Bacia do Permian (América do Norte) - Permian Basin (North America)

Para o royalty trust que é negociado na Bolsa de Valores de Nova York, consulte Permian Basin Royalty Trust .
Não deve ser confundido com a Bacia do Permian (Europa) .

Bacia do Permian
Mapa mostrando a localização da Bacia do Permian
Mapa mostrando a localização da Bacia do Permian
Permian Basin.jpg
The West Texas Permian Basin
Coordenadas 32 ° 30′N 103 ° 00′W / 32.500 ° N 103.000 ° W / 32.500; -103.000
Etimologia Permian
Localização Sudoeste da América do Norte
País  Estados Unidos
Estado (s) Texas e Novo México
Cidades Midland , Odessa
Características
On / Offshore Em terra
Limites Arco Matador (N)
Cinturão de impulso de Ouachita – Maratona (S)
Área > 86.000 sq mi (220.000 km 2 )
Hidrologia
Rio (s) Rio Pecos
Geologia
Tipo de bacia Bacia cratônica (Bally & Snelson) Bacia de curvatura
interna (Kingston et al.)
Bacia do complexo intracontinental (Klemme)
Orogenia Herciniano
Era Pensilvânia - Guadalupia
Estratigrafia Estratigrafia
Campos) Campos

A Bacia do Permian é uma grande bacia sedimentar na parte sudoeste dos Estados Unidos . A bacia contém a província do Campo de Petróleo do Continente Médio . Esta bacia sedimentar está localizada no oeste do Texas e no sudeste do Novo México . Ela se estende logo ao sul de Lubbock , passando por Midland e Odessa , ao sul quase até o Rio Grande , no sul do Centro-Oeste do Texas, e se estendendo para oeste na parte sudeste do Novo México. É assim chamado porque possui um dos depósitos de rochas mais espessos do mundo desde o período geológico do Permiano . A grande bacia do Permiano compreende várias bacias componentes; destes, o Midland Basin é o maior, Delaware Basin é o segundo maior e Marfa Basin é o menor. A Bacia do Permian cobre mais de 86.000 milhas quadradas (220.000 km 2 ) e se estende por uma área de aproximadamente 250 milhas (400 km) de largura e 300 milhas (480 km) de comprimento.

A Bacia do Permian empresta seu nome a uma grande área de produção de petróleo e gás natural , parte da Área de Produção de Petróleo do Continente Médio . A produção total daquela região até o início de 1993 foi superior a 14,9 bilhões de barris (2,37 × 10 9  m 3 ). As cidades do Texas de Midland , Odessa e San Angelo servem como sedes para as atividades de produção de petróleo na bacia.

A bacia Permiana é também uma importante fonte de potássio sais ( cloreto de potássio ), os quais são extraídos a partir de depósitos com cama de silvite e langbeinite na Formação Salado de idade Permiana. Sylvite foi descoberta em núcleos de perfuração em 1925, e a produção começou em 1931. As minas estão localizadas nos condados de Lea e Eddy, Novo México, e são operadas pelo método de quarto e coluna . Halite (sal-gema) é produzido como um subproduto da mineração de potássio.

Componentes

Bacia de Delaware

Figura 2

A Bacia do Delaware é o maior dos dois lóbulos principais da Bacia do Permian dentro do foreland do cinturão de impulso Ouachita-Maratona separado pela Plataforma da Bacia Central. A bacia contém sedimentos que datam da época da Pensilvânia , Wolfcampian ( Formação Wolfcamp ), Leonardiana ( Avalon Shale ) e do início da época Guadalupiana . A bacia do Delaware com mergulho para o leste é subdividida em várias formações (Figura  2) e contém aproximadamente 25.000 pés (7.600 m) de siltito laminado e arenito . Além dos sedimentos clásticos , a bacia do Delaware também contém depósitos carbonáticos do Grupo Delaware , originários da época de Guadalupia, quando o Canal Hovey permitia o acesso do mar à bacia.

Midland Basin

Figura 4

A Midland Basin, com mergulho para oeste, é subdividida em várias formações (Figura 4) e é composta de siltito laminado e arenito. A bacia do Midland foi preenchida por meio de um grande delta subaquático que depositou sedimentos clásticos na bacia. Além de sedimentos clásticos, a Bacia de Midland também contém depósitos de carbonato originários da época de Guadalupia, quando o Canal de Hovey permitia o acesso do mar à bacia.

Plataforma da Bacia Central

Figura 6

A Central Basin Platform (CBP) é um bloco de subsolo tectonicamente elevado e coberto por uma plataforma carbonática . O CBP separa as Bacias de Delaware e Midland e é subdividido em várias formações, desde o mais antigo ao mais jovem Wolfcamp , Abo , Drinkard , Tubb , Blinebry , Paddock , Glorietta , San Andres , Grayburg , Queen , Seven Rivers , Yates e Formações Tansill (Figura 5). A sequência compreende principalmente depósitos de recifes carbonáticos e sedimentos clásticos marinhos rasos.  

