petro_geologia de petroleo parte 1

GEOLOGIA DE PETRÓLEO

Pós graduação em Gestão de Petróleo e Gás Natural

Prof. Luiz Gustavo S. Cajueiro

O Professor

Luiz Gustavo da Silva Cajueiro

Engenheiro Civil – UPE (2002)

Esp. Gestão de Pessoa – FAFIRE (2004)

Esp. Engª de Petróleo e Gás – UFF (2007)

Engenheiro Fiscal BR - Petrobrás – Sistemas de Abastecimento

Combustíveis Líquidos e GNV – GESMS / GPO I

Geologia - Ciência que estuda a estrutura da crosta terrestre, seu modelado

externo e as diferentes fases da história física da Terra. A geologia tem um

papel marcante e decisivo na qualidade da ocupação e aproveitamento dos

recursos naturais, que compreendem desde os solos onde se planta e se

constrói, até os recursos energéticos e matérias primas industriais.

GEOLOGIA DE PETRÓLEODefinição

Diferentes fases da história física da terra, registradas nas rochas.


Geologia do Petróleo

A aplicação da Geologia à pesquisa do petróleo e gás natural é de

extrema importância, porque essa ciência explica o porque da

ocorrência do hidrocarboneto em determina localidade. Explica também

sua origem, a que tipo de rocha se associa e quais os eventos

geológicos responsáveis pela formação de uma jazida economicamente

aproveitável. Após minuciosos estudos geológicos é que se pode saber

se há ou não conveniência na aplicação de grandes capitais destinados

à procura e exploração do petróleo.

O geólogo especializado nessa área de atuação participa em todas as

fases da pesquisa. Faz o reconhecimento da bacia sedimentar,

localiza e estuda as estruturas mais potenciais ao acúmulo de petróleo

ou gás e presta assessoria ao geofísico, com informações geológicas,

necessárias à interpretação dos resultados sísmicos.

O geólogo do petróleo coordena, no campo, o conjunto de

profissionais envolvidos nos trabalhos de exploração, supervisiona

todas as fases do processo de pesquisa, mantém-se presente durante

a perfuração do poço pioneiro, examina as amostras coletadas,

verifica e elabora os testes pertinentes a cada indício de óleo em

profundidades diferentes, que vão sendo atingidas através da

perfuração.


GEOLOGIA DE PETRÓLEOConstituição do Globo Terrestre

O planeta Terra é constituído por diversos setores ou ambientes, alguns dos

quais permitem acesso direto, como a atmosfera, a hidrosfera (rios, lagos,

oceanos, águas subterrâneas e geleiras), a biosfera (conjunto dos seres

vivos) e a superfície da parte rochosa. Da parte rochosa para baixo, o

acesso é muito limitado e as escavações e sondagens mais profundas já

chegaram a cerca de 13km de profundidade, enquanto o raio da terra é de

quase 6.400km. Para se obter informações deste interior inacessível,

existem métodos indiretos de investigação: a sismologia e a comparação

com meteoritos.

Sismologia é o estudo do comportamento das ondas sísmicas ao atravessar

as diversas partes internas do planeta. Estas ondas elásticas propagam-se

gerando deformações, sendo geradas por explosões artificiais e sobretudo

pelos terremotos; as ondas sísmicas mudam de velocidade e de direção de

propagação com a variação das características do meio atravessado.


GEOLOGIA DE PETRÓLEOMétodos Sísmicos

Métodos Sísmicos – de refração e de reflexão.

Método Sísmico de Refração – registra ondas refratadas e tem grande

aplicação na área de sismologia. Foi através deste método que a

estrutura interior da Terra foi desvendada, bastante utilizado na década

de 50 pela área de petróleo como apoio e refinamento dos resultados

obtidos pelos métodos potenciais (Pesquisar Métodos Potenciais).

Método Sísmico de Reflexão – Método mais utilizado atualmente na área de

petróleo, fornece alta definição das feições geologicas em subsuperfícies

propícias à acumulação de hidrocarbonetos, a um custo relativamente baixo

(90% dos investimentos em prospecção são aplicados em sísmica de

reflexão). As imagens das estruturas e camadas geológicas em

subsuperfície , são apresentadas nas mais diversas formas e

disponibilizadas para análise dos especialistas. O levantamento sísmico

inicia-se com a geração de ondas elásticas, através de fontes artificiais, que

se propagam pelo interior da Terra, onde são refletidas e refratadas nas

interfaces que separam as rochas de diferentes constituição petrofísica, e

retornam a superfície, onde são captadas por sofisticados equipamentos de

registro.


