IDENTIFICATION OF POTENTIAL CO2 INJECTION ZONES IN THE SERRA GERAL GROUP: A GEOPHYSICAL ANALYSIS OF LEGACY DRILLED WELLS

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5380/bpg.v83i2.99862

Abstract

The basalts of the Serra Geral Group (SGG) in the Paraná Basin have gained attention due to their potential for CO2 mineralization. Despite its vast extent (~787,000 km²), geological data are limited, hindering the identification of suitable storage zones. This study proposes an integrated workflow based on geophysical log interpretation from four wells (1-PT-1-PR, 2-AN-1-PR, 1-API-1-PR and 1-AV-1-PR) located in a region with potential for CO2 geological storage. Well 1-PT-1-PR was used as a reference model and revealed distinct patterns of flow interiors and interflow horizons. Porosity was estimated using a velocity-porosity relationship based on P-wave velocities. High-porosity zones (Φ>10%) were identified, associated with flow tops or bases, and compound flows. High-porosity zones exhibited low density (~2 g/cm³), porosity values up to 30%, and low P-wave velocities (~3.1 km/s). Additional high-porosity intervals were identified in the other wells, with “net-to-gross” ratios ranging from 19% to 43%. Gamma ray peaks, caliper log excursions, and reduced resistivity values supported the presence of altered and porous zones. The recurrence of high-porosity intervals and their potential lateral continuity indicate the feasibility of future CO2 injection. The workflow applied in this study enhances the understanding of lava flow architecture in the SGG and provides a framework for identifying prospective CO2 injection zones. Future work will focus on sub-regional correlation to support site-specific mineralization projects.

Author Biographies

Antônio Rosales Gonçalves Oliveira, UFPR

Geólogo formado pela Universidade do Vale do Rio dos Sinos UNISINOS, com experiência nas áreas de hidrogeologia, geofísica, mapeamento aéreo com drones, micropaleontologia, geoquímica orgânica, Captura e Armazenamento de Carbono (CCS) e saídas de campo voltadas ao licenciamento ambiental. Atualmente atua no Instituto do Petróleo e dos Recursos Naturais (IPR), vinculado ao projeto Captura e Armazenamento de Carbono Direto do Ar: estudo da integração e otimização dos processos de remoção de gases de efeito estufa da atmosfera e indicação de áreas favoráveis para implementação de tecnologias de emissões negativas (NET) no Brasil. Em 2022, foi agraciado com Menção Honrosa na XXIX Mostra Unisinos de Iniciação Científica e Tecnológica, pela apresentação do trabalho Utilizando base de dados e data mining para entender o impacto das mudanças climáticas globais. Desde 2023, integra a gestão do AAPG UNISINOS Student Chapter, ocupando o cargo de Vice-Presidente. Atualmente é mestrando em Geologia pela Universidade Federal do Paraná (UFPR).

João Pedro Tauscheck Zielinski, Instituto do Petróleo e Recursos Naturais - IPR

Pesquisador pleno no Instituto do Petróleo e dos Recursos Naturais (IPR) da Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS), onde desenvolve pesquisas aplicadas à Captura, Uso e Armazenamento Geológico de CO2 (CCUS). Graduado em Geologia pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC, 2015), com parte dos estudos realizados na Universidad Complutense de Madrid (UCM) durante o ano acadêmico de 2012-2013, como bolsista do programa Ciência sem Fronteiras. Concluiu o mestrado em Geociências pela Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) em 2017 e o doutorado pelo Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental (PPGRHSA) do IPH/UFRGS (2024), com pesquisa voltada à análise hidrogeoquímica e isotópica da interação CO2-água subterrânea-mineral em aquíferos rasos. Seus principais temas de interesse incluem: armazenamento permanente de CO2 por meio de abordagens de remoção de dióxido de carbono (CDR); reatividade geoquímica e potencial de mineralização in situ de CO2 em rochas basálticas; estudo da interação CO2-rocha-fluido em condições de reservatório; e aplicação de técnicas ambientais para Monitoramento, Medição e Verificação (MMV) de possíveis vazamentos de CO2 em ambientes onshore e offshore. Revisor convidado para o Journal of South American Earth Sciences (Elsevier).

