20 ago 2010

Noções de Geologia

A Geologia é uma ciência que estuda o planeta terra, a sua origem, a sua estrutura, os materiais constituintes e a história neles registradas ao longo dos ciclos de processos que os modificam.

ESTUDO DAS ROCHAS

Definição de Rocha

É todo agregado natural composto por um ou mais minerais com características próprias quanto à sua origem, à natureza e disposição dos minerais que a constitui, portanto, o que caracteriza uma rocha é a sua morfologia, disposição e percentagens de minerais constituintes, bem como o mineral ou minerais dominantes.
Por exemplo, o granito é uma rocha ígnea formada por quartzo, feldespato e mica, que são minerais comuns na crosta terrestre. A palavra rocha, não reflete obrigatoriamente dureza. Mesmo as mais duras sofrem desintegração pela água e gases da atmosfera.

Classificação das Rochas

Rocha Ígnea: São aquelas produzidas pela solidificação de um magma (massa fundida do interior da terra), constituído de uma solução de silicatos e mantido líquido por uma temperatura extremamente elevada. Vulcões ativos nos dão amostra de vários tipos de magma. Ex: Basalto, granito, diabásio.

Rocha Metamórfica: São aquelas que se originam pela transformação de rochas preexistentes, em virtude de novas condições de pressão e temperatura.
Ex: Ardósia, gnaisse, xisto e o mármore.

Rocha Sedimentar: Rocha originada da consolidação de detritos de rochas que foram transportados, depositados e acumulados, ou de produtos de atividade orgânica, precipitados químicos por evaporação ou atividade bioquímica. Geralmente forma estratos ou camadas. Ex: Arenitos, siltitos, coquinas e carbonatos.

MEIOS DE TRANSPORTE E AMBIENTES DEPOSICIONAIS

Ventos, rios, correntes marinhas e geleiras são os principais responsáveis pelo transporte de rochas, fragmentos de rocha, animais e vegetais ao longo da superfície da terra. A tendência natural é que esses materiais sejam levados sempre para os locais mais baixos, ou seja, para as bacias sedimentares. Margens e fundo de rios, lagos e mares, são os principais ambientes deposicionais.
Correntes de turbidez (turbiditos), são fortes correntes marinhas que deslocam grandes massas no oceano. São elas que justificam a presença de areia e matéria orgânica em locais profundos do oceano.

BACIAS SEDIMENTARES BRASILEIRA

Uma bacia sedimentar é uma depressão da crosta terrestre preenchida por rochas sedimentares. Dentre os tipos existentes, encontramos no Brasil:

• Bacias de Margem Continental: Bacia da foz do Amazonas, bacia potiguar, Sergipe-Alagoas, Espírito Santo, Campos, Santos, etc.
• Bacias Intracratônicas: Bacia do Amazonas, Paraíba, Paraná etc. caracterizam-se por grandes dimensões e rampas com mergulhos suaves.

Origem das bacias da margem continental

As bacias sedimentares brasileiras, onde estão situados nossos principais campos petrolíferos são as da margem continental, ou seja, se encontra ao longo da costa leste brasileira. A Bacia de Campos se enquadra neste tipo de bacia e se destaca em termos nacionais pela sua produtividade e reservas. Existe uma estreita associação entre a formação destas bacias e o afastamento dos continentes Africano e Sul-Americano, gerado pela Tectonia de placas.

MOVIMENTOS TECTÔNICOS

São movimentos internos da terra que causam alteração na crosta terrestre, como dobras, fraturas e falhas. As erupções vulcânicas e os terremotos são exemplos vivos desses movimentos tectônicos. Graças a esses movimentos foi possível a formação de armadilhas estruturais capazes de acumular petróleo.

