UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS INSTITUTO DE GEOCINCIAS CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

GABRIELA SETTE LINHARES MAURCIO MOUKACHAR BAPTISTA TAIN FRANA VERONA

GEOLOGIA DO PETRLEO E BACIAS SEDIMENTARES BRASILEIRAS

Belo Horizonte

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2010

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GABRIELA SETTE LINHARES MAURCIO MOUKACHAR BAPTISTA TAIN FRANA VERONA

GEOLOGIA DO PETRLEO E BACIAS SEDIMENTARES BRASILEIRASTrabalho apresentado disciplina de Introduo Geologia do curso de Engenharia Civil da Universidade Federal de Minas Gerais UFMG, como parte dos requisitos para concluso da disciplina. Orientador: Profa. Lcia Maria Fantinel Doutora em Geologia

Belo Horizonte 2010

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RESUMO Uma das teorias mais aceitas para a formao do petrleo a da transformao qumica da matria orgnica, durante milhares de anos. Essa formao e tambm a diferenciao dos vrios tipos de petrleo depende da combinao de diversos fatores, entre eles a rocha geradora, que contem compostos qumicos a serem modificados a petrleo; a rocha reservatrio, que tem caractersticas de porosidade e permeabilidade especiais para armazenar leo e gs natural; e a rocha selante, que serve como conteno para que os hidrocarbonetos no escapem, devendo ser, portanto, pouco porosa e permevel. O petrleo distribudo muito desigualmente no mundo inteiro, de modo que apenas alguns pases detm o direito de explorao da maior parte das reservas mundiais. No Brasil, assim como no resto do mundo, a distribuio do petrleo bastante heterognea, a maioria das reservas brasileiras est concentrada nas bacias offshore, que so as bacias que se encontram na plataforma continental. Essas bacias da margem continental brasileira foram formadas no contexto de separao do Mega Continente Gonduana durante o perodo Mesozico e so ricas em matria orgnica. Uma recente descoberta feita no Brasil, o petrleo do pr-sal, segundo se acredita, ter sete vezes o volume das reservas j conhecidas no pas. Palavras-chave: 1. Bacias sedimentares brasileiras. 2. Formao do petrleo. 3. Reservas petrolferas brasileiras.

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ABSTRACT One of the most accepted theories for the formation of petroleum oil is the chemical transformation of organic matter for thousands of years. Such formation, and the determination of the type of oil, depend on the combination of several factors, including the source rock, which contains chemical compounds to be modified to oil; the reservoir rock, which presents especial porosity and permeability characteristics to store natural gas and oil; and seal rocks, which serve as containment to stop hydrocarbons to "escape" and shouldnt therefore be porous or permeable. Oil is distributed very unevenly throughout the world, so that only a few countries have the right to exploit the majority of world reserves. In Brazil, like the rest of the world, oil distribution is quite uneven. The majority of Brazilian reserves are concentrated on the offshore basins, which are located on the continental platform. These Brazilian shore basins were formed in the context of the rupture of the mega continent Gonduana during the Mesozoic period, and are rich in organic matter. The pre-salt oil basins, a recent discovery made in Brazil, are believed to contain seven times the volume of the already known reserves of the country. Keywords: 1. Brazilian Sedimentary Basins. 2. Petroleum formation. 3. Brazilian Petroleum Reserves

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SUMRIO

1. INTRODUO......................................................................................... 2. OBJETIVOS............................................................................................. 3. ORIGEM DO PETRLEO........................................................................ 4. ROCHAS GERADORAS E MIGRAO.................................................. 5. TRAPAS ARMADILHAS DE PETRLEO............................................. 6. ROCHA RESERVATRIO....................................................................... 7. ROCHA SELANTE................................................................................... 8. O PETRLEO NO MUNDO..................................................................... 9. FORMAO DA MARGEM CONTINENTAL BRASILEIRA..................... 10. PROVNCIAS PETROLFERAS BRASILEIRAS...................................... 11. EXPLORAO DE PETRLEO NO PR-SAL....................................... 12. CONCLUSO........................................................................................... 13. REFERNCIAS........................................................................................

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1. INTRODUO

O petrleo um combustvel fssil que, a rigor, envolve todas as misturas naturais de compostos de carbono e hidrognio, os denominados hidrocarbonetos, incluindo o leo e o gs natural, embora o termo tambm seja empregado para designar apenas os compostos lquidos.

Figura 1.1: leo de petrleo Substncia oleosa e inflamvel, o petrleo a principal fonte de energia na atualidade. O fato de ele ser um recurso esgotvel, aliado ao seu grande valor econmico, fizeram com que o combustvel se tornasse um elemento causador de grandes mudanas geopolticas e socioeconmicas em todo o mundo. Civilizaes antigas j aproveitavam o petrleo que aflorava na superfcie do solo. Os egpcios utilizavam o petrleo como um dos elementos para o embalsamamento de seus mortos, alm de empregarem o betume na unio dos gigantescos blocos de rochas das pirmides. No continente americano, os incas e os astecas, assim como os mesopotmios, conheciam o petrleo e o empregavam na pavimentao de estradas. A partir de 1920 os transportes terrestres, martimos e areos passaram a consumir quantidades cada vez maiores do novo combustvel. Em 1930 surgiu a indstria petroqumica tendo como base o petrleo, para produzir numerosos equipamentos, objetos, produtos, etc. Dessa forma, a indstria de refino teve um grande impulso, garantindo o abastecimento de milhares de veculos e o funcionamento dos parques industriais. A gasolina passou a ser o principal derivado

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do petrleo, enquanto ocorria uma ampliao do sistema de estradas, exigindo mais asfalto. Em 1938, 30% da energia consumida no mundo provinha do petrleo. Mas as duas crises sucessivas do petrleo, em 1973 e 1978, levaram a uma reconsiderao da poltica internacional em relao a esse produto, e os pases dependentes do petrleo intensificaram a busca de fontes de energia alternativas. Os maiores produtores de petrleo so: Arbia Saudita, Estados Unidos, Rssia, Ir, Iraque, Kuwait, Emirados rabes Unidos, Venezuela, Mxico e Inglaterra. Porm, as maiores reservas de petrleo (mais de 50%) esto nos pases banhados pelo golfo Prsico. As reservas j conhecidas e as que podero ser ainda descobertas do ao petrleo uma extraordinria importncia que se estender por todo sculo XXI.

