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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Autor: Lopes, José Arimatéia Dantas
Título: Estudo de Biomarcadores em Óleos do Campo Fazenda Belém, Bacia Potiguar: Identificação de 3-Alquil- e 3-Carboxialquil Esteranos, Constituintes de uma Nova Classe de Biomarcadores
Ano: 1995
Orientador: Prof. Dr. Francisco de Assis Machado Reis
Departamento: Química Orgânica
Palavras-chave: -
Resumo: Este trabalho relata o estudo de biomarcadores de óleos recuperados do campo de Fazenda Belém, situado a noroeste da bacia Potiguar, que se constitui na segunda maior bacia produtora de óleo do Brasil. Os óleos estudados (quatro poços) encontram-se em arenitos da formação açu depositados do período Albiano ao Cenomaniano e originaram-se essencialmente a partir dos folhelhos e margas do membro Galinhos e das camadas Ponta do Tubarão da formação Alagamar. As características geoquímicas destes óleos permitem a sua classificação como marinho evaporitico. Foram analisadas as frações neutras e ácidas, sendo que as quatro amostras apresentaram praticamente a mesma composição de biomarcadores. As análises por CG e CG-EM evidenciaram a ausência de compostos lineares, confirmando assim o elevado estágio de biodegradação destes óleos devido a intensa degradção bacteriana. Tal fato se deve a percolação de águas meteóricas nos reservatórios rasos que, carreando oxigênio e nutrientes, compõem as acumulações de hidrocarbonetos do Campo de Fazenda Belem, A reanálise da fração neutra (a análise preliminar foi feita pelo SEGEQ / CENPES / PETROBRAS) permitiu a identificação de vários biomarcadores que não tinham sido detectados anteriormente, incluindo oito terpanos biciclicos do grupo drimano, quatro diterpanos tetraciclicos e novas adições à série dos hidrocarbonetos homohopanos. Também foram detectadas as séries de 3-alquil esteranos (C1 a C6) pertencentes aos grupos colestano, ergostano e estigmastano. Estes compostos de configuração 3b(alquil)5a(H) constituem uma nova classe de biomarcadores. Neste trabalho foram identificados, pela primeira vez, uma série de 3-alquil esteranos com estereoquímica 3a(alquil)5b(H). A identificação dos 3-alquil esteranos com ambas as configurações, 3b(alquil)5a(H) e 3a(alquil)5b(H), foi confirmada por coinjeção com compostos padrões. Foram realizadas análises por CG-EM dos ésteres metilicos, hidrocarbonetos e hidrocarbonetos deuterados derivados dos ácidos. Foram identificados ácidos lineares, ácidos hopanóicos e ácidos esteranóicos correspondentes aos hidrocarbonetos biomarcadores conhecidos. Contudo, a maior contribuição foi a identificação da série de ácidos 3-alquil esteranóicos derivados de colestano, ergostano e estigmastano, com estereoquímica 3b(alquil)5a(H) e 3a(alquil)5b(H). Para a confirmação das estruturas propostas, foram sintetizados 10 biomarcadores: o 5a(H)-colesta-3b-il acetato de metila, o 5b(H)-colesta-3a-il acetato de metila; os 3b-alquil-5a(H)-colestanos (C1 a C4) e 3a-alquil-5b(H)-colestanos (C1 a C4). Seia destes compostos foram sintetizados pela primeira vez e todos foram identificados como biomarcadores presentes nos óleos estudados do Campo de Fazenda Belém.
Abstract: The present work reports the study of biomarkers from oil samples recovered from Fazenda Belem oil field, in the northwestem part of the Potiguar basin, which constitutes the second highest oil producing basin in Brazil. The studied oils (four different wells) are pooled in sandstone reservoir of the Açu formation deposited from the Albian to Cenomanian and sourced by shales and marls of the Galinhos members and Ponta do Tubarão beds of the alagamar formation. The geochemical characteristics of these oils allow their classification as marine evaporitic oil type. The neutral and acidic fractions were studied and all four oil samples showed almost the same biomarker composition. GC and GC/MS analysis clearly evidenced that the oils were biodegraded and suggested that the total lack of n-alkanes and isoprenoids compounds are due to extensive bacteria degradation. The reanalysis of the neutral fraction (preliminary analysis was carried out by SEGEQ / CENPES / PETROBRAS lead us to the identification of several biomarkers not previously detected including eighth byciclic terpanes from drimane group, four tetracyclic diterpanes and new additions to the homohopane hydrocarbons serie. We detected a whole series of 3- alkylsteranes (C1 to C6) belonging to the cholestane, ergostane and stigmastane groups. These compounds of 3b(alkyl)5a(H) configuration constitute a new class of biomarkers. In this work we identified, for the first time, a whole series of 3-alkylsteranes with 3a(alkyl)5b(H) stereochemistry. The identification of 3-alkylsteranes for both 3b(alkyl)5a(H) and 3a(alkyl)5b(H) was confirmed by coinjection with standard compounds. The analyses were carried out by GC/MS with methyl esther, hydrocarbons and deutereted hydrocarbon derivatives of the acidic fraction. Linear acids, hopanoic acids and steranoic acids were identified corresponding to usual hydrocarbons biomarkers. Neverthless the major contribution was the identification of the whole series of 3-alkylsteranoic acids of the cholestane, ergostane and stigmastane with both 3b(alkyl)5a(H) and 3a(alkyl)5b(H) stereochemistry. With the purpose of structure confirmation, 10 biomarkers were synthetized: 5a(H)-cholest-3b-yl-acetic methyl ester, 5b(H)-cholest-3a-yl- acetic methyl ester; The 3b-alkyl-5a(H)-cholestane (C1 to C4) and 3a-alkyl-5b(H)-cholestane (C1 to C4). Six of these were synthesized for the first time and all of them were identified as biomarkers presents in the studied oils of Fazenda Belem field.
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