Prateleiras Leste e Noroeste

As Prateleiras Leste e Noroeste são compostas de recifes de borda de plataforma e carbonatos de plataforma flanqueando as Bacias de Delaware e Midland que mergulham em siltitos e evaporitos . As plataformas oriental e noroeste são subdivididas nas formações San Andres , Grayburg , Queen , Seven Rivers , Yates e Tansill .

San Simon Channel

O Canal de San Simon é um sinclinal estreito que separou a Plataforma da Bacia Central da Plataforma do Noroeste durante os tempos Leonardiano e Guadalupiano.

Sheffield Channel

O Canal de Sheffield separa a margem sul da Bacia Midland da plataforma sul e do cinturão de impulso Ouachita-Maratona durante os tempos de Leonard e Guadalupia.

Hovey Channel

O Canal Hovey é uma baixa topográfica localizada na borda sul da Bacia do Delaware, permitindo o acesso ao mar Panthalassa durante a época de Guadalupia. O Canal de Hovey era originalmente um anticlinal formado durante a falha do Pré-cambriano e foi a principal fonte de água do mar para a Bacia do Delaware. O fechamento do Canal de Hovey no final do Período Permiano eventualmente causou a morte do Recife Permiano, já que sem água sendo trazida através do Canal, os níveis de salinidade aumentaram drasticamente na Bacia do Delaware e o recife não pôde sobreviver.

Horseshoe Atoll

Localização do Atol em Ferradura, coluna estratigráfica e registro do poço .

O Atol Horseshoe é uma cadeia arqueada inclinada para oeste de montes de recifes de 175 milhas (282 km) de comprimento localizado na Bacia de Midland, consistindo em 1.804 pés (550 m) de calcário acumulado na Pensilvânia e 1.099 pés (335 m) no Permiano , com 15 reservatórios de petróleo significativos de 6.099 pés (1.859 m) a 9.902 pés (3.018 m) de profundidade. O complexo de recifes consiste em calcários da Alta Pensilvânia Strawn, Canyon e Cisco, recobertos por arenitos do Baixo Permian Wolfcamp e folhelhos de origem terrígena progredindo de nordeste para sudoeste. O primeiro poço de produção, Seabird Oil Company de Delaware No.  1-B J.  C. Caldwell, foi concluído em 1948.

História deposicional

A Bacia do Permiano é o depósito mais espesso de rochas com idade do Permiano na Terra, que foram rapidamente depositadas durante a colisão da América do Norte e Gondwana ( América do Sul e África ) entre o final do Mississipio e o Permiano. A Bacia do Permiano também inclui formações que datam do Período Ordoviciano , 445 milhões de anos atrás ( mya ).

Proterozóico

Antes do desmembramento do supercontinente pré - cambriano e da formação da moderna geometria da Bacia Permiana, a sedimentação marinha rasa na ancestral Bacia de Tobosa caracterizava a margem passiva , ambiente marinho raso. A Bacia de Tobosa também contém rochas de embasamento que datam de 1330 milhões de anos atrás (mya), e que ainda são visíveis nas atuais montanhas de Guadalupe . A rocha do embasamento contém granito biotita-quartzo, descoberto a uma profundidade de 12.621 pés (3.847 m). Nas montanhas Apache e Glass próximas, a rocha do embasamento é feita de arenito metamorfoseado e granito com idade pré-cambriana. A área inteira também é sustentada por rochas máficas em camadas, que são consideradas parte da Suíte Ígnea Pecos Mafic, e se estendem por 220 milhas (360 km) no sul dos Estados Unidos. Foi datado de 1163 mya.

Paleozóico do início ao médio (Cambriano tardio ao Mississipiano)

Coluna estratigráfica da Bacia Permiana

Período Ordoviciano (485,4-443,8 mya)

Cada período da Era Paleozóica contribuiu com uma litologia específica para a Bacia de Tobosa, acumulando quase 6.600 pés (2.000 m) de sedimento no início do Período da Pensilvânia (323,2-298,9 mya). O Grupo Montoya é a formação rochosa mais jovem na Bacia de Tobosa e foi formado no Período Ordoviciano (485,4–443,8 mya) e está localizado diretamente nas rochas ígneas e metamórficas do embasamento. As rochas do Grupo Montoya são descritas como dolomita calcária cristalina de cinza claro a médio, de grão fino a médio . Essas rochas às vezes eram intercaladas com xisto , pedra calcária cinza escura e, menos comumente, sílex . a sequência do Grupo Montoya é composta de calcário carbonático e dolomita, que é descrita como densa, impermeável e não porosa, e é mais comumente encontrada no afloramento das Glass Mountains, com espessura variando de 151 a 509 pés (46 a 155 m) .