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2. OBJETIVOS

GERAL

Apresentar os principais conceitos relativos formao do petrleo, desde o processo de acumulao de matria orgnica nos sedimentos, passando pela migrao do petrleo, at sua acumulao nas trapas.

ESPECFICOS

Analisar as bacias sedimentares brasileiras da margem continental no contexto da formao das jazidas petrolferas e mostrar os desafios da explorao do petrleo nas reservas do pr-sal da bacia de Esprito Santos, Campos e Santos.

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3. ORIGEM DO PETRLEO

Existem inmeras teorias sobre o surgimento do petrleo, porm a mais aceita a de que ele surgiu atravs de restos orgnicos de animais e vegetais e de produtos nitrogenados e sulfurosos depositados em grande quantidade no fundo de lagos e mares, sofrendo transformaes qumicas ao longo de milhares de anos sob presso das camadas de sedimentos que foram se depositando e formando rochas sedimentares, como mostra a figura 3.1. O conjunto dos produtos provenientes desta degradao, hidrocarbonetos e compostos volteis, misturados aos sedimentos e aos resduos orgnicos, est contido na rocha geradora. A compactao dos sedimentos orgnicos lamosos fora os fluidos e os gases que os contm a se deslocarem para as camadas de rochas permeveis (como arenitos ou calcrios porosos), que so denominadas de reservatrios de petrleo. Uma camada impermevel, quando constitui uma armadilha, permite a acumulao dos hidrocarbonetos, impedindo-os de escapar.

Figura 3.1 Etapas de formao dos hidrocarbonetos

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A formao do petrleo e do gs s acontece mediante algumas condies. Primeiramente eles s podem se formar em locais onde a produo de matria orgnica maior que o total que destrudo por bactrias e por decaimento. Isso ocorre principalmente em costas martimas e com menos freqncia em deltas fluviais e mars interiores, onde o suprimento de oxignio no suficiente para decompor toda a matria orgnica e onde a taxa de sedimentao alta, fazendo com que o silte e a argila protejam a matria orgnica da decomposio total. Normalmente bactrias aerbias ativas s acorrem at cerca de 12,20m de profundidade. O tempo tambm desempenha um papel importantssimo. As condies necessrias para se formar o petrleo tm que perdurar por milhes de anos, e a prpria transformao da matria orgnica original em petrleo demanda outros milhes de anos, para que a temperatura e a presso atuantes na crosta, alm do tempo, possam interagir na formao do petrleo. No basta ter matria orgnica, argila e silte, necessrio que haja tempo suficiente para que as reaes qumicas que fazem parte da diagnese do petrleo durante a sedimentao possam ocorrer. A formao da maior parte das reservas mundiais aconteceu durante a era Mesozica e Cenozica do Fanerozico. Outro fator importante a temperatura do meio. A temperatura mnima para comear o processo de diagnese 49 C, mas ela pode chegar a 177 C. Isso corresponde a profundidades de aproximadamente 1.500 e 6.400 metros, respectivamente. Se a matria orgnica for levada a profundidades maiores, ou seja, submetida a temperaturas superiores a 177 C, transforma-se em gs ou grafita. A origem do petrleo tambm depende da existncia de rochas com porosidade e permeabilidade necessrias acumulao e produo do petrleo, denominada de rochas reservatrio; da presena de condies favorveis migrao do petrleo da rocha geradora at a rocha reservatrio; da existncia de uma rocha impermevel que retenha o petrleo, denominada de rocha selante ou capeadora e de um arranjo geomtrico das rochas reservatrio e selante que favorea a acumulao de um volume significativo de petrleo. Esses aspectos condicionantes da formao do petrleo sero tratados com maiores detalhes mais adiante.

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Uma acumulao de petrleo em quantidades comercialmente relevantes o resultado de uma combinao adequada destes fatores no tempo e no espao. A ausncia de apenas um desses fatores inviabiliza a formao de uma jazida de petrleo.

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4. ROCHAS GERADORAS E MIGRAO

As melhores rochas geradoras so as ricas em matria orgnica e normalmente so constitudos de materiais de granulometria muito fina, como os folhelhos iguais aos mostrados na figura 4.1, que vo de pretos a coloridos depositados em reas com baixa concentrao de oxignio em um ambiente marinho calmo. A textura do folhelho , provavelmente, um importante fator na quantidade de petrleo gerado. Rochas carbonticas tambm podem gerar petrleo onde no h folhelho presente, como em reas do Ir e no sul da Flrida. Alm disso, ambientes com grande quantidade de evaporitos salinos muitas vezes possuem uma grande concentrao de matria orgnica e podem formar petrleo.

Figura 4.1: Folhelho exemplo de rocha geradora de petrleo As rochas sedimentares comuns normalmente apresentam teores de carbono orgnico total (COT) inferior a 1%. Mas para uma rocha ser geradora de petrleo seu nvel de COT geralmente deve estar entre 2% e 8%, sendo que este valor pode chegar at a 24% em situaes mais raras A rocha geradora soterrada a uma profundidade mnima de 500 metros se comprime, diminuindo sua porosidade e submetendo-se, progressivamente, a

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maiores presses e temperaturas. Este processo leva transformao da matria orgnica em querognio, composto qumico a partir do qual so gerados todos os tipos de hidrocarbonetos. O tipo de petrleo gerado depende fundamentalmente do tipo de matria orgnica preservada na rocha geradora. Matrias orgnicas derivadas de vegetais superiores tendem a gerar gs, enquanto o material derivado de zooplancton e fitoplancton, marinho ou de lagos tende a gerar leo. A temperatura na qual a rocha geradora est gerando petrleo tambm influenciar no tipo de petrleo gerado. Em condies normais, uma rocha geradora comea a transformar seu querognio em petrleo em torno de 600oC. No incio, forma-se um leo viscoso. medida que a temperatura aumenta, o leo gerado vai ficando mais fluido e a quantidade de gs vai aumentando. Por volta de 900oC, as rochas geradoras atingem seu pico de gerao, expelindo grandes quantidades de leo e gs. Com o aumento da temperatura at 1200oC, o leo fica cada vez mais fluido e mais rico em gs dissolvido. Por volta desta temperatura a quantidade de gs predominante e o leo gerado j pode ser considerado um condensado. Entre 1200 1500 oC, apenas gs gerado pelas rochas-fonte. Uma vez gerado o petrleo, ele passa a ocupar um volume maior do que o querognio original na rocha geradora. Esta se torna saturada em hidrocarbonetos e a presso excessiva faz com que a rocha geradora se frature intensamente, permitindo a expulso dos fluidos para zonas de presso mais baixa. A viagem dos fluidos de petrleo, atravs de rotas diversas pelo interior da crosta, at a chegada em um local onde h espao poroso, selado e aprisionado, capaz de armazen-los, constitui o fenmeno da migrao. As rotas usuais em uma bacia sedimentar so fraturas em escalas variadas, falhas e rochas porosas diversas (rochas carreadoras), que ligam os locais de gerao, profundas, com alta presso, a regies concentradoras de fluidos, mais rasas e com presses menores. A distncia que o petrleo percorre durante a migrao no conhecida ao certo. provvel que uma pequena parte do petrleo gerado dentro das rochas fontes se acumule por l, mas a maior parte migra para uma rocha reservatrio. A movimentao do petrleo resultado da presso hidrodinmica gerada durante a diagnese. Mas ela tambm pode ocorrer atravs do movimento de gua que

