. Reconstruções paleogeográficas das sequências Sin-rifte e megassequências Pós-rifte, Evaporítica Transicional e Plataforma Carbonática Rasa..................................... 10 Figura 3.2. Seções geológicas das bacias meso-cenozóica, ao longo da margem Leste brasileira................................................................................................................................. 12 Figura 3.3. Modelo geodinâmico esquemático da margem continental divergente.............. 16 Figura 3.4 Mapa de localização das bacias sedimentares da margem Leste Meridional brasileira................................................................................................................................. 17 Figura 3.5. Seção esquemática (dip) ao longo da bacia de Santos, ilustrando as fases Rifte / Sag (I), Transicional (II) e Margem Passiva (III)............................................................ 20 Figura 3.6. Mapa de localização dos limites da bacia de Santos........................................... 21 Figura 3.7. Colunas estratigráficas da bacia de Santos.......................................................... 23 Figura 3.8 Carta de eventos do sistema petrolífero, configuração subsal, da bacia de Santos.................................................................................................................................... 25 Figura 3.9. Mapa de localização dos limites da bacia de Campos......................................... 26 Figura 3.10Colunas estratigráficas da bacia de Campos....................................................... 27 Figura 3.11. Carta de eventos do sistema petrolífero, configuração subsal, da bacia de Campos................................................................................................................................... 30 Figura 3.12. Mapa de localização dos limites da bacia do Espírito Santo............................. 31 Figura 3.13. Colunas estratigráficas da bacia do Espírito Santo........................................... 32 Figura 3.14. Carta de eventos do sistema petrolífero, configuração subsal, da bacia do Espírito Santo 34 Figura 4.1. Relação entre a cronoestratigrafia internacional com a cronoestratigrafia local e a distribuição dos elementos de datação............................................................................. 36 Figura 5.1. Seções sísmicas nas bacias do Espírito Santo (A) e Santos (B), ilustrando as configurações pré-sal e subsal............................................................................................... 41 Figura 5.2 Seção sísmica ilustrando o aspecto estratigráfico do intervalo “Pré-sal (região de águas ultraprofundas da bacia de Santos) e a magnitude dos evaporitos aptianos.......... 44 Figura 5.3. Mapa de localização dos principais blocos exploratórios no “pólo Pre´-sal” da bacia de Santos...................................................................................................................... 46 Figura 5.4. Seção sísmica regional interpretada mostrando os altos estruturais de Tupi (bloco BM-S-11) e Pão de Açúcar. (bloco BM-S-22)........................................................... 49 Figura 5.5. Seção estratigráfica na bacia de Campos............................................................ 53 Figura 5.6. Seção sísmica regional (E-W) interpretada na região central da bacia de Santos..................................................................................................................................... 55 Figura 5.7. Detalhe da seção sísmica regional da Figura 5.6................................................. 56 Figura 5.8. Mapa de anomalia gravimétrica residual Bouguer com a localização das principais feições tectônicas das bacias da margem continental brasileira........................... 57 Figura 5.9. Mapa ilustrativo da província “Pré-sal” segundo Estrela (2008) e Formigli (2008).................................................................................................................................... 58 Figura 5.10. Mapa integrado do limite da “área do Pré-sal” versus o limite dos ”reservatórios pré-sal” segundo Estrela (2008) e Formigli (2008)........................................ 60 Figura 5.11. Perfil-tipo de uma seqüência de terceira ordem definida para o Aptiano Superior na Bacia de Campos................................................................................................ 64 Figura 5.12. Seção tipo da Formação Barra Velha, Grupo Guaratiba, no poço 3-RJS-625, na bacia de Santos.................................................................................................................. 67

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Figura 5.13. Seção tipo da Formação Macabu, Grupo Lagoa Feia, no poço 1-RJS-682, na bacia de Campos.................................................................................................................... 68 Figura 5.14. Exemplo de amostra de testemunho de sondagem do poço 3-RJS-646 (bloco BM-S-11), reservatório “Pré-sal”, e seu análogo, estromatólito recente na região da Lagoa Salgada....................................................................................................................... 70 Figura 5.15. Seções esquemáticas ilustrando o processo de rifteamento e a exposição das áreas proximais durante o Eoaptiano (A); e o recobrimento da discordância “pré-Aptiano Superior” (B)........................................................................................................................ 71

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Lista de tabelas Tabela 5.1 Principais notificações de descobertas no intervalo “Pré sal” em poços pioneiros nos blocos exploratórios situados na região denominada “Pólo Pré Sal” da bacia de Santos................................................................................................................ 45

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Lista de quadros

Quadro 5.1. Descrição dos principais reservatórios carbonáticos, de origem microbial, seção Sag nas bacias da margem Leste Meridional.......................................................... 66 Quadro 5.2. Descrição dos principais reservatórios carbonáticos da seção Rifte nas bacias da margem Leste Meridional..................................................................................... 73

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Sumário

Agradecimentos vi

Resumo vii

Abstract viii

Lista de figuras ix

Lista de tabela xi

Lista de quadros xii

1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................. 1

2 MÉTODO ........................................................................................................................... 5

3 O MODELO GEOLÓGICO DAS BACIAS ...................................................................... 6

3.1 A evolução do oceano Atlântico Sul .............................................................................. 6

3.2 Bacias da margem Leste Meridional ............................................................................ 17

3.2.1 Bacia de Santos ............................................................................................................. 21

3.2.2 Bacia de Campos .......................................................................................................... 25

3.2.3 Bacia do Espírito Santo ................................................................................................ 30

4 O ANDAR ALAGOAS .................................................................................................... 35

5 O PRÉ-SAL ...................................................................................................................... 40

5.1 O ponto de vista exploratório ....................................................................................... 41

5.2 O ponto de vista geotectônico ...................................................................................... 52

5.3 O ponto de vista estratigráfico ...................................................................................... 61

6 CONCLUSÕES ..................................................................................................................... 74

Referências bibliográficas ........................................................................................................ 77

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1 INTRODUÇÃO

As recentes descobertas de grandes acumulações de óleo mediano a leve e gás natural

no intervalo “Pré-sal” das bacias da margem continental Leste Meridional brasileira apontam

para a existência de novas e excelentes perspectivas para o setor petrolífero brasileiro

(BARBASSA, 2007). Se confirmados esses volumes recuperáveis, estaremos diante de uma

nova fronteira exploratória, de grande potencial, principalmente nas bacias de Santos e

Campos.

A terminologia “Pré-sal” surge na mídia nacional a partir do ano 2005, quando a

Petrobras realizou as primeiras perfurações exploratórias1 na seção Rifte, em águas

ultraprofundas da bacia de Santos (blocos exploratórios BM-S-10 e 11), obtendo sucesso

geológico2.

A partir da confirmação destas acumulações, o Conselho Nacional de Política

Energética (CNPE3) publicou a Resolução Nº 6, de 8 de novembro de 2007, determinando à

Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) a exclusão de 41 blocos

exploratórios da 9ª Rodada de Licitações, situados nas bacias do Espírito Santo, de Campos e

de Santos e relacionados às possíveis acumulações em reservatórios do “Pré-sal”. Nessa

resolução, determinou também ao Ministério de Minas e Energia (MME) que avaliasse, no

1 Em 30 de agosto de 2005, a Petrobras, em fato relevante, notifica presença de indícios de petróleo no primeiro poço exploratório do bloco BM-S-10, em águas ultraprofundas da Bacia de Santos, numa área posteriormente conhecida informalmente como "cluster". Em 11 de julho de 2006, a Petrobras, em fato relevante denominado “Petróleo em Áreas de Novas Fronteiras na Bacia de Santos”, relata a descoberta de óleo leve no poço pioneiro 1-BRSA-369A-RJS (1-RJS-628A), do bloco exploratório BM-S-11, situado em lâmina d’água de 2140 metros, distante cerca de 250 quilômetros da costa Sul da cidade do Rio de Janeiro. 2 O sucesso na exploração de petróleo pode ser classificado segundo dois elementos: geológico (ou técnico) e o econômico (ou comercial). O sucesso geológico é alcançado com a descoberta de uma acumulação num alvo exploratório (prospecto ou “lead”), que pode não ser suficientemente atrativo para justificar novos investimentos exploratórios. 3 O Conselho Nacional de Política Energética (CNPE), criado pela Lei no 9.478, de 06 de Agosto de 1997, é um órgão de assessoramento do Presidente da República, responsável pela formulação de políticas e diretrizes de energia destinadas a promover o aproveitamento racional dos recursos energéticos do País. O Decreto Nº 3.520, de 21 de Junho de 2000, dispõe sobre a estrutura e funcionamento, além de outras providências.

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prazo mais curto possível, as mudanças necessárias no marco legal que contemplem um novo

paradigma de exploração e produção de petróleo e gás natural no Brasil.

Nessa mesma data, a Petrobras relata, em Fato Relevante4, a conclusão da análise dos

testes de formação do segundo poço exploratório (1-RJS-646), perfurado no bloco BM-S-11,

em águas ultraprofundas da bacia de Santos, numa área denominada de Tupi. Neste

comunicado, o volume recuperável de óleo mediano (28º API), é estimado entre 5 e 8 bilhões

de barris de óleo equivalente, apresentando a seguinte definição para estes reservatórios:

“...As rochas do Pré-sal são reservatórios que se encontram abaixo de uma extensa camada de sal, que abrange o litoral do Estado do Espírito Santo até Santa Catarina, ao longo de mais de 800 km de extensão por até 200 km de largura, em lâmina d’água que varia de 1.500 m a 3.000 m e soterramento entre 3.000 e 4.000 metros...”. Em 17 de julho de 2008, através de Decreto Presidencial s/nº, é instituída uma

Comissão Interministerial com a finalidade de estudar e propor as alterações necessárias na

legislação, no que se refere à exploração e à produção de petróleo e gás natural nas novas

províncias petrolíferas descobertas em área denominada “Pré-sal”.

No dia 31 de agosto de 2009, o Poder Executivo Federal apresenta proposta de um novo

marco legal para exploração de áreas estratégicas como o “Pré-sal”, resultado de trabalho

elaborado no âmbito daquela Comissão Interministerial. A proposta encaminhada ao

Congresso Nacional é composta de 4 projetos de lei que dispõem sobre: (a) introdução do

regime de partilha de produção nestas áreas; (b) criação de uma nova empresa pública para

gestão destes contratos; (c) criação de um fundo social, a partir das receitas oriundas das

4 De acordo com a Comissão de Valores Mobiliários, na sua Instrução CVM Nº 31, de 08 de Fevereiro de 1984, considera-se relevante qualquer decisão do acionista controlador, deliberação da assembléia geral ou dos órgãos de administração da companhia, ou qualquer outro ato ou fato de caráter político-administrativo, técnico, negocial ou econômico-financeiro ocorrido ou relacionado aos seus negócios, que possa influir de modo ponderável: I - na cotação dos valores mobiliários de emissão da companhia aberta; ou II - na decisão dos investidores em negociar com aqueles valores mobiliários; ou III - na determinação de os investidores exercerem quaisquer direitos inerentes à condição de titular de valores mobiliários emitidos pela companhia.

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atividades petrolíferas na “área do pré-sal” e em áreas estratégicas; e (d) cessão de direitos de

exploração e produção da União à Petróleo Brasileiro S.A. – Petrobras.

O Projeto de Lei N.º 5.938/20095, que trata da introdução do novo modelo de

exploração e produção, define geograficamente a área do Pré-sal6, limitando por coordenadas

geográficas em anexo da proposta, cuja delimitação posterior está vinculada à evolução do

conhecimento geológico.

Recentemente, citações e abordagens geológicas sobre estas ocorrências de

hidrocarbonetos têm surgido em apresentações públicas e na bibliografia, como:

(a) “Play7 Pré-sal” (CARMINATTI et al., 2008; GOMES et al., 2008), definido como

modelo conceitual de acumulação de hidrocarbonetos em reservatórios carbonáticos,

de origem microbial, abaixo de camadas de sal do Aptiano;

(b) Modelo de Acumulação da Seção Rifte (CHANG et al., 2008), caracterizado por

acumulações de hidrocarbonetos em altos estruturais da seção Rifte, tendo como

reservatórios rochas siliciclásticas e carbonáticas do andar local “Alagoas”;

(c) “Reservatórios Pré-Sal” (FORMIGLI, 2008; ESTRELLA, 2008), denominados de

reservatórios do tipo sag8, cujo principal reservatório é constituído por

microbialitos9, e, secundariamente, outros carbonatos (coquinas) da seção Rifte.

5 O projeto Lei 5938/2009 dispõe sobre a exploração e a produção de petróleo, de gás natural e de outros hidrocarbonetos fluidos sob o regime de partilha de produção, em áreas do pré-sal e em áreas estratégicas, altera dispositivos da Lei nº 9.478, de 6 de agosto de 1997, e dá outras providências. Sob este novo regime, proposto pelo executivo, parcela da produção de hidrocarbonetos será repartida entre a União e o contratado. 6 No capítulo II - DAS DEFINIÇÕES TÉCNICAS, item IV do projeto Lei 5938/2009, define-se a área do pré-sal como: região do subsolo formada por um prisma vertical de profundidade indeterminada, com superfície poligonal definida pelas coordenadas geográficas de seus vértices estabelecidas no Anexo desta Lei, bem como outras regiões que venham a ser delimitadas, em ato do Poder Executivo, de acordo com a evolução do conhecimento geológico. 7 Play consiste num modelo conceitual para um estilo de acumulação de hidrocarbonetos, utilizado por exploracionistas, para a investigação ou desenvolvimento de prospectos numa bacia, região ou num determinado trend. 8 A denominação sag (flexura, curva ou dobra, em Inglês) faz alusão a fase (ou estágio) de quiescência tectônica, ainda dentro da evolução da tectônica rifte, na sua parte superior, cujos sedimentos teriam sido depositados em uma “bacia tipo sag”. Esta fase ou estágio é composta por uma sequência de camadas sub-horizontais, resultado de subsidência termal, flexural, apresentando atividade tectônica rúptil escassa.