Período Siluriano (443,8-419,2 mya)

Durante o Período Siluriano, a Bacia de Tobosa experimentou mudanças dramáticas no nível do mar, o que levou à formação de vários grupos de rochas. O primeiro desses grupos, denominado Formação Fusselman , é composto principalmente de dolomita cinza claro de granulação média a grossa. A espessura dessa formação varia de 49 a 164 pés (15 a 50 m), e partes da Formação Fusselman também foram sujeitas à carstificação , o que indica uma queda no nível do mar. O segundo grupo de rochas que se formou durante o Período Siluriano é chamado de Formação de Wristen, que é uma rocha rica em lama, xisto e dolomita que atinge uma espessura de 1.480 pés (450 m) em alguns lugares. A carstificação da Formação Fusselman mostra que ocorreu uma queda no nível do mar, mas o nível do mar subiu novamente durante um evento transgressivo , que levou à criação da Formação de Pulso. O nível do mar cairia novamente, o que causaria grande exposição, erosão e carstificação dessas formações.

Período Devoniano (419,2-358,9 mya)

A Formação Trinta e um foi desenvolvida durante o período Devoniano . Esta formação é caracterizada por seus leitos de calcário, xisto e xisto, alguns dos quais tinham uma espessura de pico de 980 pés (300 m). esta formação tinha muitos tipos diferentes de calcário, incluindo calcário silicioso de cor clara, dominado por chert , rico em crinóides e calcário arenoso. A Formação Trinta e Um é muito semelhante à formação do Período Mississippian, o que é provável porque houve pouca ou nenhuma mudança no ambiente durante este tempo.

Período Mississippian (358,9-323,2 mya)

O calcário do Mississippian é a principal formação a se desenvolver durante este período. Esta formação, semelhante à anteriormente mencionada Formação Trinta e um, é composta principalmente de calcário e xisto. Os leitos de calcário são descritos como sendo "marrom a marrom escuro, microcristalino a muito finamente cristalino, comumente arenoso e dolomítico", enquanto os leitos de xisto são "cinza a preto, duro, platinado, pirítico, orgânico e muito silicioso" . O calcário do Mississippian varia de 49 a 171 pés (15 a 52 m) de espessura, embora seja geralmente mais fino em direção à parte sul da Bacia de Tobosa.

O Barnett Shale é a segunda formação desenvolvida durante o período do Mississippian. Consiste principalmente em xisto marrom siltoso e arenito e siltito de granulação fina. Esta formação era muito mais espessa do que a pedra calcária do Mississippian, variando de 200 a 460 pés (60 a 140 m). O aumento da espessura pode ser explicado pelo aumento da sedimentação na área, provavelmente causado pela atividade tectônica da região.

Atividade tectônica durante o período do Mississippian

A Orogenia Ouachita ocorreu durante o Mississippian Superior, levando à atividade tectônica na região. O dobramento e falhas subsequentes causados ​​por esta orogênese levaram a Bacia de Tobosa a ser dividida em três seções: a Bacia de Delaware, a Bacia de Midland e a Plataforma da Bacia Central. O fim do Período Mississippian também levou ao início da formação do moderno Complexo Permian Reef. O legado do Paleozóico inicial ao meio é quase 6.600 pés (2.000 m) de sedimentos que foram acumulados devido à sedimentação quase ininterrupta.

Paleozóico tardio (da Pensilvânia ao Permiano)

Período da Pensilvânia (323,2-298,9 mya)

O período da Pensilvânia marcou o início dos processos geológicos que moldariam a Bacia do Permiano no que vemos hoje. Os eventos de rifte durante o período cambriano (início do Paleozóico) deixaram zonas de falha na região. Essas zonas de falha atuaram como planos de fraqueza para falhas que foram posteriormente iniciadas pela Orogenia de Ouachita . Essas zonas de falha causaram a transformação da Bacia de Tobosa, devido à atividade tectônica, no Complexo de Recife do Permian, que compreende três partes: a Plataforma da Bacia Central, que é circundada por falhas, e as Bacias de Midland e Delaware em ambos os lados. Os sedimentos do Mississippi estão ausentes devido à erosão ou não deposição. Os xistos marinhos foram depositados no centro das bacias de Delaware, Midland e Val Verde, enquanto a periferia das bacias viu a deposição de sedimentos marinhos rasos, plataforma carbonática e calcário.

A Formação Morrow

A Formação Morrow no início da Pensilvânia é a base da Formação Atoka. O Morrow é um importante reservatório constituído por sedimentos clásticos , arenitos e folhelhos, depositados em um ambiente deltaico .

Outras formações

O período da Pensilvânia também levou ao desenvolvimento de outras formações geológicas, embora nenhuma tivesse a importância da Formação Morrow. A Formação Atoka está conformada no topo da Formação Morrow e é caracterizada por seu calcário rico em fósseis intercalados com xisto, atingindo uma espessura máxima de 660 pés (200 m). Durante a formação do Atoka, o soerguimento ainda estava ocorrendo na região, levando ao aumento da sedimentação à medida que as terras altas circundantes foram erodidas. O aumento da sedimentação levou à formação de arenito de granulação média a grossa. Na Formação Atoka, as primeiras estruturas de recife que se formaram na Bacia do Delaware são visíveis.