Erico Albuquerque Dos Santos, Instituto do Petróleo e Recursos Naturais - IPR

Bacharel em Geologia pela Universidade Federal de Santa Catarina (2017). Mestre em Geociências pelo Programa de Pós-Graduação em Geociências da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2019). Pesquisador Visitante no GEOTOP - Research Centre in Earth System Dynamics da Université du Québec à Montréal (2021 - 2022) pelo Programa PDSE - Programa de Doutorado Sanduíche no Exterior fomentado pela Fundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES. Doutor em Agroecossistemas pelo Programa de Pós-Graduação em Agroecossistemas da Universidade Federal de Santa Catarina (2024). Pesquisador no Instituto do Petróleo e dos Recursos Naturais da Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (2023 - presente).

Stephanie Carvalho da Silva, Instituto do Petróleo e Recursos Naturais - IPR

Possui graduação em Geologia (2014) e Mestrado em Geociências (2018) pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Atualmente é Doutoranda em Geoquímica pelo Programa de Pós-Graduação em Geociências da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) com período de doutorado sanduíche na Universitet it Troms (UiT), na Noruega. Atua principalmente em temas relacionados à Geoquímica, Geotectônica, Geologia Estrutural, Petrologia, Metamorfismo e Mapeamento Geológico. Seus interesses incluem particularmente: geoquímica, petrologia ígnea e metamórfica, modelamento termodinâmico de condições metamórficas, geologia estrutural, evolução tectônica, petrografia e microestruturas de rochas ígneas e metamórficas, magmatismo sintectônico e magmatismo colisional. (Texto informado pelo autor)

William Jeovanini Fucks, Instituto do Petróleo e Recursos Naturais - IPR

Geólogo graduado pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Foi integrante da comissão coordenadora do projeto de extensão Modelamento Virtual de Afloramentos das Vias de Escalada, no Instituto de Geociências da mesma Universidade, empregando técnicas de geoprocessamento e geotecnologias. Em 2016, foi Bolsista de Iniciação Científica no Laboratório de Palinologia Marleni Marques Toigo - UFRGS desempenhando atividades relacionadas ao projeto de análise das palinofácies de depósitos miocênicos da Bacia de Pelotas. Também foi bolsista de iniciação científica do programa PIBIC CNPq-UFRGS, no Centro de Estudos de Geologia Costeira e Oceânica (CECO) - UFRGS. Atualmente trabalha como auxiliar de pesquisa no Instituto do Petróleo e dos Recursos Naturais (IPR/PUCRS), participando de projetos de monitoramento de CO2 próximo à superfície e temas relacionados à captura e armazenamento geológico de carbono. 

Pedro Costabile Souza, UFRGS

Geólogo formado na UFRGS. 

Rodrigo Sebastian Iglesias, Instituto do Petróleo e Recursos Naturais - IPR

Bacharel em Química pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1997), e Mestre em Química Teórica (2000) pela mesma universidade. Doutor em Ciencias Químicas pela Universidad Autónoma de Madrid (Espanha, 2006), com bolsa CAPES. Pós-doutorado no Laboratório de Novos Materiais Orgânicos do Instituto de Química da UFRGS (2007). Tem experiência nas áreas de Química Teórica, Físico-Química Orgânica e Geoquímica, atuando principalmente nos seguintes temas: métodos quânticos de cálculo de propriedades eletrônicas moleculares, síntese de novos materiais orgânicos com aplicações optoeletrônicas, modelagem numérica e experimental de interações fluido-rocha e petrofísica especial. Atualmente é Professor do curso de Engenharia Química e no Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia de Materiais da Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS). Desde 2007 trabalha com pesquisa em Captura e Armazenamento de Carbono e sua relação com as mudanças climáticas, coordenando o Laboratório de Geoquímica e Petrofísica no Instituto do Petróleo e Recursos Naturais, na PUCRS. 

