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Figure 3. Gisements de schiste bitumineux au Brésil. De Padula (1969, sa fig. 1). Cliquez pour agrandir la carte.
Au moins neuf gisements de schiste bitumineux allant du dévonien au tertiaire ont été signalés dans différentes parties du Brésil (Padula, 1969). Parmi ceux-ci, deux gisements ont suscité le plus d'intérêt: (1) les schistes bitumineux lacustres du Tertiaire dans la vallée de Paraíba dans l'État de São Paulo au nord-est de la ville de São Paulo; et (2) les schistes bitumineux de la formation Permian Iratí, une unité répandue dans le sud du pays.
Vallée du Paraíba
Deux zones de 86 km2 dans la vallée de la Paraíba contiennent une réserve de 840 millions de barils de schiste bitumineux in situ, déterminée par forage. La ressource totale est estimée à 2 milliards de barils.L'unité d'intérêt, qui a une épaisseur de 45 m, comprend plusieurs types de schiste bitumineux: (1) un schiste en papier stratifié fossilifère brun à brun foncé contenant de 8,5 à 13% d'équivalent pétrole, (2) un schiste bitumineux de même couleur contenant 3 à 9% en poids d’équivalent pétrole et (3) des schistes bitumineux faiblement fossilifères, d’olive sombre et faiblement fossilifères, qui se fracturent de manière semi-conchoïde.
Formation d'Irati
Les schistes bitumineux de la formation de Permian Iratí ont le plus grand potentiel de développement économique en raison de leur accessibilité, de leur teneur et de leur distribution étendue. La formation d'Iratí s'étend dans le nord-est de l'État de São Paulo et s'étend sur 1 700 km vers le sud jusqu'à la frontière sud du Rio Grande do Sul jusqu'au nord de l'Uruguay. La superficie totale recouverte par la formation d'Iratí est inconnue car la partie ouest du gisement est recouverte de coulées de lave.
Dans l’État du Rio Grande do Sul, le schiste bitumineux est divisé en deux couches séparées de 12 m de schiste et de calcaire. Les lits sont les plus épais aux environs de São Gabriel, où le lit supérieur a une épaisseur de 9 m et se rétrécit au sud et à l’est, et le lit inférieur a une épaisseur de 4,5 m et s’étend également au sud. Dans l'État de Paraná, à proximité de São Mateus do Sul-Iratí, les couches supérieure et inférieure de schistes bitumineux ont respectivement une épaisseur de 6,5 et 3,2 m. Dans l'État de São Paulo et une partie de Santa Catarina, il existe jusqu'à 80 couches de schistes bitumineux, chacune variant de quelques millimètres à plusieurs mètres d'épaisseur, qui sont réparties de manière irrégulière dans une séquence de calcaire et de dolomite.
Les forages carottés ont délimité une zone d'environ 82 km2 contenant une réserve de schistes bitumineux de plus de 600 millions de barils (environ 86 millions de tonnes) d'équivalent pétrole, soit environ 7,3 millions de barils / km2 près de São Mateus do Sul, dans le sud du Paraná. Dans les régions de Rio Grande do Sul de San Gabriel et de Dom Pedrito, le lit inférieur produit environ 7% en poids d’huile de schiste et contient des ressources similaires, mais le lit supérieur ne donne que 2 à 3% de pétrole et n’est pas considéré comme apte à être exploité (Padula, 1969).
Le schiste bitumineux d'Irati est gris foncé, brun et noir, à grain très fin et laminé. Les minéraux argileux constituent 60 à 70% de la roche et la matière organique, une grande partie du reste, avec des contributions mineures en quartz détritique, feldspath, pyrite et autres minéraux. Les minéraux carbonatés sont rares. Les schistes bitumineux d'Iratí ne s'enrichissent pas de manière notable en métaux, contrairement aux schistes bitumineux marins tels que les schistes bitumineux dévoniens de l'est des États-Unis.
L'origine de la formation d'Iratí est controversée. Certains chercheurs ont conclu que la matière organique provient d'une source principalement d'algues / microbienne dans un environnement lacustre d'eau douce à saumâtre, comme l'indique la géochimie de l'huile de schiste (Afonso et autres, 1994). En revanche, Padula (1969), citant des chercheurs antérieurs, émet l'hypothèse que les sédiments riches en matières organiques se seraient déposés dans un bassin marin intra-continental (Paraná) partiellement fermé, de salinité réduite, en communication avec la mer ouverte. Le bassin s'est formé après la fin de la glaciation du Carbonifère tardif. Hutton (1988) a classé le schiste bitumineux d'Iratí en tant que schiste bitumineux marin (marinite).
Le développement de l'industrie brésilienne des schistes bitumineux a commencé avec la création de la société pétrolière nationale brésilienne, Petrobras, en 1954. Une division de cette société, la Superintendéncia da Industrialização do Xisto (SIX), était chargée de la mise en valeur des gisements de schistes bitumineux. . Les premiers travaux se sont concentrés sur les schistes bitumineux de Paraíba, mais plus tard sur les schistes d'Iratí. Un prototype de cornue de schiste bitumineux et une usine d'UPI (Usina Prototipo do Iratí) construits près de São Mateus do Sul ont été mis en service en 1972 avec une capacité nominale de 1 600 tonnes de schiste bitumineux par jour. En 1991, une cornue de taille industrielle de 11 m de diamètre, d’une capacité nominale d’environ 550 tonnes (environ 3 800 barils), a été mise en service par jour. Plus de 1,5 million de tonnes (environ 10,4 millions de barils) d’huiles de schiste et d’autres produits, notamment du gaz de pétrole liquéfié (GPL), du méthane et du soufre, ont été produites depuis le démarrage de l’usine UPI en 1998.