Influência da temperatura na geração biogênica de metano e dióxido de carbono na formação Irati, permiano da bacia do Paraná

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Almeida, Nazaré da Silva
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Bacia do Paraná; Bacia Lusitânica; Biogenic Gas; Efeito Estufa; Gás Biogênico; Greenhouse effect; Lusitanian Basin; Paraná Basin; Shale Gas; Temperatura; Temperature
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/44/44141/tde-10072018-151217/

Metano (CH4) e dióxido de carbono (CO2) são gases de grande importância climática e energética, pois contribuem para o efeito de estufa, mas também para produção de energia, no caso do CH4. Do ponto de vista energético, reconhecer as diferentes fontes de geração de CH4 torna-se um fator crucial na avaliação das reservas mundiais de gás natural, uma vez que as estimativas atuais de reservas potenciais não levam em consideração as diferentes origens dos hidrocarbonetos presentes ou, na grande maioria, considera apenas a origem termogênica. A temperatura é um dos fatores mais importantes que afetam o crescimento microbiano e as reações biogeoquímicas ligadas à metanogênese. A Formação Irati (Permiano da Bacia do Paraná) ocorre na região sul da América do Sul e representa um dos folhelhos orgânicos mais importantes do mundo já que o conteúdo em carbono orgânico total (COT) atinge até 23% e cobre uma área de aproximadamente 700.000 km2. A história térmica deste importante reservatório de carbono é atípica por hospedar rochas ígneas do Cretáceo. Isto proporcionou a ocorrência de zonas termicamente imaturas até zonas com maturidade suficiente para a geração termogênica de CH4. Este estudo trata da influência da temperatura na geração de CH4 e CO2 biogênicos em folhelhos da Formação Irati. Para isto, amostras de folhelho foram utilizadas em experimentos de incubação realizados sob diferentes temperaturas (22°C, 50°C, 70°C e 80°C), com objetivo de avaliar a influência das condições térmicas sobre a geração biogênica de CH4 e CO2. Temperaturas mais elevadas promoveram maiores taxas de produção de CH4 e CO2. A produção biogênica de CH4 mostrou-se mais eficiente em condições de temperatura de 80°C, com um rendimento máximo de 2,45 ml/t.d em comparação com 0,49 ml/t.d a 22°C, 1,75 ml/t.d e 2,09 ml/t.d a 50°C e 70°C, respectivamente. A mesma tendência foi observada para o CO2. O potencial de produção máximo de CO2 foi observado sob condições térmicas de 80°C, atingindo 23467,37 ml/t.d. As diferenças de produção obtidas para as diferentes amostras analisadas parecem estar relacionadas com a composição química da matriz mineral, observando-se maior produção em amostras com maior quantidade de enxofre (S), quando submetidas a altas temperaturas (50°C, 70°C e 80°C). Além dos folhelhos da Formação Irati, níveis orgânicos das formações Água de Madeiros e Vale das Fontes, Jurássico da Bacia Lusitânica, foram também estudados, os quais são termicamente imaturos e apresentam querogênio tipicamente marinho, distinto do observado na Formação Irati. O aumento da geração biogênica de CH4 e CO2 com a elevação da temperatura também foi observado para amostras das formações Água de Madeiros e Vale das Fontes. Com o presente estudo, é quebrado o paradigma de que 80°C seria a temperatura máxima para a ocorrência de metanogênese em bacias sedimentares, ou reservatórios. Assim, a geração biogênica de CH4 é favorecida por temperaturas mais elevadas (até no mínimo 80°C), considerando-se que a microbiota dos experimentos decorridos durante o presente trabalho seria similar aquelas que ocorrem em bacias sedimentares, bem como o ecossistema. Este trabalho constitui o primeiro estudo que avaliou o efeito da temperatura na produção de gases de origem biogênica em folhelhos da Formação Irati (Bacia do Paraná) e das formações Água de Madeiros e Vale das Fontes (Bacia Lusitânica - Portugal).