A Formação Strawn se formou após o Atoka, também durante o período da Pensilvânia, e atingiu uma espessura máxima de 660 pés (200 m). Nesta formação, houve um aumento significativo de montes de recifes . A Formação Strawn é composta principalmente de calcário maciço, junto com "arenito de granulação fina a média, xisto escuro a cinza claro e ocasional xisto marrom avermelhado, cinza esverdeado, xisto betuminoso". Um grande número de diferentes tipos de fósseis foram preservados nesta formação, incluindo braquiópodes , foraminíferos , briozoários , corais e crinóides.

O período da Pensilvânia também inclui duas outras formações, as formações Canyon e Cisco, que são significativas devido aos principais reservatórios de petróleo descobertos nelas.

Período Permiano (298,9–251 mya)

O Período Permiano foi uma época de grande construção de recifes para transformar o Complexo de Recifes Permiano em um grande sistema de recifes, com formações rochosas de idade Permiana constituindo 95% dos afloramentos atuais na Bacia do Permiano. Ao considerar qualquer tipo de construção de recife que ocorreu no Permiano, é importante ter em mente que a tectônica desempenhou um papel importante. Durante este período, o supercontinente de Pangéia , que durou de 335 a 175 mya, começou a se separar. Pangea foi agrupada perto do equador e cercada pelo Panthalassa superoceânico, com a Bacia do Permiano localizada em sua borda oeste dentro de 5 a 10 graus do equador. Qualquer ambiente de construção de recife precisaria de uma fonte de água, e a Bacia do Delaware estava localizada perto de um mar marginal. Graças ao Hovey Channel, este mar transportou água para a Bacia do Delaware. As temperaturas globais durante esse período eram altas, já que o clima mundial estava mudando de uma casa de gelo para uma estufa. Este aumento das temperaturas globais também levou ao derretimento das massas de gelo localizadas em direção ao Pólo Sul, o que levou à elevação do nível do mar.

O Período Permiano foi dividido em épocas principais , cada uma das quais com subdivisões separadas. Em cada sub-época, uma formação diferente foi formada nas diferentes partes do Complexo de Recife do Permiano.

Época Cisural (298,9-272,3 mya)
Zonas climáticas do limite Carbonífero-Permiano

A Época Cisuraliana continha duas idades, a Wolfcampiana e a Leonardiana , ambas tendo uma formação geológica na Bacia do Permiano com o seu nome.

A Formação Wolfcampiana encontra-se conforme a formação da Pensilvânia e é a primeira formação do Período Permiano. A sua composição varia consoante a sua localização na Bacia, sendo a parte mais setentrional mais rica em xisto. A espessura dessa formação também varia, atingindo no máximo 500 m (1.600 pés). O Wolfcampian é composto principalmente de xisto cinza a marrom e calcário marrom de granulação fina, dominado por sílex. Existem também camadas intercaladas de arenito de granulação fina encontradas dentro da formação.

A formação primária que resta da Idade Leonardiana é chamada de Pedra calcária Bone Spring , que atinge uma espessura máxima de 2.000 pés (600 m) e fica diretamente abaixo do Complexo Capitan Reef. O calcário Bone Spring pode ser dividido em duas formações: o Victorio Peak Member, que consiste em maciços leitos de calcário medindo até 98 pés (30 m); e o Cutoff Shale Member, formado por xisto preto, platy, silicioso e arenito xistoso. O calcário Bone Spring consiste em vários fósseis, como briozoários, crinóides e espiríferas , mas não possuem algas e esponjas que são abundantes no resto do Complexo de Recife do Permiano. Rochas do calcário Bone Spring são encontradas predominantemente na Bacia de Delaware, mas o Victorio Peak Member se estende até a área da margem da plataforma.

Época da Guadalupe (272,3–259,8 mya)

A Época Guadalupiana foi nomeada em homenagem às Montanhas Guadalupe , uma vez que esta época no Permiano é quando a construção de recifes era mais eficiente. Com duração de aproximadamente 272–260 mya, esta época foi dominada pelo Delaware Mountain Group , que pode ser subdividido em divisões rochosas com base na localização no Complexo Permian Reef.

Formação Brushy Canyon

A primeira formação que compõe o Delaware Mountain Group é a Formação Brushy Canyon , e está localizada na Bacia de Delaware. A Formação Brushy Canyon é composta por finas camadas intercaladas de arenito alternado de quartzo de granulação fina e maciço, bem como arenito marrom a preto. Esta formação atinge uma espessura máxima de 1.150 pés (350 m), mas diminui significativamente à medida que se aproxima das margens da bacia devido à sobreposição transgressiva . A Formação Brushy Canyon também contém pequenas manchas de recife, marcas onduladas e estratos estratificados cruzados , que indicam que a Bacia do Delaware tinha um ambiente de águas rasas nesta época.

Formação Cherry Canyon

A próxima unidade do Delaware Mountain Group é o Cherry Canyon , que tinha várias subunidades diferentes e se estendia para a Bacia de Delaware e os ambientes de prateleira circundantes. A Formação Cherry Canyon pode ser subdividida em quatro subunidades, cada uma das quais será discutida brevemente.

