STEVANATOA.C.R.S. (2)

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  • UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS

    INSTITUTO DE GEOCINCIAS

    CURSO DE GRADUAO EM GEOLOGIA

    ANLISE PETROFSICA DE

    RESERVATRIOS

    Autora: Ana Carolina Ribeiro e Silva Stevanato

    Orientador: Prof. Dr. Alexandre Campane Vidal

    Co-orientadora: Dr Juliana Finoto Bueno

    Campinas, Dezembro de 2011.

  • UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS

    INSTITUTO DE GEOCINCIAS

    CURSO DE GRADUAO EM GEOLOGIA

    ANLISE PETROFSICA DE

    RESERVATRIOS

    Ana Carolina Ribeiro e Silva Stevanato

    Trabalho de Concluso de Curso do

    Instituto de Geocincias da Universidade

    Estadual de Campinas (UNICAMP), sob a

    orientao do Prof. Dr. Alexandre

    Campane Vidal e co-orientao da Dr.

    Juliana Finoto Bueno, como exigncia para

    a obteno do ttulo de Bacharel em

    Geologia.

    Campinas, Dezembro de 2011.

  • Agradecimentos

    Primeiramente, agradeo a toda a minha famlia, que me deu apoio durante

    toda a minha vida e me ensinaram a lutar pelos meus objetivos.

    Agradeo ao Felipe, pela compreenso e fora nesta fase final da minha

    graduao.

    Agradeo ao meu orientador Prof. Dr. Alexandre Campane Vidal e minha co-

    orientadora Dr Juliana Finoto Bueno, por todos os ensinamentos, incentivo, amizade e

    confiana depositados.

    Ao Professor Pedro, que foi meu primeiro orientador e me deu grade apoio

    durante a minha iniciao cientfica, que contribuiu muito para a minha formao

    acadmica.

    Ao pessoal do CARMOD: Michelle e Paola.

    minha amiga-vizinha Carol, que considero uma grande amiga.

    E meu muito obrigado a todo o pessoal da geologia e geografia da turma de

    2007. Em especial, ao Francisco, Ldia e Nathlia, pela amizade e inmeros trabalhos

    realizados juntos.

  • Resumo

    Este trabalho consiste na utilizao de perfis geofsicos para a caracterizao

    petrofsica do reservatrio do Campo de Namorado. O Campo de Namorado est

    localizado na poro central da Bacia de Campos e composto por arenitos

    turbidticos depositados durante Albiano-Cenomaniano, pertencentes ao Grupo

    Maca.

    Foram selecionados trs poos (NA02, NA44D e NA12) com dados de perfis de

    raios gama, porosidade neutro, densidade, snico e resistividade e descries de

    testemunho.

    O intervalo do reservatrio foi identificado em cada poo e correlacionado, de

    maneira a se entender o ciclo de deposies. Para este mesmo intervalo, foi proposta

    a classificao de trs eletrofcies utilizando estatstica multivariada: (0) no-

    reservatrio, (1) reservatrio e (2) possvel reservatrio.

    A partir da classificao, foi possvel calcular os principais parmetros

    petrofsicos para as eletrofcies 1 e 2: densidade e intervalo de tempo da matriz,

    porosidades derivadas de diferentes perfis, volume de argila e areia, resistividade de

    gua da formao, saturao da gua; analisar os principais cimentos e estimar o

    contato leo/gua.

    Palavras-chave: Campo de Namorado, anlise petrofsica e mtodo KNN.

  • Sumrio

    Captulo 1 Introduo.................................................................................... 1

    1.1. Aspectos Gerais ........................................................................................... 1

    1.2. Justificativa e Objetivos ............................................................................... 1

    1.3. Dados Obtidos e rea de Estudo ................................................................ 1

    1.4. Mtodos ......................................................................................................... 3

    Captulo 2 Contexto Geolgico .................................................................... 6

    2.1. Bacia de Campos .......................................................................................... 6

    2.2. Sistema Petrolfero da Bacia de Campos .................................................. 13

    2.3. Campo de Namorado .................................................................................. 13

    Captulo 3 Fundamentao Terica ........................................................... 17

    3.1. Perfilagem Geofsica .................................................................................. 17

    3.1.1. Perfil de Raios Gama (GR).................................................................................. 17

    3.1.2. Perfil de Densidade (RHOB) ............................................................................... 19

    3.1.3. Perfil Snico (DT) ................................................................................................ 21

    3.1.4. Perfil de Porosidade Neutro (NPHI) .................................................................. 23

    3.1.5. Perfil de Resistividade (ILD) ................................................................................ 25

    Captulo 4 Resultados e Discusso ........................................................... 28

    4.1 Correlao de Poos .................................................................................. 28

    4.1.1 Introduo ................................................................................................................ 28

    4.1.2 Resultados ............................................................................................................... 28

    4.2 Determinao de Eletrofcies .................................................................... 33

    4.2.1 Introduo ................................................................................................................ 33

    4.2.2 Resultados ............................................................................................................... 34

    4.3 Caracterizao Petrofsica ......................................................................... 49

    4.3.1 Introduo ................................................................................................................ 49

    4.3.2 Resultados ............................................................................................................... 50

    Captulo 5 - Concluses ................................................................................. 62

    Referncias Bibliogrficas ............................................................................ 64

  • ndice de Figuras e Tabelas

    Figura 1.1: Mapa de localizao da Bacia de Campos, destaque para o Campo de Namorado

    (modificado de Bizzi et al., 2003). ................................................................................................. 2

    Figura 1.2: Localizao dos poos utilizados (adaptado de Bueno et al., 2011). ......................... 3

    Figura 1.3: Etapas do trabalho. ..................................................................................................... 5

    Figura 2.1: Coluna Estratigrfica da Bacia de Campos (modificado de Winter et al., 2007). Em

    destaque: o Grupo Maca, alvo do estudo. .................................................................................. 9

    Figura 2.2:Arcabouo das feies estruturais da seo rift na Bacia de Campos (Rangel, 1998).

    ..................................................................................................................................................... 10

    Figura 2.3: Arcabouo estrutural e estratigrfico do topo do reservatrio e a diviso do Campo

    de Namorado em quatro blocos (Guardado et al., 1990)............................................................ 15

    Figura 2.4: Modelo paleogeogrfico do Campo de Namorado no Albiano/Turoniano (Guardado

    et al, 1990). .................................................................................................................................. 15

    Figura 3.1: Perfil de raios gama e perfil espectral de raios gama e algumas respostas tpicas de

    diferentes litologias (Fonte: Rider, 2002). ................................................................................... 18

    Figura 3.2: Algumas respostas tpicas para o perfil de densidade (Fonte: Rider, 2002). ........... 20

    Figura 3.3: A variedade de velocidades e o intervalo de tempo de trnsito das principais

    litologias (Fonte: Rider, 2002). .................................................................................................... 22

    Figura 3.4: Algumas repostas tpicas do perfil neutro (Fonte: Rider, 2002). ............................ 25

    Figura 3.5: Perfil de resistividade e algumas respostas tpicas (Fonte: Rider, 2002). ................ 26

    Figura 4.1: Topo e Base (em rosa) do Arenito Namorado para o Poo NA02. .......................... 29

    Figura 4.2: Correlao dos poos, datum: topo. ......................................................................... 30

    Figura 4.3:Sequncia das unidades dos reservatrio interpretadas por Barboza (2005) a partir

    de dados ssimicos. A) Sequncia 1; B) Sequncia 2; C) Sequncia 3. .................................... 32

    Figura 4.4: Comparao entre os dados de testemunho (fcies P) e o resultado do mtodo KNN

    (fcies KNN) para o poo NA02. Em cinza, as pores no-testemunhadas. ........................... 35

    Figura 4.5: Comparao entre os dados de testemunho (fcies P) e o resultado do mtodo KNN

    (fcies KNN) para o poo NA44D. Em cinza, as pores no-testemunhadas. ......................... 36

    Figura 4.6: Comparao entre os dados de testemunho (fcies P) e o resultado do mtodo KNN

    (fcies KNN) para o poo NA12. Em cinza, as pores no-testemunhadas. ........................... 37

    Figura 4.7: Comparao entre os perfis geofsicos e classificao dos testemunhos (fcies P) e

    do mtodo KNN (fcies KNN) para o poo NA02. Em cinza, as pores no-testemunhadas. . 38

    Figura 4.8: Comparao entre os perfis geofsicos e classificao dos testemunhos (fcies P) e

    do mtodo KNN (fcies KNN) para o poo NA44D. Em cinza, as pores no-testemunhadas.

    ..................................................................................................................................................... 38

    Figura 4.9: Comparao entre os perfis geofsicos e classificao dos testemunhos (fcies P) e

    do mtodo KNN (fcies KNN) para o poo NA12. Em cinza, as pores no-testemunhadas. . 39

    Figura 4.10: Histogramas dos perfis geofsicos para a eletrofcies 0. ....................................... 40

    Figura 4.11: Histogramas dos perfis geofsicos para a eletrofcies 1. ....................................... 41

  • Figura 4.12: Histogramas dos perfis geofsicos para a eletrofcies 2. ....................................... 42

    Figura 4.13: Grficos de disperso de perfis de raios gama x snico. ....................................... 44

    Figura 4.14: Grficos de disperso de perfis de raios gama x porosidade neutro. .................. 45

    Figura 4.15: Grficos de disperso de perfis de raios gama x densidade. ................................. 46

    Figura 4.16: Grficos de disperso de perfis raios gama x snico. ............................................ 46

    Figura 4.17: Grficos de disperso de perfis de densidade x snico. ........................................ 47

    Figura 4.18: Grficos de disperso de perfis de densidade x porosidade neutro. ................... 48

    Figura 4.19: Perfis de densidade da matriz, raios gama e resultado do mtodo KNN. .............. 53

    Figura 4.20: Volume de argila (cinza) para os poos NA02, NA44D e NA12. Em amarelo, o

    volume de areia, e em azul, porosidade. .................................................................................... 54

    Figura 4.21: Grfico dos perfis de porosidade neutro e snico para o poo NA02. Neste grfico

    possvel identificar a distribuio da argila No entendi... ....................................................... 56

    Figura 4.22: Grfico dos perfis porosidade neutro e densidade para o poo NA44D. ............. 56

    Figura 4.23: Grfico dos perfis de porosidade neutro e snico para o poo NA12. ................. 57

    Figura 4.24: Pickett plots para o poo NA02. .............................................................................. 58

    Figura 4.25: Pickett plots para o poo NA12. .............................................................................. 58