Processo sísmico de reflexão utilizando um dispositivo mecânico montado sobre caminhões para produzir as ondas sonoras.

Onda incide sobre superfície de reflexão e retorna, sendo captada por um geofone.



Abertura de picadas e instalação de geofones, para aquisição de dados sísmicos

Cálculo da profundidade da camada


Sísmica de reflexão no mar; as ondas sonoras são produzidas por canhões de ar comprimido.



Návio sísmico


Navio sísmico e disposição dos elementos da aquisição


Dados Sísmicos

Processamento de dados Sísmicos

Seção obtida dos dados


Sísmica 2D

Sísmica 3D

Poço BPoço BPoço APoço A


Seção geológica

Seção sísmica interpretada

Selante

Sal

Rochas geradoras

Dutos

Reservatório

Poço APoço A Poço BPoço B

A integração das observações das numerosas estações sismográficas

espalhadas pelo mundo todo fornece informações sobre como é o

interior do planeta, atravessado em todas as direções por ondas

sísmicas geradas a cada terremoto e a cada explosão. As Informações

sobre a velocidade das ondas sísmicas no interior da Terra permitiram

reconhecer três camadas principais (crosta, manto e núcleo), que têm

suas próprias características de densidade, estado físico, temperatura,

pressão e espessura.


A crosta é a parte sólida do Globo

Terrestre também chamada de litosfera

(esfera de pedra). A sua espessura é

calculada em cerca de 60 a 100

quilômetros. Até agora porém o homem

conseguiu penetrar cerca de 13 (treze)

quilômetros. As sondagens em busca de

petróleo já ultrapassaram os seis

quilômetros.

Não se deve confundir a definição dada

acima restringindo-se apenas às terras

emersas, mas também às submersas,

pois as águas enchem depressões de

tamanhos e grandezas variáveis,

repousando, porém sobre a crosta


O manto é a camada intermediária

entre a crosta e o núcleo central. Manto

é o mesmo que capa geológica ou

camada, com a diferença, todavia, de

ser, geralmente de pouca espessura.

Para os geofísicos, o manto é uma das

camadas do Globo Terrestre, sob a

litosfera.

A espessura do manto possui

aproximadamente 2.900 quilômetros.

Sendo constituído por minerais tanto no

estado sólido como em fusão podendo

ser dividido em duas partes: o manto

superior e o manto inferior.


O núcleo é a parte do Globo

Terrestre abaixo da esfera de pedra –

litosfera. Durante muito tempo pensaram

alguns cientistas, que esse núcleo fosse

constituído por um fogo central,

recebendo a denominação de pirosfera,

e outros, de metais pesados – barisfera

ou metalisfera.

Atualmente, considera-se o núcleo

central como composto pela pirosfera

(sima) e barisfera (nife). O núcleo é

dividido em interno e externo possui

cerca de 3.400 quilômetros de

espessura, sendo o núcleo interno

formado pela liga de níquel e ferro.


É importante ressaltar que todo o material no interior da Terra é sólido, com

exceção apenas do núcleo externo, onde o material líquido metálico se

movimenta, gerando correntes elétricas e o campo magnético da Terra. A

uma dada temperatura, o estado físico dos materiais depende da pressão.

Às temperaturas que ocorrem no manto, os silicatos seriam líquidos, não

fossem as altas pressões que lá ocorrem. Assim, o material do manto, ao

contrário do que muitos crêem, é sólido, e só se torna líquido se uma ruptura

na crosta aliviar a pressão a que está submetido. Nesta situação o material

silicático do manto se liquefaz, e pode, então, ser chamado de magma.


Se o magma fica retido em bolsões dentro da crosta, forma uma câmara

magmática, e vai pouco a pouco solidificando-se, formando um corpo de

rocha ígnea plutônica ou intrusiva, Se o magma consegue extravasar até a

superfície, no contato com a atmosfera e hidrosfera, pode ser chamado lava,

enquanto estiver líquido, no seu resfriamento e solidificação vai formar um

corpo de rocha ígnea vulcânica ou extrusiva. As rochas ígneas assim

formadas, juntamente com as rochas metamórficas e sedimentares,

formadas por outros processos geológicos, constituem a crosta, que é a

mais fina e a mais importante camada para nós, pois é sobre ela que se

desenvolve a vida.