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carrega o petrleo das rochas geradoras at a rocha reservatrio, onde ele se estabiliza em uma posio de equilbrio que depende da presso hidrodinmica e das condies estruturais. A movimentao de solues cimentadoras pelo reservatrio de petrleo tambm pode causar migrao de leo e gs para outros locais onde inicialmente os poros estavam ocupados por materiais minerais.

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5. TRAPAS ARMADILHAS DE PETRLEO

A acumulao em grandes propores de hidrocarbonetos como petrleo e gs natural favorecida por condies geolgicas que so combinaes da estrutura e dos tipos de rocha, as quais criam uma barreira impermevel migrao desses hidrocarbonetos formando uma armadilha de petrleo, ou trapa. As trapas so constitudas de rochas reservatrio, de porosidade e permeabilidade acentuadas, que armazenam o petrleo; e rochas selantes, impermeveis e pouco porosas, que impedem que ele migre para fora da armadilha. Elas podem ser estruturais, estratigrficas, ou uma combinao das duas.

5.1 Armadilhas Anticlinais Um tipo de armadilha estrutural formado por um dobramento anticlinal, ou simplesmente um anticlinal, no qual h uma camada de rocha impermevel sobrejacente a uma camada permevel de, por exemplo, arenito. O petrleo e o gs acumulam-se na crista do dobramento - o gs na posio mais alta, o petrleo logo abaixo e ambos flutuam na gua subterrnea que satura a rocha reservatrio.

Figura 5.1: Armadilha anticlinal Anticlinais se formam de formas variadas, desde dobramentos comuns por compresso at falhamentos mais complexos. Como armadilhas estruturais, os anticlinais so algumas das estruturas produtivas mais comuns. Anticlinais produtivos podem ser simtricos ou assimtricos. Muitos deles so associados com

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algum tipo de falhamento em seu histrico de deformao, sendo que anticlinais falhados so normalmente assimtricos. Podem ocorrer tambm anticlinais sobrepostos, com acmulos de hidrocarbonetos de diferentes idades, que normalmente so assimtricos e complexamente falhados. 5.2 Trapas de Falhas Da mesma forma, uma discordncia angular ou deslocamento em uma falha pode colocar, por exemplo, uma camada mergulhante de calcrio permevel ao lado de um folhelho impermevel, criando uma armadilha estrutural para petrleo.

Figura 5.2: Armadilha de Falha Quando um reservatrio tem mltiplas falhas, ocorrem complexas trapas de falha. Anticlinais multiplamente falhados formam tambm trapas complexas. Um reservatrio deformado pode ainda formar uma trapa embaixo de um plano de falha.

5.3 Trapas Estratigrficas Outras armadilhas de petrleo so criadas pelo padro original da sedimentao, como, por exemplo, quando uma camada mergulhante de arenito permevel estreita-se no contato com um folhelho impermevel. Essas so denominadas armadilhas estratigrficas. Nelas, a porosidade, permeabilidade e a geometria da formao deposicional controlam as dimenses da trapa. A deformao no caracterstica primria de trapas estratigrficas, que existem por causa de suas caractersticas deposicionais e geomtricas intrnsecas.

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Figura 5.3: Armadilha Estratigrfica 5.4 Trapas Relacionadas ao Sal O petrleo pode tambm ser aprisionado por uma massa impermevel de sal, em armadilhas de domos de sal. Estruturas salinas podem produzir vrios diferentes tipos de trapas dependendo da intensidade de deformao. A maioria dessas estruturas falhada devido ao grau de estresse. Trapas relacionadas deformao de massas de sal normalmente no produzem a partir do prprio sal, e sim de reservatrios deformados pelos movimentos tectnicos do sal. Falhamentos e dobramentos relacionados a movimentaes laterais e verticais do sal produzem uma variedade de trapas. A maior parte dos movimentos de sal acompanha sedimentao, o que permite o desenvolvimento de mltiplos reservatrios atravs da histria deposicional da estrutura salina.

Figura 5.4: Armadilha em domo de sal 5.5 Trapas de recifes

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A porosidade de recifes pode ser excelente e gerar timas caractersticas de reservatrio. Um recife envolto em uma unidade de xisto que proporciona uma boa cobertura um alvo de explorao muito desejvel. Mudanas na porosidade e permeabilidade podem ser causadas por uma variedade de fatores deposicionais e de diagnese. Arenitos perdem sua permeabilidade quando penetram lateralmente em xistos. J o calcrio duro e finamente cristalizado se torna significativamente mais permevel quando dolomitizado. Trapas em dolomitos so normalmente seladas por contato superior com calcrio impermevel. 5.6 Trapas de combinao Um corpo sedimentar deposicional que foi deformado forma uma trapa de combinao estratigrfica-estrutural se ambas as estruturas estratigrfica e estrutural contribuem para o mecanismo de armadilha. Como pode haver vrias combinaes de estrutura e estratificao, vrias trapas de combinao diferentes so possveis. 5.7 Trapas de discordncia Uma discordncia representa um perodo de eroso ou de no-deposio. Vrios tipos de discordncia so possveis. Se envolverem a combinao adequada de rochas geradoras, reservatrio e selantes, podem ser produtivas em termos de leo e gs. A angulao em uma situao de discordncia ocorre quando uma sequncia de estratos horizontais inclinada, erodida e sobreposta por camadas horizontais mais novas. Estratos inclinados permeveis cercados de estratos concordantes, inclinados e impermeveis e angulao sobreposta por estratos horizontais impermeveis tm potencial de reservatrios. Hidrocarbonetos nos reservatrios migram para o topo at no poderem mais se movimentar atravs dos estratos impermeveis acima da superfcie de discordncia. A deformao responsvel pela inclinao de estratos reservatrio em discordncias angulares. Entretanto, sem os estratos impermeveis superiores, uma trapa seria impossvel.

evidente que a geologia estrutural tem aplicao direta no estudo de como hidrocarbonetos migram e se acumulam e dos tipos de estruturas e armadilhas para

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dentro das quais eles se movem. Assim como processos geolgicos so tridimensionais, sua anlise deve ser executada similarmente. Assim, a geologia estrutural importante na avaliao completa de qualquer provncia de explorao, j que seus histricos de deformao e de deposio esto intimamente relacionados.