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Historicamente, acumulações de hidrocarbonetos em estratos do Cretáceo Inferior,

depositados nas bacias de rifte da margem Leste brasileira anteriores à deposição de

evaporitos do Aptiano, já haviam sido encontradas no campo terrestre de Carmópolis

(reservatórios conglomeráticos e embasamento fraturado, selados por evaporitos e folhelhos

aptianos), descoberto em 1963, na bacia de Sergipe-Alagoas; e, em águas rasas da margem

continental, na bacia de Campos, desde a década de 1970, em basaltos fraturados do

Neocomiano e coquinas do Barremiano.

Diante destas recentes discussões sobre o novo marco regulatório para o setor de

petróleo e gás natural no Brasil, a circunscrição do conceito geológico do intervalo “Pré-sal”

torna-se necessária e envolve questões exploratórias além da abrangência geográfica desta

província, tais como limites estratigráficos, natureza do sistema petrolífero, homogeneidade

dos reservatórios e continuidade das acumulações, que necessitam ser discutidas e analisadas

de maneira que o tratamento regulatório seja o mais adequado e preciso para esta nova

fronteira exploratória.

Neste sentido, o objetivo deste trabalho é o de analisar os conceitos e dados geológicos

disponíveis na literatura para tentar delinear, mais precisamente, o conceito geológico do

termo “Pré-sal”, vis-à-vis as recentes perfurações exploratórias na seção Rifte em águas

ultraprofundas na bacia de Santos, cujos resultados foram de sucesso geológico, além de

outras áreas.

9 Segundo Burne &Moore (1987), ‘microbialitos’ consistem em depósitos orgânico-sedimentares formados pela interação entre comunidades microbiais bentônicas e sedimentos detríticos ou químicos, envolvendo processos de trapeamento e ligamentos de sedimentos detríticos, calcificação inorgânica e biogênica.

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2 MÉTODO

O desenvolvimento da dissertação tem como base a seleção e avaliação crítica de

trabalhos bibliográficos técnicos publicados acerca da temática “Pré-sal”.

O material utilizado para o desenvolvimento deste trabalho envolveu dezenas de artigos

técnicos e teses relacionadas à geologia das bacias sedimentares na margem Leste brasileira,

bem como os modelos geológicos aplicáveis na exploração de hidrocarbonetos. Não se

utilizaram dados proprietários nem confidenciais, seja de empresas, seja de órgãos públicos.

O foco principal deu-se na abordagem de aspectos evolutivos tectonossedimentares das

bacias da margem Leste Meridional, incluindo análises de seções geológicas, linhas sísmicas

e perfis geofísicos que apresentam o intervalo “Pré-sal” nas bacias de Santos, Campos e

Espírito Santo. Para tanto, discutem-se modelos geológicos sobre a evolução do Atlântico Sul

à luz de novos conceitos geotectônicos, sobretudo no intervalo “Transicional”, de idade

Alagoas, nas bacias da margem Leste (Capítulo 3).

Em seguida, aborda-se o Andar Alagoas cronoestratigraficamente, uma vez que ele

inclui, na margem Leste, o pacote de evaporitos (“Sal”), além dos depósitos carbonáticos e

siliciclásticos sotopostos que constituem os reservatórios “Pré-sal” (Capítulo 4).

Após a abordagem cronoestratigráfica, discute-se o intervalo “Pré-sal” dos pontos de

vista exploratório, geotectônico (fases Rifte / Sin-rifte) e estratigráfico (Capítulo 5).

Por fim, analisados os modelos geológicos, tenta-se circunscrever geologicamente o

conceito de “Pré-sal”.

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3 O MODELO GEOLÓGICO DAS BACIAS

3.1 A evolução do oceano Atlântico Sul

A evolução das bacias sedimentares da margem continental brasileira (cf. PONTE e

ASMUS, 1978) apresenta quatro estágios (ou fases tectônicas) diferentes: Pré-rifte, Rifte,

Proto-oceânico (Pós-rifte) e Marinho Aberto (Pós-rifte). As clássicas sequências “do

Continente”, “do Lago”, “do Golfo” e “do Mar” documentam em termos paleoambientais,

respectivamente, cada um destes estágios tectônicos que ocorrem no registro estratigráfico das

bacias (PONTE e ASMUS, 1978).

Diferentes modelos e interpretações têm sido propostos para a abertura do Oceano

Atlântico Sul. De uma maneira geral há três abordagens clássicas quanto à sua evolução da

margem: (i) domeamento térmico ou intumescência do manto como causa do afinamento

crustal (ASMUS e BAISCH, 1983); (ii) processos de estiramento litosférico como precursores

da abertura, tendo as anomalias termais papel secundário (CHANG et al., 1992); e (iii)

processos mistos com diferentes taxas de estiramento ao longo da próto-margem (DAVISON,

1998; WHITE e MACKENZIE, 1989).

Atualmente, o modelo mais aceito para a formação das bacias da margem continental e

do Oceano Atlântico baseia-se em conceitos tectonofísicos propostos por White e Mackenzie

(1989). Em síntese, este modelo admite um estiramento litosférico e afinamento da crosta e

litosfera, durante a Fase Rifte, e, posteriormente, uma fase de subsidência termal associada ao

resfriamento da anomalia térmica da astenosfera.

De uma maneira geral, há um entendimento que o desenvolvimento de separações

continentais ocorra de forma episódica ao longo de zonas de fraqueza, com múltiplas fases de

rifteamento e oceanização, constituindo o rifteamento um processo progressivo e diácrono.

Neste sentido, ao longo do processo de ruptura do Megacontinente Gondwana Oeste,

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enquanto um determinado segmento já se encontrava na fase de espalhamento do assoalho

oceânico, outros ainda se encontram na Fase Rifte, em graus diferenciados de extensão da

crosta.

Os pontos iniciais de abertura teriam sido dois hot spots: Santa Helena e Tristão da

Cunha. Após a instalação destes riftes teria ocorrido a propagação de megafraturas nos

sentidos Sul e Norte.

O trabalho clássico de Ponte e Asmus (1978) constata diferenças no padrão estrutural e

no estilo tectônico ao longo da margem brasileira, permitindo a sua divisão em duas principais

províncias: (a) Região Norte, da bacia Potiguar até a bacia da Foz do Amazonas (hoje

conhecida como margem Equatorial) e, (b) Região Leste-Sudeste, estendendo-se da bacia de

Pelotas até a de Pernambuco-Paraíba (hoje conhecida como margem Leste).

No Norte, os possíveis prolongamentos de cadeias nas zonas de fratura equatoriais e a

deformação de parte do prisma estratigráfico mesozóico sugerem falhamentos transformantes

nos estágios iniciais do desenvolvimento das bacias. Os falhamentos normal e transformante,

mesmo quando contemporâneos, podem ser concebidos como o resultado de um sistema de

cisalhamento ao longo de zonas de fratura equatoriais, com movimentos convergentes (bacia

do Ceará), divergentes (bacia Potiguar), e paralelos (bacia de Barreirinhas). Já ao longo da

margem Leste, ocorrem predominantemente falhamentos normais.

Segundo Chang et al. (1992), a estratigrafia das bacias da margem Leste pode ser

dividida em cinco megassequências (Figura 3.1): Continental, Transicional Evaporítica,

Plataforma Carbonática Rasa, Marinha Transgressiva, e Marinha Regressiva. Destas, as duas

últimas são relacionadas a ciclos eustáticos de margem passiva.

Megassequência Continental —Figueiredo (1981, apud CHANG et al., 1992),

caracteriza, ainda na megassequência Continental, três diferentes associações de fácies e

estilos estruturais, denominadas, da base para o topo: Sin-rifte I, Sin-rifte II e Sin-rifte III.

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Sin-rifte I—A sequência Sin-rifte I consiste em sedimentos do Neojurássico,

depositados em uma larga depressão conhecida como depressão Afro-Brasileira (PONTE et

al., 1971; ESTRELLA, 1972, apud CHANG et al., 1992). Essa depressão foi preenchida

rapidamente por complexos pacotes de depósitos fluviais e de leques aluviais, além de

pequena quantidade de evaporitos, depositados localmente em ambiente de “playa-lake”.

Arenitos de origem eólica também são comuns nessa sequência. Remanescentes erosivos

desses sedimentos estão preservados nas bacias de Camamu-Almada, Recôncavo-Tucano,

Jatobá e Sergipe-Alagoas. Vale registrar que esta sequência, por ser pouco afetada por

falhamentos, foi originalmente considerada Pré-rifte por Ponte e Asmus (1978).

Sin-rifte II—Durante o Neocomiano (andares locais Rio da Serra e Aratu), a distensão

crustal acelerada gerou uma série de meio-grábens ao longo de toda margem Leste. Ao norte

(bacias do Recôncavo, Tucano e Sergipe-Alagoas), lagos profundos com coluna d’água

estratificada foram formados e preenchidos por folhelhos ricos em matéria orgânica e

turbiditos associados a clásticos flúvio-deltaicos. Ao sul (principalmente, as bacias de Santos

e Campos), o vulcanismo foi bastante ativo. Os lagos tornaram-se progressivamente mais

rasos e os eventos vulcânicos menos marcantes, com a sedimentação caracterizada por

depósitos lacustres de textura fina associados a clásticos vulcânicos.

Sin-rifte III—Durante o Barremiano (andares locais Buracica e Jiquiá), rochas

carbonáticas compostas por biválvios e ostracodes foram acumuladas em altos estruturais, e

sedimentos flúvio-deltaicos e lacustres foram depositados nos baixos adjacentes. Essas

sequências contêm espessos pacotes ricos em matéria orgânica, que representam períodos de

nível de lago alto em sentido ao topo. A salinidade dos lagos da sequência Sin-rifte III

aumenta gradualmente, chegando quase a níveis normais de água do mar.

Megassequência Transicional Evaporítica —Na maior parte das bacias marginais, a

Megassequência Continental é coberta por sedimentos aptianos (localmente Andar Alagoas)

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da Megassequência Transicional. A separação dessas duas megassequências é marcada por

uma discordância angular (discordância "pré-Aptiano Superior" (sic) segundo Dias, 2004)

evidente; que caracterizaria a peneplanização da topografia do rifte ao final dessa fase.

Localmente esta discordância foi coberta por uma cunha relativamente delgada de clásticos

derivados das terras altas adjacentes, sendo gradualmente inundada por água salgada

proveniente do oceano localizado a sul. A progressiva transgressão resultou no

desenvolvimento de estreito e restrito mar ao longo da margem Leste (norte da bacia de

Pelotas até bacia de Sergipe-Alagoas), resultando na deposição de espessas camadas de

evaporitos.

Megassequência Carbonática de Plataforma Rasa — Durante o Albiano, a abertura

gradual da estreita passagem marinha fez com que os evaporitos aptianos fossem sucedidos

por uma plataforma carbonática de alta energia em situações de águas rasas, e calcilutitos em

águas profundas. Ao longo da antiga linha de costa albiana, sistemas clásticos do tipo "fan-

delta" se desenvolveram, intercalando-se com os sedimentos carbonáticos. O modelo

desenvolvido por Spadini et al. (1988, apud CHANG et al., 1992) para esta sequência é de

uma rampa carbonática típica, deformada pela halocinese que controlou a distribuição de

fácies dos carbonatos de água rasa e, especialmente, os bancos de oólitos e oncolitos.

Megassequência Marinha Transgressiva— Ao final do Albiano, o gradual

afundamento da bacia, acompanhado de transgressão marinha, resultou no afogamento da

plataforma carbonática de alta energia (CHANG et al., 1988) e na deposição de sequências de

baixa energia, representadas por calcilutitos ritmicamente estratificados, margas e folhelhos

com conteúdo calcífero e planctônico. Ao final do Albiano – início do Cenomaniano,

condições batiais já tinham sido estabelecidas na bacia (DIAS-BRITO, 1987;

KOUTSOUKOS e DIAS-BRITO, 1987, apud CHANG et al., 1992). A sedimentação

turbidítica arenosa está presente nessa sequência ao longo de toda a margem, sendo mais bem

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estudada na bacia de Campos. Foram identificados dois modelos de ocorrência deste tipo de

sedimentação episódica: canalizada, controlada pela tectônica do sal; e, em lençol, que pode

gerar corpos contínuos de 250 km² (BARROS et al., 1982, apud CHANG et al., 1992).

Megassequência Marinha Regressiva. —A sedimentação de margem passiva no

cenozóico passa a apresentar um caráter regressivo, caracterizado pela configuração típica do

offlap, através de sucessivas sequências formadas por sedimentos depositados em ambientes

flúvio-deltaicos, com ocorrência de leques deltaicos e plataformas (siliciclásticas e

carbonáticas). Em algumas áreas, o padrão progradacional pode ser substituído por um padrão

agradacional vertical, refletindo bioconstruções carbonáticas de alta energia. A parte sul da

margem brasileira foi dominada por sistemas siliciclásticos, enquanto ao norte as plataformas

carbonáticas foram mais bem desenvolvidas.

Figura 3.1. Reconstruções paleogeográficas das sequências Sin-rifte e MegasequênciasPós-rifte, Evaporítica Transicional e Plataforma carbonática rasa (CHANG et al., 1992).

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A Figura 3.2, modificada de Chang et al. (1992), apresenta seções geológicas de bacias

meso-cenozóicas ao longo da margem leste brasileira. De maneira geral, as principais

diferenças entre as bacias dizem respeito a:

(a) variação da espessura e tipo de sedimentação da Fase Rifte;

(b) deformação halocinética diferenciada em função das fisiografias distintas do

substrato pré-sal, e da variação do aporte sedimentar ao longo da margem e;

(c) taxas de acomodação sedimentar diferenciadas para a seção da Fase Pós-rifte,

especialmente na seção cretácea.