    Figura 4.26: Pickett plots para o poo NA44D. ........................................................................... 59

    Figura 4.27: Grfico de saturao da gua x profundidade para o poo NA02. ........................ 60

    Figura 4.28: Grfico de saturao da gua x profundidade para o poo NA44D. ...................... 60

    Figura 4.29: Grfico de saturao da gua x profundidade para o poo NA012. ...................... 61

    Tabela 3.1: Densidade de litologias comuns (Rider, 2002). ....................................................... 20

    Tabela 3.2: Intervalo de tempo de trnsito da matriz para algumas litologias e minerais

    (modificado de Schlumberger, 1987). ......................................................................................... 23

    Tabela 4.1: Topo e base do reservatrio para os poos utilizados, em metros. ........................ 28

    Tabela 4.2: Descrio e classificao dos dados de testemunho dos poos NA02 e NA12...... 33

    Tabela 4.3: Eletrofcies para o Campo de Namorado. ............................................................... 34

    Tabela 4.4: Resumos dos perfis de raios gama, densidade, snico e porosidade neutro para a

    eletrofcies 0. .............................................................................................................................. 40

    Tabela 4.5: Resumos dos perfis de raios gama, densidade, snico e porosidade neutro para a

    eletrofcies 1. .............................................................................................................................. 41

    Tabela 4.6: Resumos dos perfis de raios gama, densidade, snico e porosidade neutro para a

    eletrofcies 2. .............................................................................................................................. 42

    Tabela 4.7: Mdias de densidade e tempo de trnsito e porosidades para a eletrofcies 1...... 51

    Tabela 4.8: Mdias de densidade e tempo de trnsito e porosidades para a eletrofcies 2...... 51

    Tabela 4.9: Valores mximos e mnimos, mdia, mediana e desvio padro da porosidade

    efetiva. ......................................................................................................................................... 52

    Tabela 4.10: Mdias do volume de folhelho e volume de areia para as eletrofcies 1 e 2. ....... 55

    Tabela 4.11: Mdias de saturao da gua e leo. .................................................................... 59

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 1 | P g i n a

    Captulo 1 Introduo

    1.1. Aspectos Gerais

    A indstria de explorao de petrleo tem desenvolvido nas ltimas dcadas

    ferramentas e tcnicas, que de forma direta ou indiretamente, auxiliam na

    caracterizao geolgica de reservatrios. Durante a fase de explorao, so

    perfurados poos horizontais e direcionais, com os quais possvel a obteno de

    informaes de perfis eltricos e radioativos. Esses perfis, juntamente com a descrio

    de testemunhos, so de extrema importncia para a elaborao das caractersticas

    petrofsicas de um reservatrio, que posteriormente auxiliam na construo do modelo

    geolgico e matemtico (modelo de distribuio de porosidade, permeabilidade,

    saturao de leo, entre outros).

    A anlise petrofsica visa determinao de alguns parmetros como

    porosidade, compressibilidade da rocha, saturao de gua e leo, permeabilidade,

    entre outros.

    1.2. Justificativa e Objetivos

    A caracterizao petrofsica utilizando perfis geoeltricos de grande

    importncia para a descoberta de novos reservatrios de hidrocarbonetos e visa

    diminuir o grau de incerteza e os riscos associados explorao de petrleo e gs.

    Assim como importante para a fase inicial de desenvolvimento de um campo de

    petrleo, auxiliando na definio da melhor estratgia de desenvolvimento atravs da

    caracterizao geolgica.

    Os principais objetivos deste trabalho so: a correlao estratigrfica entre os

    poos NA02, NA12 e NA44D para compreenso da distribuio dos arenitos nos ciclos

    deposicionais do Arenito Namorado, a determinao de eletrofcies atravs de perfis

    geofsicos e descrio de testemunhos, e a caracterizao petrofsica das eletrofcies

    de rochas reservatrio e possvel reservatrio para os trs poos escolhidos.

    1.3. Dados Obtidos e rea de Estudo

    Os poos utilizados foram perfurados no Campo de Namorado (Figura 1.1),

    localizado na poro centro-oeste da - Bacia de Campos, entre o Campo de Garoupa

    na plataforma continental e o Campo de Marlim no talude. O principal reservatrio

    composto por arenitos turbidticos do Cretceo, chamado de Arenito Namorado, com

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 2 | P g i n a

    profundidade entre 2.980 e 3.080 metros (Guardado, 1990).

    Figura 1.1: Mapa de localizao da Bacia de Campos, destaque para o Campo de Namorado

    (modificado de Bizzi et al., 2003).

    Os dados dos poos foram cedidos pela Petrobras e esto liberados pela

    Agncia Nacional de Petrleo, Gs Natural e Biocombustveis (ANP). Constam da

    base de dados os perfis de raios gama (GR), densidade (RHOB), snico (DT),

    porosidade neutro (NPHI) e resistividade (ILD) no formato *LAS, e a descrio dos

    testemunhos.

    Foram escolhidos trs poos: NA02, NA44D e NA12 (figura 1.2). Os poos

    NA02 e NA12 foram selecionados por serem os poos com maior volume de descrio

    de testemunhos em comparao aos demais, e o poo NA44D por estar prximo dos

    dois escolhidos, para a realizao da correlao estratigrfica.

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 3 | P g i n a

    Figura 1.2: Localizao dos poos utilizados (adaptado de Bueno et al., 2011).

    1.4. Mtodos

    O presente estudo consistiu de cinco etapas principais (Figura 1.3).

    Na primeira etapa do trabalho foi realizada reviso bibliogrfica sobre o Campo

    de Namorado, a caracterizao petrofsica atravs de perfis de poos e os principais

    aspectos que podem afetar a porosidade e a permeabilidade em reservatrios

    siliciclsticos.

    A segunda etapa de trabalho consistiu na determinao dos poos utilizados e

    seus respectivos topos e bases para os intervalos referentes ao Arenito Namorado. O

    intervalo do reservatrio do Arenito Namorado facilmente identificado, atravs do

    perfil de raios-gama, por folhelhos no topo e carbonatos na base que apresentam um

    contraste considervel em relao ao arenito Namorado. Nesta etapa, tambm foi

    realizada uma correlao de poos para compreender os intervalos deposicionais das

    rochas reservatrio.

    A terceira etapa consistiu na determinao de eletrofcies no intervalo do

    reservatrio de Namorado, para tal, foram utilizados os seguintes procedimentos:

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 4 | P g i n a

    Anlise dos testemunhos, com agrupamentos de quinze fcies em trs classes

    principais: no-reservatrio, reservatrio e possvel reservatrio;

    Aplicao do mtodo estatstico multivariado K-simo vizinho mais prximo

    (KNN) utilizando o poo RJS19, prximo aos poos NA02, NA44D e NA12,

    para o treinamento do algoritmo, e aplicao deste treinamento nos trs poos.

    Os resultados obtidos foram trs eletrofcies: 0 (no-reservatrio), 1

    (reservatrio) e 2 (possvel reservatrio);

    Validao das trs eletrofcies baseada nos perfis geofsicos em comparao a

    descrio de testemunhos.

    O mtodo KNN supervisionado, ou seja, utiliza informaes originais,

    advindas das descries de testemunhos, so pr-estabelecidas para o mapeamento

    de fcies. O algoritmo foi treinado e aplicado nos poos atravs do software estatstico

    R.

    Aps a determinao das eletrofcies, foi realizada a quarta etapa: estatstica

    bsica, que composta por histograma e valores de mximo, mnimos, mdia,

    mediana e desvio padro de cada eletrofcies, e grficos de disperso utilizando os

    perfis de raios gama, densidade e porosidade neutro e snico para as eletrofcies de

    reservatrio e possvel reservatrio. Atravs dos histogramas e grficos de disperso

    foi possvel analisar a distribuio dos dados e as caractersticas das eletrofcies e, de

    acordo com Rider (2002), um grupo de nmeros em particular pode ser mostrado para

    representar uma determinada litologia. Para esta etapa foi utilizado o software Minitab.

    A ltima etapa consistiu na caracterizao petrofsica das eletrofcies

    reservatrio e possvel reservatrio para os poos NA02, NA44D e NA12 utilizando o

    software PowerLog, que um programa desenvolvido especialmente para a anlise

    petrofsica e consistiu no clculo de volume de argila, porosidades, densidade da

    matriz, tempo de trnsito da matriz e saturao da gua.

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 5 | P g i n a

    Figura 1.3: Segunda a quinta etapas do trabalho.

    Determinao do topo e base

    e

    correlao de Poos

    Perfis geofsicos

    Mtodo KNN Classificao

    de eletrofcies

    Anlise estatstica

    bsica

    Caracterizao petrofsica

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 6 | P g i n a

    Captulo 2 Contexto Geolgico

    2.1. Bacia de Campos

    A Bacia de Campos possui aproximadamente 100.000 km, dos quais cerca de

    500 km esto em rea emersa. Em seu limite superior, faz fronteira com o estado do

    Esprito Santo, mais especificamente, com o Alto de Vitria. Na regio sul, separada

    da Bacia de Santos atravs do Alto de Cabo Frio. Em aproximadamente 30 anos, j

    foram perfurados mais de 1.600 poos, representando a maior reserva brasileira, de

    leo e gs (Winter et al., 2007).

    A geologia da Bacia de Campos foi descrita por inmeros autores ao longo das

    dcadas, destacando os trabalhos de Guardado et al. (1990) e Rangel et al. (1994).

    Dentre os trabalhos mais recentes sobre a evoluo sedimentar e o arcabouo

    estratigrfico, Winter et al. (2007) dividiu a Bacia de Campos em cinco pacotes

    principais: Formao Cabinas, Grupo Lagoa Feia, Grupo Maca e Grupo Campos

    (Figura 2.1), que esto sobrejacentes ao embasamento.

    O embasamento cristalino composto por gnaisses pr-cambrianos,

    pertencentes Provncia Proterozica da Ribeira (Cainelli et al., 1999).

    Formao Cabinas

    A Formao Cabinas constituda por basaltos, diabsios e rochas

    vulcanoclsticas, decorrentes de derrames que cobriram discordantemente o

    embasamento pr-cambriano. Atravs do mtodo K/Ar foi possvel datar essa

    formao, na qual as idades indicam idades entre 130 e 120 Ma (Rangel et al., 1994).

    Grupo Lagoa Feia

    O Grupo Lagoa Feia subdividido nas formaes Itabapoana, Atafona,

    Coqueiros, Garga, Macabu e Retiro.