NOÇÕES DE GEOLOGIA DO PETRÓLEO

Origem Migração e Acumulação

a) O petróleo (composição/geração)
b) Rocha geradora/ selante/ reservatório
c) Migração
d) Trapas

A) O Petróleo

Substância oleosa menos densa que a água, constituída pela mistura de milhares de compostos orgânicos, formados pela combinação de moléculas de hidrogênio e carbono. Hidrocarbonetos, a palavra petróleo vem do Latim petra = rocha e oleum = óleo (óleo de rocha).
O petróleo tem origem a partir da matéria orgânica depositada junto com os sedimentos. A matéria orgânica marinha à basicamente originada de microorganismos e algas que formam o fitoplancton e não pode sofrer processo de oxidação.
A matéria orgânica proveniente de vegetais superiores também pode dar origem ao petróleo, todavia sua preservação torna-se mais difícil em função do meio oxidante em que vivem.
O tipo de hidrocarboneto gerado, óleo ou gás, é determinado pela constituição da matéria orgânica original e pela intensidade do processo térmico atuante sobre ela. A matéria orgânica proveniente do fitoplancton, quando submetida a condições térmicas adequadas, pode gerar hidrocarboneto líquido. O processo atuante sobre a matéria orgânica vegetal lenhosa poderá ter como consequência a geração de hidrocarboneto gasoso.
Admitindo um ambiente apropriado, após a incorporação da matéria orgânica ao sedimento, dá-se aumento de carga sedimentar e de temperatura, começando então, a se delinear o processo que passa pelos seguintes estágios evolutivos:

Tipos de matéria orgânica

• Tipo 1 – Matéria orgânica formada principalmente de algas.
• Tipo 2 – Matéria orgânica formada principalmente de organismos marinhos.
• Tipo 3 – Matéria orgânica formada principalmente de plantas superiores.

Teoria orgânica

A matéria orgânica depositada com os sedimentos é convertida por processos bacterianos e químicos, durante o soterramento, num polímero complexo chamado de querogênio. Este processo é acompanhado por remoção da água e compactação dos sedimentos. “O querogênio, por sua vez, é convertido em hidrocarbonetos por craqueamento térmico a maiores profundidades e temperaturas relativamente elevadas”.

Processos de Transformação

Na faixa de temperaturas mais baixas, até 65ºC, predomina a atividade bacteriana que provoca a reorganização celular e transforma a matéria orgânica em querogênio. O produto gerado é o “metano bioquímico” ou biogênio. Este processo é denominado de: DIAGÊNESE.

O incremento de temperatura, até 165ºC, é determinante da quebra das moléculas de querogênio e resulta na geração de hidrocarbonetos líquidos e gás, o processo é CATAGENESE.
A continuação do processo, avançando até 210ºC, propicia a quebra das moléculas de hidrocarbonetos líquidos e sua transformação em gás leve, o processo é METAGENESE.
Ultrapassando essa fase, a continuação do incremento de temperatura leva à degradação do hidrocarboneto gerado, deixando como remanescente grafite, gás carbônico e algum resíduo de gás metano: METAMORFISMO.
Assim, o processo de geração de petróleo como um todo é resultado da captação da energia solar, através da fotossíntese, e transformação da matéria orgânica com a contribuição do fluxo de calor do interior da terra.

CONDIÇÕES NECESSÁRIAS À ACUMULAÇÃO DE PETRÓLEO

B.1) Rocha Geradora

Para se ter uma acumulação de petróleo é necessário que, após o processo de geração, ocorra a migração e que esta tenha seu caminho interrompido, pela existência de algum tipo de armadilha geológica.
O petróleo é gerado numa rocha dita geradora, e se desloca para outra, onde se acumula, dita reservatório.
Podemos citar como exemplo de rocha geradora: (Argilitos, sapropel litificado).

B.2) Rocha Selante

Atendidas as condições de geração, migração e reservatório, para que se dê a acumulação do petróleo, existe a necessidade que alguma barreira se interponha no seu caminha. Esta barreira é produzida pela rocha selante, cuja característica principal é sua baixa permeabilidade.
Além da impermeabilidade, a rocha selante deve ser dotada de plasticidade, característica que a capacita a manter sua condição selante mesmo após submetida a esforços determinantes de deformação. Duas classes de rochas são selantes por excelência: os folhelhos e os evaporitos (sal). Outros tipos de rocha também podem funcionar como tal.

B.3) Rocha Reservatório

O petróleo, após ser gerado e ter migrado, é eventualmente acumulado numa rocha chamada de reservatório.
Ela é uma rocha porosa e suficientemente permeável para que o petróleo possa ter chegado a ela. É composta de grãos ligados uns aos outros por um material chamado de cimento. Para se constituir um reservatório deve apresentar espaços vazios no seu interior, e que estes vazios estejam inter conectados. Exemplos de rocha reservatório: arenito, carbonatos, calcarenitos.

