Whekslay Viana Leal Celso Henrique Seabra Marques

Rodolfo Caldeira PiconiAntonio José Santana de Araujo

Jones Camilo Soares

ENGENHARIA DE PETRÓLEO E GÁS

ASSUNTO: Geologia

TEMA: Sistema Petrolífero

ORIENTADOR: PROF.º

São Paulo2010

Índice

INTRODUÇÃO..........................................................................................................................3OBJETIVO.................................................................................................................................4Definição De Sistema Petrolífero (Sp).......................................................................................5Conceito De Sistema Petrolífero (Sp).........................................................................................5Elementos Essenciais..................................................................................................................6Condições Comuns de Ocorrência..............................................................................................6Classificação das Águas de Reservatórios..................................................................................7Formas de Ocorrência das Águas de Reservatório.....................................................................7Propriedades do Óleo..................................................................................................................7Gás Natural.................................................................................................................................8Migração.....................................................................................................................................8Acumulação................................................................................................................................8Porosidade...................................................................................................................................8Tipos de Porosidade....................................................................................................................8Textura X Qualidade do Reservatório........................................................................................9Permeabilidade (K).....................................................................................................................9Armadilha.................................................................................................................................10Condições para armazenamento...............................................................................................13Placas Tectônicas Atuais...........................................................................................................14Estudo De Sistemas Petrolíferos...............................................................................................14Gsp Identificação De Um Sp....................................................................................................14Como identificar um sp?...........................................................................................................14Como atribuir o nome a um sp?................................................................................................15Componentes do nome..............................................................................................................15Escolha do nome da rocha reservatório....................................................................................16Dimensão De Um Sp................................................................................................................16Eficiência De Formação-Acumulação......................................................................................17Aplicação Do Conceito De Sp..................................................................................................17Utilização Do Conceito De Sp Pelo Prospetor.........................................................................18Redução Do Risco De Prospecção............................................................................................18Avaliação Do Risco..................................................................................................................18BIBLIOGRAFIA......................................................................................................................20CONCLUSÃO..........................................................................................................................21

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INTRODUÇÃO

A importância que tem o petróleo em nossa existência é imensa: se este precioso líquido viesse a falar, as nossas cidades, as nossas indústrias, os meios de transportes parariam como por efeito de uma mágica, e uma súbita paralisia bloquearia quase todas as nossas atividades. mas, é tão importante assim o petróleo? Certamente, e não só por que faz mover os automóveis, os navios, os aviões, mas, também, porque ele tem uma infinidade de aplicações e empregos, além do campo de transportes, tanto que podemos dizer que os produtos derivados do petróleo são utilizados, sob as formas mais diversas, praticamente em tudo.

O sistema petrolífero é o precursor dessa cadeia de exploração e pode ser entendido como o conjunto de ações necessárias para colocar o campo em produção: perfurações, sistemas de injeção, plataformas, etc.

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OBJETIVO

Mostraremos definição do sistema petrolífero, como identificar, como atribuir um nome ao sistema, quais são os elementos essenciais para a sua definição e até a avaliação dos riscos de sua prospecção, com aprofundamentos específicos em cada etapa, concluindo uma pequena explanação sobre esse conceito.

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Definição De Sistema Petrolífero (Sp)

O primeiro passo da análise de sistemas petrolíferos começa com a definição de sistema petrolífero. Discute-se o conceito de SP, como se identifica e denomina um SP, como se relacionam os diversos componentes geográficos, estratigráficos e temporais do SP e como se cartografa um SP.

Tópicos

• Definição• Identificação• Designações• Desenvolvimento espacial e temporal•Dimensão• Cartografia ou mapeamento

Conceito De Sistema Petrolífero (Sp)

É um conceito unificador que inclui os diferentes elementos e processos da GEOLOGIA DO PETRÓLEO. A aplicação prática dos sistemas petrolíferos pode ser utilizada na prospecção, na avaliação de recursos e em investigação. Os aspectos aqui focados são mais dirigidos à prospecção.Um sistema petrolífero compreende um conjunto de rochas progenitoras (rochas-mãe) e todas as acumulações de petróleo e gás a elas geneticamente associadas. O sistema inclui todos os elementos e processos responsáveis por essas acumulações.