Existem várias evidências mostrando que as

placas tectônicas flutuam sobre o material da

astenosfera e movem-se umas em relação às

outras; assim, continentes que hoje

encontram-se separados já estiveram unidos.

Tal é o caso da América do Sul e da África,

que se apresentam como duas peças

contíguas de um quebra-cabeças, o que é

interpretado não apenas pela forma de seus

litorais, mas também pelas características

geológicas e paleontológicas que mostram

continuidade nos dois continentes, que já

estiveram unidos e submetidos a uma mesma

evolução durante um longo período de sua

história, no passado.

GEOLOGIA DE PETRÓLEOTectônica de Placas

Os movimentos das placas litosféricas (Crosta) são devidos às correntes de

convecção que ocorrem na astenosfera. As correntes de convecção levam

os materiais mais quentes para cima, perto da base da litosfera, onde

movimentam-se lateralmente pela resistência da litosfera ao seu movimento

e perdem calor; tendem então a descer, dando lugar ao material mais quente

que está subindo. À medida que o material se desloca lateralmente para

depois descer, ele entra em atrito com as placas da litosfera rígida, em sua

parte inferior, levando-as ao movimento.


650 Milhões de anos - Proterozóico

GEOLOGIA DE PETRÓLEOCenas da História de um Planeta

510 Milhões de anos - Cambriano


GEOLOGIA DE PETRÓLEOTempo Geológico

Era Primitiva ou Pré-Cambriana

Duração de mais ou menos 4,5 bilhões de anos.Formação de rochas sedimentares resultantes da deposição de detritos ou sedimentos.Maior desenvolvimento da vida.Intensa atividade vulcânica e formação de grandes montanhas.Início da vida nos oceanos (seres unicelulares, como as algas).Chuvas intensas que formaram oceanos e mares.Início da formação da atmosfera a partir dos gases e vapores que se desprenderam da Terra quando de seu resfriamento.Ausência de vida na terra.Formação das primeiras rochas em virtude da solidificação dos minerais.Resfriamento da Terra.


Era Primária ou Paleozóica (Paleo – antiga e Zóica – vida)

Duração de 570 milhões de anos.Existência de uma única massa continental – a Pangéia – que irá se fragmentar e dar origem aos atuais continentes (veja era Cenozóica, período Quaternário).Grande desenvolvimento da vida vegetal (florestas) e da vida animal nas águas e em terra (peixes, répteis, insetos etc.)

Era Secundária ou Mesozóica (Mezo – média ou intermediária e Zóica – vida)

Duração de 180 milhões de anos.No que seria o Brasil, formação das ilhas de Trindade e Martin Vaz e do Arquipélago de Fernando de Noronha.Separação da Pangéia em duas outras massas continentais.Desenvolvimento de répteis (dinossauros).Aparecimento dos mamíferos.Plantas de sementes predominam.Formação de depósitos de petróleo e gás



Era Cenozóica ou Terciária (Ceno – recente e Zóica – vida)

Terciário Duração de 63 milhões de anos. Formação de grandes cadeias montanhosas (Andes, Alpes, Himalaia,

Rochosas) e do Grand Canyon (EUA). Os continentes começam a assumir os atuais contornos. Desaparecimento dos grandes répteis (dinossauros). Grande desenvolvimento dos mamíferos e aves. Grande desenvolvimento dos primatas, ou seja, mamíferos com

capacidade de agarrar as coisas com as mãos (macacos e o ser humano).

Era Cenozóica ou Terciária (Ceno – recente e Zóica – vida)

Quaternário Duração de cerca de 1 milhão e 600 mil anos. Aparecimento do Homo sapiens (início da história da

humanidade e do tempo histórico). Ocorrência de glaciações com alterações climáticas, o

que, entre outros fatores, provocou a extinção e a adaptação de muitos animais e plantas.

Alterações do relevo. Formação dos atuais contornos dos continentes e

oceanos.