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Cabe destacar aqui que, na análise do desenvolvimento dos riftes brasileiros, há uma

corrente de autores (e. g. , DIAS, 1991, MAGNAVITA, 1992) que seguem a classificação

tectono-sedimentar proposta por Asmus e Porto (1980, apud BUENO, 2004), onde o início da

Fase Rifte coincide com a sequência deposicional lacustre, e outra corrente (e. g., CHANG et

al., 1998), que considera seu início já durante a época de acumulação da Megassequência

Continental (Sin-rifte I, cf. CHANG et al., 1992).

Cainelli e Mohriak (1999), ao abordar a evolução geodinâmica do Atlântico Sul em sua

margem divergente, definem cinco principais fases evolutivas (Figura 3.3), com diferentes

padrões de tectônica e sedimentação.

A primeira fase (Figura 3.3a) estaria relacionada aos processos iniciais da separação

entre os continentes sulamericano e africano, apresentando soerguimentos localizados e falhas

incipientes. O início da segunda fase (Figura 3.3b) é caracterizado por um aumento do

estiramento litosférico, coincidindo com extrusão de lavas basálticas e atividade de falhas

crustais, resultando na formação de semigrábens preenchidos por sedimentos continentais

lacustres (Neocomiano–Barremiano). Ao final da segunda fase, há um novo aumento da

extensão litosférica, que é marcada por grandes falhas que rotacionam os blocos de rifte

anteriormente formados, sendo então cobertos por sedimentos menos rotacionados. A origem

da crosta oceânica, provavelmente no final dos episódios de rifteamento, está relacionada à

Dorsal Mesoatlântica. Em algumas bacias, estas primeiras manifestações de espalhamento

oceânico estão associadas a vulcanismo subaéreo, responsável pela formação de seaward-

dipping reflectors (HINZ, 1981; MUTTER, 1982; MUTTER et al., 1985; MOHRIAK et al.,

1998; apud CAINELLI e MOHRIAK, 1999).

A terceira fase (Figura 3.3c) compreenderia episódios de magmatismo continental e

oceânico, reativação de grandes falhas e erosão de blocos de rifte, formando uma discordância

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regional (breakup unconformity), e separando ambientes de deposição tipicamente continental

(lacustre e fluvial) de ambientes transicionais e marinhos (Figura 3.3d).

Sobre essa discordância angular algumas bacias registram uma espessura significativa

de sedimentos aptianos, pouco afetados por falhas, que constituem uma sequência sedimentar

do estágio final de rifte e que localmente podem dar origem a rochas geradoras e reservatórios

de hidrocarbonetos.

Em síntese, esta fase, interpretada por Henry et al. (1995) como preenchimento tipo sag

basin, corresponderia à deposição terrígena e carbonática aptiana, com incursões marinhas

localizadas e deposição de rochas geradoras de hidrocarbonetos, que culminou com a

deposição de evaporitos (sais) no topo da sequência.

Os evaporitos foram depositados sobre uma proeminente discordância causada por um

soerguimento regional após a fase Rifte, cuja continuidade pode ser observada ao longo de

toda margem Leste brasileira.

O principal componente desta sequência evaporítica é a halita, que constitui cerca de

80% dos sais presentes. A aniditra e sais complexos, especialmente taquiditra e carnalita,

intercalam-se com a halita, formando ciclos bem definidos (GAMBOA et al., 2008).

A magnitude da espessura desta sequência de evaporitos pode chegar até 2.500 m em

locais com baixa deformação na bacia de Santos. A previsão de tempo para a deposição de

toda a seqüência é entre 400 e 600 ka. As taxas de deposição de cada ciclo são bastante

variáveis em função da quantidade de cada tipo de evaporito (FREITAS, 2006).

O desenvolvimento desta bacia evaporítica aptiana está associado a um clima árido e a

periódicas transgressões marinhas que invadiram esta região, estendendo-se desde a Bacia de

Santos até a Bacia de Sergipe-Alagoas (PONTE e ASMUS, 1978).

A quarta fase (Figura 3.3d) corresponde à efetivação do centro de espalhamento

oceânico e o início da deriva continental.

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A fase seguinte, quinta fase de Cainelli e Mohriak (1999), se iniciaria com a deposição

de carbonatos plataformais albianos, progressivamente substituídos por sequências terrígenas

(sedimentos marinhos de águas profundas). Esta última sedimentação deveu-se a um aumento

de paleobatimetria no Cenomaniano e Turoniano, aumentando o espaço para acomodação e o

afluxo de sedimentos Pós-rifte (Figura 3.3e).

Ainda de acordo com Cainelli e Mohriak (1999), esta quinta fase foi subdividida com

base nas diferenças existentes entre os registros do Cretáceo e do Terciário. Do ponto de vista

deposicional, no Eocretáceo predominam seções carbonático-terrígenas, enquanto no

Neocretáceo ocorre subsidência pronunciada, associada a uma maior taxa de subsidência

termal que condicionou o aprofundamento da bacia e a predominância de sedimentos pelíticos

e/ou de hiatos deposicionais (e.g., bacia de Campos), ou a acumulação de espessas cunhas

areno-pelíticas (e.g., bacia de Santos). A diferença deve-se ao soerguimento pronunciado da

proto Serra do Mar, na contraparte continental da bacia de Santos, e à subsidência

relativamente maior nesta bacia, relativa ao resfriamento e à subsidência subseqüentes ao

soerguimento de isotermas causado pela pluma de Tristão da Cunha. Nesse caso, infere-se que

soerguimentos transientes associados a plumas do manto tenham induzido a uma menor

subsidência mecânica na Fase Rifte e, em consequência, a uma maior subsidência termal no

início da Fase Pós-rifte.

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Figura 3.3. Modelo geodinâmico esquemático da margem continental divergente. A descrição sobre evolução geotectônica, representada pelas letras a, b, c, d, e, estão descritas no texto (CAINELLI e MOHRIAK, 1999).

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3.2 Bacias da Margem Leste Meridional

As bacias marítimas de Pelotas, Santos, Campos e Espírito Santo (Figura 3.4) estão

localizadas na margem Leste Meridional brasileira. Em função de similaridades na evolução

tectonossedimentar, as três últimas apresentam sistemas petrolíferos análogos. Alguns autores

como Pereira e Macedo (1990) e Mello et al. (2002) tratam-nas como uma única província

petrolífera.

Figura 3.4 Mapa de localização das bacias sedimentares da margem Leste Meridional brasileira. O polígono irregular em azul, bordejado por linhas pontilhadas em azul, representa as rochas reservatórios do “Pré-sal”, segundo Estrella, 2008. A linha em vermelho define o limite Leste dos evaporitos; a linha azul escuro, o limite oeste do “SAG Carbonático”. Os limites das bacias são representados pelas linhas pretas pontilhadas e os polígonos regulares coloridos representam os blocos exploratórios sob concessão (fontes: BDEP, Nov. 2009 e ESTRELLA, 2008).

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Estas bacias, assim como outras bacias da margem brasileira e do oeste africano, foram

formadas no Cretáceo Inferior, durante o rompimento do continente Gondwana.

Como todas as bacias de margem passiva atlântica, a história geológica pode ser

dividida em três principais fases: Rifte, Transição (ou Evaporítica) e Margem Passiva. No que

diz respeito à Fase Rifte, merece atenção a parte superior do rifte, denominada de Sag,

caracterizada como por uma relativa quiescência tectônica, onde predomina a flexura termal

da crosta (Figura 3.5).

De uma maneira geral, a correlação entre as colunas estratigráficas destas bacias aponta

para uma evolução sedimentar e tectônica praticamente semelhante até o Campaniano. As

principais diferenças referem-se às condições tectonossedimentar locais. Dentre elas,

podemos destacar a ocorrência de enorme cunha clástica progradacional no final do Cretáceo

na bacia de Santos (Formação Juréia).

Outra grande diferença evolutiva diz respeito à presença de derrames de basaltos e

rochas vulcanoclásticas cobrindo partes das bacias de Santos e de Campos, durante o

estabelecimento dos riftes no Neocomiano, enquanto na bacia do Espírito Santos observa-se

sequência sedimentar continental abrangendo o Neocomiano ao Barremiano.

No que diz respeito a acumulações de hidrocarbonetos observa-se que, nestas bacias da

margem Meridional, os evaporitos desempenharam um papel importante para estas

ocorrências.

Se por um lado, a tectônica salífera controlou a migração e distribuição de

hidrocarbonetos para os reservatórios pós-sal (carbonatos albianos e siliciclásticos do

Cretáceo Superior) por meio de falhas lístricas; a movimentação do sal subjacente resultou

numa série de trapas combinadas, estratigráficas e estruturais, onde estão localizados vários

campos de hidrocarbonetos (Figueiredo e Mohriak, 1984). Algumas destas situações,

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correspondem a plays associados a reservatórios subsal alóctone, como por exemplo, na

região de águas profundas da Bacia do Espírito Santo.

Por outro, reservatórios carbonáticos (barremianos / aptianos) ocorrem no intervalo

“Pré-sal”, por exemplo, em águas ultraprofundas da bacia de Santos, abaixo de grande

espessura de sal estratificado autóctone e dobrado por compressão regional.

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3.2.1 Bacia de Santos

A bacia de Santos, totalmente imersa, está localizada na porção sudeste da margem

continental brasileira, em frente aos estados do Rio de Janeiro, São Paulo, Paraná e Santa

Catarina (figuras 3.4 e 3.6). A área total da bacia é de aproximadamente 272.000 km², até a

cota batimétrica de 3.000 m. Ela figura entre as maiores bacias sedimentares do Brasil.

Limita-se a sul pelo “Alto de Florianópolis, que a separa da bacia de Pelotas, e seu limite

norte ocorre através do “Alto de Cabo Frio”, que a separa da Bacia de Campos.

Figura 3.6. Mapa de localização dos limites da bacia de Santos. Os polígonos coloridos representam blocos e campos em concessão, a linha em marrom pontilhada define os limites geológicos da bacia. (fonte: ANP/BDEP, fev. 2010).

Com uma espessura sedimentar superior a 10.000 metros, a bacia representa uma das

maiores depressões da margem continental brasileira. A coluna estratigráfica da bacia de

Santos foi inicialmente definida na década de 1970. Pereira e Feijó (1994), com poucos poços

disponíveis, estabeleceram um arcabouço cronoestratigráfico em termos de sequências

deposicionais.

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O arcabouço estratigráfico da bacia de Santos (Figura 3.7) compreende três

supersequências, correspondendo genericamente às fases Rifte, Pós-rifte (ou Transicional) e

Drifte, conforme Moreira et al. (2007)

A mais antiga, corresponde à Supersequência Rifte e compreende as antigas formações

Camboriú e Guaratiba de Pereira e Feijó (1994). Moreira et al. (2007), na atualização do

arcabouço estratigráfico da bacia, elevam a antiga Formação Guaratiba à categoria de grupo,

sendo composto por cinco formações, das quais três estão inseridas na Fase Rifte (formações

Camboriú, Piçarras e Itapema).

A Formação Camboriú, de idade hauteriviana, é constituída por derrames de basaltos,

sobre os quais se assenta a Formação Piçarras, do Barremiano, representada por

conglomerados e arenitos polimíticos constituídos de fragmentos de basalto, quartzo,

feldspato, nas porções proximais, e por arenitos, siltitos e folhelhos de composição

talcoestevensítica nas porções lacustres. Já a Formação Itapema caracteriza-se por apresentar

intercalações de calcirruditos e folhelhos escuros. Os calcirruditos, informalmente

denominados de “sequência das coquinas” na bacia de Campos, são constituídos por

fragmentos de conchas de pelecípodes que frequentemente encontram-se dolomitizados e/ou

silicificados. Nas porções mais distais ocorrem folhelhos escuros, ricos em matéria orgânica,

que se constituem no potencial gerador (cf. MELLO et al., 1995), como acontece em outras

bacias da margem Leste brasileira.

A Supersequência Rifte é recoberta por uma Supersequência Pós-rifte (ou Transicional),

segundo Moreira et al. (2007), depositada em paleoambiente entre continental e marinho raso

bastante estressante, correspondendo às formações Barra Velha e Ariri, ambas do grupo

Guaratiba.

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Figura 3.7. Colunas estratigráficas da bacia de Santos (fonte: MOREIRA et al., 2007).

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A Formação Barra Velha, subdividida em duas sequências , inferior e superior, tem seu

limite inferior dado pela discordância conhecida como “Pré-Alagoas” (cf. MOREIRA et al.,

2007). A sequência inferior, do início do Aptiano, caracteriza-se pela deposição de calcários

microbiais, estromatólitos e laminitos nas porções proximais e folhelhos nas porções distais.

Ocorrem também grainstones e packstones compostos por fragmentos dos estromatólitos e

bioclástos (ostracodes) associados. Já na sequência superior, final do Aptiano, há ocorrência

de calcários estromatolíticos e laminitos microbiais, localmente dolomitizados.

O limite entre essas sequências é dado por uma discordância de caráter regional

(discordância "IntraAlagoas", (sic) cf. MOREIRA et al., 2007), caracterizada por um refletor

sísmico de forte impedância acústica positiva.

Sobreposta à Formação Barra Velha ocorre a deposição de evaporitos, compostos

principalmente por halita e anidrita da Formação Ariri, do final do Aptiano.

A Supersequência Drifte (cf. MOREIRA et al., 2007) está associada à subsidência

térmica da bacia com tectônica adiastrófica associada, sendo constituída por sedimentos

marinhos, depositados do Albiano ao Recente. Esta supersequência é subdividida em três

sequências: Marinho Raso (plataforma carbonática), Marinho Aberto Transgressivo e

Marinho Aberto Regressivo.