Formação de Gateway Inferior

O membro Lower Getaway é um calcário que possui características diferentes com base em sua localização na Bacia do Delaware, e contém recifes próximos à margem da bacia. Esses recifes são freqüentemente encontrados em conglomerados de calcário e brechas . O Upper Getaway Member é mais consistente e é caracterizado como uma dolomita espessa que se integra à Formação San Andres conforme ela se move em direção à plataforma. A unidade do meio da Formação Cherry Canyon é o South Wells Member, que é composto de arenito e se integra ao recife Goat Seep à medida que se move em direção à plataforma da bacia.

Membro Manzanita

A unidade superior é o Membro Manzanita, que consiste em dolomita, e é comprimida por baixo da Formação Capitan conforme se move para as margens da bacia. Todos os quatro membros da Formação Cherry Canyon sofreram dolomitização perto das margens da bacia. Isso é evidente uma vez que os detritos bioclásticos de calcita / aragonita que existiam como parte dessa formação foram preservados como moldes em dolomita. Foi sugerido por alguns autores que os clastos e detritos podem ter sido dolomíticos na deposição, mas isso é improvável, uma vez que os detritos vieram do recife, que não era dolomítico.

Formação Bell Canyon

A Formação Bell Canyon é a próxima unidade no Delaware Mountain Group, e é a unidade de idade equivalente à Formação Capitan Reef que se formou na plataforma. A Formação Bell Canyon consiste de "calcário não fossilífero, cinza escuro a preto, platy, de grão fino". Toda a Formação Cherry Canyon e a parte inferior da Formação Bell Canyon têm camadas estreitas de calcário bioclástico de cor escura e arenito de granulação fina. À medida que essas formações se movem em direção às margens da bacia, o arenito se afasta e o calcário se adensa em camadas maciças de metros de espessura, contendo taludes de recife .

Formação de recife de cabra Seep

A Formação Goat Seep Reef fica na margem da plataforma e se integra com a Formação Getaway na bacia e a Formação San Andres em direção à plataforma. Esta formação é descrita como 1.150 pés (350 m) de espessura, uma milha (1.600 m) de comprimento e composta inteiramente de dolomita maciça. Na metade inferior da formação, a dolomita é estratificada em camadas maciças. Essa formação também contém moldes de organismos destruídos pelo processo de dolomitização.

Edifício do recife na Época Guadalupiana

A Época Guadalupiana é uma das mais bem-sucedidas da história em termos de construção de recifes, já que a maioria dos recifes do Permiano atingiu seu máximo em tamanho, diversidade, extensão e abundância durante esta época, com o Recife Capitan sendo um dos exemplos mais famosos. No Guadalupian, os recifes eram abundantes globalmente e cresciam em lugares como a Bacia de Delaware, a Bacia de Zechstein na Europa Oriental, ao longo do Oceano Tethys e em plataformas de água fria no Oceano Panthalassa . O fim desta era dourada para a construção de recifes ocorreu devido à "crise dos recifes do final de Guadalupia", que envolveu quedas globais nos níveis do mar e flutuações regionais de salinidade . O movimento e a colisão de micro-continentes durante a divisão de Pangea também causou a destruição de muitos recifes de Guadalupian. Mesmo com o número de recifes dessa época que foram destruídos, existem mais de 100 recifes Guadalupianos que permanecem no mundo, a maior parte de qualquer época do Permiano.

Crescimento do recife durante o final do Permiano

O crescimento do Capitan Reef, que é referido como um "membro maciço" devido ao fato de ser formado a partir de calcário maciço, pode ser descrito em três estágios. A primeira etapa é o estabelecimento do recife e seu rápido crescimento. Devido às taxas mais lentas de subsidência dessa época, o recife foi capaz de se construir rapidamente. Uma vez que o recife atingiu o nível do mar, ele começou a crescer horizontalmente, uma vez que não poderia mais crescer verticalmente. O ambiente do recife durante o primeiro estágio de desenvolvimento foi descrito como quente (cerca de 68 ° F (20 ° C)), raso, de alta energia, água límpida que estava livre de detritos e que tinha um nível de salinidade normal de 27 a 40 ppt ( partes por mil). A água da bacia fornecia muitos nutrientes, uma vez que havia uma ressurgência contínua de água que misturava água do mar recém-trazida com água anóxica do fundo da bacia. A composição do recife é descrita como sendo construída principalmente de esponjas eretas, que têm esqueletos grandes e rígidos e abundantes algas vermelhas , micritos microbianos e cimento inorgânico . O micrito microbiano funcionou para prender os sedimentos .

Uma das esponjas mais proeminentes que compunham o Capitan Reef era a esponja da família Guadalupiidae , uma esponja que apareceu pela primeira vez nas Glass Mountains no meio do Permiano e se espalhou na Bacia de Delaware pelo final do Permiano.

