PHYSICOCHEMICAL AND ISOTOPIC CHARACTERIZATION OF FORMATION WATERS FROM OIL FIELDS IN THE SERGIPE BASIN, BRAZIL

Abstract

This paper presents a study of the physicochemical and isotopic characteristics of formation waters from the Castanhal, Siririzinho and Aguilhadafields in the Sergipe Basin, northeastern Brazil. In each of the samples, pH, conductivity, concentration of dissolved inorganic carbon (DIC), δ18O, δ2H, and δ¹³C weremeasured. These measurements are used to identify isotopic similarities among waters from local aquifers, which can be used as a proxy for groundwater connectivitywith formation water. Formation waters from the Castanhal and Siririzinho fields are enriched in deuterium, as evidenced by their δ2H values above the Global MeteoricWater Line (GMWL), which may be a result of significant isotopic exchange between water and H2S. These measurements are in accordance with the large enrichment in ¹³C of DIC resulting from biodegradation, with the formation of methane depleted in ¹³C and CO₂ enriched in ¹³C. These results indicate interaction between formationwater with rocks and other fluids.

Keywords: stable isotopes, dissolved inorganic carbon, biodegradation.

RESUMO. Este trabalho apresenta um estudo das características físico-químicas e isotópicas de águas de formação dos campos Castanhal, Siririzinho e Aguilhada, localizados na Bacia de Sergipe, nordeste do Brasil. Em cada uma das amostras foram medidos os parâmetros pH, condutividade elétrica, concentração de carbonoinorgânico dissolvido (CID), δ18O, δ2H e δ¹³C. A partir dos resultados obtidos, foi possível identificar a similaridade isotópica com as águas de aquíferos locais,indicando conexão de água subterrânea com água de formação. As águas de formação dos campos Castanhal e Siririzinho apresentaram um enriquecimento em deutério,resultado da troca isotópica entre a água e o H2S. Também foi verificado, um grande enriquecimento no δ¹³C do CID, resultado dos processos de biodegradação coma formação de metano empobrecido em ¹³C e CO₂ enriquecido neste isótopo. Os resultados encontrados indicam interação entre a água de formação com as rochas ecom outros fluidos.

Palavras-chave: isótopos estáveis, carbono inorgânico dissolvido, biodegradação.