La cuenca de Santos ( en portugués : Bacia de Santos ) es una cuenca sedimentaria mayoritariamente marina de aproximadamente 352.000 kilómetros cuadrados (136.000 millas cuadradas) . Está ubicada en el sur del océano Atlántico , a unos 300 kilómetros (190 millas) al sureste de Santos , Brasil . La cuenca es una de las cuencas brasileñas que resultaron de la ruptura de Gondwana desde el Cretácico Inferior , donde se formó una secuencia de cuencas de rift en ambos lados del Atlántico Sur; las cuencas de Pelotas, Santos, Campos y Espírito Santo en Brasil, y las cuencas de Namibia, Kwanza y Congo en el suroeste de África.
La cuenca de Santos está separada de la cuenca de Campos al norte por el Alto de Cabo Frio y de la cuenca de Pelotas al sur por el Alto de Florianópolis y el límite noroeste en tierra está formado por la cordillera costera de Serra Do Mar. La cuenca es conocida por sus gruesas capas de sal que han formado estructuras en el subsuelo debido a la halocinesis . La cuenca comenzó a formarse en el Cretácico Inferior en la parte superior del Cratón del Congo como una cuenca de rift . La etapa de rift de la evolución de la cuenca combinada con el clima árido del Aptiano de las latitudes meridionales dio como resultado la deposición de evaporitas en el Aptiano Tardío , hace aproximadamente 112 millones de años. La fase de rifting fue seguida por una fase de hundimiento térmico y una etapa de deriva en el ensanchamiento del Océano Atlántico Sur . Este proceso condujo a la deposición de una sucesión de sedimentos clásticos y carbonatados de más de 20 kilómetros (66.000 pies) de espesor.
Una de las mayores cuencas sedimentarias brasileñas, es el sitio de varios campos gigantes de petróleo y gas descubiertos recientemente (2007 y después) , incluyendo el primer gran descubrimiento presalino Tupi (8 mil millones de barriles), Júpiter (1.6 mil millones de barriles y 17 tcf de gas), y Libra , con un estimado de 8 a 12 mil millones de barriles de petróleo recuperable. Las principales rocas generadoras son las lutitas lacustres y carbonatos del presal Grupo Guaratiba y las lutitas marinas de la Formación Itajaí-Açu postsalina. Las rocas reservorio están formadas por las areniscas , calizas y microbialitas de Guaratiba presalino , las calizas albianas de la Formación Guarujá y las areniscas turbidíticas del Cretácico Tardío al Paleógeno de las Formaciones Itanhaém, Juréia, Itajaí-Açu, Florianópolis y Marambaia. La sal móvil de la Formación Ariri forma sellos regionales , así como las lutitas del relleno sedimentario postsal. En 2014, la producción total de solo los yacimientos subsalinos alcanzó más de 250 mil barriles por día (40 × 10 3 m 3 /d). En 2017, la Cuenca de Santos representó el 35% del petróleo de Brasil, mientras que la Cuenca de Campos, vecina al norte, representó el 55%.
La cuenca de Santos recibe su nombre de la ciudad costera de Santos en el estado de São Paulo . [ cita requerida ]
La Cuenca de Santos es una cuenca sedimentaria principalmente marina a través del Trópico de Capricornio , que limita de norte a sur con los estados brasileños de Río de Janeiro , Sáo Paulo , Paraná y Santa Catarina . [1] La cuenca cubre un área de aproximadamente 352.000 kilómetros cuadrados (136.000 millas cuadradas), [2] y está delimitada al norte por el Alto de Cabo Frio, que separa la cuenca de la Cuenca de Campos y el Alto de Florianópolis y la Zona de Fractura, que separa la Cuenca de Santos de la Cuenca de Pelotas . [3]
A lo largo de la costa brasileña, la cuenca está delimitada por la Serra do Mar y se extiende desde Cabo Frio en el noreste hasta Florianópolis en el suroeste. La ciudad de Río de Janeiro está ubicada en el borde costero de la Cuenca de Santos en la parte norte, Santos , Guarujá y las islas de Ilhabela en el área central e Itajaí y Balneário Camboriú en el sur de la cuenca. Dentro de la cuenca, se encuentran varios altos. El Alto Exterior, en la parte distal de la Cuenca de Santos, es el alto intracuenca más prominente y extenso con un área aproximada de 12.000 kilómetros cuadrados (4.600 millas cuadradas). El Alto Exterior es probablemente una serie segmentada de hombros de bloques de falla de rift que se elevaron y erosionaron durante el Barremiano Tardío. [4]