Houve mais mudanças ambientais para marcar a segunda fase da formação do Capitan Reef. Este período de crescimento foi marcado por mudanças eustáticas nos níveis globais do mar, devido às frequentes glaciações . O recife experimentou um grande crescimento vertical nesta fase e cresceu a um ritmo rápido o suficiente para acompanhar o aumento do nível do mar . O Capitan Reef também encontrou uma base estável nos destroços e taludes do recife que repousavam em suas encostas, e essa base permitiu que o recife crescesse para fora. Em alguns locais, os nutrientes e minerais eram tão abundantes que o Capitan Reef cresceu quase 50 km do ponto de partida.

Morte de recife durante o final do Permiano

O terceiro estágio do Capitan Reef é a morte do sistema de recifes. As correntes oceânicas no Permiano desempenharam um grande papel na configuração do clima da região e para ajudar no crescimento e morte do Recife Capitan. O clima da região da bacia era quente e árido , o que é mostrado nos depósitos de evaporito que podem ser encontrados na região de recifes .

O fim do crescimento e da acumulação do Complexo Permian Reef foi influenciado pela tectônica . Durante o final do Período Permiano, o supercontinente de Pangéia estava começando a se fragmentar, o que mudou drasticamente as condições que antes eram favoráveis ​​para o crescimento dos recifes. Mudanças na tectônica limitaram a troca de água do mar no Canal de Hovey, o que levou a um aumento da salinidade na Bacia do Permiano. O recife não conseguiu sobreviver a essa mudança drástica na salinidade da água e, portanto, foi destruído.

Até o Guadalupian, a Bacia do Permian tinha circulação de água adequada com água doce vinda do Canal de Hovey. O crescimento de evaporito ao longo das porções do fundo da bacia mostrou que a coluna de água era mais provavelmente estratificada e euxínica , o que significa que a água era anóxica e sulfídica . As passagens entre as bacias de Delaware e Midland foram restritas devido a mudanças tectônicas, e isso fez com que a salinidade da água aumentasse. As crescentes temperaturas no final do Permiano combinadas com o aumento da salinidade causaram a extinção do Capitan Reef, bem como a formação de evaporitos com a bacia.

As camadas de evaporitos formadas como resultado do aumento da salinidade são chamadas de Formação de Castela . Essa formação consiste em camadas alternadas de gesso / anidrita e calcário, bem como camadas maciças de gesso / anidrita, sal e algum calcário. A unidade mede quase 4.300 pés (1.300 m) no total e foi formada durante a Época Lopingiana . As camadas individuais ( lâminas ) de gesso / anidrita têm entre 0,039 polegadas (1 mm) e 3,9 polegadas (10 cm) de espessura, o que se acredita estar correlacionado com a salinidade da bacia ano a ano.

O Capitan Reef foi diageneticamente alterado no início de sua história, especialmente após a deposição da Formação Castela. Há evidências de alteração do tecido ao longo dessa formação, o que se acredita indicar o processo de desidratação e reidratação do gesso e das anidritas. Também há evidências de calcitização por evaporita . O sistema de recifes foi enterrado até ser exposto na Era Mesozóica como resultado da atividade tectônica da Orogenia Laramide . Os recifes de xisto e carbonato de águas profundas das Bacias de Delaware e Midland e da Plataforma da Bacia Central se tornariam reservatórios de hidrocarbonetos lucrativos .

Tratos de fácies generalizados da Bacia do Permiano

A bacia do Permiano é dividida em cinturas de fácies generalizadas diferenciadas pelo ambiente deposicional em que se formaram, influenciado pelo nível do mar, clima , salinidade e acesso ao mar.

Trato de sistemas Lowstand

A redução do nível do mar expõe o peritidal e, potencialmente, as regiões de margem da plataforma, permitindo que arenitos de canal linear cortem a plataforma, estendendo-se além da margem da plataforma no topo dos carbonatos da encosta, espalhando-se para fora em direção à bacia. As planícies de maré durante um lowstand contêm arenitos eólicos e siltitos no topo de litofácies supratidal do trato de sistemas transgressivos . O preenchimento da bacia durante um lowstand é composto de camadas finas de carbonato misturadas com arenito e siltito na plataforma e camadas de arenito dentro da bacia.

Trato de sistemas transgressivos

Essa fácies resulta do abrupto aprofundamento da bacia e do restabelecimento da produção carbonática. Carbonatos, como wackstone bioturbated e lama de cal pobre em oxigênio, acumulam-se no topo dos sistemas subjacentes de baixo teor de arenitos de trato na bacia e na encosta. As planícies de maré são caracterizadas por faces supratidais de clima quente e árido, como dolomudstones e dolopackstones. A bacia é caracterizada por camadas grossas de carbonato na plataforma ou próximo a ela, com a margem da plataforma tornando-se progressivamente mais íngreme e os arenitos da bacia tornando-se mais finos.

Trato de sistemas de alto nível

A fácies do trato de sistemas de alto nível resulta da desaceleração na elevação do nível do mar. É caracterizada pela produção de carbonato na margem da plataforma e deposição de carbonato dominante em toda a bacia. As litofácies são de camadas espessas de carbonatos na plataforma e margem da plataforma e camadas finas de arenito na encosta. A bacia fica restrita pela formação de leitos vermelhos na plataforma, criando evaporitos na bacia.