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6. ROCHAS RESERVATRIO

A rocha reservatrio , como o prprio nome j diz, o recipiente onde ficam contidos os hidrocarbonetos. Para alm da reserva de hidrocarbonetos, as rochas reservatrio so quase sempre preenchidas com gua. Qualquer rocha soterrada, seja ela gnea, sedimentar ou metamrfica, desde que tenha porosidade e permeabilidade suficientes, pode ser utilizada no armazenamento de petrleo e gs natural. A maior parte do leo e gs do mundo ocorre em arenitos e rochas carbonticas, simplesmente porque so as rochas mais comuns que se qualificam como reservatrios. A caracterstica de bom reservatrio de uma rocha pode ser sua feio original (como a porosidade intergranular de arenitos) ou uma caracterstica secundria resultante de mudanas qumicas (porosidade por dissoluo de calcrios), ou mudanas fsicas (fraturas). As mudanas secundrias podem tanto incrementar a capacidade de armazenamento de uma rocha quanto criar um reservatrio a partir de uma rocha originalmente sem caractersticas de armazenamento. A capacidade de uma rocha de descarregar seu contedo depende de sua permeabilidade, para a qual existem trs requisitos: porosidade, poros interconectados, e poros de tamanho supercapilar. Uma rocha porosa pode no ser permevel se seus espaos vazios no forem conectados entre si, ou se seus poros tiverem tamanho capilar ou subcapilar, o que impede o livre movimento dos fluidos contidos na rocha. 6.1 Reservatrios de Arenito Arenitos so rochas reservatrio muito importantes. Eles possuem

propriedades de porosidade e permeabilidade numa extenso muito maior e consistente que qualquer outra rocha abundante na Terra. Alm disso, elas podem ser muito extensas verticalmente, podendo ou no ser extensas lateralmente. A porosidade de arenitos de dois tipos, intergranular e por fraturas. A porosidade intergranular inicial depende do grau de seleo da rocha, sendo que

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rochas mal selecionadas so bem menos porosas. Um arenito reservatrio melhor produzido depois que a areia j foi resedimentada uma ou mais vezes.

Figura 6.1: Arenito 6.2 Reservatrios de Conglomerados Conglomerados podem ser analisados como arenitos de gros muito grossos. Eles tm todas as qualificaes para rochas reservatrio, mas so mais raros, especialmente em grandes bacias sedimentares.

Figura 6.2: Conglomerado 6.3 Reservatrios de Rochas Carbonticas As rochas carbonticas so os calcrios, os dolomitos, e todas as rochas intermedirias entre eles. Foi estimado que 50% de nossas reservas de leo esto em rochas carbonticas. Os reservatrios carbonticos diferem em vrios aspectos de reservatrios de arenitos. Sua porosidade est na maior parte das vezes confinada parte superior da rocha, nos primeiros 10 a 20 metros, mesmo em rochas de grande extenso vertical. Por outro lado, os poros podem ser muito maiores que os de um arenito,

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conferindo rocha uma permeabilidade incomum. Dessa forma, poos perfurados em reservatrios carbonticos produzem muito, mas por menos tempo. Rochas carbonticas so rpteis e extensamente fraturadas na maioria dos lugares. Em certos casos as fraturas aumentam a porosidade do reservatrio, mas em outros o calcrio ou o dolomito anteriormente pouco poroso de forma que todo o hidrocarboneto fica armazenado nas rachaduras e outros tipos de fendas.

Figura 6.3: Calcrio 6.4 Reservatrios de Rochas gneas O total de ocorrncias conhecidas de hidrocarbonetos em rochas gneas grande, mas o nmero de casos com possvel explorao comercial bem menor. A porosidade dessas rochas em parte primria, devido ao seu carter vesicular, e em parte secundrio por conseqncia da alterao do material vulcnico e seu intenso fraturamento.

Figura 6.4: Rocha gnea

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7. ROCHA SELANTE

A conteno de hidrocarbonetos em seus reservatrios somente possvel se as paredes do compartimento forem efetivamente seladas. Selos de reservatrios confinam no somente leo e gs, mas tambm o corpo de gua que est quase sempre presente e pelo qual hidrocarbonetos se movem em sua trajetria ao topo da trapa. Os selos podem ser classificados em dois grupos, dependendo de sua relao estrutural com a rocha reservatrio. Se a superfcie selante paralela aos planos de estratificao da rocha reservatrio, temos um selo paralelo. J no caso em que a superfcie corta a estratificao da rocha reservatrio, existe um selo transversal. Selos paralelos so encontrados em todas as trapas de anticlinais e so parte do sistema selante na maior parte das trapas estratigrficas. J selos transversais so comuns e essenciais a trapas de falhas e com permeabilidade varivel. Um selo qualquer material ou combinao de materiais que so impermeveis passagem de fluidos em qualquer volume. Nada completamente impermevel, e selos de reservatrios no so exceo. Para que ela seja relativamente impermevel, no pode haver em uma rocha fraturas interconectantes ou poros supercapilares. Dessa forma, vantagem para um selo apresentar certa plasticidade, o que permite que a rocha se dobre sem sofrer fraturas, na ocorrncia de movimentos da crosta terrestre. Os selos mais comuns e eficazes so xistos, comumente estratificados com arenitos, rochas carbonticas, ou ambos; as prprias rochas carbonticas, que apesar de serem bons reservatrios, sob certas condies tambm selam; e evaporitos (anidritos). Podem funcionar como selantes ainda os prprios hidrocarbonetos, em estado slido ou semi-slido, siltitos e at mesmo arenitos, desde que bastante argilosos, o que no ocorre com muita freqncia.