GEOLOGIA DE PETRÓLEOMinerais e Rochas

OS MINERAIS são substâncias naturais que se formam dentro de

diferentes tipos de rochas e para extraí-los, às vezes é necessário

cavar bem fundo – abrindo minas, poços e túneis e são identificados

em : Natural, artificial e inorgânico. Os minerais são pesados, duros

e compactos. São massas sólidas que exibem formas chamadas

cristais.

Magnetite


Compostas de agregados minerais, AS ROCHAS formam massas de

notáveis dimensões. Constituem a camada mais externa de nosso

planeta, ou seja, a crosta terrestre, ainda que algumas espécies

também existam em porções da zona subjacente, o manto. Afloram

com aspectos muito variados e, com freqüência, caracterizam a

paisagem por causa de suas formas e cores, que variam de acordo

com os minerais presentes. Originam-se por vagarosíssimos e

contínuos processos de transformação da matéria. As rochas contêm

os mais valiosos dados sobre a história da Terra. Quanto à origem, AS

ROCHAS podem ser classificadas em três grupos: Magmática,

Metamórfica e Sedimentar.


AS ROCHAS MAGMÁTICAS ou ígneas são produzidas pelo

resfriamento do material ígneo existente no interior do Globo Terrestre

ao caminhar em direção à superfície.

As rochas eruptivas conforme a posição em que se deu o resfriamento

podem ser classificadas de modo geral em dois grupos:

As rochas intrusivas são as que se cristalizam a grande profundidade

sendo exemplo o granito.

As rochas efusivas formam a categoria de rochas, cujo resfriamento

foi feito com o resfriamento do magma na superfície sendo exemplo o

basalto.


ROCHAS METAMÓRFICAS resultam da transformação de outras

rochas preexistentes quando submetidas às condições de pressões e

de temperaturas elevadas.

Entre as principais rochas metamórficas podemos citar: gnaisse,

quartzitos, micaxisto, mármore etc.


ROCHAS SEDIMENTARES resultam da precipitação química, da

deposição de detritos de outras rochas ou de acúmulo de detritos

orgânicos. À deposição de fragmentos de outras rochas, ou de minerais

quando acumulados constitui o que denominados de depósito

sedimentar. Em geral a sedimentação se realiza em estratos ou

camadas horizontais, daí a denominação de rocha estratificada.

Rochas Sedimentar – Camadas horizontais bem definidas, formando estratos


A sedimentação é o processo pelo qual se verifica a deposição dos

sedimentos ou de substâncias que poderão vir a ser mineralizados. Os

depósitos sedimentares são resultantes da desagregação ou mesmo da

decomposição das rochas primitivas. Esses depósitos podem ser de

origem fluvial, marinha, glaciária, eólica, lacustre, vulcânica etc.

Quanto à origem, as rochas sedimentares se dividem em:

Detríticas ou Clásticas;

Orgânicas;

Químicas.


Rochas sedimentares de origem Detrítica ou Clástica : São

constituídas por fragmentos desagregados das diversas

rochas existentes (eruptivas, metamórficas ou mesmo

sedimentares) que, transportada para outras regiões, são

depositados em estratos. Ex.: areia, arenito, argila, xisto argiloso.

Rochas sedimentares de origem Orgânica : São formadas pela

ação dos seres vivos vegetais, animais. Ex.: Hulha, calcário.

Rochas sedimentares de origem Química: São formadas pela

precipitação, dissolução, pela ação coloidal ou ainda por uma

reação. Ex.: salgema, estalactite, estalagmite.

GEOLOGIA DE PETRÓLEOSistema Petrolífero

Alguns Conceitos Básicos

Prospecto é uma acumulação potencial que deve ser avaliada através

de uma perfuração, para se determinar a existência (poço produtor) ou

não (poço seco) de petróleo. Um prospecto objetiva quantidades

comerciais de petróleo.

Play consiste de um ou mais prospectos, geologicamente

relacionados.

Província Petrolífera (termo geográfico) é uma área onde ocorre

petróleo em quantidades comerciais.

GEOLOGIA DE PETRÓLEOSistema Petrolífero

Sistema petrolífero é um conceito unificante que engloba todos os

elementos (Rochas e Fluídos) e processos geológicos (Formações)

essenciais para a existência de uma acumulação e abrange,

espacialmente, uma porção de rocha geradora efetiva e todas as

acumulações de petróleo e gás geneticamente relacionadas.

Modelo esquemático de sistema petrolífero

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