História tectônica

Durante o Cambriano- Mississipiano, a ancestral Bacia do Permiano era a ampla margem marinha passiva da Bacia do Tobosa contendo depósitos de carbonatos e clásticos. No início da Pensilvânia - início do Permiano, a colisão das terras da América do Norte e Gondwana (América do Sul e África) causou a orogenia hercínica . A Orogenia Hercínica resultou na diferenciação da bacia do Tobosa em duas bacias profundas (as Bacias de Delaware e Midland) cercadas por plataformas rasas. Durante o Permiano, a bacia tornou-se estruturalmente estável e cheia de clásticos na bacia e carbonatos nas prateleiras.

Fase de margem passiva do Paleozóico Inferior (final do Pré-cambriano-Mississipiano, 850-310 Mya)

Esta sucessão de margem passiva está presente em todo o sudoeste dos EUA e tem até 0,93 milhas (1,50 km) de espessura. A ancestral bacia do Permiano é caracterizada por fraca extensão crustal e baixa subsidência na qual a bacia de Tobosa se desenvolveu. A bacia de Tobosa continha carbonatos de plataforma e xistos.

Fase de colisão (final do Mississipiano-Pensilvânia, 310-265 Mya)

A geometria de dois lóbulos da bacia do Permiano separada por uma plataforma foi o resultado da orogenia colisional Hercínia durante a colisão da América do Norte e Gondwana Land (América do Sul e África). Esta colisão elevou o cinturão de dobras Ouachita-Marathon e deformou a Bacia do Tobosa. A Bacia de Delaware resultou da inclinação ao longo de áreas de fraqueza Proterozóica na bacia de Tobosa. A compressão do sudoeste reativou falhas de empuxo de mergulho acentuado e elevou a crista da Bacia Central. A dobragem do terreno do porão dividiu a bacia na bacia do Delaware a oeste e na bacia do Midland a leste.

Fase da Bacia Permiana (Permian, 265-230 Mya)

A rápida sedimentação de clásticos, plataformas e prateleiras carbonáticas e evaporitos ocorreu sinorogenicamente. Explosões de atividade orogênica são divididas por três discordâncias angulares nos estratos da bacia. Depósitos de evaporito na pequena bacia remanescente marcam o estágio final de sedimentação, pois a bacia tornou-se restrita ao mar durante a queda do nível do mar.

Produção e reservas de hidrocarbonetos

Figura 9: Jogadas de hidrocarbonetos significativos na Bacia do Permiano

A Bacia do Permian é a maior bacia produtora de petróleo dos Estados Unidos e já produziu 28,9  bilhões de barris de petróleo e 75  trilhões de pés cúbicos de gás. Atualmente, no início de 2020, mais de 4 milhões de barris de petróleo por dia estão sendo bombeados da bacia. Oitenta por cento das reservas estimadas estão localizadas a menos de 10.000 pés (3.000 m) de profundidade. Dez por cento do petróleo recuperado da Bacia do Permiano veio de carbonatos da Pensilvânia. Os maiores reservatórios estão na Plataforma da Bacia Central, nas plataformas Noroeste e Leste e nos arenitos da Bacia do Delaware. As litologias primárias dos principais reservatórios de hidrocarbonetos são calcário, dolomita e arenito devido às suas altas porosidades. No entanto, os avanços na recuperação de hidrocarbonetos, como perfuração horizontal e fraturamento hidráulico , expandiram a produção em xistos de petróleo não convencionais e compactos, como os encontrados em Wolfcamp Shale .

História de recursos

Sonda Santa Rita nº 1, usada na descoberta do campo de petróleo Big Lake em 1923.

Em 1917, JA Udden, professor de geologia da Universidade do Texas , especulou que a Dobra da Maratona , associada às Montanhas da Maratona, pode se estender para o norte. Esta teoria das dobras foi posteriormente elaborada em 1918 pelos geólogos RA Liddle e JW Beede. A estrutura potencial foi considerada uma armadilha potencial para o petróleo . Com base nesta teoria da Dobra da Maratona e nos vazamentos de óleo conhecidos , a perfuração de teste foi iniciada na Bacia do Permiano oriental.

As reservas de petróleo na Bacia do Permian foram documentadas pela primeira vez por WH Abrams no condado de Mitchell , oeste do Texas em 1920. O primeiro poço comercial foi aberto um ano depois, em 1921, no recém-descoberto campo petrolífero de Westbrook no condado de Mitchell, a uma profundidade de 2.498 pés (761 m). Inicialmente, a Bacia do Permiano foi pensada para ter uma forma semelhante a uma tigela, com equipes de pesquisa geológica incapazes de estudar o interior da bacia devido à falta de afloramentos. Os próximos anos contiveram descobertas de vários campos de petróleo, como o campo de petróleo Big Lake (1923), o campo de petróleo World (1925), o campo de petróleo McCamey (1925), o campo de petróleo Hendrick (1926) e o Yates Oil Field (1926). Todas essas descobertas foram feitas por perfuração aleatória ou mapeamento de superfície. Testes geofísicos foram vitais no mapeamento da região, já que ferramentas como sismógrafos e magnetômetros foram utilizadas para encontrar anomalias na área.