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8. O PETRLEO NO MUNDO

A distribuio das reservas de petrleo no mundo bastante heterognea. Poucos pases, normalmente cobertos por desertos ou por selvas e extremamente pobres em riquezas naturais superficiais, concentram a maioria das reservas petrolferas do planeta, como mostra a figura 8.1. Enquanto isso vrios pases que possuem muitas riquezas naturais so dependentes dos pases hegemnicos do petrleo, proprietrios desta imensa riqueza em combustveis fsseis. Isto se deve ao fato de que tal distribuio no guarda qualquer relao com geografia e sim com a geologia do subsolo, com a distribuio de bacias sedimentares formadas h milhes de anos, e que no se relacionam com as riquezas naturais que esto no nvel do solo.

Figura 8.1: Reservas comprovadas de petrleo no mundo A regio mais rica em petrleo o Oriente Mdio. Arbia Saudita, Ir, Iraque e Kuwait dominam o cenrio petrolfero mundial com as maiores reservas e maiores produes de petrleo. As principais razes geolgicas para a abundncia de petrleo nessa regio do mundo so a presena de rochas geradoras ricas, contnuas e extensas no perodo Jurssico, a existncia de numerosas rochas

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carbonticas porosas como excelentes reservatrios no Jurssico, Cretceo e Tercirio, alm de arenitos porosos paleozicos e tercirios e um tectonismo ativo, recente (Tercirio) e relativamente simples, composto por estruturas compressionais relacionadas coliso da Placa Arbica com a Placa Eurasiana ao longo das Montanhas Zagros. Relacionada ainda a este ambiente de rochas geradoras jurssicas ricas em matria orgnica e reservatrios porosos est a regio situada entre o Mar Negro e o Mar Cspio, posicionada do lado norte da coliso das Placas Eurasiana e Arbica. Outras reas ricas em petrleo pelo mundo esto relacionadas a outras rochas geradoras de idades diferentes. O Norte da Amrica do Sul (Venezuela, Colmbia e Equador), uma parte do Golfo do Mxico (U.S.A.), a parte central dos Estados Unidos, a Bacia de Sirte na Lbia, norte do Egito e parte do Ir tiveram seu petrleo gerado nos folhelhos ricos em matria orgnica depositados durante eventos no Cretceo (96 - 88 Ma). Em relao produo de petrleo, os pases que mais se destacam so Arbia Saudita, EUA, Rssia e Ir, como mostra a figura 8.2.

Figura 8.2: Principais produtores versus Maiores reservas de petrleo do mundo

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9. FORMAO DA MARGEM CONTINENTAL BRASILEIRA

O Brasil possui 6.430.000 km2 de bacias sedimentares, dos quais 4.880.000 km2 esto em terra e 1.550.000 km2 em plataforma continental. Na rea terrestre destacam-se as bacias paleozicas (Amazonas, Paranaba e Paran), enquanto que na margem continental esto presentes inmeras bacias de menor porte, diretamente ligadas evoluo do Oceano Atlntico, como mostra a figura 9.1.

Figura 9.1: Bacias Sedimentares Brasileiras A localizao e a evoluo das bacias martimas brasileiras, distribudas desde a costa do Rio Grande do Sul (Bacia de Pelotas), ao sul, at a costa do Amap (Bacia de Cassipor), ao norte, so similares da costa oeste da frica, ligadas e controladas pelo processo de separao dos continentes. Todas as feies

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geolgicas destas bacias, tanto as de grande, como as de pequeno porte, resultaram de importantes eventos no decorrer do processo do fraturamento continental. Existem dois tipos de bacias petrolferas: onshore, que ocorre quando a bacia encontram-se em terra e so originadas de antigas bacias sedimentares marinhas; e offshore, que ocorre quando a bacia est na plataforma continental ou ao longo da margem continental. A maior parte das bacias petrolferas brasileiras encontram-se offshore. A explorao de petrleo onshore muito reduzida no Brasil, devido ao baixo potencial de nossas bacias em terra. A evoluo das bacias martimas brasileiras foi controlada por eventos que se seguiram separao da Amrica do Sul da frica no Mesozico, seguida da abertura do Atlntico Sul. Este evento criou bacias ricas em matria orgnica, geradoras de petrleo, depositadas em antigos lagos. Esses depsitos foram em seguida cobertos por depsitos de sal vindos de mares rasos incipientes. Sobre os depsitos de sal, carbonatos foram depositados em ambiente de mar aberto e, ento, recobertos por espessas camadas de sedimentos clsticos formados principalmente por folhelhos e arenitos, medida que o mar se aprofundava. Estes carbonatos e principalmente os arenitos depositados por extensas reas, constituem-se nos principais reservatrios. As bacias martimas so separadas por arcos, geralmente relacionados a zonas de falhamentos e a depsitos vulcnicos. Trs domnios distintos so encontrados ao longo do litoral brasileiro: uma regio entre o sul da Argentina e o extremo nordeste da costa brasileira onde predominaram esforos de distenso, chamado de Atlntico do sul; um segmento de esforo de natureza transformante, correspondente ao Atlntico Equatorial; e a regio ao norte da Foz do Amazonas, onde novamente ocorreram processos dominantemente distensionais, chamado de Atlntico Central. Esses domnios so mostrados na figura 9.2.

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Figura 9.2: Os domnios da margem continental da placa Sulamericana O domnio do Atlntico Sul marcado pela atividade de vrias falhas normais orientadas principalmente na direo paralela costa. O estilo tectnico da margem do Atlntico Equatorial foi diferente, o cisalhamento gerou uma ruptura da crosta, originando um padro de falhas oblquas subverticais que evoluram para grandes zonas de fratura ocenicas paralelas costa. J o domnio do Atlntico Central faz parte de um outro contexto distensivo, mais antigo que o restante da margem uma vez que l se encontram documentados processos de ruptura ativos j no Trissico, h cerca de 240 milhes de anos atrs. Os domnios da margem divergente do continente compartilham algumas caractersticas comuns, porm, muitas vezes ocorrem diferenas significativas entre esses setores da margem, o que faz com que os domnios sejam divididos em vrias bacias sedimentares diferentes. As caractersticas de cada bacia sedimentar da margem continental brasileira no que diz respeito formao do petrleo ser tratada com maiores detalhes mais adiante.