Em relação ao sistema petrolífero10 da bacia de Santos (Figura 3.8), restrito à

configuração subsal (intervalo“Pré-sal”), objeto deste trabalho, teriam como rochas geradoras

potenciais, folhelhos negros ricos em matéria orgânica, intercalados com carbonatos,

depositados em paleoambiente lacustre (formações Itapema e Piçarras do Grupo Guaratiba) e;

como reservatórios, carbonatos das formações Itapema (coquinas) e Barra Velha

(microbialitos), ambos do Grupo Guaratiba, podendo ainda ocorrer em rochas siliciclásticas

10Sistema petrolífero é definido como um sistema natural de hidrocarbonetos fluidos que engloba a cozinha de geração (volume de rocha geradora ativa), todo óleo e gás gerado por esta, as rochas reservatório, os selos, a sobrecarga sedimentar, além dos processos formadores de armadilha e de geração-migração-acumulação.

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(Formação Piçarras) e basaltos fraturados (Formação Camboriú). A migração de

hidrocarbonetos gerados na seção rifte deu-se através de contato direto entre as rochas

geradoras e as rochas reservatórios da seção rifte. Já a presença de extensa camada de sal

(Formação Ariri) sobreposta, provavelmente foi responsável por um selante quase perfeito

para este sistema petrolífero.

Figura 3.8. Carta de eventos do sistema petrolífero, configuração subsal, da bacia de Santos (modificada de CHANG et al., 2008). Observar que a partir do tempo geológico Cenozóico, a escala encontra-se reduzida.

3.2.2 Bacia de Campos

A bacia de Campos, situada no litoral dos estados do Rio de Janeiro e do Espírito Santo

(figuras 3.4 e 3.9), abrange uma área total aproximada de 102.000 km2, da qual 6.500 Km2

são em terra e 95.500 Km² são em mar até a cota batimétrica de 3.000 m. Limita-se ao sul

pelo “Alto de Cabo Frio”, que a separa da bacia de Santos; e ao norte pelo “Alto de Vitória”

que constitui o limite com a bacia do Espírito Santo.

Genericamente, o arcabouço estratigráfico (Figura 3.10) da bacia de Campos, segundo

Winter et al. (2007), pode ser dividido em três Supersequências: Rifte, Pós-rifte e Drifte,

associadas a diferentes fases de desenvolvimento da bacia.

Cen. Tu Co Sa Camp Maas P N

Rocha Fonte

Reservatório

Selo

Soterramento

Formação deTrapas

Geração / Migração

1 formações Itapema e Piçarras (Grupo Guaratiba) 4 Formação Ariri (Grupo Guaratiba)2 Formação Camboriú (Grupo Guaratiba) 5 Seção Rifte + Pós-Rifte3 formações Piçarras, Itapema e Barra Velha (Grupo Guaratiba) 6 Altos estruturais do rifte

13

45

Tempo Geológico/Eventos

Sistemas PetrolíferosBarremiano AptianoHauteriviano

MesozóicoK

CenozóicoTer

Albiano

2

67

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26

Assim como as demais bacias da margem Leste que contêm sequências de evaporitos,

caracteriza-se por apresentar dois estilos tectônicos bem distintos: uma tectônica diastrófica,

que afeta os sedimentos da Fase Rifte (Supersequência Rifte sensu WINTER et al, 2007), e

uma tectônica adiastrófica, relacionada à halocinese, que atua sobre os sedimentos da Fase

Transicional (Supersequência Pós-rifte sensu WINTER et al, 2007) e Drifte. Uma importante

discordância, conhecida como discordância “pré-neo-Alagoas” (cf. WINTER et al., 2007), de

idade aptiana, separa estes padrões tectônicos.

Figura 3.9. Mapa de localização dos limites da bacia de Campos. Os polígonos coloridos representam blocos e campos em concessão, a linha em marrom pontilhada define os limites geológicos da bacia. (fonte: ANP/BDEP, fev. 2010).

O padrão tectônico desta Fase Pós-rifte é caracterizado principalmente por falhas

relacionadas a fluxo de sal, de geometria lístrica, com anticlinais e calhas associadas, domos e

diápiros de sal e estruturas geneticamente relacionadas. Algumas reativações de falhas

do embasamento também afetam os sedimentos das fases Transicional e Drifte.

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Figura 3.10. Colunas estratigráficas da bacia de Campos (fonte: WINTER et al., 2007).

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A Supersequência Rifte, Neocomiana, de origem continental, é composta de basaltos da

Formação Cabiúnas (sensu RANGEL et al., 1994), além de expressiva quantidade de

sedimentos siliciclásticos e carbonáticos (principalmente coquinas) da porção inferior do

grupo Lagoa Feia, conforme Winter et al. (2007).

Essa porção inferior é representada pelas formações Itabapoana e Atafona, (cf.

WINTER et al., 2007) e Formação Coqueiros (cf. RANGEL et al., 1994), todas pertencentes

ao atual Grupo Lagoa Feia, antiga Formação Lagoa Feia.

A Formação Coqueiros, porção intermediária do Grupo Lagoa Feia, caracteriza-se por

intercalações de camadas de folhelhos e carbonatos lacustres compostos, predominantemente,

por moluscos bivalves. Estes depósitos de conchas chegam a formar espessas camadas

porosas, acima de 100 m, denominadas barras de coquinas. Os pacotes de coquinas porosas

foram depositados em ambiente de alta energia e se constituem em reservatórios produtores

de petróleo.

A Supersequência Pós-rifte de Winter et al. (2007), limitada na base pela discordância

“pré-neo-Alagoas”, é constituída pelas formações Itabapoana (conglomerados da parte

superior), Gargaú, Macabu e Retiro, todas do Grupo Lagoa Feia, das quais apenas esta última

(Formação Retiro) já havia sido definida por Rangel et al. (1994).

Esta Supersequência, caracterizada por um paleoambiente transicional, de uma maneira

geral é representada por uma espessa seção de clásticos, que passam lateralmente para uma

sedimentação carbonática, nas porções mais distais da bacia, sendo coberta por um pacote de

depósitos evaporíticos (Formação Retiro) do final do Aptiano.

A Formação Gargaú está representada predominantemente por rochas lutíticas, tais

como folhelhos, siltitos e margas, intercalados por arenitos e calcilutitos, que gradam

distalmente para os calcários da Formação Macabu. Já a Formação Macabu está representada

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essencialmente por calcários (estromatólitos e laminitos microbiais) depositados em

paleoambiente subaquoso árido e raso.

O topo desta Supersequência é marcado por espesso pacote evaporítico (Formação

Retiro), composto essencialmente por anidrita e halita, depositado em paleoambiente marinho,

tectonicamente calmo e climaticamente severo (árido e semi-árido).

A Supersequência Drifte (cf. WINTER et al., 2007), compreende os sedimentos

marinhos depositados sob um regime de subsidência térmica associada a tectonismo

adiastrófico. Assim como na bacia de Santos, esta supersequência é subdividida em 3

principais paleoambientes deposicionais: Marinho Raso (plataforma carbonática rasa),

Marinho Aberto Transgressivo e Marinho Aberto Regressivo. A dispersão e acumulação dos

sedimentos nesta supersequência foi fortemente afetada por halocinese.

Quanto aos elementos essenciais e processos formadores de acumulações de petróleo na

bacia de Campos (Figura 3.11), restrito à configuração subsal (intervalo“Pré-sal”), objeto

deste trabalho, temos como rochas geradoras potenciais, folhelhos negros ricos em matéria

orgânica, intercalados com carbonatos, depositados em ambiente lacustre (formações Atafona

e Coqueiros do Grupo Lagoa Feia) e; como reservatórios, carbonatos das formações

Coqueiros (coquinas) e Macabu (microbialitos), ambos do Grupo Lagoa Feia, podendo ainda

ocorrer em rochas siliciclásticas (Formação Itabapoana) e basaltos fraturados (Formação

Cabiúnas). Semelhante a bacia de Santos, a presença de extensa camada de sal (Formação

Retiro) sobreposta, representa um selante quase perfeito para o sistema petrolífero presente.

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Figura 3.11. Carta de eventos do sistema petrolífero, configuração subsal, da bacia de Campos (modificada de GUARDADO et al., 2000). Observar que a partir do tempo geológico Cenozóico, a escala encontra-se reduzida.

3.2.3 Bacia do Espírito Santo

A bacia do Espírito Santo localiza-se desde o sul do Estado da Bahia até o centro-sul do

Estado do Espírito Santo (figuras 3.4 e 3.12). Apresenta uma área de 41.500 km2, dos quais

3.000 km2 em terra. Ao sul, o limite com a bacia de Campos é definido pelo “Alto de Vitória”

e a norte com a bacia de Mucuri.

Segundo França et al. (2007) a evolução tectonossedimentar da bacia, assim como as

demais bacias da margem Leste brasileira, é representada por três Supersequências principais,

conhecidas como Rifte (Neocomiano ao início do Aptiano), Pós-rifte (final do Aptiano) e

Drifte (Albiano ao Recente).

A primeira coluna estratigráfica formal da bacia do Espírito Santo foi apresentada por

Asmus et al. (1971, apud FRANÇA et al., 2007). Trabalho recente de França et al. (2007)

apresenta uma revisão do arcabouço cronoestratigráfico desta bacia (Figura 3.13). Todavia,

diferente do ocorrido nas bacias de Santos e Campos, os autores mantiveram a versão de

Vieira et al. (1994).

Durante a Fase Rifte (Supersequência Rifte, sensu FRANÇA et al., 2007) o estiramento

crustal resultou na formação de falhamentos normais de direção aproximada N-S, que

produziram horstes e meio-grábens, limitados no topo por uma discordância regional pré-

aptiana. Nesta época, o paleoambiente predominante era lacustre com contribuição fluvial e

Cen. Tu Co Sa Camp Maas P N

Rocha Fonte

Reservatório

Selo

Soterramento

Formação deTrapas

Geração / Migração

1 formações Atafona e Coqueiros (Grupo Lagoa Feia) 4 Formação Retiro (Grupo Lagoa Feia)2 Formação Cabiúnas 5 Seção Rifte + Pós-Rifte3 formações Coqueiros e Macabu; Itabapoana (Grupo Lagoa Feia) 6 Altos estruturais do rifte

5

Mesozóico Cenozóico Tempo Geológico/Eventos

Sistemas PetrolíferosK Ter

Hauteriviano Barremiano Aptiano Albiano

67

12 3

4

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31

aluvial nas bordas dos falhamentos. Nesta fase, também são reconhecidas intercalações de

rochas vulcânicas (Formação Cabiúnas).

Figura 3.12. Mapa de localização dos limites (linhas pontilhadas) da bacia do Espírito Santo. Os polígonos coloridos representam blocos e campos em concessão, a linha em marrom pontilhada define os limites geológicos da bacia. (fonte: ANP/BDEP, fev. 2010).

O preenchimento sedimentar, típico de ambiente continental, deu-se por arenitos e

conglomerados (Membro Jaguaré), intercaldos por folhelhos, calcários (coquinas) e margas

(Membro Sernambi). Estas rochas representam a Formação Cricaré, que, em parte, pode ser

correlacionada com os grupos Lagoa Feia (bacia de Campos) e Guaratiba (bacia de Santos).

A Supersequência Transicional (Pós-rifte, sensu FRANÇA et al., 2007) é representada

por sedimentos siliciclásticos (Membro Mucuri) e evaporíticos (Membro. Itaúnas) da

Formação Mariricu, registro das primeiras incursões marinhas na bacia.

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Figura 3.13. Colunas estratigráficas da bacia do Espírito Santo (FRANÇA et al., 2007).

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Os sedimentos desta fase possuem ampla distribuição lateral, assentando-se

discordantemente sobre o embasamento Pré-cambriano ou sobre a Formação Cricaré. Os

falhamentos lístricos, de direção aproximada N-S, produziram blocos escalonados para leste.

Durante a Fase Drifte (Supersequência Drifte sensu FRANÇA et al., 2007), uma grande

cunha sedimentar marinha, composta de rochas siliciclásticas e carbonáticas, preencheu esta

bacia.

Esta Supersequência pode ser dividida em uma seção marinha transgressiva,

representada pelo Grupo Barra Nova, final do Albiano – início do Cenomaniano, e uma seção

marinha transgressiva-regressiva, representada pelo Grupo Espírito Santo, Cenomaniano ao

Recente.

A bacia do Espírito Santo difere da bacia de Campos por apresentar na sua Fase Rifte

(pré-evaporítica), pelo menos na parte rasa mais conhecida, predominância de sedimentos

clásticos grossos, com poucos folhelhos lacustres (folhelhos geradores). Entretanto, supõe-se

que depósitos mais espessos desta litologia possam ocorrer nas partes distais da bacia.

Em relação ao provável sistema petrolífero da bacia do Espírito Santo (Figura 3.14),

restrito à configuração subsal (intervalo “Pré-sal”), objeto deste trabalho, teria como rocha

geradora potencial, folhelhos ricos em matéria orgânica, depositados em ambiente lacustre

salino (Membro Sernambi da Formação Cricaré) e; como reservatórios, carbonatos (coquinas)

também do Membro Sernambi, rochas siliciclásticas (Membro Jaguaré da Formação Cricaré

e; membro Mucuri da Formação Mariricu).

Da mesma forma que as bacias descritas anteriormente, a migração de hidrocarbonetos

gerados na seção rifte pode se dar através do contato direto entre as rochas geradoras e

reservatórios da seção rifte. Já a presença de extensa camada de sal (Membro Itaúnas da

Formação Mariricu) sobreposta, provavelmente pode ser um selante para este sistema

petrolífero.

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Figura 3.14. Carta de eventos do sistema petrolífero, configuração subsal, da bacia do Espírito Santo (adaptado de MELLO et al., 1995). Observar que a partir do tempo geológico Cenozóico, a escala encontra-se reduzida.