Em 1924, as empresas que estabeleceram escritórios geológicos regionais na bacia incluíam a California Company ( Standard Oil of California ), Gulf Oil , Humble ( Standard Oil de New Jersey ), Roxana ( Shell Oil Company ), Dixie Oil ( Standard Oil of Indiana ), Exploração de Midwest (Standard Oil of Indiana) e The Texas Company .

Devido às distâncias e à falta de dutos para transportar o petróleo, os testes de perfuração em profundidade eram poucos na década de 1920, pois os custos eram altos. Como resultado, todos os poços de petróleo até 1928 tinham menos de 5.000 pés (1.500 m) ou 6.000 pés (1.800 m) de profundidade. No entanto, em 1928, o poço de descoberta da Universidade No. IB encontrou petróleo a 2.520 pés dentro das formações ordovicianas de Big Lake. A exploração e o desenvolvimento aumentaram na década de 1930 com a descoberta do campo de petróleo Harper (1933), o campo de petróleo Goldsmith (1934), o campo de petróleo Foster (1935), o campo de petróleo Keystone (1935), o campo de petróleo Means (1934) , o campo de petróleo Wasson (1936-1937) e o Campo de Slaughter (1936). Durante a Segunda Guerra Mundial, a necessidade de petróleo nos EUA tornou-se urgente, justificando os altos custos da perfuração de poços profundos. Essa descoberta levou à descoberta de grandes reservatórios de petróleo em todas as formações geológicas, desde o Período Cambriano até o Período Permiano. Descobertas significativas incluíram o campo de petróleo Embrar (1942), o campo de petróleo TXL (1944), o campo de petróleo Dollarhide (1945) e o campo de petróleo Block 31 (1945).

Em 1966, a produção da Bacia do Permiano era de 600 milhões de barris de petróleo, junto com 2,3 trilhões de pés cúbicos de gás, que totalizavam US $ 2 bilhões. Os valores da produção aumentaram continuamente graças à instalação de gasodutos e refinarias de petróleo na área, atingindo uma produção total de mais de 14,9 bilhões de barris em 1993.

Além do petróleo, uma das principais commodities extraídas da Bacia do Permian é o potássio , que foi descoberto pela primeira vez na região no final de 1800 pelo geólogo Johan August Udden. Os primeiros estudos de Udden, e a presença de potássio no poço Santa Rita entre 1100 e 1700 pés, levaram ao Serviço Geológico dos Estados Unidos a explorar a área em busca de potássio, que foi muito importante durante a Primeira Guerra Mundial, já que os EUA não podiam mais importá-lo da Alemanha. em meados da década de 1960, sete minas de potássio operavam no lado do Novo México da Bacia do Permian.

Produção atual

Em 2018, a Bacia do Permian produziu mais de 33 bilhões de barris de petróleo, junto com 118 trilhões de pés cúbicos de gás natural. Essa produção representa 20% da produção de petróleo bruto dos Estados Unidos e 7% da produção de gás natural seco dos Estados Unidos. Embora se pensasse que a produção atingiu o pico no início dos anos 1970, novas tecnologias para extração de petróleo, como fraturamento hidráulico e perfuração horizontal, aumentaram drasticamente a produção. Estimativas da Administração de Informações de Energia previram que as reservas comprovadas na Bacia do Permian ainda retêm 5 bilhões de barris de petróleo e aproximadamente 19 trilhões de pés cúbicos de gás natural. Em outubro de 2019, os executivos do setor de combustíveis fósseis disseram que, até recentemente, vinham fazendo progressos na redução da queima , que é a queima de gás natural. As empresas de perfuração se concentram em perfurar e bombear petróleo, que é altamente lucrativo, mas o gás menos valioso que é bombeado junto com o petróleo é considerado um "subproduto". Durante o boom atual nos campos de petróleo do Permiano, a perfuração de petróleo "ultrapassou em muito a construção de oleodutos", então o uso de queima aumentou junto com a liberação de "gás natural e outros gases de efeito estufa potentes diretamente na atmosfera ", como inundação de dióxido de carbono , causando efeito estufa consideravelmente maior do que a queima. Ambas as práticas são legais de acordo com a legislação dos estados. A maior parte do metano emitido vem de um pequeno número de fontes. O preço do gás natural é tão barato que empresas menores com capacidade de gasoduto estão optando pela queima em vez de pagar os custos do gasoduto.

Condados e Municípios da Bacia do Permiano

Mapa da região do Texas. O vermelho é o núcleo; rosa representa os condados às vezes incluídos na região.
Pumpjack ativo da bacia do Permian a leste de Andrews, TX

Devido à sua importância econômica, a Bacia do Permiano também deu seu nome à região geográfica em que se encontra. Os condados desta região incluem:

Veja também

Referências

links externos