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10.PROVNCIAS PETROLFERAS DO BRASIL

As provncias petrolferas brasileiras so divididas em trs grandes grupos: as bacias Paleozicas que esto na plataforma continental, as Aulacgenos que so bacias que se desenvolveram em antigos riftes no qual o movimento tectnico cessou, impedindo-as de se transformarem em bacias de margem continental, e as bacias Marginais que esto na margem continental.

Figura 10.1: Provncias petrolferas brasileiras A maior parte das reservas provadas de petrleo e gs do Brasil est em offshore, como apresenta a figura 10.2. Alm disso, as bacias com maior reserva so as bacias marginais, como mostra a figura 10.3, sendo que a maior parte das reservas est na bacia de Campos dividida entre os estados do Rio de Janeiro e Esprito Santo, onde se concentra o maior esforo exploratrio do Brasil.

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Figura 10.2: Distribuio de petrleo e gs entre reservas onshore e offshore no Brasil em 2009

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Figura 10.3: Distribuio das reservas de petrleo e gs natural do Brasil entre as bacias sedimentares A seguir faremos uma breve apresentao das bacias sedimentares brasileiras analisando a presena de petrleo e gs em cada uma delas: 10.1 Bacias Paleozicas 10.1.1 Bacia do Amazonas Na sub-bacia do Alto Amazonas existem grandes falhas transconrrentes e reversas, a combinao de rochas geradoras (folhelho radioativo devoniano), reservatrios (arenito de formao Monte Alegre) e capeadoras (evaporitos da formao Itaituba) permitiu uma acumulao expressiva de gs. Mdio-Baixo Amazonas recentes levantamentos ssmicos, sofisticada levaram a descoberta de acumulao de gs. 10.1.2 Bacia do Parnaba A bacia do Parnaba apresenta uma coluna sedimentar semelhante da Bacia do Amazonas com a qual esteve ligada ao longo de todo o Paleozico. Mas essa uma bacia com baixa prospectivdade devido falta de armadilhas e geradores. 10.1.3 Bacia do Paran Na bacia do Paran a presena de rochas-reservatrias com nveis de razovel potencial gerador de hidrocarbonetos indicam, juntamente com a produo subcomercial de leo e gs registrados em vrios poos, que na bacia existem condies para a ocorrncia de acumulaes de leo ou gs. A dificuldade em detectar as estruturas pelos mtodos geofsicos o principal fator negativo para sua explorao, devido existncia de grande volume de rochas bsicas, que as mascaram. Na sub-bacia tecnologia com

10.2 Bacias Aulacgenas

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10.2.1 Bacia de Tacutu Situada na fronteira do pas com a Guiana, uma bacia pouco conhecida, com apenas dois poos perfurados na rea brasileira. A ocorrncia freqente de leo indica condies de gerao de hidrocarbonetos. Seu potencial depende da presena de rochas-reservatrio favorveis. 10.2.2 Bacia do Maraj uma rea pouco estudada onde sedimentos paleozicos similares aos da bacia do Amazonas e Paranaba devem estar presentes nas partes profundas da bacia. A baixssima quantidade de poos nesta regio transforma-a em rea praticamente inexplorada. 10.2.3 Bacia do Recncavo A bacia do Recncavo, onde foi descoberto petrleo pela primeira vez no Brasil, uma das mais produtiva dentre as bacias brasileiras. As acumulaes de petrleo ocorrem em reservatrios arenosos. Essa bacia est em avanado estgio exploratrio, porm com a utilizao de tecnologia mais avanada foi possvel reverter a tendncia decrescente da produo. O campo de Riacho da Barra um exemplo de importante acumulao de hidrocarbonetos, descoberta com essa nova tecnologia de pesquisa, esse campo produz leo de arenitos turbidticos, depositados por correntes gravitacionais. 10.2.4 Bacias de Tucano e Jatob As bacias de Tucano e Jatob so a continuao norte do mesmo rift valley que originou a bacia do Recncavo. Somente a rea sul da bacia do Tucano que est mais prxima da bacia do Recncavo, apresenta condies para o armadilhamento de hidrocarbonetos, principalmente gs.

10.3 Bacias Marginais 10.3.1 Bacia da Foz do Amazonas

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Bacia que faz parte da costa equatorial do pas, compe-se de uma srie de compartimentos tectnicos. Na fronteira com a Guiana, existe a fossa de Cassipor, onde foram depositados sedimentos clsticos relacionados abertura do Atlntico Norte e do Golfo do Mxico, esse sedimentos clsticos grosseiros esto dobrados por esforos transpressionais, gerados durante os ltimos estgios de ruptura continental. Diversos poos perfurados nesta plataforma carbontica mostram importantes indcios de leos, mas no localizaram nenhuma acumulao comercial. Na rea do cone do Amazonas foram perfurados vrios poos que no constataram a presena significativa de hidrocarbonetos, mas encontraram acumulao de gs natural, com uma localizao geogrfica desfavorvel que dificulta seu aproveitamento econmico. 10.3.2 Bacia Par-Maranho A pesquisa ainda est em fase inicial nesta rea, poos perfurados encontraram bons indcios de hidrocarbonetos em reservatrios fechados, sem interesse comercial, indicando a existncia de rochas geradoras profundas nestas bacias. Os poos que foram perfurados nestas estruturas encontraram resultados pouco expressivos. Somente um poo, colocado em produo foi fechado em pouco tempo por ser considerado antieconmico. 10.3.3 Bacia de Barreirinhas A bacia de Barreirinhas tem sido explorada h um longo tempo, contando com mais de 80 poos, dos quais 9 so martimos, mas no foram encontradas quantidades significativas de hidrocarbonetos. O Grupo Canrias possui falhamentos que conduziram hidrocarbonetos das rochas geradoras profundamente soterradas, onde ocorrem acumulaes de leo e gs, que esto sendo reavaliadas economicamente. 10.3.4 Bacia do Piau-Cear Nesta bacia, exclusivamente martima, localizada na costa equatorial, coexistem diversas sub-bacias, sub-bacia de Camocim, de Acara, de Icara, entre outras. As sub-bacias de Camocim, Acara e Icara foram pouco investigadas, mas o pouco que foi descoberto aponta que a qualidade dos reservatrios ruim, h

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ausncia de rochas geradoras e o grau geotrmico muito elevado, levando a queima de toda a matria orgnica. A sub-bacia de Munda tem respondido satisfatoriamente ao esforo exploratrio, foram encontrados cinco campos de leo.