Cen. Tu Co Sa Camp Maas P N

Rocha Fonte

2 3 4 Reservatório

Selo

Soterramento

Formação deTrapas

Geração / Migração

1 Membro Sernambi (Formação Cricaré) 4 Membro Mucuri (Formação Mariricu) 7 Altos estruturais do rifte2 Membro Jaguaré (Formação Cricaré) 5 Membro Itaúnas (Formação Mariricu)3 Membro Sernambi (Formação Cricaré) 6 Seção Rifte + Pós-Rifte

8

6

Tempo Geológico/Eventos

Sistemas PetrolíferosK Ter

Hauteriviano Barremiano Aptiano Albiano

5

7

1

Mesozóico Cenozóico

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4 O ANDAR ALAGOAS

Conceitualmente, o Cretáceo (creta, calcário em Latim) trata de um sistema geológico

cujos terrenos ocorrem no entorno da bacia de Paris e estendem-se pela Europa, originalmente

definidos por Omalius d´Halloy, em 1822, como uma sucessão de calcários com tufas,

arenitos e argilitos.

Desde então, a evolução do conceito cronoestratigráfico do sistema envolveu a

concepção de 12 andares definidos originalmente com base em biozonas de amonóides, que

são: Berriasiano, Valanginiano, Hauteriviano, Barremiano, Aptiano, Albiano, Cenomaniano,

Turoniano, Coniaciano, Santoniano, Campaniano e Maastrichtiano, os quais foram

subdivididos em duas séries (Cretáceo Inferior e Cretáceo Superior), muito embora haja

referência a uma série informal mediana (“Cretáceo médio”).

O Cretáceo Inferior (Figura 4.1) contém os andares do Berriasiano ao Albiano, ou o

Neocomiano, considerado informalmente envolvendo os andares do Berresiano ao

Hauteriviano. Dentre esses andares, o Aptiano trata do intervalo de maior interesse do

presente estudo por envolver a grande parte do andar local Alagoas, que ainda contém parte

inferior do andar Albiano, e parte superior do andar local Jiquiá, que se superpõe à base do

Andar Aptiano em sua parte superior (q.v. REGALI e VIANA, 1989).

O limite Aptiano/Albiano, em depósitos de águas profundas da província Tetiana, é

caracterizado por fácies argilosas ricas em matéria orgânica e que contêm elevados valores

isotópicos de C (δ 13C), conhecidos como o conjunto de eventos OAE1b11 (Urbino, Paquier e

11 Os eventos anóxicos oceânicos (OAE - Oceanic Anoxic Events) consistem em episódios globais de deposição e preservação do carbono orgânico, em função de variações nas condições oceânicas (por exemplo: redução do nível de oxigenação e aumento do nível do mar) associadas às mudanças ambientais em curtos períodos de tempo e que estão relacionadas às variações do ciclo global de carbono. (ARTHUR et al., 1979). Schlanger e Jenkyns (1976) propuseram que o primeiro evento anóxico subdividiu-se em 3 subeventos: no Aptiano (OAE1a), no limite Aptiano/Albiano (OAE1b) e, no Albiano/Cenomaniano (OAE1c). O OAE 1b é constituído pelo conjunto de eventos: Urbino (início do Albiano 110,9–110,6 Ma), Paquier (início do Albiano 112,0–111,6 Ma) e, Jacob (final do Aptiano 113,6–113,2 Ma).

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Jacob). Em um conjunto de horizontes destas fácies avaliam-se possíveis limites, estando o

atual estratótipo de limite Aptiano/Albiano de na base o evento médio (Paquier), muito

embora ainda haja discussão sobre horizonte bioestratigráfico mais adequado para correlação

global.

Figura 4.1. Relação entre a cronoestratigrafia internacional com a cronoestratigrafia local e a distribuição dos elementos de datação (fonte: REGALI e VIANA, 1989).

No Brasil, os zoneamentos bioestratigráficos pioneiros, tanto para o Paleozóico quanto

para o Mesozóico-Cenozóico, foram desenvolvidos ao longo da década de 1960 e compilados

por Schaller (1969). Do final da década de 1950 a meados da década de 1960, foram

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desenvolvidos importantes trabalhos sobre as diversificadas e abundantes faunas de

ostracodes não-marinhos das seções riftes das bacias brasileiras.

No Cretáceo Inferior, os andares locais definidos nas bacias sedimentares brasileiras, do

mais velho para o mais novo, são: Rio da Serra, Aratu, Buracica, Jiquiá, (os quais constituem

a Série Recôncavo, aproximadamente equivalente ao Neocomiano), e, por fim, andar local

Alagoas.

O Andar Alagoas foi definido por Schaller (1969) na bacia de Sergipe- Alagoas, onde

englobaria as rochas da porção superior da Formação Coqueiro Seco, das formações Ponta

Verde e Muribeca, além da base da Formação Riachuelo. O conteúdo fossilífero associado a

este pacote de rochas apresentava, entre outros, palinomorfos pertencentes ao que hoje se

conhece como parte da Biozona Exesipollenites tumulus (P-200 na nomenclatura atual

utilizada na Petrobras), a biozona de ostracodes não marinhos Cytheridea? sp. 201/208 (RT-

011 da Petrobras), a biozona de amonóides Cheloniceras? spp. e a porção inferior da biozona

de foraminíferos Hedbergella washitensis praecursor (F 111.1 da Petrobras).

A Formação Riachuelo consiste numa associação litológica, oscilando em torno de 500

metros, sendo formada por carbonatos, folhelhos, siltitos e arenitos, sobrepostos aos estratos

não-marinhos da Formação Muribeca e sotopostos aos carbonatos da Formação Cotinguiba.

Já a Formação Muribeca, com espessuras variáveis, sendo comuns possanças médias na

ordem de 1000 metros, é constituída por intercalações de folhelhos betuminosos, calcários

laminados, evaporitos, arenitos e conglomerados. A Formação Ponta Verde constitui-se

predominantemente de folhelho cinza-esverdeado, com espessura variando em torno de 200

metros.

Quanto à Formação Coqueiro Seco, é constituída de alternâncias de arenitos, com

granulometria fina a média, contendo níveis grossos a conglomeráticos, folhelhos

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betuminosos a sub-betuminosos e siltitos. A seção mais espessa desta unidade atinge 2000

metros de espessura.

Schaller (1969) definiu o Andar Alagoas como mais velho do que o Albiano e mais

novo do que o andar local Jiquiá. O limite superior do andar foi determinado na porção basal

da Formação Riachuelo (base do marco elétrico conhecido como “12 picos” – critério

litológico). Já o limite inferior do andar estaria posicionado no topo do Andar Jiquiá,

posicionado no topo das zonas de ostracodes definidoras deste andar (critério

bioestratigráfico) em horizonte dentro da Formação Coqueiro Seco.

O trabalho de Dias (1998) apresenta extenso relato histórico e bibliográfico sobre o

Andar Alagoas (e.g REGALI et al., 1974, DIAS-BRITO et al., 1987, ARAI et al., 1989,

REGALI, 1995, REGALI e SANTOS, 1996) concluindo que, apesar do grande esforço

realizado, a definição de um “único” Andar Alagoas (ou de suas subdivisões), baseada

exclusivamente em palinologia e válida para todas as bacias brasileiras, não foi alcançada, e

talvez nem venha a ser, em função das limitações do método anteriormente citadas.

Em síntese, o autor constata que, pelo menos enquanto vigorar o atual estágio de

conhecimento, o caminho a perseguir é na delimitação de algumas áreas, englobando uma ou

algumas bacias, onde as assembléias florísticas que tenham comprovado significado

cronoestratigáfico apresentem características mais homogêneas, e não se tentar extrapolar

para todas as bacias brasileiras as características de uma determinada região.

Outro ponto de grande discussão observado na literatura é a amarração dos andares

definidos nas bacias brasileiras (Dom João, Rio da Serra, Aratu, Buracica, Jiquiá e Alagoas)

com a geocronologia internacional.

No Brasil, costuma-se relacionar o andar Aptiano com o andar (local) Alagoas. Segundo

Gradstein et al. (1994), o Aptiano inicia-se em 121,0 Ma (±1,4 m.a.) e finda-se em 112,2 Ma

(±1,1 m.a.), totalizando cerca de 8,8 m.a. Deste total, 4,0 m.a. pertenceriam ao início do

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Aptiano e os restantes, 4,8 m.a., pertenceriam ao final do Aptiano. Genericamente

corresponde ao intervalo “Transicional” nas bacias da Margem Leste.

Apesar da imprecisão ainda vigente na correlação entre os andares Alagoas e Aptiano,

Dias (1995) propõe a seguinte subdivisão:

(a) “denominou-se de “Andar Alagoas Inferior” o pacote (coquinas e rochas

siliciclásticas associadas) situado entre o topo do Andar Jiquiá e o nível de extinção

da forma T. crisopolensis (Biozona P-230). Este nível de extinção corresponderia à

passagem do Eoaptiano para o Neo-aptiano, segundo Regali e Viana (1989).

Associações fossilíferas indicam que a base do Aptiano se posiciona em algum nível

estratigráfico da porção superior do Andar Jiquiá. Assim, ter-se-ia uma porção basal

do Andar Aptiano mais velha do que o Andar Alagoas”; e

(b) “denominou-se de “Andar Alagoas Superior” o pacote (rochas siliciclásticas,

carbonáticas e evaporíticas) situado acima do nível de extinção da forma T.

crisopolensis. Como a marcação do topo do Andar Alagoas, por Palinologia, ainda é

assunto controverso, assume-se que o topo do andar deve situar-se próximo ao topo

dos evaporitos “Ibura”. Desta maneira, o “Andar Alagoas Superior” deve

corresponder aproximadamente ao “Andar Aptiano Superior”.

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5 O PRÉ-SAL

Conceitualmente, o termo “Pré-sal” que permeia a mídia e até textos técnicos

aproxima-se de uma definição de caráter geológico temporal, que significa o intervalo de

rochas que foi depositado antes de camadas de sal. Neste conceito, os reservatórios que lá

ocorram devem ser considerados simplesmente mais velhos que uma camada de sal autóctone,

em discussão. Tem, portanto caráter geocronológico.

Já o termo subsal, representando um modelo conceitual de acumulação de

hidrocarbonetos (play), significa que a rocha reservatório situa-se estratigraficamente abaixo

de uma camada de sal. Se a camada for autóctone, significa que a rocha reservatório é mais

antiga que ela, mas, se alóctone, não necessariamente. O termo sub-sal tem, portanto caráter

litoestratigráfico e não necessariamente cronoestratigráfico.

A ilustração da Figura 5.1 exemplifica as configurações acima, apresentando duas

seções sísmicas, onde a primeira (A) consiste numa oportunidade exploratória12 em

reservatórios terciários, numa configuração subsal (sal alóctone) na bacia do Espírito Santo, e

a segunda (B) numa oportunidade no “pré-sal” na bacia de Santos, em reservatórios mais

velhos (início do Aptiano) que os evaporitos (sal autóctone).

Neste contexto, o termo “Pré-sal” sensu lato, equivale ao intervalo de tempo das fases

Pré-rifte e Rifte (ou Sin-rifte I, II e III). Assim, a pesquisa do “Pré-sal” pode incluir o início

da exploração sistemática de petróleo no Brasil, na bacia do Recôncavo por exemplo, na

década de 1940.

12 Uma oportunidade exploratória é uma situação geológica que pode envolver vários prospectos em diversos graus de confiabilidade. Já o prospecto é uma acumulação potencial, mapeada por geólogos e geofísicos, onde se estima que exista uma acumulação de óleo e/ou gás natural e que esteja pronta para ser perfurada. Os cinco elementos necessários (geração, migração, reservatório, selo e trapeamento) para que exista a acumulação devem estar presentes.

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41

Figura 5.1. Seções sísmicas ilustrando as configurações pré-sal na bacia de Santos (B), e subsal na bacia do Espírito Santo (A). As camadas de evaporito apresentam-se ilustradas em verde, enquanto os possíveis reservatórios de hidrocarbonetos na cor laranja (fonte: GOMES et al., 2008).

5.1 O ponto de vista exploratório

A pesquisa por reservatórios depositados temporalmente antes e fisicamente abaixo dos

evaporitos da Fase Transicional nas bacias da margem Leste brasileira, iniciou na década de

1960, na bacia de Sergipe-Alagoas, com a descoberta do campo terrestre de Carmópolis, em

1963. Neste campo, os principais reservatórios são os conglomerados da Formação Muribeca

(Membro Carmópolis) e o embasamento cristalino fraturado, trapeados em sistema de blocos

falhados e selados por evaporitos e folhelhos aptianos do Membro Ibura (cf. MILANI e

ARAUJO, 2003).

Nas décadas de 1970 e 1980, com a perfuração de mais de 150 poços em águas rasas

nas bacias de Campos e Espírito Santo (SIMÕES FILHO, 2008), foram descobertas

acumulações em reservatórios carbonáticos (coquinas) atribuídos ao andar Barremiano

(q.v. CASTRO, 2006). Em função do pequeno volume das descobertas, algumas destas

acumulações não resultaram em produção comercial.

Como exemplo de sucesso, ainda em produção, na configuração acima na bacia de

Campos, pode-se citar os campos de Badejo, Pampo, Linguado e Trilha, todos de pequeno e

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42

médio porte13. Nestes campos, reservatórios em coquinas formam sucessões que podem

atingir espessuras máximas de 200 m (média de 100 m) e incluem ciclos de granocrescência

ascendente de 10 a 50 m de espessura, iniciando-se por calcilutitos que gradam verticalmente

para as coquinas, que são calcarenitos e calcirruditos (BRUHN et al., 2003). Segundo

Castro (2006) não se observam limites claros entre os quatro campos, reforçando a idéia de

que se trata de uma acumulação única (banco de coquinas), com descontinuidades

relacionadas a condições permoporosas desfavoráveis. O óleo contido nesse reservatório

apresenta um grau API entre 28 e 33º.

Em Angola, a produção comercial de hidrocarbonetos, em grande escala, em

reservatórios carbonáticos de origem lacustre no intervalo “Pré-sal”, ocorre desde a década de

1970, em sua margem continental na região “offshore” de Cabinda (q.v. LOMANDO, 1998).