El clima de la zona costera de la cuenca varía desde un clima de sabana tropical (Aw), un clima de monzón tropical (Am) y un clima de selva tropical (Af) hasta un clima subtropical húmedo (Cfa). La parte costera de la cuenca de Santos se encuentra en la ecorregión de bosques costeros de Serra do Mar del bioma de la Mata Atlántica . En las islas del Parque Nacional Superagüi en la cuenca de Santos, el tití león de Superagüi ( Leontopithecus caissara ), endémico y en peligro crítico de extinción , tiene su hábitat restringido. [ cita requerida ]
El margen del Atlántico Sur se desarrolló sobre cratones estables del Arcaico que consisten en rocas duras y resistentes y en parte sobre los cinturones móviles del Neoproterozoico compuestos por rocas metamórficas menos resistentes . [6] El basamento precámbrico de la cuenca de Santos está expuesto como el cinturón de Araçuaí a lo largo de la costa brasileña, más notablemente en los inselbergs de Río de Janeiro, de los cuales el Pan de Azúcar es el más emblemático. Las rocas antiguas consisten en un núcleo metamórfico de alto grado del Neoproterozoico al Cámbrico de granitos y gneises , formado durante la colisión de Gondwana en la orogenia Panafricana - Brasiliano . [7] Se han encontrado basaltos similares a las trampas de Paraná y Etendeka , expuestas al oeste en la cuenca de Paraná , debajo de la cuenca de Santos. [8] El punto caliente de Tristán da Cunha , conocido como el punto caliente de Tristán , se considera el impulsor de la formación de estos basaltos de inundación . [9]
Durante el Cretácico Inferior , el antiguo continente Gondwana , como parte meridional de Pangea , comenzó a fragmentarse, dando lugar a una secuencia de cuencas de rift que bordean el actual Atlántico Sur. La expansión de Pelotas-Namibia comenzó en el Hauteriviano , hace unos 133 millones de años, y alcanzó la cuenca de Santos, al norte, en el Barremiense . La expansión del fondo marino continuó hacia el norte hasta la cuenca de Campos en el Albiano Inferior , hace aproximadamente 112 Ma. [ cita requerida ]
Se han identificado cinco etapas tectónicas en las cuencas brasileñas: [10]
La fase de hundimiento en la cuenca de Santos se caracterizó por subsidencia térmica y generó depocentros restringidos con profundidades de agua relativamente uniformes, que oscilaron entre 600 y 950 metros (1970 a 3120 pies). El clima del Aptiense tardío era árido con altas tasas de evaporación que desencadenaron condiciones hipersalinas en estas cuencas marginales de hundimiento. Esto resultó en la acumulación de gruesas capas de evaporitas a lo largo de los márgenes continentales brasileños y del sudoeste de África, un proceso que continuó hacia el norte más tarde en el Cretácico. [11] La deposición de los 600 metros (2000 pies) más bajos de sal en el Aptiense habría tomado aproximadamente entre 20 000 y 30 000 años. [12] Con la ruptura continental de las cuencas de Santos y Campos de las cuencas opuestas de Namibia y Kwanza, la circulación oceánica regresó durante la etapa posterior al rift. La fase de deriva desde el Cretácico Superior produjo una secuencia espesa de depósitos clásticos y carbonatados. Los regímenes térmicos diferenciales y la carga de sedimentos de estas unidades produjeron halocinesis , movimiento de sal en el subsuelo . Los diapiros de sal resultantes , las fallas lístricas y de empuje y varias estructuras relacionadas con la sal produjeron varias trampas estratigráficas y estratigráficas-estructurales combinadas para la acumulación de hidrocarburos en las aguas costeras brasileñas y del sudoeste de África. [11]
Durante las fases de halocinesis, que datan del Albiano al Paleoceno , varias áreas de la parte distal de la cuenca de Santos, hoy en aguas profundas, estuvieron expuestas a condiciones subaéreas y sufrieron erosión. Las partes distales de la cuenca fueron afectadas por un acortamiento orientado de EO a NO-SE, subperpendicular al margen brasileño. [13]
El basamento de la Cuenca de Santos está compuesto por granitos y gneises del Cinturón de Araçuarí que se formó en el límite occidental del Cratón del Congo. Las rocas metamórficas y magmáticas resistentes a la erosión están expuestas en la Serra do Mar , formando el borde de la Cuenca de Santos a lo largo de la costa brasileña. [ cita requerida ]
El espesor estratigráfico total de los sedimentos de la Cuenca de Santos se ha estimado en 23.170 metros (76.020 pies) y ha sido descrito en detalle por Clemente en 2013. [14]
El Grupo Guaratiba tiene 4.200 metros de espesor e incluye cuatro formaciones, de antiguas a jóvenes: las formaciones Camboriú, Piçarras, Itapema y Barra Velha. El grupo es equivalente al Grupo Lagoa Feia de la Cuenca de Campos. [14]