    A Formao Itabapoana formada principalmente por ortoconglomerados

    polimticos e arenitos lticos de fandeltas, depositados em ambiente lacustrino e

    lagunar. O contato basal com a Formao Cabinas discordante assim como o

    contato superior com as formaes Atafona e Coqueiros discordante angular. Possui

    idade entre o Barremiano e Aptiano e ocorre em toda a borda oeste da Bacia de

    Campos (Winter et al., 2007).

    A Formao Atafona est representada por siltitos, arenitos e folhelhos

    lacustres (conhecidos como folhelho Buracica), com intercalaes de delgadas

    camadas carbonticas, que ocorrem nas pores sul e central principalmente. O

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 7 | P g i n a

    contato inferior e superior discordante sobre a Formao Cabinas ou Formao

    Itabapoana, e sobre a Formao Coqueiros respectivamente. A idade de deposio

    tida como Andar Barremiano (Winter et al., 2007).

    A Formao Coqueiros formada por coquinas de at 400 metros de

    espessura depositados em ambiente lacustre. Constitui um depsito de carapaas e

    pelecpodes associados a altos estruturais, representando reservatrios. Esto

    intercalados com folhelhos ricos em matria orgnica (Winter et al., 2007).

    A Formao Garga ocorre principalmente nas pores sul e centro da Bacia

    de Campos, sendo caracterizada por folhelhos, siltitos e margas, intercalados por

    arenitos e calcilutitos, depositados em ambiente costeiro raso, com eventuais aportes

    de clastos. O contato inferior com a Formao Garga discordante assim como o

    contato superior com a Formao Retiro, porm, o contato lateral gradacional da

    Formao Macabu para os arenitos conglomerticos da Formao Itabapoana. A

    idade de deposio tida como do Aptiano (Winter et al., 2007).

    A Formao Macabu constituda por estromatlitos e laminitos microbiais,

    localmente dolomitizados e/ou silicificados, com raras intercalaes de estratos

    arenosos e folhelhos. Esses sedimentos carbonticos ocorrem principalmente na

    poro central e sul da Bacia de Campos, foram depositados em ambiente rido e

    raso, e possuem idade aptiana (Winter et al., 2007).

    A Formao Retiro formada por evaporitos, compostos por anidritas e halitas

    do Aptiano Superior, conhecida como camada de sal (Winter et al., 2007).

    Grupo Maca

    O Grupo Maca subdividido nas formaes Quissam, Outeiro, Goitacs e

    Imbetiba, e Membro Bzios.

    A Formao Quissam e o Membro Bzios so formados por estratos de

    dolomitos que apresentam porosidade devido a brechas, vugs, grutas e cavernas, e a

    medida que se avana para as pores mais distais, os estratos so mais delgados e

    restritos a base da Formao Quissam. O Membro Bzios representado por

    carbonatos da Formao Quissam que sofreu diagnese precoce. Ambos so

    datados como Albiano Inferior (Winter et al., 2007).

    A Formao Outeiro possui calcilutitos com calcisferuldeos e foraminferos,

    margas e conglomerados. A deposio ocorreu em um ambiente de periplataforma

    (Guardado et al., 1990).

    A Formao Goitacs composta por conglomerados polimticos e arenitos mal

    selecionados, com associao de margas e calcilutitos (Winter et al., 2007).

    A Formao Imbetiba representada por margas, que ocorrem em toda a bacia,

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 8 | P g i n a

    e, mais raramente, por arenitos errticos turbidticos. Tambm h a ocorrncia de

    sedimentos arenosos de fandelta. Atravs de mtodos palinolgicos, sua idade foi

    definida como Cenomaniano (Winter et al., 2007).

    Grupo Campos

    O Grupo Campos subdividido nas formaes Embor, Carapebus e Ubatuba.

    A Formao Embor representada por arenitos e carbonatos impuros de

    idade turoniana ao recente, depositados em ambiente flvio-deltico e plataformal. H

    ocorrncias dos sedimentos finos da Formao Ubatuba na Embor, representada

    pelos membros So Tom, Siri e Grussai (Rangel et al., 1994).

    A Formao Carapebus caracterizada por arenitos finos, devido a correntes

    de turbidez, e conglomerados. Sua deposio tambm ocorreu no Turoniano (Rangel

    et al., 1994).

    A Formao Ubatuba composta por folhelhos, argilitos, margas, calcilutitos e

    diamictitos, depositados em ambiente marinho batial e abissal do Turoniano ao

    recente. O contato com o Grupo Maca discordante e interdigita-se com sedimentos

    clsticos e carbonticos da Formao Embor (Rangel et al., 1994).

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 9 | P g i n a

    Figura 2.1: Coluna Estratigrfica da Bacia de Campos (modificado de Winter et al., 2007). Em

    destaque: o Grupo Maca, alvo do estudo.

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 10 | P g i n a

    2.1.1. Arcabouo Estrutural

    A Bacia de Campos possui dois estilos estruturais principais, tpicos de bacias

    de margem divergente: (1) falhas normais de alto ngulo envolvendo a crosta

    continental, basaltos e sedimentos do pr-sal da fase rifte, e (2) falhas normais lstricas

    normais e as estruturas formadas por halocinese em sedimentos ps-sal (Guardado et

    al., 1990).

    A fase rifte (Figura 2.2) representada por uma srie de estruturas extensionais

    de alto ngulo do Cretceo Inferior: horsts e grabns relacionados ao rompimento do

    supercontinente Gondwana (Guardado et al., 1990).

    Esta fase tambm influenciou a deposio do Grupo Lagoa Feia, atravs das

    falhas extensionais. A maioria das falhas se tornou inativa com o desenvolvimento da

    discordncia pr-Alagoas. So raros os caso de reativao (op. cit.).

    Figura 2.2:Arcabouo das feies estruturais da seo rift na Bacia de Campos (Rangel, 1998).

    O segundo estilo estrutural est relacionado com o soterramento da bacia. Aps

    o Aptiano, a bacia se deslocou para leste vagarosamente com um diferencial de

    compactao que desencadeou a halocinese e, conseqentemente, o

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 11 | P g i n a

    desenvolvimento de falhas de crescimento e anticlinais, que criaram duas situaes:

    (1) prxima a costa o movimento distensivo da bacia mais a sedimentao

    empurram o sal para o fundo da bacia; (2) em gua profundas devido a contrao do

    pacote salino em movimento, gerado um contexto compressivo. Como resultado da

    movimentao do sal tem-se feies como almofadas, dipiros e anticlinais. Estes

    ltimos atuaram como importantes controladores da deposio de fcies reservatrio e

    como estruturas de trapeamento para a acumulao de hidrocarbonetos (op. cit.).

    2.1.2. Evoluo Tectono-Sedimentar

    A evoluo da Bacia de Campos segue o modelo proposto para a formao

    das bacias de margem continental atlntica, que admite um estiramento litosfrico e

    afinamento da crosta e litosfera, durante a fase rifte, e posteriormente, uma fase de

    subsidncia termal associada ao resfriamento da anomalia trmica da astenosfera

    (Cainelli et al., 1999).

    Rangel et al. (1994) afirma que a evoluo tectono-sedimentar da bacia a torna

    singular em termos de potencial petrolfero. A acumulao de enorme volume de

    hidrocarbonetos devido a alguns fatores, como o baixo grau de afinamento crustal,

    reativao das fontes de sedimentos, intensa tectnica adiastrfica e as variaes

    globais no nvel do mar no Neocretceo e Tercirio.

    A evoluo da Bacia de Campos foi dividida de maneira diferente por vrios

    autores, o presente trabalho adota a proposta de Cainelli et al (1999). O autor destaca

    que as principais fases evolutivas so: pr-rifte, sin-rifte, continental, transicional e

    margem continental passiva, que so agrupadas em megasequncias, e so

    separadas por discordncias angulares e erosivas de carter regional.

    H aproximadamente 140 milhes de anos (Eo-Cretceo) a histria geolgica

    da Bacia de Campos foi iniciada, estando relacionada ao rompimento do

    supercontinente Gondwana e a evoluo do Oceano Atlntico (Guardado et al., 2003).

    A megasequncia pr-rifte marcada pela fase intracratnica do

    Supercontinente Gondwana, na qual se formaram depresses amplas e suaves que

    foram preenchidas por sedimentos de guas rasas.

    A megasequncia continental corresponde ao rift principal causado pelo

    movimento divergente das placas africana e sul-americana no fim do Jurssico/

    comeo do Cretceo. A primeira fase da megasequncia marcada por falhas

    sintticas normais e por um evento vulcnico, com ocorrncia de basaltos toleticos,

    entre 120 e 130 Ma.

    A segunda fase da megasequncia continental marinha caracterizada pela

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 12 | P g i n a

    deposio de sedimentos correspondente ao Grupo Lagoa Feia. As bordas proximais

    do rift foram dominadas por conglomerados e arenitos de leque aluvial, com ocorrncia

    freqente de clastos vulcnicos. Na poro central, foram depositados sedimentos

    finos de ambiente lacustre, na qual o ambiente anxico tambm permitiu a deposio

    de folhelhos negros, a principal rocha geradora de hidrocarbonetos da Bacia de

    Campos, associado a deposio de carbonatos.

    Na megasequncia transicional ocorre transio entre a megasequncia

    continental e marinha. A sucesso litolgica se inicia no comeo do Aptiano e termina

    com a deposio de evaporitos no fim do Aptiano para o comeo do Albiano, na qual

    os sedimentos tambm pertencem ao Grupo Lagoa Feia. E marcada pela cesso do

    estiramento e riftiamento da crosta continental.

    A primeira sucesso litolgica corresponde a sequncia terrgena, composta

    por conglomerados e folhelhos depositados em ambiente de leques aluviais e

    sabkhas, e tambm possvel evidenciar a presena de fsseis como Ostracides e

    Palinomorfos. A segunda sequncia associada a um clima quente e rido, que

    favoreceu a deposio de dolomitos e anidritos nas margens da bacia, e halita e sais

    potssicos na poro central. Nesta sequncia se formaram os domos de sal, que so

    importantes trapas para o leo.

    A megasequncia marinha possui o maior aporte sedimentar comparada com

    as anteriores, com tipos litolgicos variados, e dividida em trs sequncias

    principais, da base para o topo: carbontica nertica, hemipelgica e de oceano

    profundo. A passagem da megasequncia transicional para marinha ocorreu de forma

    gradacional, com poucas discordncias regionais.