POROSIDADE: Proporção entre o espaço livre (vazio) de uma rocha e o volume total da mesma.

PERMEABILIDADE: É definida como sendo a medida da facilidade de uma rocha reservatório ser atravessada por fluidos. A permeabilidade é grandemente influenciada pelo tamanho dos grãos; quanto menores forem os grãos, menor será a permeabilidade.

C) Migração

Primária: È o fluxo de petróleo, ao longo do tempo, da rocha geradora à rocha reservatório. Secundária: É o fluxo de óleo através da própria rocha reservatório, até encontrar uma armadilha ou um caminho para zonas de menor pressão.
A não contenção do petróleo em sua migração permitiria seu caminho continuado em busca de zonas de menor pressão até se perder através de esudações, oxidação e degradação bacteriana na superfície.

D) Aprisionamento do petróleo (Trapas)

Um dos requisitos para a formação de uma jazida de petróleo é a existência de armadilhas ou trapas, que podem ter diferentes origens, características e dimensões.
Convencionalmente, as armadilhas são classificadas em: estruturais, estratigráficas e mistas ou combinadas.

Estruturais: São trapas originadas por deformação local da rocha reservatório, causada por falhamento e/ou dobramento.

Estratigráficos: São originadas pela variação das características das rochas reservatório, como por exemplo: sua porosidade, seus constituintes ou simplesmente sua falta de continuidade. Discordância erosiva.

Combinados: Associação de trapas estruturais e estratigráficas. ex:: Domo salino.

A geração e a acumulação do petróleo pode ser resumido conforme abaixo:

1) Matéria Orgânica em qualidade e quantidade acumulada junto aos sedimentos
2) Soterramento rápido em ambiente adequado (redutor)
3) Preservação da matéria orgânica
4) Processo Geoquímico, pressão e temperatura
5) Transformação em hidrocarbonetos
6) Migração primária
7) Migração secundária
8) Acumulação nas rochas reservatório

A ausência de qualquer um desses elementos impossibilita a existência de uma acumulação petrolífera, portanto, a existência de uma bacia sedimentar não garante, por si só, a presença de jazidas de petróleo. Como podemos ver o petróleo não é encontrado por simples sorte e nem por acaso. Existem critérios geológicos que nos indicam onde devemos procurar as acumulações de petróleo.

RESERVATÓRIO DE PETRÓLEO

A palavra reservatório que pode ser encontrada em qualquer dicionário significa um recipiente onde se acumula alguma coisa, como por exemplo, uma caixa d’água, um tanque de combustível de um carro, uma represa e etc.
Em geologia e engenharia de petróleo, reservatório é o nome que se dá a uma rocha existente no subsolo, onde se acumulou petróleo em seu interior em épocas muito antigas.
O reservatório de petróleo, tem a mesma função qualquer outro reservatório ou seja armazenar. O que diferencia dos demais é sua forma física. Enquanto uma caixa d’água é um recipiente que tem um espaço interno amplo, no qual se deposita água, o reservatório de petróleo é um bloco aparentemente maciço de rocha.
No interior das rochas que compões o reservatório, existe uma significativa quantidade de espaços vazios, em geral de dimensões milimétricas, nos quais o petróleo é armazenado. Não existem grandes cavernas ou lagos subterrâneos cheios de petróleo.
A analogia mais próxima de um reservatório de petróleo seria a de uma esponja cheia de líquido.
Ao contrário de uma esponja que para retirar um fluido do seu interior basta espremê-la, a retirada de um fluido do interior de um reservatório de petróleo é feita através de poços e apresenta uma complexidade muito maior.
Um reservatório é composto de milhões de metros cúbicos de rocha que podem ser encontrados desde algumas centenas, até alguns milhares de metros abaixo da superfície da terra.