Alguns destes reservatórios são considerados campos gigantes14, tornando-se um importante

alvo exploratório no intervalo não marinho das bacias tipo rifte nesta região. Os principais

reservatórios carbonáticos “Pré-sal”, ainda hoje produtivos nos campos de Kambala e

Malongo, ocorrem na Formação Toca (LOMANDO, 1996). Segundo Chimney (1992), a

litologia da Formação Toca, depositada em paleoaltos do embasamento, é bastante variável e

normalmente contém algas calcárias, coquinas de gastrópodes e biválvios, grainstones

oolíticos, e dolomitos alterados hidrotermalmente.

13 Recentemente, no poço exploratório 1-OGX-3-RJS, localizado no bloco BM-C-41 em águas rasas da parte sul da Bacia de Campos foi identificada coluna com hidrocarbonetos superior a 180 metros, com “net pay” ao redor de 50 metros, em reservatórios carbonáticos das seções aptiana e barremiana. (fonte: fato relevante da empresa OGX a CVM em 28/12/2009 - http://ogx.infoinvest.com.br/ptb/788/28%2012%2009%20Waimea%20Aptiano%20Barremiano%20vPort.pdf). 14 Campos gigantes, segundo Nehring (1978) são definidos como aqueles que possuem pelos menos 500 milhões de barris de óleo recuperáveis.

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43

Na porção terrestre da bacia do Congo, região de Cabinda, Angola, inúmeros leads15 no

“play Pré-sal” são também conhecidos em conglomerados e arenitos do Aptiano (Formação

Chela), carbonatos e turbiditos lacustres do Barremiano (formações Toca e Vovo) e arenitos

do Neocomiano (Formação Lucula), segundo Sonangol (2007).

A partir de 2004, graças às novas e modernas técnicas de processamento sísmico como

por exemplo, o processamento em profundidade (PSDM – pre stack time migration), a

pesquisa por reservatórios do “play” subsal no Brasil é retomada na região de águas

ultraprofundas (lâminas d´água superior a 2.000m) na bacia de Santos. Nesta configuração

subsal foram descobertas grandes acumulações de óleo leve e gás natural nas bacias da

margem Leste Meridional Brasileira (Campos e Santos).

O primeiro poço exploratório a ultrapassar a espessa camada de sal (aproximadamente

2.000 m, Figura 5.2), em águas ultraprofundas (lâmina d’ água de 2.038m), da bacia de Santos

foi o poço pioneiro 1-BRSA-329D-RJS, localizado no bloco exploratório BM-S-10 (prospecto

Parati), licitado na Segunda Rodada de Licitações da ANP, em 2000.

15 Um “lead” é bem menos definido e requer dados adicionais e/ou avaliação para ser classificado como prospecto; trata-se de uma indicação de prospecto. Um prospecto é uma potencial acumulação que é suficientemente bem definida para ser um alvo viável para perfuração. A existência de dados e analises suficientes para identificar e quantificar as incertezas técnicas é fundamental para defini-lo como prospecto.

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Em julho de 2005, a Petrobras relata à ANP a presença de indícios de petróleo em

carbonatos na seção rifte neste poço exploratório. Cabe destacar que a perfuração deste poço,

que atingiu a profundidade final de 7.628 metros, teve início em 01/01/2005, sendo concluído

em 27/10/2006. Este grande intervalo de tempo caracteriza o desafio tecnológico inicial na

perfuração de poços de tal natureza, atravessando espessas camadas de evaporitos nesta

região.

Figura 5.2 Seção sísmica ilustrando o aspecto estratigráfico do intervalo “Pré-sal (região de águas ultraprofundas na bacia de Santos) e a magnitude dos evaporitos aptianos. O horizonte (linha) vermelho é interpretado como o embasamento, em marrom observa-se a discordância entre o Sin rifte inicial e superior, em verde a base do “Sag”, e em roxo a base dos evaporitos (fonte: CARMINATTI et al., 2008).

Na sequência, em julho de 2006, a Petrobras relata nova descoberta de óleo leve,

também em carbonatos da seção Rifte, no poço pioneiro 1-BRSA-369A-RJS, bloco

exploratório BM-S-11, licitado na Terceira Rodada de Licitação da ANP, situado em lâmina

d’água de 2.140 metros, distante cerca de 250 quilômetros da costa Sul da cidade do Rio de

Janeiro. Esta área de acumulação posteriormente foi denominada, pelo consórcio de empresas

deste bloco, de Tupi.

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Daí por diante, novos poços exploratórios foram perfurados na região denominada

informalmente de cluster ou “pólo Pré-sal” da bacia de Santos (figura 5.3), os quais

apresentaram notificação de descoberta16 de hidrocarbonetos.

A tabela 5.1 apresenta a relação dos principais poços pioneiros descobridores de

hidrocarbonetos no “pólo Pré-sal”, os nomes dos blocos exploratórios em contratos de

concessão, das rodadas de licitações, dos concessionários e as datas destas notificações de

descobertas à ANP.

Tabela 5.1 Principais notificações de descobertas da bacia de Santos. (fonte ANP, outubro, 2009).

16 Os contratos de concessão estabelecidos entre as empresas e a União estabelecem os prazos e programas de trabalho para as atividades de exploração e produção. Segundo estes contratos, o concessionário tem por obrigação comunicar à ANP qualquer descoberta de hidrocarboneto ou outros recursos minerais dentro da área de concessão em até 72 horas após a ocorrência . Ressalta-se que a notificação indica apenas a presença de indícios de hidrocarbonetos, que pode não se constituir em uma acumulação comercial.

Bloco Concessionário Rodada Prospecto (s) Nome Poço ANP Nome Poço Operador

Data Notificação Descoberta

BM-S-8 Petrobras (66%*), Shell Brasil Ltda (20%) e Petrogal Brasil Ltda. (14%)

R2 (15/09/2000) Bem-te-vi 1-BRSA-532A-SPS 1SPS52A mar/08

Carioca 1BRSA491SPS 1SPS50 ago/07

Guará 1BRSA594SPS 1SPS55 jun/08

BM-S-10Petrobras (65%*), BG E&P Brasil Ltda (25%) e Partex Brasil Ltda

(10%)

R2 (15/09/2000) Parati BRSA-329D-RJS 1RJS617D jul/05

Tupi 1-BRSA-369A-RJS 1RJS628A jul/06

Iara 1-BRSA-618-RJS 1RJS656 ago/08

BM-S-21 Petrobras (80%*) e Petrogal Brasil Ltda (20%)

R3 (29/8/2001) Caramba 1-BRSA-526-SPS 1SPS51 dez/07

BM-S-22Esso Exploração Santos (40%*),

Hess Brasil Petróleo Ltda (40%) e Petrobras (20%)

R3 (29/8/2001) Azulão / Guarani 1-ESSO-3-SPS Guarani 1 fev/09

BM-S-24 Petrobras (80%*) e Petrogal Brasil Ltda (20%)

R3 (29/8/2001) Júpiter 1-BRSA-559-RJS 1RJS652 set/08

Notificações de Descobertas - "Cluster" bacia de Santos

fonte: ANP

BM-S-9Petrobras (45%*), BG E&P Brasil

Ltda (30%) e Repsol YPF Brasil S.A (25%)

R2 (15/09/2000)

BM-S-11Petrobras (65%*), BG E&P Brasil Ltda. (25%) e Petrogal Brasil Ltda

(10%)

R2 (15/09/2000)

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Trabalhos recentes de Carminatti et al. (2008, 2009) e Gomes et al. (2008) descrevendo

a seção “Pré-sal” na região de águas ultrasprofundas na bacia de Santos definem novo e

atrativo play exploratório carbonático. Este novo play seria resultado da combinação de

múltiplos elementos geológicos:

(a) rochas geradoras prolíficas e maturas;

(b) estruturas Sin-rifte que incluem múltiplos e grandes altos intrabaciais (vide

exemplos do prospecto Tupi e Pão de Açúcar, Figura 5.4), que ao mesmo tempo podem ter

trapeado e focalizado os hidrocarbonetos;

(c) reservatórios carbonáticos de origem microbial; e

(d) extenso e efetivo selo, constituído por espessas camadas de evaporitos que se

estendem ao longo da área.

Segundo Mello e Maxwell (1990), os sedimentos lacustres depositados nas bacias rifte

eocretácicas da margem Continental brasileira deram origem a mais de 90% das reservas de

petróleo encontradas em nossas bacias offshore. Estes autores propõem dois modelos de

formação de rochas geradoras lacustres: (1) lagos de água doce/salobra anóxicos e (2) lagos

salinos, alcalinos, com alta produtividade primária e estratificados.

No caso da bacia de Santos, os óleos de origem salina foram gerados a partir de rochas

depositadas em ambiente lacustre salino (MELLO et al., 1995) da antiga Formação Guaratiba,

definida por Pereira e Feijó (1994), atualmente elevada à categoria de Grupo Guaratiba

(formações Piçarras e Itapema) por Moreira et al. (2007). Essa salinização ocorreu durante o

Aptiano, no estágio final da Fase Rifte, quando o sistema de lagos passou a receber influência

de águas salinas provindas do sul, somando-se a altas taxas de evaporação relacionadas à

aridez no final do Eocretáceo.

Estas rochas geradoras correlacionam-se com as da antiga Formação Lagoa Feia (Bacia

de Campos), atualmente elevada à categoria de Grupo Lagoa Feia por Winter et al. (2007),

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formada por folhelhos negros laminados, intercalados com carbonatos, com espessura

variando de 100 a 300 metros. A concentração de Carbono Orgânico Total (TOC) varia de

2 % a 6 % e o Índice de Hidrogênio (HI) situa-se acima de 900 mg de HC/g TOC, indicando

tratar-se de querogênio do tipo I. Os óleos se caracterizam por apresentar altos teores de

hidrocarbonetos saturados, relativa abundância de n-alcanos de elevado peso molecular,

teores médios de enxofre (~0,3%), alta razão V/Ni, presença de β-caroteno e relativa

abundância de gamacerano (MELLO et al. 1988).

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Do ponto de vista exploratório e dentro da circunscrição proposta neste trabalho do

intervalo “Pré-sal” nas bacias da margem Leste Meridional brasileira (Santos, Campos e

Espírito Santo), as principais oportunidades exploratórias enquadram-se no Modelo de

Acumulação da Fase Rifte, conforme definido por Chang et al. (2008).

Nesse modelo de acumulação proposto por Chang et al. (2008), de maior abrangência

geológica, não se restringindo apenas aos reservatórios carbonáticos de origem microbial,

como as recentes descobertas nas bacias de Santos (área de Tupi) e Campos (campo de

Jubarte), a ocorrência de altos estruturais do embasamento controla a acumulação de

hidrocarbonetos em reservatórios carbonáticos, siliciclásticos e até mesmo em rochas

vulcânicas fraturadas. A geração destes hidrocarbonetos ocorreria nos baixos estruturais desta

mesma Fase Rifte e a migração se daria por camadas carreadoras (carrier-bed) até o ápice das

estruturas, as quais apresentam excelente geometria de fechamento.

Desta forma, em termos de objetivos exploratórios17, duas situações geológicas distintas

podem ser observadas:

(a) A primeira de idade aptiana (“Aptiano Superior”, segundo DIAS, 2005), depositada

em ambiente de quiescência tectônica, no estágio final da Fase Rifte, equivalente ao que

presentemente designa-se de estágio ou fase Sag, referindo-se a reservatórios carbonáticos de

origem microbial (microbialitos). Nessa situação, a distribuição geográfica, bem como o

posicionamento estrutural destes reservatórios, constituem elementos críticos de sucesso

exploratório.

(b) A segunda situação geológica, já amplamente conhecida desde a década de 1980,

como os exemplos das descobertas de campos petrolíferos em águas rasas na bacia de

Campos, em regiões sem sobreposição de expressivos evaporitos, refere-se a reservatórios de

idade barremiana e aptiana. Nesta situação, reservatórios são coquinas de biválvios e rochas 17 Objetivos Exploratórios constituem de reservatórios ou formações geológicas mapeadas como objetivos a serem testados quando da perfuração do prospecto exploratório.

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siliciclásticas associadas, depositadas em ambiente lacustre durante a Fase Rifte. Não

obstante, em águas profundas, reservatórios dessa natureza também podem ocorrer.

Dentro das perspectivas exploratórias expostas e considerando os elementos do sistema

petrolífero, é de se esperar que a ocorrência de grandes acumulações de hidrocarbonetos no

intervalo “Pré-sal” se dê sobretudo abaixo das grandes “muralhas de sal”18 da Fase

Transicional nas bacias da margem Leste Meridional.

Abaixo das estruturas de sal, todos os sedimentos, independente de suas profundidades

ou litologias, são relativamente mais “frios” que as seções sem sal. Além disso, os evaporitos

por apresentarem alta condutividade térmica, permitem a transferência de calor do topo dos

reservatórios para porções mais rasas (MELLO et al., 1995), podendo retardar o

craqueamento térmico dos hidrocarbonetos em grandes profundidades na bacia.

Infere-se que estas grandes acumulações, provavelmente, estariam associadas ao imenso

volume de hidrocarbonetos que ainda não migrou para uma seção sedimentar mais nova, seja

por falta de condutos e falhas, seja por “janelas” de sal. Como exemplo de sucesso

exploratório neste modelo podemos citar o prospecto denominado de Tupi, no bloco BM-S-11

da bacia de Santos (vide Figura 5.4).

A descoberta destas grandes acumulações de hidrocarbonetos vem confirmar o potencial

remanescente na Fase Rifte nas bacias da margem Leste Meridional, ainda isolado e selado

por uma extensa cobertura de evaporitos.

18 Em bacias evaporíticas, diápiros de sal isolados podem gerar toldos ou plugues, em funçãodo suprimento de sal ao longo do tempo. Feições com geometrias mais alongadas são interpretadas como muralhas de sal (autóctones) ou línguas (alóctones) de sal.