    Esta primeira sequncia foi alvo de estudo de Azevedo (2004), e

    caracterizada por alta energia e carbonatos de gua rasa, depositados em

    plataforma/rampa (base do Grupo Maca). O autor considera que o lineamento

    formado pelo Alto de Florianpolis e a Dorsal de So Paulo condicionaram uma

    barreira restritiva circulao de gua entre o Atlntico Sul Meridional e Atlntico Sul.

    A sequncia hemipelgica foi depositada entre o Cenomaniano Superior e

    Tunomaniano inferior e corresponde poro superior do Grupo Maca, com

    espessura mxima de 400 metros e o topo marcado por discordncias. Tambm

    houve a deposio de turbiditos, compostos por arenitos mdios, que possuem

    espessura mxima de 150 metros. A base do Grupo Campos composta por folhelhos

    e margas, com presena de foraminferos, que atestam que esta unidade marcou em

    definitivo a fase ocenica.

    A sequncia de oceano profundo ocorreu no Tercirio e apresenta uma

    modificao no estilo sedimentar, evidenciada pelo padro progradante das unidades.

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 13 | P g i n a

    composta por folhelhos e areias de leques submarinos, correspondente as

    formaes Ubatuba e Carapebs, respectivamente.

    2.2. Sistema Petrolfero da Bacia de Campos

    No sistema petrolfero da Bacia de Campos, as rochas geradoras so os

    folhelhos calcferos do Grupo Lagoa Feia, depositados em ambiente lacustre salino.

    Possuem elevado potencial gerador, com teor de carbono orgnico que pode chegar a

    9%, com querognio do tipo I, e espessura mxima de 300 metros. A maturao ideal

    e expulso ocorreram durante o tercirio e saturaram as rocha-reservatrios de

    litologias diversas e posicionadas em diferentes horizontes estratigrficos (Bizzi et al.,

    2003).

    Em geral, os leos da Bacia de Campos possuem densidade entre 14 e 32

    API, constituindo misturas de petrleos biodegradados e no-biodegradado. Essas

    misturas foram conseqncias sucessivas de pulsos de migrao secundria ao longo

    do tempo (Bruhn et al., 2009).

    A migrao secundria para a seo ps-sal ocorreu por falhas lstricas

    normais, que funcionaram como dutos para o transporte do hidrocarboneto at nveis

    estratigrficos mais elevados. J as trapas so de carter misto estratigrfico-

    estrutural que se desenvolveram associadas evoluo da halocinese sinsedimentar

    da Bacia (op. cit.).

    As principais rocha-reservatrios da bacia so: turbiditos arenosos da

    Formao Carapebus (campos de Marlim, Albacora, Roncador, Barracuda e Marimb),

    carbonatos do Grupo Maca (campos de Garoupa, Bonito, Bicudo, Linguado e

    Pampo), arenitos do Albo-Cenomaniano (campos de Namorado e Cherne), basaltos

    fraturados da Formao Cabinas (Campo de Badejo) e as coquinas do Grupo Lagoa

    Feia (Campo de Trilha) (Bizzi et al., 2003).

    2.3. Campo de Namorado

    O Campo de Namorado foi descoberto em 1975 com a perfurao do poo

    pioneiro 1-RJS-19 e a produo foi iniciada em 1979, e foi considerado um marco para

    a explorao petrolfera nacional, pois foi o primeiro campo gigante da plataforma

    continental brasileira, com o volume de leo estimado em 669 milhes de barris. A sua

    rea foi coberta por levantamento 3D e grande nmero de poos foram

    testemunhados (Guardado et al, 1990).

    O principal reservatrio do campo, tambm chamado de Arenito Namorado,

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 14 | P g i n a

    composto por arenitos arcoseanos turbidticos, correlacionados Formao Outeiro do

    Grupo Maca, dentro do intervalo de tempo do Albiano superior/Cenomaniano na

    Bacia de Campos. O Arenito Namorado se formou durante a megasequncia marinha

    transgressiva (op. cit.).

    Os arenitos arcoseanos esto intercalados com espessos pacotes de margas e

    lentes de calcilutitos. De acordo com Souza Jr (1997), o reservatrio possui excelente

    caracterstica petrofsicas: porosidade mdia de 26% e permeabilidade mdia de 400

    md.

    Menezes et al. (1990) destacas as principais caractersticas do campo:

    rea: 23 km;

    Limite inferior: carbonatos do Grupo Maca;

    Limite superior: folhelhos e margas do Grupo Maca;

    Limites laterais: norte e sul por pinchout, sudeste, nordeste e sudoeste por

    falhas; direo principal de ocorrncia: NW-SE;

    Espessuras: mdia de 60 metros, variando de 5 a 130 metros;

    Largura: mdia de quatro quilmetros, variando de dois a seis;

    Comprimento: mnimo de 9 quilmetros e mximos de 14;

    Geometria interna: heterognea de baixo grau;

    Estruturas primrias: dominantemente arenito macio;

    Constituio: arenitos arcsios;

    Textura: granulometria fina a grossa, dominando o tamanho mdio. A seleo

    no geral regular, variando de boa a m. O grau de arredondamento e

    esfericidade , no geral, baixo.

    O Campo de Namorado foi subdividido em quatro blocos principais, delimitados

    por falhas normais (Figura 2.3). O bloco principal est localizado na parte central do

    campo, e apresenta predomnio de arenito macio com textura fina a grossa, baixa a

    moderada seleo de gros e baixo grau de arredondamento e esfericidade.

    A trapa de leo pode ser estratigrfica e/ou estrutural, apresentando uma

    estrutura ao longo da direo NW-SE, na qual h acumulao de hidrocarbonetos. A

    migrao e acumulao de hidrocarbonetos so fortemente influenciadas pela

    tectnica halocintica (Cruz, 2003).

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 15 | P g i n a

    Figura 2.3: Arcabouo estrutural e estratigrfico do topo do reservatrio e a diviso do Campo

    de Namorado em quatro blocos (Guardado et al., 1990).

    A topografia do campo caracterizada por depresses topogrficas, geradas

    por escavaes dos cnions, na qual estes so condutos para o transporte dos

    sedimentos da plataforma at o talude atravs de correntes de turbidez (Figura 2.4).

    Figura 2.4: Modelo paleogeogrfico do Campo de Namorado no Albiano/Turoniano (Guardado

    et al, 1990).

    Barboza (2005) destaca que o Campo de Namorado foi depositado em um

    complexo de canais, que foram esculpidos provavelmente por fluxos hiperpicnais.

    Tambm contribuiu para a formao dos canais complexos a halocinese, que criou

    zonas de falhas, nas quais os complexos de canais se encaixaram.

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 16 | P g i n a

    Alm dessas caractersticas, o arenito contm zonas na qual a porosidade foi

    alterada devido cimentao carbontica, que prejudica o fluxo do fluido, criando

    complexidade alta e heterogeneidade dentro do arenito que originalmente era macio

    e homogneo.

    Carvalho et al. (1995) estudou detalhadamente a cimentao nos arenitos

    turbiditicos, e identificou quatro fcies atravs de testemunhos e perfis de densidade e

    resistividade. As fcies identificadas so: (1) massivamente cimentada, na qual h

    indicaes que os ons de calcita foram derivados de alterao bacteriana de matria

    orgnica em folhelhos e mrmores; (2) parcialmente cimentada, composta

    principalmente por calcita e ocorre na margem das zonas cimentadas; (3) porosidade

    primria preservada por um soterramento tardio, na qual a cimentao e dissoluo

    no esto muito presentes; (4) intraclstica, ocorre principalmente em depsitos

    proximais de canais com intraclastos de argila compactados e silicificados, o que

    resultou em reservatrio de baixa resistividade e alta heterogeneidade.

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 17 | P g i n a

    Captulo 3 Fundamentao Terica

    3.1. Perfilagem Geofsica

    Perfis geofsicos so registros de propriedades radioativas, eltricas e

    acsticas em funo da profundidade, tpicas de cada litologia. A obteno de

    informaes sobre o tipo litolgico, por exemplo: a composio mineral e textura,

    podem ser obtidas atravs de amostragem direta (testemunho) ou indireta (perfis

    geoeltricos), sendo que o ideal a utilizao desses dois tipos de informao (Rider,

    2000).

    Os principais tipos de perfis so: de resistividade, de induo, potencial

    espontneo, snico, de temperatura, magntica, gravimtrica e radiomtrica. No

    presente trabalho sero descritos apenas os perfis geofsicos utilizados.

    Keary et al (2009) lista as propriedades geolgicas que podem ser obtidas por

    perfilagem de poos: espessura e litologia da formao, porosidade, permeabilidade,

    saturao da gua, saturao de hidrocarboneto, mergulho das camadas e

    temperatura.

    As tcnicas de perfilagem so amplamente empregadas na investigao de

    poos perfurados para a explorao de hidrocarbonetos, pois fornecem importantes

    propriedades das rochas reservatrio. Tambm so utilizadas na explorao

    hidrogeolgica, geotcnica e na prospeco mineral.

    3.1.1. Perfil de Raios Gama (GR)

    O perfil de raios gama (gama ray log, GR) mede a radioatividade natural

    emitida pelos elementos instveis 238U, 232Th e 40K, enquanto que o perfil espectral de

    raios gama mede os trs elementos radioativos separadamente. Segundo Rider

    (2002), os raios gama so detectados por cintilmetros, cmara de ionizao ou, mais

    raramente, por um contador Geiger-Mller, na qual estes instrumentos medem a

    radiao dentro de uns poucos decmetros da parede de um poo. A radioatividade

    medida geralmente expressa por API, definidas de acordo com um poo teste da

    Universidade de Houston.

    A distino dos diferentes tipos de rochas depende da quantidade de

    elementos radioativos (Figura 3.1). As rochas gneas e metamrficas so mais

    radioativas do que as rochas sedimentares. As rochas com argilas so naturalmente

    mais radioativas que as demais rochas sedimentares devido presena de Potssio,

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 18 | P g i n a

    que est presente em minerais como illita, micas e feldspato potssicos, e Urnio e

    Trio. Esses ltimos dois elementos so considerados elementos trao, no tendo

    grande importncia na gnese das rochas, porm dissolues, migraes e

    precipitaes podem ocasionar uma redistribuio destes elementos com o tempo.

    Portanto, as argilas e folhelhos apresentaro maior ou menor contedo de Urnio e/ou

    Trio dependendo do ambiente deposio e/ou modificaes diagenticas (Nery,

    1990).

    Figura 3.1: Perfil de raios gama e perfil espectral de raios gama e algumas respostas tpicas de

    diferentes litologias (Fonte: Rider, 2002).