10.3.5 Bacia Potiguar A bacia Potiguar tem quase metade de sua rea imersa no Oceano Atlntico e tem a seo sedimentar similar da sub-bacia do Munda. Foram depositados sobre ela sedimentos marinhos que formaram duas plataformas carbonticas. Parta da bacia foi afetada por vulcanismo. Durante a formao do leo nesta bacia, ocorreu a ao de bactrias que o degradaram, elevando a viscosidade e a acidez. A intensidade da degradao varia dentro de um mesmo campo e a biodegradao aumenta em direo ao contato leo-gua. 10.3.6 Bacia Sergipe-Alagoas Nesta bacia foram localizados hidrocarbonetos em reservatrios de todas as fases tectono-sedimentares, acumulados em todos os tipos de armadilhas. Em Sergipe foram localizados diversos campos de leo em conglomerados basais. Na poro alagoana da bacia, os campos situados na rea emersa produzem leo de reservatrios arenosos, aluviais, flvio-deltaicos e de talude. As armadilhas so basicamente estruturais. 10.3.7 Bacia do Sul do Recncavo-Camamu-Almada Ao sul de Salvador essa srie de bacias bordejam a linha da costa. Formadas ao longo do rift so preenchidas por sedimentos, clsticos e evaporitcos, depositados, inicialmente, na Depresso Afro-brasileira. Nestas bacias foram perfurados vrios poos sem a descoberta de acumulaes comercias de hidrocarbonetos, com uma exceo, uma pequena rea onde h a ocorrncia de leo em arenitos da Formao Sergi. 10.3.8 Bacia de Jequitinhonha-Cumuruxatiba-Mucuri

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Essa bacias tm a maior parte de sua rea submersa no Oceano Atlntico. Na rea de Jequitinhonha foram perfurados alguns poos que localizaram apenas uma pequena acumulao de leo em rochas arenosas. E na rea de Cumuruxatiba os poos perfurados encontraram uma acumulao no comercial de leo em arenitos turbidticos.

10.3.9 Bacia de Campos A bacia de campos a rea sedimentar brasileira mais prolfera da platataforma continental brasileira. Estudos e anlises, bem como evidncias geolgicas diretas indicaram que o leo, gerado a grande profundidade, aps extensa migrao vertical e lateral, preencheu as estruturas e outras armadilhas presentes na bacia, tornando-a altamente produtiva. Aps mais de dez anos de explorao, foram descobertos inmeras acumulaes de hidrocarbonetos, as quais esto presentes em praticamente todos os reservatrios da bacia. O Campo de Bandejo um exemplo de amadilha estrutural de seo rift, onde basalto perfurado e vesicular produz leo gerado dos folhelhos depositados nos baixos adjacentes.O Campo de Pampo um exemplo de armadilha estrutural em carbonatos da Formao Maca Inferior. Os demais reservatrios so constitudos por arenitos turbidticos. Os campos de Cherne e Namorado produzem leo de arenitos acanalados. Os campos de Carapeba e Pargo so produtores de leo de arenitos turbidticos de maior distribuio areal. 10.3.10 Bacia de Santos A bacia de Santos se estende ao longo da costa dos estados do Rio de Janeiro, So Paulo, Paran e Santa Catarina e tem uma coluna estratigrfica semelhante da Bacia de Campos. Essa bacia foi explorada, principalmente, pelas companhias estrangeiras sob contrato de risco, contando atualmente com aproximadamente 30 poos. Uma descoberta comercial que foi realizada, de produo de gs, mostrou que a bacia tem bom potencial para a produo de gs.

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A desigualdade de distribuio dos campos petrolferos no Brasil pode ser observada na concentrao de grande nmero na bacia terrestre do Recncavo e na bacia martima de Campos. Ela fica ainda mais enfatizada pela anlise do volume das reservas de petrleo brasileiro, em que mais de 70% do volume onshore est na bacia do Recncavo e mais de 72% das reservas offshore na de Campos. Com a descoberta de novas tecnologias, tanto de explorao como de descoberta de novos campos de petrleo, a produo de leo e gs tem uma tendncia crescente. 11.EXPLORAO DO PETRLEO NO PR-SAL

A camada pr-sal refere-se a um conjunto de reservatrios mais antigos que a camada de sal, principalmente halita e anidrita. Esses reservatrios podem ser encontrados do Nordeste ao Sul do Brasil (onshore e offshore) e de uma forma similar no Golfo do Mxico e na costa Oeste africana. Mas a rea que tem recebido destaque o trecho entre os estados de Santa Catarina e Esprito Santo, onde se encontrou grandes volumes de leo leve. A espessura da camada de sal na poro centro-sul da Bacia de Santos chega a 2.000 metros, enquanto na poro norte da bacia de Campo est em torno de 200 metros. Isso faz com que o petrleo esteja localizado em profundidades que variam de 5.000 a 7.000 metros. Este sal foi depositado durante o processo de abertura do oceano Atlntico, aps a quebra do Super Continente Gonduana h cerca de 120 milhes de anos. As camadas mais recentes de sal foram depositadas entre 1 a 7 milhes de anos atrs. No incio, formaram-se vrios mares rasos e reas semi-pantanosas, algumas de gua salgada e salobra do tipo mangue, onde proliferaram algas e microorganismos chamados de fitoplncton e zooplncton. Estes microorganismos se depositavam continuamente no leito marinho na forma de sedimentos, misturando-se outros sedimentos, areia e sal, formando camadas de rochas impregnadas de matria orgnica, que dariam origem s rochas geradoras. Ao longo de milhes de anos e sucessivas eras glaciais, ocorreram grandes oscilaes no nvel dos oceanos, ocorrendo inclusive a deposio de grandes quantidades de sal que formaram grandes camadas de sedimento salino, geralmente acumulado pela evaporao da gua nestes mares rasos. Estas

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camadas de sal voltaram a ser soterradas pelo Oceano e por novas camadas de sedimentos quando o gelo das calotas polares voltou a derreter nos perodos interglaciais. Estes microrganismos sedimentados no fundo do oceano, soterrados sob presso e com oxigenao reduzida, degradaram-se muito lentamente e com o passar do tempo, transformaram-se em petrleo, como o que hoje encontrado no litoral do Brasil.