PETRÓLEO – designação geral para compostos que incluem elevadas concentrações de algumas destas substâncias: hidrocarbonetos gasosos térmicos ou biológicos; condensados, óleos minerais brutos, betumes naturais. Dependendo do nº de átomos de carbono, pode ser sólido, líquido ou gasoso

O petróleo se forma a partir da transformação da matéria orgânica contida em rochas argilosas, os folhelhos, pelo efeito de pressão e temperatura e não pode sofrer oxidação. A necessidade de condições não-oxidantes pressupõe um ambiente de deposição composto de baixa permeabilidade, inibidor da água circulante em seu interior.

O folhelho rico em matéria orgânica, submetido em condições adequadas de T e P, transforma a matéria orgânica em óleo e gás, e o folhelho será designado de Rocha Geradora.

SISTEMA –conjunto de ELEMENTOS e PROCESSOSinterdependentes que formam a unidade funcional responsável pela formação das acumulações de hidrocarbonetos.

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Elementos Essenciais

Rocha geradora; rocha-mãe (source rock) Temperatura e tempo suficientes para que ocorra a maturação e geração Rocha reservatório; (reservoir rock) Estrutura de migração entre as rochas geradora e reservatório; Petróleo, água e gás em movimento ou com capacidade móvel para ocupar os poros; Estrutura que promova a acumulação (armadilha); Rocha selante; Sucessão cronológica de eventos (geração, migração, acumulação). Rocha de cobertura do reservatório (cap or seal rock) Rocha de cobertura (overburden rock)–acima da rocha-mãe Espaços porosos interconectados, capazes de conter e armazenar petróleo;

Condições Comuns de Ocorrência

Quase todo petróleo ocorre em sedimentos e rochas sedimentares. Não existem duas amostras de petróleo, de campos distintos, com a mesma composição. Encontra-se em rochas de idades distintas desde o Pré-Cambriano até o Pleistoceno. Temperaturas dos reservatórios raramente superam 100oC.

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Nos reservatórios que possuem que possuem H2O e Gás ou H2O, Gás e Óleo os componentes se dispõem em “camadas”:

1o Gás2o Óleo3o Água

Obs2: H20 intersticial está presente em todas as camadas com 10 a 30% do interstício podendo chegar a 50%

Classificação das Águas de Reservatórios

1- Água Meteórica: Originada da Chuva que penetra nos póros das rochas rasas e permeáveis, ou percolam através dos planos de intersecção, fraturas ou camadas permeáveis Características: Possuem O2 e CO2 dissolvido, sulfatos, carbonatos e bicarbonatos.

2 - Água de Formação: Água original presente durante a deposição dos sedimentos no mar ou lago, onde sedimentos marinhos se depositaram.

Características: Abundância de cloretos, especialmente NaCl sendo as vezes maior que o H2O do mar

3 - Água Misturada: Características que sugerem origem múltipla

Formas de Ocorrência das Águas de Reservatório

Água Livre: Localizada dentro da armadilha abaixo das camadas de óleo e gás.

Água Intersticial: Adsorvida na superfície dos minerais

Propriedades do Óleo

Óleo e Gás natural abaixo do solo estão sob maiores pressões e temperaturas.

Todo óleo tem gás dissolvido. Quando as concentrações passam do ponto de saturação se forma a camada de gás.

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Gás Natural

Pode representar 100% do poço

Pode ser classificado como associado ou não associado.

O gás dissolvido depende das condições de pressão temperatura e saturação

A temperatura em que os gases se dissociam se chama ponto de bolha

Na água a sua solubilidade representa 6% se comparada com a do óleo.

Migração

Migração Primária: Fonte para o Reservatório

Migração Secundária: Estágio final de acumulação

Acumulação

Rochas-Reservatório

Porosidade

Permeabilidade

Porosidade

Relação entre o espaço poroso e o volume total da rocha reservatório expressa em Percentagem.

Tipos de Porosidade

• Primária

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Controlada pelo ambiente deposicional da rocha, selecionamento e a natureza do material da rocha.