    Um arenito sem a presena de argila (limpo), ao contrrio, possui a resposta

    do perfil de mediana a baixa. As rochas que possuem menor radioatividade, e

    consequentemente menor resposta no perfil, so calcrios, evaporitos (halita, anidrita,

    gipsita, entre outros) e carvo.

    Porm, preciso ter cautela com picos muito anmalos no perfil de raios gama,

    que significam alta radioatividade, mas no necessariamente provinda de folhelhos.

    Alguns exemplos so sais potssicos, folhelhos negros e arenitos arcsios. Perfis

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 19 | P g i n a

    espectrais so utilizados para identificar mais facilmente essas anomalias.

    O perfil de raios gama utilizado principalmente na correlao de poos,

    identificao geral de litologia (presena de argila), avaliao quantitativa da presena

    de argila e na interpretao de sequncias sedimentares. O perfil espectral pode ser

    usado adicionalmente para derivar a quantidade de minerais radioativos e auxiliar na

    identificao de litologia.

    Uma aplicao importante o clculo do volume de folhelho em reservatrios

    porosos. Segundo Rider (2002), o volume de folhelho pode ser utilizado para corrigir

    as porosidades aparentes encontradas nos perfis de densidade, snico e neutro. O

    primeiro passo calcular o ndice de raios gama (equao 3.1):

    (3.1)

    Onde: IGR = ndice de raios gama

    GRlog = raio gama lido na formao

    GRmin = raios gama mnimo (arenito limpo ou carbonato)

    GRmax = raios gama mximo (folhelho)

    Definido o valor de IGR possvel calcular o volume de folhelho (Vsh), que

    possui duas equaes diferentes: para arenitos consolidados, rochas antigas,

    (equao 3.2) ou inconsolidado, rochas do Tercirio (equao 3.3) (Asquith, 1999).

    (3.2)

    (3.3)

    3.1.2. Perfil de Densidade (RHOB)

    O perfil de densidade da formao (density log, RHOB) um registro contnuo

    de toda a formao (bulk density, b). Geologicamente, essa densidade uma funo

    da densidade dos minerais formadores da rocha, ou seja, a matriz, e o fluido alojado

    nos poros.

    O valor de densidade determinado atravs da coliso de raios gama

    artificiais, utilizando uma fonte de 60Co ou 137Cs, com os eltrons da formao, criando

    o fenmeno conhecido como espalhamento de Compton. A densidade da formao

    estimada com a medio da radiao gama que retorna para o detector, j que a

    quantidade de radiao gama depender da abundncia de eltrons presentes, que

    por sua vez, funo da densidade de formao (Keary et al, 2009). A unidade de

    medida utilizada de massa por volume, geralmente expressa em g/cm3.

    Para a maioria das litologias, a densidade raramente utilizada como fator

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 20 | P g i n a

    diagnstico sem a considerao de outros perfis devido aos efeitos causados pela

    composio e textura. O folhelho, por exemplo, pode ter densidade de 1,8 a 2,7 g/cm3,

    a diferena entre um folhelho pouco consolidado e um folhelho compacto. A Tabela

    3.1 demonstra a variao de algumas densidades tpicas para as litologias mais

    comuns, e a Figura 3.2 demonstra as respostas para outras litologias.

    Tabela 3.1: Densidade de litologias comuns (Rider, 2002).

    Litologia Densidade (g/cm3) Matriz (g/cm3)

    Folhelho 1,8 2,75 Variada (ex. 2,65 2,7)

    Arenito 1,9 2,65 2,65

    Calcrio 2,2 2,71 2,71

    Dolomito 2,3 2,87 2,87

    Figura 3.2: Algumas respostas tpicas para o perfil de densidade (Fonte: Rider, 2002).

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 21 | P g i n a

    Rider (2002) listou os fatores que causam essa variao de densidade: a

    compactao, que causa aumento da densidade; a idade, no geral rochas mais

    antigas so mais densas; a composio, por exemplo, o aumento no contedo de

    carbonato na rocha causa aumento na densidade de um folhelho.

    O fluido possui densidade de acordo com a sua composio, por exemplo, um

    fluido com lama e salmoura possui densidade de 1,1 g/cm3, lama com gua doce, 1,0

    g/cm3, e gs, 0,7 g/cm3.

    A porosidade ( ) pode ser estimada somente com o conhecimento da

    litologia da formao e o fluido envolvido (equao 3.4) (Rider, 2002).

    (3.4)

    Onde: ma = densidade da matriz

    b = densidade de toda a formao

    f = densidade de fluidos nos poros

    Alm de estimar a porosidade, o perfil de densidade aplicado para a

    determinao da litologia, sendo til na identificao de certo minerais (por exemplo,

    pirita), da impedncia acstica, combinado com o perfil snico, e identificao de

    zonas com gs, combinado com o perfil de porosidade neutro.

    Tambm utilizado no clculo do volume de argila (Vsh) caso a formao seja

    radioativa, a equao tradicional de Vsh no pode ser aplicada, sendo usada a

    equao demonstrada abaixo (Ellis et al., 2008).

    (3.5)

    3.1.3. Perfil Snico (DT)

    O perfil snico (sonic log, DT), ou perfil acstico, fornece o intervalo de tempo

    de trnsito da formao, ou seja, a medida da capacidade da formao de transmitir

    ondas de som. Esta informao pode auxiliar na interpretao ssmica ao correlacionar

    velocidades da ssmica com as velocidades do perfil, com isso ajustando o tempo-

    profundidade.

    Este perfil tem como princpio bsico uma fonte que emite pulsos, que so

    difundidos pela formao, e ativam os receptores acsticos, geralmente dois e

    distanciados cerca de 300 mm, que registram os sinais recebidos. A fonte gera pulsos

    ultrassnicos a uma freqncia de 20-40 kHz. A unidade de medida expressa em

    microssegundos por p de formao, apresentada geralmente na escala de 140-40

    s/ft (Keary et al, 2009).

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 22 | P g i n a

    Qualitativamente, o perfil snico utilizado para calcular a porosidade, e

    tambm auxilia na interpretao ssmica, fornecendo os intervalos de velocidade e o

    perfil de velocidade e pode ser calibrado com a seo ssmica citou isso

    anteriormente. Qualitativamente, o perfil sensvel a mudanas texturais tanto em

    arenitos quanto em folhelhos, ajuda a identificar a litologia e pode auxiliar na indicao

    da presena de falhas e fraturas.

    A identificao de rochas sedimentares atravs deste perfil raramente

    utilizada, pois h muita variao na velocidade dentro de cada formao. Entretanto,

    possvel associar altas velocidades com carbonatos, velocidades mdias com arenitos

    e folhelhos, e baixas velocidades com folhelhos (Figura 3.3).

    Figura 3.3: A variedade de velocidades e o intervalo de tempo de trnsito das principais

    litologias (Fonte: Rider, 2002).

    A porosidade derivada do perfil snico ( ) em arenitos consolidados e

    carbonatos com porosidade intergranular ou porosidade intercristalina, calculada

    atravs da equao de Wyllie (1958) apud Asquith (1999) (equao 3.6):

    (3.6)

    Onde: = intervalo do tempo de trnsito da matriz

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 23 | P g i n a

    = intervalo do tempo de trnsito da formao

    = intervalo do tempo de transito do fluido

    Se a rocha for inconsolidada, um fator de compactao (Cp) adicionado

    equao de Wyllie, como demonstrado abaixo (equaes 7 e 8):

    (3.7)

    (3.8)

    Onde: Cp = fator de compactao

    = intervalo de trnsito para folhelho adjacente

    C = uma constante que normalmente 1,0

    Assim como no clculo de porosidade atravs do perfil de densidade,

    necessrio conhecer o intervalo de trnsito da matriz e do fluido, e se for necessrio

    aplicar o fator de correo, ou seja, o intervalo de trnsito para o folhelho adjacente,

    para calcular a porosidade snica. A Tabela 3.2 mostra os principais valores do

    intervalo de tempo de trnsito da matriz para as principais litologias.

    Tabela 3.2: Intervalo de tempo de trnsito da matriz para algumas litologias e minerais

    (modificado de Schlumberger, 1987).

    Litologia (s/ft)

    Arenitos (compactados) 55,5 - 51

    Quartzo 55,1

    Calcrios 53 47,6

    Calcita 46,5

    Dolomito 45 38,5

    Dolomita 40

    Folhelho 167 62,5

    3.1.4. Perfil de Porosidade Neutro (NPHI)

    O perfil neutro (neutron log, NPHI) utiliza uma fonte de nutrons que possui

    pequena quantidade de substncia radioativa, como Pu-Be, e um cintilmetro a uma

    distncia fixa. Elementos no radioativos so bombardeados com nutrons e, como

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 24 | P g i n a

    resultado da captura de nutrons pelos ncleos, eles so estimulados, emitindo raios

    gama que colidem com o cintilmetro. A intensidade da radiao controlada pela

    distncia que ela percorreu desde o ponto de captura do nutron. Essa distncia

    depende principalmente da concentrao de ons de hidrognio, que quanto mais alta,

    mais prxima do poo a captura de nutrons e maior o nvel de radiao (Keary et al,

    2009).

    O perfil mede o ndice de hidrognio e, conseqentemente, o contedo de gua

    da formao, podendo haver H na estrutura cristalina dos minerais ou poros livre de

    gua. A unidade de medida a porcentagem do ndice de hidrognio na formao, e

    os valores geralmente variam de -15 a 40.

    A aplicao destinada a determinao da porosidade e tambm comum timo

    discriminador da zona de gs, juntamente com o perfil snico. Pode ser usado

    geologicamente para identificar evaporitos, minerais hidratados e rochas vulcnicas.

    Nery (1990) ressalta que preciso considerar alguns fatores para interpretar

    corretamente a porosidade atravs do perfil neutro: (1) a zona de gs ou

    hidrocarboneto possui baixa porosidade, porm a densidade alta; (2) a argila possui

    gua adsorvida, portanto, folhelhos apresentam maior porosidade que arenitos limpos;

    (3) a presena de lama entre a zapata e a parede do poo em torno do detector, maior

    a quantidade de hidrognio e menor a resposta proveniente das formaes. Se

    utilizado para a identificao de rochas gneas, estas apresentam alta porosidade

    neutro, alta densidade e baixo raio gama. A Figura 3.4 mostra alguns valores.

