Caracterização e modelação de reservatórios carbonatados: estudo de caso baseado em análogos do Jurássico Médio da região de Vale Florido, Maciço Calcário Estremenho (MCE)

Tese de mestrado em Geologia, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2016O presente trabalho visou dois objectivos: i) caracterizar uma formação do Jurássico Médio na região do Vale Florido (Maciço Calcário Estremenho), como análoga de um reservatório carbonatado, analisando as unidades a diversas escalas tendo em especial atenção as litofácies, petrografia, diagénese, estratonomia, geometria dos corpos sedimentares e heterogeneidades (em especial das propriedades petrofísicas do reservatório – porosidade e permeabilidade); ii) ensaiar a conjugação da análise à escala da rocha com a construção de modelos de reservatório que prevejam a distribuição dos geobodies e das suas propriedades petrofísicas, contribuindo para os aferir e aperfeiçoar. Este reservatório no seu todo tem baixa porosidade e permeabilidade, com excepções em certos intervalos, tendo sido amplamente influenciado pela diagénese. A maioria dos níveis classificam-se segundo Ahr (2008) como reservatório diagenéticos ou híbridos 1. Observam-se três litofácies definidas por Azerêdo (1993, 1998) no afloramento do Vale Florido: litofácies 1 (L1) – calcários oolíticos (que se subdividiu neste trabalho em L1a - sem estratificação ou com estratificação planar e L1b – com estratificação grosseira de vário tipos, como seja, ripple marks, estratificação cruzada, etc); litofácies 2 (L2) – calcários calciclásticos e litofácies 3 (L3) – biostromas ou biolititos de corais. A litofácies com maior porosidade associada é a litofácies 1 (em especial 1b). A maior permeabilidade não se relaciona com a fácies nem com a porosidade mais comum, mas sim com determinados processos de dissolução tardia, mais especificamente conducente à dissolução ao longo de estilólitos e à criação de fracturas. O afloramento foi dividido em sete sectores (A, B, C, D, E, F e G). Conclui-se deste estudo que os níveis com maior potencial seriam o D3 – nível oolítico com ripple marks e estratificação obliqua (L1b), o F2,75 – nível oolítico com estratificação oblíqua (L1b) e o E2 – nível biostrómico (L3), observando-se porosidade de canal em todos eles, e possivelmente o nível D5 – nível biostrómico (L3), onde é possível observar em lâmina delgada poros vacuolares (porosidade vuggy) de dimensão razoável e que parecem conectados. A maioria dos níveis seriam também excelentes selos, uma vez que a sua porosidade e permeabilidade são reduzidas. A geometria dos geobodies vista em campo, e posteriormente introduzida e extrapolada no software de modelação (Petrel), permite também verificar o potencial como armadilhas estratigráficas, tendo os corpos biostrómicos muitas vezes configurações lenticulares e os corpos oolíticos variações laterais/interdigitações para níveis mais clásticos/tempestíticos, isolando-se assim os níveis com maior permeabilidade.The present work aimed at two objectives: i) characterize a Middle Jurassic formation in Vale Florido region (Maciço Calcário Estremenho) as an anologue for a carbonate reservoir, analyzing the units at different scales, with particular focus in lithofacies, petrography, diagenesis, stratonomy, geometry of sedimentary bodies and heterogeneities (especially of the petrophysical properties of the reservoir - porosity and permeability); ii) evaluate the combination of analysis at rock scale and construction of reservoir models that estimate the distribution of geobodies and their petrophysical properties, contributing to their improvement. This reservoir as a whole has low porosity and permeability, with a few exception, having been widely influenced by diagenesis. Most levels are classified according to Ahr (2008) as diagenetic reservoir or hybrid 1. Three lithofacies defined by Azerêdo (1993, 1998) are observed in Vale Florido outcrop: lithofacies 1 (L1) – oolitic limestones (which was divided in this work in L1a – without stratification or with planar layering and L1b – with coarse stratification of various types, such as, ripple marks, cross bedding, etc); lithofacies 2 (L2) – calciclastic limestones and lithofacies 3 (L3) – biostromes or coral biolithites. The lithofacies with higher associated porosity is lithofacies 1 (especially 1b). The highest permeability is not related to facies nor the most common porosity, but with certain late diagenetic processes, more specifically processes that lead to dissolution along stylolites and fracture creation. The outcrop was divided into seven sectors (A, B, C, D, E, F and G). From this study it can be concluded that the levels with the greatest potential as reservoir would be the D3 – oolitic level with ripple marks and cross sets (L1b), F2,75 – oolitic level with cross bedding and E2 – biostrome level (L3), in all of which channel porosity is observed, and possibly D5 – biostrome level (L3) where one can observe, in thin section, vuggy pores of reasonable size and that seem connected. Most levels would also be excellent seals since their porosity and permeability is low. The geometry of the geobodies seen in the outcrop, and then introduced and extrapolated in the modeling software (Petrel), also allows to verify the potential as stratigraphic traps. The biostrome bodies often have lenticular configuration and the oolitic bodies display lateral variations/interfingering with more clastic/tempestite levels, thus isolating the levels with increased permeability