RESERVATÓRIO

PROSPECÇÃO DE PETROLEO

MÉTODOS DE INVESTIGAÇÃO

A descoberta de uma jazida de petróleo em uma nova área é uma tarefa que envolve um largo e dispendioso estudo e análise de dados geofísicos e geológicos das bacias sedimentares. Somente após exaustivo prognóstico do comportamento das diversas camadas do subsolo, os geólogos e geofísicos decidem propor a perfuração de um poço, que é a etapa que mais investimentos exige em todo o processo de prospecção.
Um programa de prospecção visa fundamentalmente a dois objetivos: 1)localizar dentro de uma bacia sedimentar as situações geológicas que tenham condições para acumulação de petróleo; 2) verificar qual, dentre estas situações, possui mais chance de conter petróleo. Não se pode prever portanto, onde existe petróleo, e sim os locais mais favoráveis para sua ocorrência.
A identificação de uma área favorável à acumulação de petróleo é realizada através de métodos geológicos e geofísicos, que, atuando em conjunto, conseguem indicar o local mais propício para a perfuração. Todo programa desenvolvido durante a fase de prospecção fornece uma quantidade muito grande de informações técnicas, com um investimento relativamente pequeno quando comparado ao custo de perfuração de um único poço exploratório.

Como minimizar o risco?

Conhecendo a Geologia da área.
Eliminando as áreas de alto risco e baixo prêmio.
Aplicando recursos ($ e humanos) nas áreas mais favoráveis.
Utilizando métodos de investigação cada vez mais sofisticados($).

MÈTODOS GEOLÓGICOS

A primeira etapa de um programa exploratório é a realização de um estudo geológico com o propósito de reconstituir as condições de formação e acumulação de hidrocarbonetos em uma determinada região. Para esse fim o geólogo elabora mapas de geologia de superfície com apoio da aerofotogrametria e foto geologia, insere a geologia de subsuperfície a partir dos mapas de superfície e dados de poços, como também analisa informações de caráter paleontológico e geoquímico.

Geologia de Superfície

Através do mapeamento das rochas que afloram na superfície, é possível reconhecer e delimitar as bacias sedimentares e identificar algumas estruturas capazes de acumular hidrocarbonetos. Os mapas geológicos que indicam as áreas potencialmente interessantes são continuamente construídos e atualizados pelos exploracionistas. Nestes mapas, as áreas compostas por rochas ígneas e metamórficas são praticamente eliminadas, como também pequenas bacias com espessura sedimentar reduzida ou sem estrutura favoráveis à acumulação.
Nesta fase existe a possibilidade de reconhecimento e mapeamento de estrutura geológica que eventualmente possam incentivar a locação de um poço pioneiro. As informações geológicas e geofísicas obtidas a partir de poços exploratórios são de enorme importância para a prospecção, pois permitem reconhecer as rochas que não afloram na superfície e aferir e calibrar os processos indiretos de pesquisa como os métodos sísmicos.

a) Aerofotogrametria
b) Foto geologia

A) Aerofotogrametria: É fundamentalmente utilizada para construção de mapas base ou topográficos e consiste em fotografar o terreno utilizando-se um avião devidamente equipado, voando com altitude, direção e velocidade constantes.

B) Fotogeologia: consiste na determinação das feições geológicas a partir de fotos aéreas, onde dobras, falhas e o mergulho das camadas geológicas são visíveis.

Além das fotos aéreas obtidas nos levantamentos aerofotogramétricos, utilizam-se imagens de radar e imagens de satélites, cujas cores são processadas para ressaltar características específicas das rochas expostas na superfície.

• Sensoriamento remoto: Fotos feitas a partir de satélites

Geologia de Subsuperfície

Consiste no estudo de dados geológicos obtidos em um poço exploratório. A partir destes dados é possível determinar as características geológicas das rochas de subsuperfície. As técnicas mais comuns envolvem:

- A descrição das amostras de rochas recolhidas durante a perfuração;
- O estudo das formações perfuradas e sua profundidade em relação a um referencial fixo (o nível do mar);
- A construção de mapas e seções estruturais através da correlação entre informações de diferentes poços;
- Identificação dos fósseis presentes nas amostras de rochas provenientes da subsuperfície.