    O clculo da porosidade mdia (PHIM) obtido atravs do registro de

    densidade (RHOB) e porosidade neutro (NPHI) (equao 3.9, Asquith, 1999):

    (3.9)

    Os valores de porosidade efetiva (PHIE) podem ser calculados com base nos

    valores de PHIM e Vsh atravs da equao 3.10 (Schlumberger, 1987):

    (3.10)

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 25 | P g i n a

    Figura 3.4: Algumas repostas tpicas do perfil neutro (Fonte: Rider, 2002).

    3.1.5. Perfil de Resistividade (ILD)

    O perfil de resistividade (resistivity log, ILD) um perfil eltrico que mede a

    resistividade da formao, ou seja, sua resistncia passagem do fluxo de uma

    corrente eltrica. A mensurao de resistividade da formao um dos mtodos

    introdutrios de identificao do fluido no reservatrio e no clculo de saturao de

    gua, Sw (Nery, 1990).

    Keary et al (2009) afirma que para os perfis de resistividade so usados

    diferentes arranjos de eletrodos para gerar informaes sobre diferentes zonas ao

    redor do poo. Dispositivos comutadores permitem a conexo de diferentes conjuntos

    de eletrodos, de modo que vrios tipos de perfil de resistividade podem ser medidos

    durante uma nica passagem de sonda. A densidade e resistividade da corrente em

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 26 | P g i n a

    uma regio homognea do poo so obtidas a partir da diferena de potencial entre os

    eletrodos.

    Os hidrocarbonetos so maus condutores e causam o aumento na

    resistividade medida da rocha. Se os poros so preenchidos por gua, ao contrrio, a

    resistividade menor. Os valores de resistividade tambm dependem da litologia e da

    granulometria (Figura 3.5).

    A medida de resistividade determina as zonas de hidrocarboneto e de gua,

    indica as zonas permeveis e determina a porosidade da resistividade. Porm, as

    ferramentas de resistividade somente funcionam em buracos de poos que contm

    lamas condutivas, na qual essas lamas so misturadas com gua salgada.

    Figura 3.5: Perfil de resistividade e algumas respostas tpicas (Fonte: Rider, 2002).

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 27 | P g i n a

    Para calcular a saturao da gua (Sw), preciso conhecer a resistividade da

    gua, porosidade e o valor para o expoente de cimentao, utiliza-se equao de

    Archie (equao 3.11 e 3.12):

    (3.11)

    (3.12)

    Onde: F = fator de formao

    a = fator de tortuosidade

    m = fator de cimentao

    Rw = resistividade da matriz e gua nos poros

    Rt = resistividade da matriz, gua nos poros e hidrocarbonetos

    n = expoente de saturao

    Os limites normais de a, m e n foram obtidos experimentalmente: 0,62 < a <

    1,0; 2,0 < m < 3,0 e 1,5 < n < 3,0 (Asquith, 1999).

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 28 | P g i n a

    Captulo 4 Resultados e Discusso

    3.1 Correlao de Poos

    3.1.1 Introduo

    O conhecimento do arcabouo geolgico essencial para o estudo de

    reservatrios, seja nas etapas iniciais de caracterizao de reservatrio, seja nas

    etapas posteriores de produo.

    A correlao dos poos utilizados neste trabalho foi realizada em trs etapas. A

    primeira etapa foi a definio do topo e base do reservatrio com auxlio dos perfis de

    raios gama, densidade e porosidade neutro.

    A etapa intermediria foi a interpretao dos perfis geofsicos utilizados

    anteriormente em duas classes com base em atributos litolgicos: reservatrio e no

    reservatrio.

    Posteriormente descrio individual de cada poo, realizou-se a correlao

    entre os poos para a identificao da continuidade lateral das rochas reservatrio e

    no reservatrio, que serviu de base para a compreenso da geologia local. Na

    correo, utilizou-se enfoque no seqenciamento vertical das fcies para o topo das

    camadas, que enfoca as relaes essencialmente temporais.

    3.1.2 Resultados

    O intervalo do reservatrio facilmente identificado no topo por um marco

    radioativo, composto por folhelhos radioativos (maior resposta de raios gama) com

    cerca de 20 metros de espessura (Barboza, 2005), e na base ocorre transio de

    arenito para carbonato, ou seja, a resposta do perfil de raios gama diminui e a de

    densidade, aumenta. O exemplo do poo NA02 pode ser observado na figura 4.1, e as

    profundidades do topo e base para cada poo na tabela 4.1.

    Tabela 4.1: Topo e base do reservatrio para os poos utilizados, em metros.

    Poo Topo Base

    NA02 3002,40 3122,88

    NA44D 2970,74 3090,52

    NA12 2964,31 3094,93

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 29 | P g i n a

    Figura 4.1: Topo e Base (em rosa) do Arenito Namorado para o Poo NA02.

    Na poro interpretada como reservatrio as rochas foram classificadas em

    reservatrio e no-reservatrio. As rochas pertencentes classe reservatrio foram

    definidas principalmente com base no cruzamento dos perfis de densidade ( direita) e

    porosidade neutro ( esquerda).

    As rochas no-reservatrio correspondem a margas, folhelhos, siltitos,

    diamictitos e arenitos cimentados. J as rochas reservatrio so arenitos sem

    cimentao.

    A correlao dos poos foi realizada para os poos NA02, NA44D e NA12, na

    direo NE-SW (figura 4.2), sendo o datum o topo do reservatrio, escolhido por ser

    facilmente identificado em todos os poos.

    Topo

    Topo

    Base

    Topo

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 30 | P g i n a

    Figura 4.2: Correlao dos poos, datum: topo.

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 31 | P g i n a

    De forma geral, possvel observar 3 intervalos de deposio de rocha

    reservatrio. O primeiro intervalo corresponde a primeira grande transgresso

    marinha, depositado sobre a plataforma carbontica, Formao Quissam,

    pertencente a parte inferior do Grupo Maca. A segunda e terceira sequncias

    correspondem fase final de deposio dos turbiditos Cenomaniano Turoniano da

    bacia, com os maiores espessuras de turbiditos para o topo da sequncia.

    Barboza (2005) classificou as rochas reservatrio como pertencentes

    associao de fcies L2, interpretadas como depsitos de correntes de turbidez de

    alta densidade, preenchendo canais turbidticos ou compondo lobos.

    O mesmo autor utilizou dados de ssmica e dados de testemunho, e tambm

    identificou trs sequncias (figura 4.3). A primeira sequncia possui geometria de

    canal confinado, associado a um forte controle estrutural. O preenchimento ocorre

    diretamente sobre um canal mapeado sobre a poro inferior do Grupo Maca, de NW

    para SE. O rebaixamento do nvel do mar juntamente com fluxos hiperpicnais oriundos

    de inundaes catastrficas podem ter tido um papel importante na gerao de

    correntes de turbidez, que provocaram instabilidades nas pores mais proximais da

    bacia e na captao de depsitos atravs do desenvolvimento de calhas profundas. As

    litologias descritas so principalmente conglomerados, arenitos macios,

    interlaminados arenosos, interlaminados argilosos, apresentando sequncias

    completas de gradao normal em alguns casos.

    A segunda sequncia possui geometria deposicional na forma de lobos, onde

    um se situa mais a montante e outro mais a juzante, havendo um depsito de canal

    entre os dois. Essas caractersticas demonstram um carter progradacional. A litologia

    encontrada composta por interlaminados arenosos e argilosos, sendo esta ltima

    associada as pores distais do sistema.

    A ltima sequncia apresenta o mesmo comportamento em termos

    deposicionais, porm com maior espraiamento que as outras sequncias, e se

    depositou discordantemente em uma superfcie erosiva. Essa eroso eliminou parte do

    registro do Albiano superior e Cenomaniano inferior (cerca de 2,4 Ma). As fcies

    predominantes so arenosas e interlaminadas, havendo a ausncia de fcies

    conglomerticas. Acima desta sequncia houve um evento de afogamento,

    caracterizado pela deposio de folhelhos radioativos.

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 32 | P g i n a

    Figura 4.3:Sequncia das unidades dos reservatrio interpretadas por Barboza (2005) a partir

    de dados ssimicos. A) Sequncia 1; B) Sequncia 2; C) Sequncia 3.

    Souza Jr. (1997) reconhece no Campo de Namorado trs sistemas de

    deposio: (1) sistemas de canais, composto em sua maioria por depsitos turbidticos

    ligados a correntes de alta densidade; (2) sistema de canal-dique, que corresponde

    fase inicial do abandono onde predominam as alternncias de areia fina e lamito com

    raras intercalaes de fluxos de detritos e escorregamentos; (3) o sistema argilo-

    margoso que representa a sedimentao hemipelgica da bacia.

    A correlao de poos permitiu a visualizao 2D das sequncias de

    deposies de rochas reservatrio. O sistema como um todo foi depositado em um

    complexo de canais a partir de fluxos hiperpicnais. A sequncia 1 foi depositada por

    canais, ocorrendo em todos os poos com espessura semelhante. A sequncia 2

    mais espessa no poo NA02 e menos no poo NA44D. Provavelmente, o episdio

    erosivo foi mais ameno no poo NA02 e mais severo no NA44D, sendo o NA12 com

    espessura intermediria entre os dois. A sequncia 3 mais espessa no poo NA02 e

    vai diminuindo em sentido aos poos NA44D e NA12, indicando uma possvel

    diferena na localizao dos poos no canal principal e nas poes intermedirias,

    com uma deposio menos espessa de arenitos.

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 33 | P g i n a

    3.2 Determinao de Eletrofcies

    3.2.1 Introduo

    Nos testemunhos dos poos NA02, NA44 e NA12 foram descritas quinze fcies

    diferentes que foram separados em trs classes: reservatrio, possvel reservatrio e

    no-reservatrio (tabela 4.2). Porm, os dados de testemunho possuem pores sem

    descrio, assim, foi necessria a aplicao de estatstica multivariada supervisionada

    para determinar as classes das pores no testemunhadas.

    Tabela 4.2: Descrio e classificao dos dados de testemunho dos poos NA02 e NA12.

    Fcies Descrio Classe

    2 Conglomerados e brechas carbonticas No-reservatrio

    3 Diamectito arenoso lamoso No-reservatrio

    4 Conglomerados residuais Possvel reservatrio

    5 Arenitos conglomerticos No-reservatrio

    6 Arenito grosso, amalgado Reservatrio

    7 Arenito mdio a fino laminado Possvel reservatrio

    8 Arenito mdio gradado ou macio Reservatrio

    9 Arenito mdio cimentado No-reservatrio

    10 Arenito/folhelho estratificado Possvel reservatrio

    11 Arenito/folhelho finamente estratificado Possvel reservatrio

    12 Siltito argiloso estratificado No-reservatrio

    13 Interlaminado siltito argiloso e marga No-reservatrio

    15 Interlaminado arenoso bioturbado No-reservatrio

    17 Marga bioturbada No-reservatrio

    21 Arenito cimentado, com feies de

    escorregamento No-reservatrio

    A estatstica multivariada uma ferramenta poderosa que permite o uso de

    mais de uma varivel e amplamente utilizada em dados geolgicos, por exemplo, em

    dados de litologia e dados geoqumicos (Davis, 1986). A abordagem pode ser

    supervisionada ou no. No presente trabalho foi adotada a abordagem supervisionada,

    que consiste no pr-estabelecimento de informaes advindas de descries de

    testemunho para a orientao na determinao das classes nas amostras

    desconhecidas.

