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24/02/2015
GEO 222 - Roberto Rosa 1
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Sistema Petrolífero
Aula 06
Prof: Roberto Rosa
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1- Introdução- Definição de Petróleo- Definição de Sistema Petrolífero- Origem do Petróleo (Inorgânica x Orgânica)- Rochas Geradoras
2- Fatores que influenciam a acumulação da matéria orgânica- Preservação da Matéria Orgânica- Classificação dos ambientes anóxicos
3- Avaliação da Matéria Orgânica – Método da Pirólise- Teor de Carbono Total (COT)- Pirólise Rock-Eval- Reflectância da Vitrinita / Índice da Alteração Térmica- Tipos de Querogênio- Diagênese, Catagênese e Metagênese
4- Perfil Geoquímico - Analisando Perfis Geoquímicos- Método das Séries Naturais
5- Aplicação das Séries Naturais na Bacia de Camamu
Plano de aula:
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- Gonçalves, F.T; Araujo, C.V.;Penteado, H.L.B.; Hamsi Jr, G.P.; Frota, E.S.T & Soldam,A.L. (1997). Séries Naturais: Aplicação no estudo da Geração e Expulsão do Petróleo eno mapeamento de oil-kitchens.
- Boletim de Geociências da Petrobras, 11(1/2): 116-131, jan/dez. 1997. PETROBRAS(1984). Geoquímica do Petróleo. Centro de Pesquisas e Desenvolvimento Leopoldo A.Miguez de Mello (CENPES), Rio de Janeiro, 257p.
-Rodrigues, R. (2003). Geoquímica do Petróleo. Identificação de rochas geradoras.Apostila. Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ).
-Tissot, B.P. & Welte, D.H. (1978). Petroleum Formation and Occurrence. A newapproach to oil and gas exploration. Ed. Springer-Verlag, Berlin.
-Tissot, B.P. & Welte, D.H. (1984). Petroleum Formation and Occurrence. 2ª Ed.Springer-Verlag, Berlin, 699p.
- Trigüis, J.A. (2004). Geoquímica do Petróleo. Apostila – Notas de Aula. Laboratório deEngenharia e Exploração do Petróleo (LENEP). Univ. Estadual do Norte Fluminense,Macaé, RJ.
Bibliografia básica utilizada:
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O Sistema Petrolífero
Descreve a relação genética entre a “cozinha de geração” ativa e asacumulações de óleo e gás associadas. (Maggon & Dow, 1994)
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O Sistema Petrolífero
• Elementos essenciais:
• Rocha geradora• Rocha carreadora• Rocha-reservatório• Rocha selante• Rochas de sobrecarga
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•Definições dos elementos essenciais:
• Rochas geradoras• Matéria orgânica: quantidade e qualidade• Evolução térmica• Folhelhos, margas e calcilutitos
• Rochas carreadoras• Porosas e permeáveis• Capeadas• Arenitos e carbonatos porosos
• Rochas-reservatório• Capazes de conter e transmitir fluidos• Capeadas e trapeadas
O Sistema Petrolífero
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•Definições dos elementos essenciais:
• Rochas selantes• Baixa permeabilidade• Fazem parte da armadilha
• Rochas de sobrecarga•Sobrejacentes: pressão litostática
O Sistema Petrolífero
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O Sistema Petrolífero
•Processos:• Geração-migração-acumulação de hidrocarbonetos• Formação de armadilhas (traps)• Cronologia
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•Definições dos processos:• Geração de petróleo
•Reações termoquímicas: M.O � querogênio � óleo e gás•Maturação térmica: temperatura e tempo geológico
• Migração primária•Dentro da rocha geradora•Microfissuras•Expulsão do petróleo
•Migração secundária•Fora das rochas geradoras•Rochas carreadoras•Falhas e discordâncias
O Sistema Petrolífero
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O Sistema PetrolíferoGrau de certeza
� Conhecido (!)Boa correlação entre rochas geradoras ativas e
acumulações de petróleo.
� Hipotético (.)Rocha geradora identificada, mas não há correlação
entre ela e as acumulações de petróleo.
� Especulativo (?)A existência de uma rocha geradora ou uma
acumulação é postulada unicamente com base emevidências geológicas ou geofísicas.
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RochasGeradoras
� Sistema de geração;� Classificação;� Técnicas de identificação;� Exemplos.
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� São rochas de granulação fina (folhelhos e calcários),cuja matéria orgânica, sob condições termoquímicasadequadas, se transforma em petróleo.
� A identificação de rochas geradoras constitui um dosobjetivos da Geoquímica do Petróleo.
� A teoria orgânica moderna postula que o petróleo seorigina da matéria orgânica depositada juntamente comos sedimentos numa bacia sedimentar.
Rochas Geradoras
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• TEORIA ORGÂNICA MODERNA:
– Postula a intervenção de organismos vivos na formação do petróleo.
– A matéria orgânica depositada com os sedimentos é convertida, por processosbioquímicos durante o soterramento, num polímero complexo (Querogênio)contendo menor quantidade de Nitrogênio e Oxigênio.