La Formación Camboriú tiene 40 metros de espesor e incluye rocas basálticas con una distribución a lo largo de toda la cuenca. Los basaltos son de color verde oscuro a gris oscuro, holocristalinos, de grano medio y textura ofiolítica. Los componentes principales son plagioclasa y augita , generalmente frescas, no alteradas. [14]
La Formación Piçarras tiene un espesor de 990 metros (3250 pies) y está formada por rocas clásticas y carbonatadas. La formación incluye conglomerados polimícticos rojizos , con clastos de basalto y cuarzo en una matriz arcillo-arenosa. También incluye coquinas lacustres blancas y rojizas (calizas con conchas) y areniscas, limolitas y lutitas de composición estevensita . Su edad, basada en los conjuntos de ostrácodos , es del Hauteriviano al Aptiense. [14]
Los conglomerados y areniscas de la formación son representativos de un ambiente aluvial . Las coquinas representan un ambiente lacustre somero . De manera similar a la Formación Atafona de la Cuenca de Campos, las areniscas, las limolitas con estevensita y las lutitas representan un ambiente lacustre alcalino afectado por la actividad volcánica. Las lutitas representan aguas lacustres más profundas en áreas más distales. La alternancia de las dos facies implica una serie de progradaciones-retracciones aluviales hacia los lagos carbonatados del Cretácico. La baja madurez textural y compositiva de los conglomerados y areniscas implica que la cuenca fue abastecida desde áreas cercanas a los márgenes de la cuenca. [15]
La Formación Itapema tiene varios cientos de metros de espesor y está compuesta por calciruditas (calizas) y lutitas oscuras. Las calizas calcirudíticas están compuestas por conchas de bivalvos fragmentados, frecuentemente dolomitizados y silicificados. En secciones más distales, la formación está compuesta por lutitas oscuras ricas en materia orgánica. En el pozo 1-RSJ-625, la formación incluye 110 metros (360 pies) de lutitas radiactivas intercaladas con carbonatos. Se cree que estas facies representan un ambiente lacustre. Las lutitas ricas en materia orgánica son una de las principales rocas generadoras de la Cuenca Santos. Esta formación es correlativa con la Formación Coqueiros en la Cuenca Campos. La edad de la Formación Itapema es del Barremiano al Aptiense. [15]
La Formación Barra Velha tiene un espesor aproximado de 300 a 350 metros (980 a 1.150 pies). En las secciones proximales, la formación comprende calizas de estromatolitos y microbialitas laminadas. En las secciones distales, está compuesta de lutitas. Intercaladas con las microbialitas laminadas hay calizas con texturas de packstone y grainstone formadas por clastos de algas y bioclastos (ostrácodos fragmentados). Los carbonatos con frecuencia están parcial o completamente dolomitizados. Estas facies representan un ambiente transicional continental y marino poco profundo . La edad de esta formación se ha estimado entre el Barremiense Tardío y el Aptiano. Es correlativa con la Formación Macabu en la Cuenca de Campos, ya que ambas están caracterizadas por microbialitas laminadas y estromatolitos. Estas calizas son uno de los yacimientos subsalinos en la Cuenca de Santos. [15]
La Formación Ariri tiene un espesor de 581 metros ( 1.906 pies ) y puede alcanzar los 4.000 metros (13.000 pies) en otras áreas de la cuenca. Está compuesta predominantemente por evaporitas . La formación se caracteriza por intervalos gruesos de halita blanca , asociada con anhidrita blanca , calcilutitas grisáceas ocres, lutitas y margas . El entorno sedimentario probablemente era marino restringido, incluidas sabkhas de marismas , que evolucionaron bajo un clima árido. Los conjuntos de ostrácodos de esta formación indican una edad neo-Algoas (escala de tiempo local). [15]
El Grupo Camburi tiene hasta 6.100 metros (20.000 pies) de espesor e incluye tres formaciones, Florianópolis , Guarujá e Itanhaém . [16]
La Formación Florianópolis tiene 343 metros (1.125 pies) de espesor en el pozo petrolero tipo y está compuesta por areniscas rojizas de grano fino a grueso con una matriz de arcilla, lutitas micáceas rojizas y limolitas. Se cree que estas unidades clásticas representan ambientes aluviales distribuidos a lo largo del margen occidental de la cuenca brasileña, a lo largo de la línea de bisagra de Santos. Estos ambientes aluviales fueron gradacionales hacia el este, con los carbonatos marinos poco profundos de la Formación Guarujá, y más hacia la cuenca abierta con las limolitas de la Formación Itanhaém. Los datos bioestratigráficos y sus relaciones con la Formación Guarujá apuntan hacia una edad Albiana. [16]