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5.2 O ponto de vista geotectônico

A origem “sin” ou “pós” rifte para deposição dos evaporitos consiste em tema

controverso sobre a evolução do Atlântico Sul.

Alguns pesquisadores como Henry et al. (1995) e Davison (2007) defendem que as

extensas bacias de sal no Atlântico Sul são de idade pós-ruptura continental (continental

breakup) e que a deposição do sal (evaporitos) deu-se desde áreas de crosta continental até

proto-oceânica (crosta oceânica).

Por outro lado, Karner e Gamboa (2007) defendem que os evaporitos foram depositados

num estágio (ou fase) tardio do Sin-rifte, capeando a fase final de uma Megassequência

Regional Regressiva, ampla e geograficamente distribuída num pacote sedimentar

denominado de pre-salt sag basin.

O desenvolvimento destas grandes bacias sedimentares salíferas ocorreu tanto na

margem Oeste Africana (em direção ao oceano após a zona de charneira do Atlântico Sul),

quanto na margem Leste Brasileira.

No caso das recentes descobertas de grandes acumulações de óleo e gás natural no

intervalo “Pré-sal” na região de águas ultraprofundas na bacia de Santos, merece destaque, do

ponto de vista Geotectônico, a abordagem do estágio (ou fase) Sag defendida por Karner e

Gamboa (2007), porém já apontado por Nepomuceno (2005), como se observa na Figura 3.5.

Gomes et al. (2008) e Carminatti et al. (2008 e 2009), ao citar a existência desta nova

fronteira exploratória brasileira, numa configuração “Pré-sal”, na região denominada de “Alto

Externo de Santos” (representado nas figuras 5.4 e 3.5, a última denominada de “2º Alto

Externo da bacia de Santos”), descrevem a presença de reservatórios carbonáticos, de origem

microbial (microbialitos), depositados num estágio (ou fase) Sag, anterior a deposição dos

evaporitos aptianos. Os hidrocarbonetos provavelmente foram gerados nos folhelhos,

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depositados durante a Fase Rifte, sendo então migrados e trapeados em reservatórios

estruturados neste estágio (ou fase) evolutivo Sag da bacia.

Vale a pena destacar que Dias (1998, 2005) apresenta seção estratigráfica esquemática

da bacia de Campos, caracterizando esta fase tectônica com poucos falhamentos (Figura 5.5).

Nota-se nestes trabalhos que o autor em momento algum interpreta este estágio (ou fase)

evolutivo do Rifte como sendo Sag.

Figura 5.5. Seção estratigráfica na bacia de Campos. Observar o grande número de falhas na Fase Rifte (“Pré-Aptino" [sic]), em comparação com reduzido número de falha no “Aptiano Superior”. (fonte: DIAS, 2005).

Muito embora estudos geotectônicos ocorram de forma sistemática desde a década de

1970 nestas bacias (q.v. ASMUS E PORTO, 1972 e ESTRELLA, 1972, apud BUENO, 2004)

constata-se que apenas muito recentemente incluiu-se o estágio (ou fase) Sag no processo

evolutivo de formação das bacias do tipo rifte.

O processo de rifteamento, por definição, está associado a fraturamentos rúpteis da

crosta, conduzindo à formação de morfologia tipo horstes e grábens. Todavia, graças à

melhora no imageamento e processamento sísmico, importantes e novas relações estruturais

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nas margens tipo rifte vêm sendo observadas, criando um paradoxo da variação de padrões

tectônicos versus subsidências termais.

Karner et al. (2003, apud KARNER et al., 2007), baseado em estudos nas margens

oeste africana e brasileira, descrevem a presença de uma extensa seção sedimentar na parte

superior do Rifte (ou Sin-rifte), regionalmente distribuída e controlada por pequenas falhas

normais, sendo observada também, em algumas situações, a ausência de falhas originadas a

partir do embasamento.

De acordo com Karner e Gamboa (2007), a deposição destes espessos pacotes

sedimentares durante o estágio (ou fase) Sag deu-se num momento de quiescência tectônica

da bacia, anterior à deposição evaporítica. Este ciclo ou fase de evolução tectônica da bacia é

caracterizado pelo desenvolvimento de uma ampla depressão flexural termal da crosta

continental, com características de atividade tectônica escassa, lateralmente contínua e com

mergulhos suaves. De acordo com estes autores, a origem das bacias tipo sag estaria

relacionada à compensação isostática devido ao estiramento na base da crosta.

As figuras 5.6 e 5.7 ilustram, através de seção sísmica regional ao longo da bacia de

Santos, as relações estruturais e padrões tectônicos característicos, tanto das camadas

depositadas num ambiente tectônico do “tipo rifte”, propriamente dito, quanto daquelas

depositadas na sua fase final, caracterizada por uma deposição do “tipo sag”.

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Figura 5.7. Detalhe da seção sísmica regional da Figura 5.6, escala vertical exagerada. O horizonte (linha) em amarelo representa a base do sal, tendo como topo do sal o horizonte (linha) em verde. O intervalo interpretado como Sag encontra-se entre o horizonte base do sal(linha amarela) e o topo do horizonte Sin-Rifte (linha azul claro).Chama atenção que as falhas interpretadas na seção sísmica (linhas em preto) possuem padrão de terminação na base do horizonte Sag. As linhas verticais com rótulos Tupi e Júpiter, representam a projeção dos poços exploratórios pioneiros neste prospectos, respectivamente localizados nos blocos BM-S-11 e BM-S-24 (fonte: HENRY, 2009).

Na seção sísmica da Figura 5.7 pode-se identificar:

(a) as fases Pré-rifte e Rifte (ou Sin-rifte), caracterizadas por sedimentos dispostos em

meio-grábens, com espessuras que podem ultrapassar 3 km;

(b) subdivisão da parte superior do Rifte (ou Sin-rifte), denominada de Sag, marcada

por camadas sub-horizontais que repousam em discordância sobre o topo da sequência Sin-

Rifte e abaixo dos evaporitos, com espessura variando entre 200 e 300 m;

(c) espesso pacote evaporítico da Fase Transional e;

(d) Fase de Margem Passiva, incluindo toda a coluna de sedimentos “pós-sal”, podendo

atingir espessuras de até 10 km.

Segundo Karner e Gamboa (2008), os limites geotectônicos desta grande bacia Sag, pré-

evaporítica, se estendem desde a bacia de Santos até a bacia de Camamu-Almada (Figura 5.8).

2,5

5,0

7,5

Prof. (Km)

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Figura 5.8. Mapa de anomalia gravimétrica residual Bouguer com a localização das principais feições tectônicas das bacias da margem continental brasileira. (fonte: KARNER e GAMBOA, 2007).

Conforme pode-se observar, esta extensa bacia Sag limita-se a Oeste, pela zona de

charneira offshore (Western Hinge Zone, linha em vermelho), e a Leste, pelo limite

aproximado da crosta continental (Edge of pre-salt sag basin, linha azul), caracterizada no

mapa por forte contraste de gradientes gravimétricos positivos/negativos anômalos.

No caso das recentes descobertas brasileiras de grandes acumulações de óleo leve e gás

natural no intervalo “Pré-sal”, a representação geográfica dos reservatórios (Figura 5.9),

segundo Estrella (2008) e Formigli (2008), estaria restrita do litoral do Estado do Espírito

Santo até Santa Catarina, ao longo de mais de 800 km de extensão por até 200 km de largura,

em lâmina d’água que varia de 1.500 a 3.000 m e soterramento entre 3.000 e 4.000 m.

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Figura 5.9. Mapa ilustrativo da província “Pré-Sal” segundo Estrela (2008) e Formigli (2008). A linha em preto representa a charneira Cretácea, a linha em azul o “Limite Oeste do SAG Carbonático”, e a linha em vermelho, o “Limite Leste do Sal”. Os polígonos em azul, verde e amarelo, representam respectivamente os reservatórios do “pré-sal”, os blocos exploratórios sob concessão, e os campos de desenvolvimento ou produção sob concessão.

Na Figura 5.9 chama atenção a linha “limite Oeste do Sag”, denominado de “SAG

Carbonático”, e a delimitação de uma área mais reduzida, denominada de “Reservatórios Pré-

sal”, que não se ajustam perfeitamente na bacia de Santos. A leste observa-se o denominado

“Limite Este do Sal”.

Comparando-se a ilustração da Figura 5.9 com a Figura 5.8, que apresenta as principais

feições tectônicas da margem leste brasileira, observamos que o limite leste do sal,

respeitando-se a escala de trabalho, assemelha-se de certa forma ao limite crosta

continental/oceânica apresentado por Karner e Gamboa (2007).

Já o limite a Oeste desta extensão bacia Sag, na figura 5.8, apresenta relativa

semelhança com o limite denominado de linha de Chaneira, na figura 5.9.

Depreende-se então que na avaliação regional realizada pela Petrobras sobre o potencial

petrolífero do “Pré-sal”, os limites propostos para a ocorrência desses reservatórios,

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constituídos principalmente por carbonatos de origem microbial (microbialitos), estariam

associados a uma situação evolutiva das bacias da margem Leste Meridional. Observa-se

ainda que os limites propostos para estes reservatórios estariam restritos ao estágio (ou fase)

Sag nas bacias de Santos e Campos, com predominância de sedimentação carbonática.

Tal afirmação é corroborada quando observamos que, aproximadamente no limite

geológico entre as bacias de Santos e Campos, há uma aproximação do limite Oeste, definido

pela Petrobras como “Sag Carbonático”, com a ocorrência destes “Reservatórios pré-Sal”

propriamente ditos.

Já na bacia de Santos, não se configura semelhança do “Limite Oeste Sag Carbonático”

com os “Reservatórios pré-Sal”. Tal situação pode ser explicada, levando em consideração

que estes “reservatórios”, conforme discutido na seção sobre o ponto de vista exploratório,

estariam associados a uma configuração subsal, sotopostos nesta região a extensas e contínuas

muralhas de sal. Nesta situação, os evaporitos agiriam como selo para estes reservatórios.

Vale a pena destacar que o limite do sal (“Limite Este do Sal” sensu ESTRELLA, 2008) está

deslocado para sudeste em relação ao limite NW da bacia sag de acordo com Karner e

Gamboa (2007).

Numa configuração diferente das anteriores, o Projeto de Lei N.º 5.938/200919, que trata

da introdução do novo modelo de exploração desta nova fronteira exploratória, apresenta um

novo polígono delimitando a “área do pré-sal” (Figura 5.10).

19 O projeto Lei 5938/2009 dispõe sobre a exploração e a produção de petróleo, de gás natural e de outros hidrocarbonetos fluidos sob o regime de partilha de produção, em áreas do pré-sal e em áreas estratégicas, altera dispositivos da Lei nº 9.478, de 6 de agosto de 1997, e dá outras providências. Sob este novo regime proposto pelo executivo, parcela da produção de hidrocarbonetos será repartida entre a União e o contratado.

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Nesta nova configuração adotada no Projeto Lei 5938/2009 observa-se que a “área do

pré-sal”, definida geograficamente, difere da apresentada inicialmente pela Petrobras, não

apresentando conotação geológica, do ponto de vista geotectônico, com as principais feições

tectônicas já mapeadas e interpretadas nas bacias da margem Leste Meridional Brasileira.

Desta forma, em termos geotectônicos, o limite do “Pré-sal” fica indefinido por não

estar se tratando de um critério geológico único. Ora se reconhece, de fato, limites estruturais

(charneira cretácica e anomalias gravimétricas), ora a distribuição do reservatório dentro do

Sag e ora a própria ocorrência do sal, numa configuração subsal.

5.3 O ponto de vista estratigráfico

Do ponto de vista estratigráfico, o intervalo “Pré-sal” das bacias da margem Leste

brasileira é representado por todos os estratos depositados temporalmente antes do pacote

evaporítico, do final do Aptiano.

Dentro do modelo evolutivo tectonossedimentar das bacias sedimentares do Atlântico

Sul, em sua margem Leste, as sequências sedimentares anteriores à deposição do sal

consistem nos seguintes registros:

(a) seção sedimentar da Fase Pré-Rifte (cf. PONTE e ASMUS,1968) ou Sin-rifte I (cf.

CHANG et al., 1992), neojurássico-eocretáceo, bem caracterizados nas bacias do Recôncavo,

Tucano, Jatobá e Sergipe-Alagoas e, em direção ao sul, até a bacia de Cumuruxatiba;

(b) seção sedimentar da Fase Rifte (cf. PONTE e ASMUS, 1968) ou Sin-rifte II e III (cf.

CHANG et al., 1992);

(c) pacote sedimentar correspondente ao estágio (ou fase) Sag”, depositado em ambiente

de quiescência tectônica.

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De uma maneira geral, o pacote Pré-rifte (ou Sin-rifte I) é representado por rochas em

geral avermelhadas, de contextos deposicionais fluvial, eólico e lacustre muito raso (MILANI

et al., 2007).

Já a seção da Fase Rifte, caracteriza-se por rochas siliciclásticas depositadas em

contexto paleoambiental de leque aluvial, deltaico-lacustre e lacustre, onde ocorrem folhelhos

escuros geradores, coquinas e, ocasionalmente, rochas vulcâncias.

Por fim, a sequência sedimentar do estágio (ou fase) Sag, depositada em um momento

de subsidência térmica, flexural, da bacia sedimentar, é constituída por sedimentos terrígeno-

carbonáticos, cujo contexto deposicional, ainda incerto, aponta para ambientes marinhos

restritos. Sobreposto a esta sequência, ocorre espesso pacote evaporítico.

Quanto ao pacote evaporítico do final do Aptiano, estende-se desde a parte Norte da

bacia de Pelotas (cf. BUENO et al., 2007) até a bacia de Sergipe-Alagoas. Milani et al. (2007)

aventam a presença destes horizontes até a bacia de Pernambuco-Paraíba.

