Este trabalho teve como objetivo correlacionar as fácies sedimentares eólicas da Formação Pirambóia, Bacia do Paraná, com o nível de biodegradação do óleo presente em cada uma delas, por meio da análise de parâmetros de biomarcadores da fração saturada e aromática, e parâmetros petroleômicos a partir da fração ácida, com o intuito de auxiliar na caracterização de reservatórios produtores de óleo biodegradado, oferecendo, desta maneira, um método útil nas etapas de exploração e nas estratégias de produção. Os arenitos asfálticos (tar sands) que compõem essas fácies afloram na região centro-leste do estado de São Paulo, e são impregnados com um óleo gerado na Formação Irati, cuja composição foi modificada por processos de alteração secundária, como biodegradação. Pesquisadores do Laboratório de Engenharia e Exploração de Petróleo (LENEP/UENF) coletaram 91 amostras de rochas em localidades do estado de São Paulo, as quais foram catalogadas de acordo com a fácies sedimentar a que pertencem. Para realizar este estudo, foram escolhidas 20 destas amostras de afloramento, cinco de cada fácies sedimentar eólica da Formação Pirambóia: interduna seca, foreset de duna, interduna úmida e cauda de foreset de duna. Os resultados obtidos mostraram que existe correlação entre os tipos de fácies sedimentares e a extensão da biodegradação. Amostras de uma mesma fácies apresentaram resultados similares, exceto quando estas foram expostas a agentes externos, como a água meteórica em superfície, a qual é responsável pela solubilização e arraste dos compostos polares do petróleo, além de estimular o processo de biodegradação aeróbica. A ordem decrescente de biodegradação para as fácies sedimentares foi: interduna seca > interduna úmida > foreset de duna > e cauda de foreset de duna. A razão para esta diferença no nível de biodegradação pode ter sido controlada por seu conteúdo de argilominerais e pela profundidade da fácies em subsuperfície. Outro resultado observado a partir da análise de biomarcadores foi a alta resistência dos compostos gamacerano, C29 hopano e C23 terpano tricíclico à biodegradação severa, corroborando com dados já existentes na literatura. Por fim, constatou-se a importância do estudo da composição de espécies ácidas nos arenitos asfálticos por meio da análise petroleômica, a qual ainda é pouco utilizada na caracterização do petróleo, no entanto pode ser utilizada para auxiliar e complementar os resultados obtidos na avaliação do nível de biodegradação de petróleo, como relatado neste trabalho.