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Figura 11.1: Evoluo da profundidade atingida na perfurao de poos pela Petrobrs

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As maiores descobertas de petrleo, no Brasil, foram feitas recentemente pela Petrobras na camada pr-sal nas bacias de Santos, Campos e Esprito Santo. Na Bacia de Santos, por exemplo, o leo j identificado no pr-sal tem caractersticas de um petrleo de alta qualidade e maior valor de mercado. As reservas que se acredita existirem abaixo da camada de sal ocupam uma rea de 149.000 km (equivalente do estado do Cear) e estima-se que atinjam 90 bilhes de barris, ou seja, cerca de sete vezes o volume de petrleo conhecido acima da mesma camada. Isso nos torna o quarto pas em reservas de petrleo, em condies de passar a ser exportador do produto. A Petrobras, por enquanto, divulgou avaliaes apenas para as principais reas j licitadas, os campos de Tupi, Iara e Parque das Baleias, onde existiriam at 14 bilhes de barris, o que j suficiente para dobrar as reservas brasileiras conhecidas.

Figura 11.2: Localizao dos campos petrolferos do pr-sal Se forem confirmadas as estimativas da quantidade de petrleo da camada pr-sal brasileira, o Brasil poder se transformar, futuramente, num dos maiores produtores e exportadores de petrleo e derivados do mundo. A Petrobras afirma j possuir tecnologia suficiente para extrair o leo da camada. O objetivo da empresa desenvolver novas tecnologias que possibilitem maior rentabilidade, principalmente nas reas mais profundas.

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Porm, os investimentos devero ser altssimos, pois, em funo da profundidade das reservas, a tecnologia aplicada dever ser de alto custo. Estimativas da Petrobras indicam que a estatal ter que investir na rea do pr-sal cerca de US$ 111,4 bilhes at 2020 para produzir 1,8 milho de barris dirios de petrleo e gs natural. Mas se a cotao do preo do barril de petrleo continuar acima dos 100 dlares, como vem ocorrendo, a explorao do petrleo do pr-sal ser economicamente vivel, como mostra a figura tal

Figura 11.3: Viabilidade econmica do pr-sal Em setembro de 2008, a Petrobras comeou a explorar petrleo da camada pr-sal em quantidade reduzida. Esta explorao inicial ocorre no Campo de Jubarte (Bacia de Campos), atravs da plataforma P-34. Acredita-se que, somente por volta de 2016, estas reservas estejam sendo exploradas em larga escala. Enquanto isso, o governo brasileiro comea a discutir o modelo de explorao que ser aplicado.

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Figura 10.4: Plataforma P-34 O grande desafio da Petrobras na extrao de leo e gs nos campos do prsal a camada de sal, que sob alta presso e temperatura se comporta como um material plstico, o que torna complicado garantir a estabilidade das rochas, que podem fluir e impedir a continuidade da perfurao dos poos. Por isso preciso criar um revestimento de ao preenchido com cimento especial no poo. O petrleo sai da rocha reservatrio muito quente e pode formar precipitaes ao entrar nas linhas flexveis que esto em contato com o mar gelado. Para evitar problemas no fluxo, tcnicos pesquisam produtos qumicos que inibam e dissolvam as precipitaes, alm do aquecimento das linhas. Pesquisadores estudam a geometria das rochas e a forma de melhor posicionar os poos para diminuir o tempo de perfurao e os custos do pr-sal. Vrios avanos foram alcanados nos ltimos anos, permitindo no somente a perfurao de forma estvel da camada de sal, mas tambm a reduo do tempo para perfurao dos poos. Para a empresa, tudo uma questo de tecnologia. Segundo a Petrobras, o primeiro poo perfurado na seo do pr-sal demorou mais de um ano e custou US$ 240 milhes. J os poos mais recentes demoram 60 dias e custaram, em mdia, US$ 66 milhes. A discusso em torno do aproveitamento do petrleo do pr-sal e a prpria produo desse petrleo esto apenas comeando. O assunto de extrema relevncia para o presente e para o futuro do Brasil e tem mesmo que ser amplamente debatido.

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12.CONCLUSO

O petrleo, desde a antiguidade vem sendo usado para diversas funes, mas o avano tecnolgico descobriu tantas maneiras de aproveitar o petrleo e seus derivados, que j muito difcil imaginar algo que no dependa direta ou indiretamente dele. Uma preocupao que o uso indiscriminado do petrleo traz so os impactos ambientais associados extrao, ao refino, ao transporte e prpria utilizao do mesmo. Um dos muitos impactos que podem ocorrer so os vazamentos de leo, que podem ser de navios que transportam ou de oleodutos. Um recente vazamento no Golfo do Mxico est causando imensos transtornos e preocupaes por prejudicar tanto o ambiente ocenico em torno, alm de afetar todo o ecossistema que de alguma forma depende daquela rea. H tambm o prejuzo financeiro de ter tanto petrleo desperdiado. A grande descoberta do petrleo no pr-sal na plataforma continental brasileira traz consigo enormes desafios, pois a explorao em guas to profundas requer tecnologia mais cara, devido grande presso e s altas temperaturas e demanda mais tempo. Um problema a ser enfrentado pelo pas, diz respeito ao ritmo de extrao de petrleo e o destino desta riqueza. Se o Brasil extrair todo o petrleo muito rapidamente, este pode se esgotar em uma gerao. Se o pas se tornar um grande exportador de petrleo bruto, isto pode provocar a sobrevalorizao do cmbio, dificultando as exportaes e facilitando as importaes, o que pode resultar no enfraquecimento de outros setores produtivos como a indstria e agricultura. O fato de o petrleo ser um recurso no-renovvel causa muitas discusses em torno das especulaes de quanto tempo mais duraro as reservas mundiais, alguns estudos chegam a dizer que, nos nveis de consumo atuais, o estoque mundial dure somente mais 30 anos. Por isso, esto em curso muitos estudos e experimentos para tentar aproveitar melhor o petrleo pesado. Apesar da incerteza em relao ao futuro do petrleo, uma coisa sabida, necessrio repensar a maneira como ele utilizado. A falta de discernimento ainda

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poder causar muitos problemas ambientais, como o derramamento de leo no Golfo do Mxico e o agravamento do efeito estufa causado pela liberao excessiva de gs carbnico na queima dos derivados de petrleo.

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13.REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

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