La Formación Guarujá tiene 832 metros (2.730 pies) de espesor y está compuesta por calcarenitas oolíticas , que lateralmente se degradan a calcilutitas de color ocre grisáceo y gris parduzco y margas grises. Estas facies están intercaladas con los clásticos aluviales de la Formación Florianópolis. El nombre Guarujá está restringido a la intercalación de caliza más baja, anteriormente denominada Guarujá Inferior por Ojeda y Ahranha en Pereira y Feijó (1994). Las microfacies indican un ambiente deposicional de llanura de marea a laguna poco profunda y plataforma carbonatada abierta. La edad basada en foraminíferos planctónicos y polen es Albiano Temprano. [16]
La Formación Itanhaém tiene 517 metros (1.696 pies) de espesor y está compuesta por lutitas de color gris oscuro, limos y margas de color gris claro, calcilitro de color marrón ocre y areniscas subordinadas. Estas facies cambian lateralmente hacia los clásticos gruesos de la Formación Florianópolis. El análisis de las facies indica un ambiente marino que va desde condiciones sublitorales (neríticas internas) y, más raramente, pelágicas (batiales externas). La edad basada en los foraminíferos planctónicos y el polen es del Albiano Temprano. [16]
El Grupo Frade tiene 4.000 metros de espesor e incluye tres formaciones: Santos , Itajaí-Açu y Juréia . Se componen predominantemente de turbiditas . [17]
La Formación Santos tiene 1.275 metros (4.183 pies) de espesor y está compuesta por conglomerados líticos rojizos y areniscas, intercaladas con lutitas grises y arcillas rojizas. Estas facies están intercaladas y cambian lateralmente hacia las Formaciones Itajai-Açu y Juréia. Se piensa que el ambiente sedimentario es de transición continental a marginal marino, y abarca desde aluviales hasta ríos y deltas trenzados . Los datos bioestratigráficos indican una edad Cretácico Superior (Cenomaniano-Maastrichtiano). [17]
La Formación Itajaí-Açu tiene 1.545 metros (5.069 pies) de espesor y comprende un intervalo grueso de rocas arcillosas de color gris oscuro, intercaladas con los clásticos de las Formaciones Santos y Juréia. Dentro de esta formación, el Miembro Ilhabela incluye las areniscas turbidíticas que se encuentran a lo largo de la sección. Se cree que el entorno sedimentario es de talud marino a cuenca abierta. Los datos bioestratigráficos de palinomorfos, nanofósiles calcáreos y foraminíferos planctónicos indican una edad del Cretácico Superior (Cenomaniano-Maastrichtiano). [17]
La Formación Juréia tiene 952 metros (3123 pies) de espesor e incluye una sucesión de clásticos entre las facies gruesas de la Formación Santos en el oeste y los clásticos de grano fino de la Formación Itajai-Açu en el este. La formación se caracteriza por lutitas de color gris oscuro a verdoso y marrón, limolitas de color gris oscuro, areniscas finas a muy finas y calcisiltos de color ocre claro. Se cree que el entorno deposicional es de plataforma marina. La edad basada en palinomorfos y nanofósiles calcáreos es Cretácico Superior (Santoniano-Maastrichtiano). [17] Se identificaron dos nuevas especies de ostrácodos en los recortes de perforación de pozos perforados en la sección Santoniano-Campaniano, ?Afrocytheridea cretacea y Pelecocythere dinglei . [18]
El Grupo Itamambuca tiene 4.200 metros (13.800 pies) de espesor e incluye cuatro formaciones, Ponta Aguda, Marambaia , Iguape y Sepetiba . [17]
La Formación Ponta Aguda tiene un espesor de hasta 2.200 metros (7.200 pies) y está formada por conglomerados, areniscas de grano grueso a fino intercaladas con limolitas y lutitas. Las facies dominantes son areniscas cuarcíticas de grano grueso a fino . Su color va del rojizo al gris, generalmente con cementos de calcita. Entre las intercalaciones se encuentran arcillosas y limolitas de color rojizo a gris claro. Representan un entorno fluvial a marino poco profundo. [19]