Breno Leitão Waichel, UFSC

Possui graduação em Geologia pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1995), mestrado em Geociências pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1999) e doutorado em Geociências pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2006). Atualmente é professor associado da Universidade Federal de Santa Catarina. Coordena o grupo de pesquisa ESPEPETRO- Estratigrafia, petrologia e petrofísica e participa dos seguintes grupos de pesquisa (CNPq): Petrologia e estratigrafia de sequências vulcânicas (UFRGS) e do Grupo de Análise de Bacias da USFC (ANBA). Tem experiência na área de Geologia, com ênfase em vulcanologia, estratigrafia e petrologia. 

Victor Hugo Jacks Mendes dos Santos, Instituto do Petróleo e Recursos Naturais - IPR

Possui Técnico Profissionalizante em Química pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul - IFRS (2012), Graduação em Química Industrial pela PUCRS (2015) e Mestrado/Doutorado em Engenharia e Tecnologia de Materiais pela PUCRS (2018/2022). Atualmente atua como Pesquisador no Instituto do Petróleo e dos Recursos Naturais - IPR/PUCRS. 

Felipe Dalla Vecchia, Instituto do Petróleo e Recursos Naturais - IPR

Professor adjunto e pesquisador na PUCRS. Desde novembro de 2017 ocupa a posição de diretor do Instituto do Petróleo e dos Recursos Naturais da PUCRS (IPR). Atualmente faz parte do quadro de docentes permanentes do Programa de Pós Graduação em Engenharia e Tecnologia de Materiais (PGETEMA). Possui doutorado e mestrado em Engenharia e Tecnologia de Materiais pela Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul. No ano de 2006 graduou-se em Engenharia de Controle e Automação pela mesma universidade.Tem experiência na área de Engenharia de Materiais participando do desenvolvimento de novos materiais e tecnologias para captura e conversão de CO2 (CCUS). Desenvolve atividades de pesquisa também na área de Integridade de poços na indústria do óleo e gás e corrosão de aços por CO2 em condições supercríticas, produção de hidrogênio de baixa intensidade de carbono, captura de CO2 direto do ar (DAC)e dispositivos de acumulação de energia.

Cassiane Maria Ferreira Nunes, REPSOL BRASIL

Possui Doutorado em Geologia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (2008). Atualmente é pesquisadora na Repsol Sinopec Brasil. Tem experiência na área de Geociências, com ênfase em Geofísica. Engenheira com 15 anos de experiência na área de exploração e produção de petróleo, com especialidade em petrossísmica, integração rocha-perfil-fluido-sísmica, análise de atributos elásticos, experimentos e modelagem estatística de física de rochas, classificação de fácies, análise de viabilidade, AVO, inversão sísmica e interpretação sísmica quantitativa das propriedades de reservatórios. Atualmente tem realizado estudos e implementação de modelos de física de rochas que forneçam módulos elásticos efetivos aplicáveis às rochas carbonáticas em geral; e estudos petrossísmicos avançados de modelagem e calibração dos reservatórios do Pré-Sal. A utilização destes modelos na inversão geoestatística e geração de parâmetros para construção dos modelos geomecânicos.

Leonildes Soares de Melo Filho, REPSOL BRASIL

Graduação Geologia pela Universidade de Brasília (1993) e mestrado em Geologia pela Universidade de Brasília (1996). Atualmente é geofísico pela Petrobras SA, com experiência na área de Geociências e ênfase em Geofísica de Reservatórios de Petróleo e Gás. Atua principalmente nos seguintes temas: caracterização sísmica, modelagem geológica e geomecânica de reservatórios de petróleo e gás.

References

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Published

2025-07-22

How to Cite

Rosales Gonçalves Oliveira, A., Tauscheck Zielinski, J. P., Albuquerque Dos Santos, E., Carvalho da Silva, S., Jeovanini Fucks, W., Costabile Souza, P., … Soares de Melo Filho, L. (2025). IDENTIFICATION OF POTENTIAL CO2 INJECTION ZONES IN THE SERRA GERAL GROUP: A GEOPHYSICAL ANALYSIS OF LEGACY DRILLED WELLS. Boletim Paranaense De Geociências, 83(2), 1–8. https://doi.org/10.5380/bpg.v83i2.99862

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Vol. 83 No. 2 (2025): GeoMinE

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Artigos do GeoMinE

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