Orientação e magnitude de tensões na bacia potiguar: implicações para evolução de bacias em margens passivas

This study presents new stress orientations and magnitudes from the Potiguar basin in the continental margin of Brazil. We analyzed breakout and drilled induced fractures derived from resistivity image logs run in ten oil wells. We also used direct Shmin measurements determined from hydraulic fractures and rock strength laboratory analysis. In addition, we compared these results with 19 earthquake focal mechanisms located in the crystalline basement. We observed that stress directions and magnitudes change across the basin and its basement. In the basin, the SHmax gradient of 20.0 MPa/km and the SHmax/Shmin ratio of 1.154 indicate a normal stress regime from 0.5 to 2.0 km, whereas the SHmax gradient of 24.5MPa/km and the SHmax/Shmin ratio of 1.396 indicate a strike slip stress regime from 2.5 to 4.0 km. The deeper strike-slip stress regime in the basin is similar to the regime in the basement at 1-12 km deep. This stress regime transition is consistent with an incipient tectonic inversion process in the basin. We also noted that the SHmax direction rotates from NW SE in the western part of the Potiguar basin to E W in its central and eastern part, following roughly the shoreline geometry. It indicates that local factors, as density contrast between continental and oceanic crust and sediment loading at the continental shelf influence the stress field. The concentration of fluid pressure in faults of the lowpermeability crystalline basement and its implications to establish a critically stressed fault regime in the basement is also discussed

Nesse trabalho são apresentados novos dados de orientação e magnitude de tensões na Bacia Potiguar. Foram analisados fraturas induzidas e breakouts em 10 poços na bacia através da interpretação de perfis de imagem microrresistiva.. Foram também utilizados dados de fraturamento hidráulico para estimativa da magnitude da tensão horizontal mínima e análises de laboratório para estimativa da resistência à compressão não confinada em amostras de testemunho. Adicionalmente, os dados de orientação e regime de tensões obtidos em poços foram comparados aos resultados de 19 soluções de mecanismos focais publicados na literatura e localizados na borda cristalina da Bacia Potiguar. Observou-se que a direção e a magnitude de tensões variam através da bacia e do embasamento circundante. Na bacia, entre as profundidades de 0,5 a 2,0km, estimouse um gradiente de tensão horizontal máxima (SHmax) de 20,0 MPa/km, uma razão entre as tensões horizontais (SHmax/Shmin) de 1.154 e um regime de falhas normais. Por outro lado, entre as profundidade de 2,5 a 4,0 km, estimou-se um gradiente de SHmax de 24,5 MPa/km, razão entre as tensões horizontais de 1.396 e uma transição para um regime de tensões transcorrente. O regime transcorrente predomina nos mecanismos focais a profundidade de 1 a 12 km. A transição entre um regime de tensões normal para transcorrente é consistente com um processo incipiente de inversão tectônica instalado na bacia. Além disso, observou-se em ambos dados de poços e mecanismos focais, rotação na orientação de SHmax de NW-SE na porção oeste da bacia para E-W nas porções central e leste, acompanhando a geometria da linha de costa. Tais dados indicam que mecanismos locais controlam o campo de tensões, como contraste de densidade entre crosta oceânica e continental e carga sedimentar na plataforma continental. Adicionalmente, a concentração de transmissibilidade e pressão de fluidos em falhas e fraturas de baixa permeabilidade e sua contribuição para o estabelecimento de um regime de falhas em equilíbrio por fricção é também discutida