    O mtodo estatstico empregado foi o k-simo vizinho mais prximo (k-nearest

    neighbor, KNN), e o mtodo no-paramtrico mais comum aplicado a problemas de

    classificao. O mtodo consiste na classificao de cada ponto w atravs dos k

    pontos do conjunto de treino que se encontram mais prximos a w, chamados de

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 34 | P g i n a

    vizinhos. O ponto w ser ento classificado de acordo com os seus vizinhos mais

    freqentes. Geralmente o valor de k pequeno para evitar que pontos muito distantes

    tenham influncia sobre o ponto w (Hechenbichler et al., 2004).

    Sancevero (2008) comparou os mtodos k-mdia, regresso por principais

    componentes (PCR) e k-simo vizinho mais prximo para determinar fcies em

    pores no-testemunhadas de um poo do Campo de Namorado a partir de perfis

    geofsicos, e chegou concluso de que o KNN o melhor mtodo para reproduzir a

    heterogeneidade no tipo de rochas presentes.

    As variveis utilizadas foram os perfis de raios gama, densidade e de

    porosidade neutro. Antes da aplicao do mtodo, as variveis foram normalizadas.

    A normalizao consiste na subtrao da mdia e diviso pelo desvio padro para

    todas as amostras de cada varivel, e utilizada para dar melhor efeito de

    comparao entre as variveis, j que estas possuem diferentes unidades e intervalo.

    O treinamento do algoritmo foi realizado atravs do poo RJS19 para os poos

    NA02 e NA12, e estes serviram de treinamento para o poo NA44D. Em seguida, o

    mtodo KNN foi aplicado para os trs vizinhos mais prximos (k = 3). O resultado final

    foi a obteno de trs eletrofcies, que correspondem as trs classes estabelecidas no

    comeo (Tabela 4.3).

    Tabela 4.3: Eletrofcies para o Campo de Namorado.

    Eletrofcies Classe

    0 No reservatrio

    1 Reservatrio

    2 Possvel Reservatrio

    O termo eletrofcies utilizado na associao de fcies litolgicas atravs de

    perfis geofsicos, representando intervalos em profundidade, que exibem respostas

    mais constantes dos valores das propriedades medidas nos perfis (Rosa, 2006).

    A eletrofcies 0 representa as pores de rocha no-reservatrio, representada

    principalmente por rochas com grandes pores de argila e arenitos cimentados. A

    eletrofcies 1 corresponde aos arenitos no cimentados. A eletrofcies 2 composta

    por arenitos com nveis de argila significativos em relao eletrofcies 1.

    3.2.2 Resultados

    O poo NA02 apresentou um intervalo de 136,22 metros para o Arenito

    Namorado. Ao todo, cinco fcies (8, 9, 10, 15 e 21) foram classificadas nas trs

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 35 | P g i n a

    eletrofcies, dos quais 54,16% representam fcies 0, 34,89% fcies 1 e 10,95% fcies,

    em um total de 639 amostras (Figura 4.4).

    Figura 4.4: Comparao entre os dados de testemunho (fcies P) e o resultado do mtodo

    KNN (fcies KNN) para o poo NA02. Em cinza, as pores no-testemunhadas.

    No poo NA44D (Figura 4.5) foram classificadas 607 amostras, totalizando

    121,2 metros de reservatrio, dos quais 64,42% so correspondestes a eletrofcies 0,

    30,31% eletrofcies 1 e 5,27% eletrofcies 2.

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 36 | P g i n a

    Figura 4.5: Comparao entre os dados de testemunho (fcies P) e o resultado do mtodo

    KNN (fcies KNN) para o poo NA44D. Em cinza, as pores no-testemunhadas.

    O poo NA12 apresentou um intervalo de 124,49 metros para a poro

    reservatrio, totalizando 682 amostras. Quinze fcies (tabela 4.1) foram classificadas

    nas trs eletrofcies, sendo 55,86% fcies 0, 26,55% fcies 1 e 17,59% fcies 2

    (Figura 4.6).

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 37 | P g i n a

    Figura 4.6: Comparao entre os dados de testemunho (fcies P) e o resultado do mtodo

    KNN (fcies KNN) para o poo NA12. Em cinza, as pores no-testemunhadas.

    Pode-se observar que a parte superior do poo NA02 ficou muito bem

    caracterizada, a parte inferior do poo NA44D ficou semelhante poro

    testemunhada, assim como a parte superior e intermediria do poo NA12. Porm,

    algumas pequenas partes possuem diferenas entre o testemunho e o resultado do

    mtodo KNN, isso ocorre principalmente com a maior frequncia da eletrofcies 2 na

    nova classificao em relao a classificao feita nos testemunhos.

    A eletrofcies 2 possui valores intermedirios entre a eletrofcies 0 e 1, porm

    o algoritmo possui dificuldades em diferenciar essa classe intermediria das demais,

    por isso, essa eletrofcies foi classificada muito mais vezes utilizando o mtodo

    multivariado KNN.

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 38 | P g i n a

    De modo a conferir os resultados, foi feita uma comparao entre a

    classificao de testemunho, a nova classificao, perfil de raios gama, porosidade

    neutro e densidade. O exemplo do poo NA02 pode ser observado na figura abaixo

    entre as profundidades 3075 e 3100 metros (Figura 4.7).

    Figura 4.7: Comparao entre os perfis geofsicos e classificao dos testemunhos (fcies P) e

    do mtodo KNN (fcies KNN) para o poo NA02. Em cinza, as pores no-testemunhadas.

    O comportamento dos perfis geofsicos demonstra que esperado folhelho na

    poro superior e intermediria, intercalado com arenito no cimentado e cimentado

    (maior resposta de RHOB), e na poro inferior espera-se a intercalao de arenitos

    no cimentados e cimentados. O resultado do mtodo KNN foi bastante satisfatrio e

    consegue identificar duas eletrofcies: 0, correspondente aos folhelhos e arenitos

    cimentados, e 1, arenito reservatrio.

    No poo NA44D, entre as profundidades 3290 e 3300, a poro no

    testemunhada interpretada como arenito cimentado na parte superior e folhelho

    segundo os perfis geofsicos e so corretamente representadas pela eletrofcies 0

    (Figura 4.8). A eletrofcies 2 est presente devido diminuio de raios gama e

    densidade.

    Figura 4.8: Comparao entre os perfis geofsicos e classificao dos testemunhos (fcies P) e

    do mtodo KNN (fcies KNN) para o poo NA44D. Em cinza, as pores no-testemunhadas.

    Outro exemplo observado no poo NA12, entre profundidades 3075 e 3090

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 39 | P g i n a

    metros aproximadamente (Figura 4.9).

    Figura 4.9: Comparao entre os perfis geofsicos e classificao dos testemunhos (fcies P) e

    do mtodo KNN (fcies KNN) para o poo NA12. Em cinza, as pores no-testemunhadas.

    O perfil com as fcies testemunhadas est muito semelhante com o resultado

    estatstico multivariado. A poro superior na qual o testemunho indica uma fina

    camada de reservatrio entre no reservatrio se difere da interpretao dos perfis

    geofsicos, pois esta indica um arenito cimentado. Essa interpretao corretamente

    representada pela fcies 0 no resultado do mtodo KNN, ou seja, este mtodo

    conseguiu uma classificao satisfatria comparada com os perfis geofsicos mesmo

    se diferenciando dos dados de testemunho. Provavelmente a cimentao no foi

    constatada a olho nu ou com lupa nos testemunhos, sendo preciso a confeco de

    lminas delgadas para a confirmao.

    A poro no testemunhada, na parte inferior do exemplo, trata-se de um

    arenito reservatrio de acordo com os perfis geofsicos e o resultado KNN confirma

    isso, classificando essa parte como eletrofcies 1.

    Assim, pode-se constatar que a previso feita pelos perfis geofsicos se

    concretizou com exatido nos exemplos acima, mostrando que o mtodo KNN foi

    eficaz para a classificao de litologia, conseguindo expressar muito bem a

    heterogeneidade das rochas.

    3.2.3 Anlise Estatstica das Eletrofcies

    Aps a classificao dos dados atravs do mtodo KNN, foram confeccionados

    histogramas e grficos de disperso dos perfis de raios gama, densidade, porosidade

    neutro e tempo de trnsito. Como o poo NA44D no possui dados de perfil snico,

    para os histogramas de DT foram utilizados somente os dados dos outros poos, e

    no foram feitos grfico de disperso que utilize a varivel DT para este poo.

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 40 | P g i n a

    4.1.3.1. Histogramas

    Os histogramas constituem importantes ferramentas de estimativa da funo

    densidade de probabilidade na etapa inicial da anlise de um conjunto amostral (Rosa,

    2006).

    Para a fcies de rochas no-reservatrio foram confeccionados histogramas

    (Figura 4.10) e uma tabela com mximo, mnimo, mdia e desvio padro de cada perfil

    geofsico (Tabela 4.4).

    Figura 4.10: Histogramas dos perfis geofsicos para a eletrofcies 0.

    Tabela 4.4: Resumos dos perfis de raios gama, densidade, snico e porosidade neutro para a

    eletrofcies 0.

    Eletrofcies 0 No-reservatrio

    Mximo Mnimo Mdia Mediana Desvio Padro

    GR ( API) 101,83 34,90 66,15 64,4 14,6

    RHOB (g/cm)

    2,62 2,11 2,39 2,4 0,01

    DT (s/ft) 122,41 52,55 86,75 88,00 10,53

    NPHI (%) 34,22 2,41 22,01 22,80 5,0

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 41 | P g i n a

    De maneira geral, os histogramas da eletrofcies 0 apresentam distribuio

    normal e o histograma de perfil de densidade apresenta distribuio bimodal. A

    distribuio assimtrica, com a mediana maior que a mdia para os histogramas de

    DT e NPHI e a mdia maior que a mediana para os histogramas de GR. Para o RHOB,

    a mdia e mediana podem ser consideradas iguais.