– Este processo é acompanhado por remoção de água e compactação dossedimentos.
– O Querogênio é convertido em Petróleo pelo craqueamento térmico a grandesprofundidades e a temperaturas e pressões adequadas.
Rochas Geradoras
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• TEORIA ORGÂNICA MODERNA - PRINCIPAIS ARGUMENTOS:
� mais de 99% das acumulações de petróleo encontram-se em rochassedimentares;
� possibilidade de produzir hidrocarbonetos em laboratório, a partir de matériaorgânica;
� a sintetização de hidrocarbonetos a partir de rochas ricas em matéria orgânica;
� disseminação de hidrocarbonetos em rochas geradoras;
� indicação de origem bioquímica para alguns compostos do petróleo;
� o petróleo só ocorre em reservatórios que estão, de alguma forma, em contatocom folhelhos ou carbonatos ricos em matéria orgânica (rochas geradoras).
Rochas Geradoras
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♣ CARACTERÍSTICAS DA ROCHAS GERADORAS:
– Matéria orgânica em quantidade adequada.
– Matéria orgânica com qualidade adequada.
– Condições termoquímicas adequadas parageração (maturação da matéria orgânica)
• temperatura mínima = 65 oC
• temperatura máxima = 160 oC.
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♣ QUALIDADE DA MATÉRIA ORGÂNICA AO MICROSCÓPIO:
– AMORFA - forma subcoloidal, resultado da decomposição de algasmicroscópicas e bactérias. É a mais adequada para geração de óleo e gás.Possui elevado teor de hidrogênio e baixo teor de oxigênio.
– HERBÁCEA - cutículas vegetais, polens, esporos, etc. provenientes devegetais superiores. Também originam óleo e gás. Contém menor teor dehidrogênio e maior de oxigênio do que a matéria amorfa.
– LENHOSA - partículas de aspecto lenhoso. Gera exclusivamente gás esomente sob severas condições de temperatura. Tem baixo teor dehidrogênio e alto de oxigênio.
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♣ MATURAÇÃO DA MATÉRIA ORGÂNICA:
– Fenômenos termoquímicos:
Matéria Orgânica
Querogênio
Petróleo
(-)
(+)
Temperatura
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♣ CLASSIFICAÇÃO QUANTO À MATURIDADE DA MATÉRIAORGÂNICA:
• Rochas Imaturas - condições termoquímicasforam inadequadas à geração de quantidadessignificativas de petróleo.
• Rochas Maturas - condições termoquímicasforam adequadas à geração de quantidadessubstanciais de petróleo.
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• FATORES QUE CONTROLAM A PRESERVAÇÃO DA MATÉRIAORGÂNICA
Ar atmosférico é muito oxidante, contém 21% deoxigênio. Difunde-se facilmente nos sedimentoscontinentais destruindo rapidamente a matériaorgânica.
Os sedimentos marinhos e lacustres são, por isso,os únicos aptos a se tornarem rochaspotencialmente geradoras de petróleo.
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Preservação da Matéria Orgânica
Ambientes Anóxicos– bacias restritas– lagos com estratificação perene– zonas de oxigenação mínima– oceanos abertos em períodos de anoxia global (ex: Cretáceo Médio)
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Efeito do binômio (Tempo / Temperatura)
• A geração do petróleo por craqueamento do querogênio
depende da História de TEMPO E TEMPERATURA à qual foi
submetida a rocha geradora
– rochas geradoras podem gerar petróleo a baixas temperaturas (abaixo
de 100°C) se o tempo geológico for longo (dezenas a centenas de
milhões de anos)
– rochas geradoras recentes (Mioceno ao presente) podem gerar
petróleo em poucos milhões de anos se as temperaturas às quais
foram submetidas são elevadas (acima de 120 °C)
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1000
2000
4000
6000
Fundo do mar
Janela de sal
SAL (selo)
3000
SAL(selo)
Rochas geradoras
Poço APoço A Poço BPoço B Poço DPoço DPoço CPoço C
Rochas sedimentares pós-sal
Dinâmica do sistema petrolífero do Pós-salPro
f. (
m)
26
2200
3000
5000
7000
Pro
f. (
m)
Fundo do mar
Topo do sal
SAL(selo)
Reservatório
Rochas geradoras
Rochas sedimentarespós-sal
Poço APoço A Poço BPoço B Poço CPoço C
Dinâmica do sistema petrolífero do Pré-sal
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Para que um sistema petrolífero seja efetivo énecessário que haja uma ordem ou sincronismo temporal entreos diversos processos: o reservatório e a trapa devem existirantes do processo de migração dos hidrocarbonetos. Por isso étão importante a reconstituição temporal da história evolutiva dabacia e a identificação de seus principais eventos tectônico-sedimentares ao longo do tempo geológico.
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Prudhoe Bay Petroleum Systems Events
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Prudhoe Bay Petroleum after Tilting