Segundo Dias (2008), a expressiva deposição evaporítica na margem leste brasileira só

foi possível em função da existência de uma barreira física, na parte sul, no final do Aptiano,

a qual, ao impedir a livre circulação das águas marinhas, ocorrendo clima árido/semi-árido,

criou condições para o aumento da salmoura até o nível de precipitação dos minerais

evaporíticos. Esta barreira, de direção E-W, consistiu em cadeia vulcânica submarina,

denominada Dorsal de São Paulo, que, em conjunto com o Alto de Florianópolis, formou a

principal barreira à circulação oceânica durante o Aptiano.

Geralmente estes evaporitos são compostos predominamente por halita e anidrita

(MOREIRA et al., 2007). Entretanto, nas três bacias estudadas registra-se a presença de sais

mais solúveis, tais como taquidrita, carnalita e, localmente, silvinita.

Dias (1998) estima que o tempo de deposição dessa sequência evaporítica foi de 0,7 a

1 m.a. Já Freitas (2006) prevê que o tempo para a deposição foi entre 400 e 600 ka.

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No caso da bacia de Santos, essa espessa sequência evaporitíca corresponde à Formação

Ariri; na bacia de Campos, à Formação Retiro, do Grupo Lagoa Feia; na bacia do Espírito

Santo, ao Membro Itaúnas da Formação Mariricu.

Já os registros sedimentares do principal reservatório do “Pré-sal” (cf. ESTRELLA,

2008; FORMIGLI, 2008 ; FORMIGLI et al., 2009) são constituídos predominantemente por

carbonatos de origem microbial, já apontados por Dias (1988; 2005) em descrição de

testemunhos de poços exploratórios perfurados em águas rasas da bacia de Campos (Figura

5.11). Estas rochas foram depositadas num estágio (ou fase) Sag, cuja discussão detalhada foi

abordada no item sobre geotectônica deste trabalho.

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Figura 5.11. Perfil-tipo de uma sequência de terceira ordem definida para o Aptiano Superior na bacia de Campos, ressaltando a associação de fácies intermaré superior amostrada pelo testemunho: (A) estromatólito dendrítico/foliforme; (B) estromatólito dendrítico e (C) estromatólito foliforme.(fonte: DIAS, 2005).

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Esta configuração de carbonatos microbiais ou microbialitos, até o momento, ocorre

apenas nas bacias de Santos e Campos.

Conforme recente revisão da Petrobras nos diagramas estratigráficos das bacias

sedimentares brasileiras, estes reservatórios ocorreriam na Formação Barra Velha do Grupo

Guaratiba, na bacia de Santos; enquanto que, na bacia de Campos, estariam representados na

Formação Macabu do Grupo Lagoa Feia (Quadro 5.1).

No caso da bacia de Santos, a seção tipo da Formação Barra Velha é definida pelo poço

1-RJS-625 (Figura 5.12), perfurado em 2005, no bloco BS-500, descobridor do campo de gás

natural de Tambaú. Apresenta intervalo total de 313 m, sendo discordante na base, com a

Formação Itapema, com elevados valores de raio gama (RG) em perfil; e concordante no

topo, com a Formação Ariri (evaporitos). Apresenta ainda predomínio de calcarenitos no seu

intervalo inferior, enquanto na sua parte superior observa-se predominância de calcilutitos.

Na bacia de Campos, a seção tipo da Formação Macabu é caracterizada pelo poço 1-

RJS-602, perfazendo um total de 314 m de seção predominantemente carbonática (Figura

5.13). Observa-se que na sua porção inferior este intervalo apresenta predomínio de

calcilutitos , cujo elevado valor de raio gama marca o limite com a Formação Gargau. Já na

sua parte superior (espessura aproximada de 60 m), há predominância de calcarenitos, com

pequenas intercalações de folhelhos, cujo contato com a seção inferior lutítica é caracterizado

por elevados valores nos perfis de resistividade, porosidade e sônico.

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Figura 5.12. Seção tipo da Formação Barra Velha, Grupo Guaratiba, no poço 3-RJS-625, na bacia de Santos.(fonte: MOREIRA et al., 2007). Observar a distribuição dos carbonatos ao longo do perfil.GR=”Gamma Ray”; HMRS= High Resolution Measurement Sonde (resistividade); DT = Delta-T ou Interval Transit Time (sônico).

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Figura 5.13. Seção tipo da Formação Macabu, Grupo Lagoa Feia ,no poço 1-RJS-602, na bacia de Campos. (fonte: WINTER et al., 2007). Observar a distribuição dos carbonatos ao longo do perfil. Perfil RG= gamma Ray; Rt= True Resistivity (resistividade); PhiN= Thermal Neutron Porosity (porosidade neutrônico); Dt= Delta-T ou Interval Transit Time (sônico).

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Tanto Moreira et al. (2007) quanto Winter et al. (2007) interpretam o paleoambiente

deposicional destas sequências, nas bacias de Santos e Campos, respectivamente, como

transicional (parálico). Tal interpretação é corroborada por Dias (2004), que apresenta o

Andar “Aptiano Superior” (genericamente correspondente ao andar “Alagoas Superior”)

caracterizado por uma sedimentação marinha que ocorreu em ambiente de quiescência

tectônica com falhamentos localizados.

Neste período, anterior à deposição dos evaporitos, pode-se interpretar a existência de

um mar epicontinental com extensas regiões proximais muito rasas, com grande influência

continental, e com um litoral recortado, eventualmente seccionado por vales (qv. DIAS,

2005). Nos embaiamentos, onde as águas se tornaram hipersalinas a ponto de impedir a

existência de predadores, proliferaram as comunidades microbiais formadoras dos

microbialitos.

Para Formigli (2009), a separação contínua entre os continentes africano e sul

americano, bem como o conseqüente preenchimento do espaço por incursões marinhas, criou

um ambiente de elevada salinidade e baixa energia, estressante para muitos organismos

pastadores de algas (p. ex. gastrópodes), o que permitiu o desenvolvimento de esteiras

microbianas que induziram a precipitação de CaCO3 na forma de estromatólitos, também

referidos como microbialitos.

Estrella (2008) e Formigli (2008) apontam a relevância exploratória dessas ocorrências

e ilustram esses reservatórios, comparando-os a análogos recentes na região de Lagoa

Salgada, Norte do Estado do Rio de Janeiro (Figura 5.14). Por vezes, esses carbonatos

encontram-se parcial ou totalmente dolomitizados. Observam-se também, em testemunhos e

perfis, feições características de exposição subárea. (WINTER et al., 2007).

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Figura 5.14. Exemplo de amostra de testemunho de sondagem do poço 3-RJS-646 (bloco BM-S-11), reservatório “Pré-sal“ na região de águas ultraprofundas na bacia de Santos e seu análogo, estromatólito recente na região da Lagoa Salgada, litoral Norte do estado do Rio de Janeiro. (fonte: ESTRELLA, 2008).

Outro aspecto que merece atenção neste intervalo estratigráfico diz respeito ao

reconhecimento de descontinuidades estratigráficas regional, caracterizada por uma

angularidade, que distingue do estágio (ou fase) Sag a seção propriamente Rifte.

Sismicamente, ela separa refletores com mergulhos variados do Rifte dos refletores sub-

horizontalizados, menos deformados do Sag. As figuras 5.6 e 5.7, apresentadas anteriormente,

ilustram em detalhe as características distintas destes refletores.

A nomenclatura desta descontinuidade varia entre diversos autores, ora denominada de

discordância “pré-Alagoas” (cf. MOREIRA et al., 2007), ora discordância “pré-neo-Alagoas”

(cf. WINTER et al., 2007), ora discordância “pré-Aptiano Superior” (cf. DIAS, 2004), como

pode ser observado nas figuras 3.7, 3.9 e 3.11

Segundo Dias (2004), esta descontinuidade foi ocasionada em virtude do deslocamento

da deformação axial do sistema de rifte durante a fase final do processo de separação entre os

continentes Sul Americano e Africano. Tal deslocamento resultou numa exposição sub-aérea

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das porções proximais das bacias, caracterizadas por grábens inativos, sujeitos a processos

erosionais. A Figura 5.15 ilustra esquematicamente este processo de rifteamento e exposição

das áreas proximais da bacia.

Figura 5.15. Seções esquemáticas ilustrando o processo de rifteamento e a exposição das áreas proximais durante o Eoaptiano (A); e o recobrimento da discordância “pré-Aptiano Superior” pela sedimentação marinha durante o início do Aptiano, em condições de quiescência tectônica (B).(fonte: DIAS, 2004).

Por fim, ainda numa configuração subsal, Formigli (2008) e Fomigli et al. (2009), ao

abordar os reservatórios “Pré-sal” na área denominada de Tupi (bloco BM-S-11), citam a

ocorrência de reservatórios carbonáticos secundários (coquinas) na sequência Rifte da bacia

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de Santos. Tal reservatório secundário é correlato à segunda situação geológica apresentada

anteriormente na abordagem exploratória desse trabalho.

De uma maneira geral, estes sedimentos (coquinas) foram depositados no estágio final

da formação dos meio-grábens, diminuiu a atividade tectônica na bacia até cessá-la quase

completamente.

Durante a deposição destas supersequências Rifte, predominou um paleoambiente

lacustre, em cujas bordas geradas por falhamentos desenvolveram-se sistemas de leque aluvial

e fluvial e, eventualmente, nos altos estruturais submersos, formaram-se coquinas e fácies

associadas.

Esses tipos de depósitos estão presentes nas três bacias sedimentares discutidas neste

trabalho, sendo representados pela Formação Itapema do Grupo Guaratiba, na bacia de

Santos; na Formação Coqueiros do Grupo Lagoa Feia, na bacia de Campos; e pelo Membro

Sernambi, Formação Cricaré, do Grupo Nativo, na bacia do Espírito Santo (Quadro 5.2).

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6 CONCLUSÕES

Este trabalho buscou circunscrever, à luz de informações e dados e públicos, o conceito

geológico do termo “Pré-sal”, amplamente propalado na mídia nacional e internacional, vis-à-

vis as recentes descobertas de grandes acumulações de hidrocarbonetos na seção Rifte,

principalmente em águas ultraprofundas na bacia de Santos.

Face ao apresentado neste trabalho pode-se entender que o intervalo “Pré-sal”, sob os

pontos de vistas:

(1) Exploratório – compreende o modelo de acumulação da Fase Rifte, onde a

ocorrência de altos estruturais do embasamento controla a acumulação de

hidrocarbonetos em reservatórios carbonáticos, siliciclásticos e até mesmo em

rochas vulcânicas fraturadas. Neste modelo, as descobertas de grandes acumulações

de hidrocarbonetos confirmam o potencial na Fase Rifte das bacias da margem Leste

Meridional, ainda isolado e selado por extensa cobertura de evaporitos do Aptiano.

Além disso, os evaporitos, por apresentarem alta condutividade térmica, permitiram

a transferência de calor do topo dos reservatórios para porções mais rasas,

impedindo uma elevada maturação térmica dos hidrocarbonetos armazenados no

intervalo “Pré-sal”. Daí, a qualidade (leve, maior grau API) do óleo acumulado em

reservatórios aptianos subsal, quando comparados aos óleos oriundos da mesma

rocha fonte, porém trapeados em reservatórios pós-sal, os quais apresentam-se mais

pesados e viscosos;

(2) Geotectônico – apesar de indefinido, por não estar se tratando de um critério

geológico único, compreende, principalmente, os reservatórios carbonáticos de

origem microbial (microbialitos) depositados em ambiente de quiescência tectônica,

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ao final da Fase Rifte (“Fase Sag”) e, a seção sedimentar representada por coquinas

da Fase Rifte. Ressalta-se que a inclusão das coquinas extrapola e amplia

geograficamente e estratigraficamente o conceito inicial do “play Pré-sal”;

(3) Estratigráfico – representado pelos seguintes estratos, depositados temporalmente

antes (“pré-”) do pacote evaporítico, ao final do Aptiano:

(a) rochas carbonáticas de origem microbial (microbialitos) da Formação

Barra Velha, Grupo Guaratiba, na bacia de Santos, e da Formação

Macabu, Grupo Lagoa Feia, na bacia de Campos, cujo contexto

deposicional, ainda incerto, aponta para ‘ambientes marinhos restritos’.

Tais rochas foram depositadas em um momento de subsidência térmica,

flexural, da bacia sedimentar, correspondente “Fase Sag”; e

(b) rochas siliciclásticas depositadas em contexto paleoambiental de leque

aluvial, deltaico-lacustre e lacustre, e ainda coquinas e, ocasionalmente,

rochas vulcâncias associadas, todas integrantes da Fase Rifte;

Entendemos por fim, que a grande problemática do delineamento destes reservatórios

“Pré-sal”, proposta inicialmente pela Petrobras, e posteriormente pelo Executivo Federal, no

projeto de Lei de 31 de agosto de 2009 ao Legislativo, sobre novo marco regulatório para

estas áreas, advêm justamente da falta de um único ponto de vista geológico para sua

definição.

Esta dificuldade é intrínseca ao novo modelo geológico, por isso, demandará maior

tempo e dados de poços para uma melhor definição. Todavia, a delimitação proposta pelo

Projeto Lei encaminhada ao Legislativo para “área do pré-sal”, em face ao avanço

significativo para águas mais rasas, pode levar a situações inusitadas de áreas onde os

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objetivos exploratórios principais são “pós-sal”. Além desta questão exploratória, também

poderão ocorrer reflexos nas atividades regulatórias, como por exemplo, coexistência de dois

sistemas de participações governamentais para um mesmo contrato e, a possibilidade de

individualizações de produção de horizontes geológicos do pós-sal, todavia com regramento

advindo de contrato de partilha para o pré-sal.

O presente trabalho visa, portanto, contribuir e tentar servir de referência para aqueles

que possuem interesse em se aprofundar no tema tanto do ponto de vista geológico, como

regulatório.

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