    Os resultados para a fcies de rochas reservatrio podem ser observados na

    Figura 4.11 e Tabela 4.5.

    Figura 4.11: Histogramas dos perfis geofsicos para a eletrofcies 1.

    Tabela 4.5: Resumos dos perfis de raios gama, densidade, snico e porosidade neutro para a

    eletrofcies 1.

    Eletrofcies 1 - Reservatrio

    Mximo Mnimo Mdia Mediana Desvio Padro

    GR ( API) 85,28 33,40 56,45 56,90 8,80

    RHOB (g/cm)

    2,50 2,05 2,17 2,16 0,1

    DT (s/ft) 116,56 56,13 94,12 95,28 9,57

    NPHI (%) 34,90 6,89 26,20 26,30 3,5

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 42 | P g i n a

    A distribuio dos histogramas assimtrica, com mediana maior que a mdia

    para todas as variveis, com exceo de RHOB, na qual a mdia maior que a

    mediana. Os histogramas de RHOB e NPHI apresentam pequenas faixas de valores

    isolados da grande maioria.

    Tambm foram confeccionados histogramas e uma tabela com o resumo

    estatstico para e eletrofcies de possveis reservatrios (Figura 4.12 e Tabela 4.6).

    Figura 4.12: Histogramas dos perfis geofsicos para a eletrofcies 2.

    Tabela 4.6: Resumos dos perfis de raios gama, densidade, snico e porosidade neutro para a

    eletrofcies 2.

    Eletrofcies 2 Possvel Reservatrio

    Mximo Mnimo Mdia Mediana Desvio Padro

    GR ( API) 91,83 41,68 68,79 68,35 9,67

    RHOB (g/cm)

    2,50 2,07 2,21 2,20 0,070

    DT (s/ft) 113,75 69,25 92,23 93,01 6,86

    NPHI (%) 34,62 11,23 26,48 26,68 3,61

    O histograma de DT possui distribuio levemente assimtrica, com valores

    muito prximos da mdia e mediana. O histograma de DT tem pequenas faixas de

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 43 | P g i n a

    valores isolados da grande maioria, assim como os demais. Os histogramas de GR,

    NPHI e RHOB apresentam distribuio assimtrica mais acentuada.

    A anlise dos histogramas demonstra que a eletrofcies 2 possui a maior

    mdia de porosidade neutro, seguida pela eletrofcies 1. Isso ocorre devido a

    algumas amostras com porosidade menores que 12% que condicionaram uma mdia

    menor para a eletrofcies1, ou pelo fato da eletrofcies 2 ser constituda por um

    arenito argiloso cuja resposta porosidade neutro maior devido ao maior contedo

    de argila presente. A eletrofcies 0 apesar de ter a pior mdia, ainda sim possui

    porosidade muito alta para uma eletrofcies de rochas no-reservatrio. Essa alta

    porosidade pode ser explicada pelo efeito folhelho, causado pela estrutura da argila

    que possui gua, e similarmente ao que ocorre com a eletrofcies 2, vai haver uma

    maior resposta de porosidade neutro.

    Em relao ao perfil snico, a eletrofcies 1 possui a maior mdia e a

    eletrofcies 0, a menor.

    Valores de densidade maiores que 2,4 g/cm referem-se a rochas cimentadas

    (Rosa, 2006). A eletrofcies 0 a classe que possui alta freqncia para valores

    acima de 2,4 g/cm que, como esperado, rochas cimentadas so no-reservatrios. As

    demais eletrofcies apresentam pequena freqncia para valores acima de 2,4 g/cm,

    que nos grficos de disperso corresponderam a pontos dispersos.

    A eletrofcies de rochas no-reservatrio apresenta a distribuio de raios

    gama com altos e baixos valores. Isso pode ser explicado pela presena de arenitos

    cimentados nessa eletrofcies, que possuem os valores mais baixos de raios gama, e

    siltitos argilosos e outras fcies argilosas, que possuem os maiores valores de raios

    gama. Diferentemente, a eletrofcies de rochas reservatrio possui valor mdio de

    56,45API, evidenciando a presena de arenito com pouca argila. A eletrofcies 2

    uma classe intermediria, possuindo arenitos com maior contedo de argila que a

    eletrofcies 1, porm muito menos que a eletrofcies 0. Os altos valores de raios

    gama devem-se provavelmente composio arcoseana do reservatrio (Blaquez et

    al., 2006), que interfere na resposta de raios gama.

    4.1.3.2. Grficos de Disperso

    Grfico de disperso (crossplot) uma correlao entre dois diferentes

    conjuntos de dados em relao aos eixos ortogonais x e y, na qual o resultado define a

    relao existente entre as duas variveis e ainda pode definir os campos que

    representam o limite superior e inferior de cada uma das variveis (Davis, 1986).

    De acordo com Rider (2000), existem trs tipos de grficos de disperso para

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 44 | P g i n a

    os quais se podem realizar correlaes: (1) entre perfis compatveis, que so os perfis

    que medem o mesmo tipo de parmetro como, por exemplo, a porosidade; (2) entre

    perfis incompatveis, que medem diferentes parmetros como, por exemplo, raios

    gama e porosidade neutro; e (3) entre perfis e dados de testemunho ou petrofsicos

    medidos em laboratrio, por exemplo, valores de porosidade de plugues e os extrados

    de perfil de nutrons.

    Neste estudo foram utilizados os grficos do tipo (1) e (2). Como a fcies 0

    representa rochas no-reservatrio, esta no foi utilizada para os grficos de

    disperso.

    Os primeiros grficos de disperso so de perfil de raios gama x snico (Figura

    4.13).

    Figura 4.13: Grficos de disperso de perfis de raios gama x snico.

    .

    Os grficos de disperso de GR x DT demonstram que as duas eletrofcies

    possuem valores distintos para a varivel GR, sendo possvel observar com facilidade

    o agrupamento de cada eletrofcies. Tambm h a presena de pontos dispersos,

    que, de maneira geral, so separados pelo perfil de raios gama, na qual os pontos da

    eletrofcies 1 possuem menores valores de raios gama que os pontos da eletrofcies

    2. Isso demonstra que a varivel DT no uma boa discriminante, pois no possvel

    agrupar os dados somente com esta varivel.

    A Figura 4.14 corresponde aos grficos de disperso dos perfis de raios gama

    e porosidade neutro.

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 45 | P g i n a

    Figura 4.14: Grficos de disperso de perfis de raios gama x porosidade neutro.

    Novamente os grficos de disperso GR x NPHI demonstram que GR a

    melhor varivel para agrupar o grupo. Os dados possuem valores muito semelhantes

    de NPHI e, assim, essa varivel no uma boa discriminante.

    A Figura 4.15 demonstra os grficos de disperso de GR x RHOB. Os dados

    da eletrofcies 1 e 2 apresentam valores muito semelhantes de RHOB, variando

    principalmente entre 2,05 e 2,35 g/cm, com poucos pontos dispersos acima de 2,4

    g/cm. RHOB no uma boa varivel discriminante.

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 46 | P g i n a

    Figura 4.15: Grficos de disperso de perfis de raios gama x densidade.

    Os grficos de disperso de NPHI (na figura est GR, verificar) x DT podem ser

    observados na Figura 4.16.

    Ao oposto dos grficos anteriores na qual era possvel definir os grupos

    referentes s eletrofcies, este grfico apresenta somente uma grande rea com os

    pontos dispersos ou uma rea aglomerada. Isto indica que o cruzamento dos perfis

    NPHI e DT o que apresenta a pior discriminao de classes litolgicas. O poo NA12

    apresenta correlao negativa mais clara que o poo NA02, cujos dados encontram-se

    mais dispersos.

    Figura 4.16: Grficos de disperso de perfis raios gama x snico.

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 47 | P g i n a

    Os grficos de disperso de RHOB x DT correspondem a Figura 4.17. O

    grfico de disperso tem comportamento diferente em cada poo. No poo NA02 os

    dados esto mais espalhados, principalmente os referentes varivel DT, que contm

    muito pontos dispersos. No poo NA12, os dados esto mais concentrados entre 2,1 e

    2,35 g/cm e 80 e 110 s/ft, porm, ainda sim aparecem pontos dispersos. Neste

    mesmo poo, mais clara a correlao negativa entre os dois perfis.

    Figura 4.17: Grficos de disperso de perfis de densidade x snico.

    Por fim, os grficos de RHOB x NPHI esto representados na Figura 4.18.

    Semelhante aos dois grficos anteriores, os dados de cruzamento das duas varveis

    esto mais dispersos no poo NA02, enquanto que no poo NA12 os dados esto

    mais agrupados. E a correlao negativa mais perceptvel no poo NA12.

    Os valores de RHOB e DT para as duas eletrofcies so muito semelhantes,

    no sendo essas duas variveis discriminantes.

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 48 | P g i n a

    Figura 4.18: Grficos de disperso de perfis de densidade x porosidade neutro.

    A questo abordada anteriormente, de que a eletrofcies 2 intermediria a

    eletrofcies 0 e 1, fica mais clara com os grficos de disperso. As variveis RHOB,

    NPHI e DT no so boas discriminantes, apresentando os dados das eletrofcies 1 e 2

    desordenados. Porm a varivel GR a melhor discriminante, agrupando com

    distino os dados da eletrofcies 1 e 2, ainda que ocorra alguns pontos dispersos das

    duas eletrofcies.

    De acordo com as classes pr-estabelecidas, a eletrofcies 1 composta

    principalmente por arenitos. Enquanto a eletrofcies 2 composta por arenitos mdios

    a finos laminados, conglomerados residuais e arenito argilosos. Portanto, os dados da

    classe de possvel reservatrio apresentam valores de RHOB, DT e NPHI parecidos

    com a classe de reservatrios, e somente o GR diferencia com maior preciso as duas

    eletrofcies, pois as litologias so diferentes e a classe de possvel reservatrio possui

    maior contedo de argila.

    Outro fator importante que o poo NA12 e NA44 so mais argilosos que o

    poo NA02. Isto perceptvel pela diferena de aproximadamente 10 API entre os

    valores mximos e mnimos de raios gama para as eletrofcies nos poos NA02 e

    NA12. Deste modo, as caractersticas petrofsicas das eletrofcies podem variar de

    poo para poo e por isso sero aqui analisadas separadamente.

  • STEVANATO, A.C.R.S. 2011. Anlise Petrofsica de Reservatrios. 49 | P g i n a

    3.3 Caracterizao P