MÉTODOS POTENCIAIS

A geofísica é o estudo da terra usando medidas de suas propriedades físicas. Os geofísicos adquirem, processam e interpretam os dados coletados por instrumentos especiais, com objetivo de obter informações sobre a estrutura e composição das rochas em subsuperfície. Grande parte do conhecimento adquirido sobre o interior da terra, além dos limites alcançados por poços, vem de observações geofísicas.
A gravimetria e a magnetometria, também chamadas de métodos potenciais foram muito importantes no início da prospecção de petróleo por métodos indiretos, permitindo o reconhecimento e mapeamento das grandes estruturas geológicas que não apareciam na superfície.

• Gravimetria

Sabe-se que o campo gravitacional terrestre depende de cinco fatores: latitude, elevação, topografia, marés, e variações de densidade em subsuperfície. Este ultimo é o único que interessa na exploração gravimétrica para petróleo, pois permite fazer estimativas da espessura de sedimentos em uma bacia sedimentar, presença de rochas com densidade anômalas como rochas ígneas e domos de sal,, e prever a existência de altos e baixos estruturais pela distribuição lateral desigual de densidades em subsuperfície. A unidade de medida da aceleração do campo gravitacional terrestre é o “gal”.

• Magnetometria

A prospecção magnética para petróleo tem como objetivo medir pequenas variações na intensidade do campo magnético terrestre, consequência da distribuição irregular de rochas magnetizadas em subsuperfície. A unidade de medida é o “Gama”

MÉTODOS SÍSMICOS (Sísmica de Reflexão)

A sísmica de reflexão é o método de prospecção mais utilizado, atualmente, na indústria do petróleo, pois além de fornecer alta definição das feições geológicas em subsuperfície propícias à acumulação de hidrocarbonetos tem um custo relativamente baixo. Este método consiste na emissão de ondas elásticas que são geradas por fontes artificiais ao subsolo que, quando refletidas e refratadas nas interfaces dos estratos geológicos, o “eco” das ondas é detectado, amplificado e registrado por instrumentos especiais. O objetivo final da sísmica é medir a profundidade das interfaces em pontos sucessivos do terreno para obter a confirmação geral dos estratos de uma bacia sedimentar. As gravações são armazenadas em meio magnético o qual oferece a vantagem de permitir tratamentos posteriores e consequentemente, uma melhoria do registro obtido no campo.
A interpretação sísmica é uma ferramenta poderosa, tanto para delinear a geometria externa, quanto para quando se tem resolução suficiente, detectar as intercalações impermeáveis do meio poroso, no auxilio dos compartimentos dos reservatórios. Embora as aquisições sísmicas sejam geralmente realizadas na fase exploratória de uma determinada área, têm sido crescentes os levantamentos sísmicos em qualquer fase da vida de um campo, voltado para estudos de reservatório.

Levantamento Sísmico no mar

Streamers são cabos que contém receptores, tem flutuação e podem ser rebocados no mar.

Airguns são canhões de ar comprimido que produzem ondas acústicas e servem como fonte de energia sísmica no mar.

Levantamento Sísmico Terrestre

Depois de gravados no campo, os dados sísmicos são tratados matematicamente gerando imagens interpretáveis, as seções sísmicas.
As seções sísmicas são interpretáveis gerando mapas geológicos onde serão selecionados os melhores pontos.

• Detonação de explosivos ou vibrosséis;
• Reflexão das ondas sonoras em interfaces acústicas;
• Volta das ondas refletidas em direção à superfície.
• Registro do tempo de trânsito da onda por geafones
• Transmissão para unidade de registro

SISMICA 3D

Acompanhamento Geológico

• Coleta e descrição de amostras de calha e testemunhos
• Testes de formação e perfis elétricos.
• Geologia de Reservatórios
• Análise de campos produtores
 Poços exploratórios
 Monitoramento da produção
 Recuperação secundária


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Comentários

  1. Szilard disse:

    Petróleo é uma mistura de hidrocarbonetos primordiais e abióticos de origem profunda. Quando hidrocarbonetos atingem níveis de baixa pressão e temperatura na corsta terrestre eles sofrem invasão de microrganismos que se alimentam e morrem em meio aos compostos de hidrocarbonetos.

  2. cintia disse:

    Gostei muito da conclusão,e vou add aos meus arquivos para futuras pesquisa do setor.

  3. muito bom essa coclusao valeu me ajudou bastant no meu trabalho

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