La Formación Iguape tiene 1.103 metros (3.619 pies) de espesor y está formada por calcarenitas y calciruditas bioclásticas que contienen briozoos , equinoides , corales , foraminíferos, conchas fragmentadas y restos de algas. Están intercaladas con arcillas gris verdosas, limolitas, margas y conglomerados abigarrados de grano fino a medio de color gris. Estas facies están intercaladas con la Formación Marambaia y cambian lateralmente hacia ella. Se cree que el entorno deposicional es una plataforma carbonatada marina, influenciada por la llegada de clásticos aluviales en las áreas más proximales. Los datos bioestratigráficos de foraminíferos planctónicos, nanofósiles calcáreos y palinomorfos indican una edad terciaria. [19]
La Formación Marambaia tiene 261 metros (856 pies) de espesor y está compuesta por lutitas grises y margas de color gris claro intercaladas con areniscas turbidíticas de grano fino. En algunos lugares, esta formación puede encontrarse aflorando en el fondo del mar. Se cree que el entorno de sedimentación es un talud y una cuenca marina abierta. Los datos bioestratigráficos indican una edad terciaria. [19]
La Formación Sepetiba es la formación más alta de la Cuenca de Santos. Tiene un espesor variable debido a la erosión proximal de la parte superior. La formación consiste en arenas carboníticas de grano fino a grueso de color gris blanquecino. Son coquinas glauconíticas ricas en feldespato que consisten en fragmentos de bivalvos y foraminíferos. Se cree que el ambiente de sedimentación es costero. [19]
La estratigrafía siguiendo las clasificaciones de Vieira 2007, Kiang Chang 2008 y Contreras 2011 es:
El análisis de la cuenca de Santos en 4D ha revelado información sobre la interacción entre los elementos y procesos del sistema petrolero para evaluar el potencial de la roca madre (distribución vertical y horizontal), la evolución térmica de las rocas madre, la relación de transformación, la generación y carga de hidrocarburos, el momento de la migración, el origen del petróleo, la calidad y el volumen de petróleo en los principales yacimientos. En un estudio de modelado de cuenca realizado en 2008 y 2009, se construyó un modelo de facies detallado de la sección presal con base en datos de pozos y modelos conceptuales de interpretación sísmica asociados con el conocimiento previo de las secuencias tectono-sedimentarias de la cuenca de Santos. El mapa de vitrinita previsto , integrado con todos los datos, indica que la roca madre de Coquinas en la mayor parte del área de la mitad oriental se encuentra en la ventana principal de petróleo , mientras que la mitad occidental se encuentra en la ventana de generación de petróleo tardío/gas húmedo. En términos de relación de transformación, los sistemas de rocas madre del Barremiano y del Aptiano en el área alcanzaron hoy entre el 70% y el 80% donde se encuentran los principales depocentros. El modelo de simulación de carga y acumulación para la provincia pre-sal sugiere una reserva potencial en el área del Cluster de la Cuenca de Santos mucho mayor que la reportada, llevando cifras a 60 mil millones de barriles de reservas de petróleo. [27]
La exploración en la Cuenca de Santos comenzó en la década de 1970. Entre 1970 y 1987, se perforaron 59 pozos secos, con un descubrimiento en turbiditas santonianas en 1979, el Campo Merluza. [28] De 1988 a 1998, se perforaron 45 pozos en la cuenca que proporcionaron pequeños descubrimientos, con los 30 millones de barriles (4,8 millones de metros cúbicos) de petróleo equivalente descubiertos en el Campo Tubarão en 1988. Se perforaron ochenta y un pozos entre 1999 y 2005, lo que llevó al descubrimiento del Campo Mexilhão. La exploración experimentó un auge entre 2006 y 2012, con 166 pozos y el gigantesco campo Tupi (8 BBOE), descubierto en el prospecto Tupi en 2006. En 2013, se descubrió el campo Sagitário en los carbonatos subsalinos a una profundidad de agua de 1.871 metros (6.138 pies) y una profundidad vertical real de 6.150 metros (20.180 pies). [29]
En 2014, los yacimientos presalinos de la Cuenca de Santos produjeron más de 250 mil barriles por día (40 × 10 3 m 3 /d). [30] Gracias a la producción presalino, que compensó la producción decreciente del postsal, la producción total de petróleo de Brasil aumentó por encima de los 2.500 mil barriles por día (400 × 10 3 m 3 /d) en abril de 2016. [31] El Campo Lapa, originalmente llamado Carioca, entró en producción en diciembre de 2016. [32] En 2017, la Cuenca de Santos representó el 35% del petróleo de Brasil, y la Cuenca de Campos el 55%. [33] En el mismo año, 76 bloques estaban abiertos a licitación en la Cuenca de Santos. [34]
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