Figura : A porosidade depende do empacotamento das rochas. O arranjo cúbico de esferas perfeitas resulta em 48% de porosidade, contra 26% do arranjo romboédrico (Selley, 1985).

Valores de porosidade para um reservatório de óleo (Hyne, 2001)

0 – 5% Insignificante

5-10% Pobre

10-15% Razoável

15-20% Bom

20-25% Excelente

Cutoff: 8-10%

Valores de permeabilidade para um reservatório de óleo (Hyne, 2001)

1-10 md Pobre

10-100 md Bom

100-1000 md Excelente

• Secundária

Depende de acontecimentos posteriores à deposição da rocha, como fraturamento, dissolução, redeposição, cimentação e a compactação.

Textura X Qualidade do Reservatório

Textura é o aspecto do grão constituinte da rocha

• Tamanho dos Grãos;• Seleção;• Arredondamento;• Forma dos Grãos / Esfericidade• Empacotamento - diretamente relacionado com o arranjo das partículas • Argilosidade

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Permeabilidade (K)

• A permeabilidade é a propriedade que permite a passagem do fluido pelos poros da rocha interconectados, denominados de porosidade efetiva.

• É a medida da condutividade dos fluidos na rocha.

• A rocha é denominada de permeável quando os fluidos passam pelos poros num curto espaço de tempo.

• Rochas impermeáveis não permitem a passagem dos fluidos e tornam-se selantes.

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Conglomerado com grandes poros, onde podem se acumular

hidrocarbonetos

Rocha Reservatório – é aquela capaz de conter e transmitir fluidos, que podem ser óleo ou gás. As rochas devem ser porosas e permeáveis, as mais comuns são arenitos e calcoarenito.

O petróleo é gerado por aquecimento a partir da matéria orgânica contida em rochas argilosas (folhelhos), migra para rochas porosas e permeáveis (arenitos) e se acumula em armadilhas, contido por rochas permeáveis capeadoras. A MIGRAÇÃO É MAIS EFETIVA SE AS ROCHAS-RESERVATÓRIO ESTIVEREM EM ACIMA DAS ROCHAS GERADORAS.

Armadilha

É a barreira externa ou interna que impedirá a migração do gás e do petróleo

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Microfotografia de uma rocha-reservatório contendo óleo.

Relações espaciais entre rochas geradoras, reservatórios e selantes

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Esquema geral do Sistema Petrolífero. G = Rocha Geradora; R = Rocha Reservatório

Armadilhas estratigráficas e paleogeomóficas

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Armadilha Estrutural – o reservatório apresenta estruturas, como dobras e/ou falhas que, em associação com as rochas selantes permitem o acúmulo dos hidrocarbonetos

A formação das armadilhas estruturais pode se dar (isoladamente ou em conjunto):

Por dobramento Por falhamento normal ou inverso Por fraturamento

A formação de quase todo tipo de armadilha envolve deformações da rocha reservatório.

Exceções: armadilhas do tipo lenticular e recifes

: Síntese da idade das acumulações petrolíferas conhecidas.

Condições para armazenamento

Fechamento estrutural; Espessura da rocha; Porosidade efetiva; Pressão; Temperatura; Condições de fluxo dos fluidos através da rocha. Volume real = Espaço poroso entre o nível da água abaixo e a rocha teto acima

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Placas Tectônicas Atuais

PROCESSOS

• Formação de armadilhas• Génese - migração - acumulação de hidrocarbonetos

Estes elementos e processos devem estar correctamente posicionados no tempo e no espaço, de modo a que a matéria orgânica contida na rocha-mãe possa ser convertida numa acumulação de petróleo. Diz-se queexiste um SP sempre que estes elementos e processos estejam bem definidos ou que tenham uma probabilidade de ocorrência muito elevada.

Estudo De Sistemas Petrolíferos

O estudo de SP consiste na identificação, categorização, determinação do nível de confiança, e na cartografia geográfica, estratigráfica e temporal do SP.

A investigação deve incluir os seguintes componentes:

• Correlação geoquímica petróleo-petróleo• Correlação geoquímica petróleo-rocha-mãe• Tabela da evolução histórica do afundamento• Mapa do sistema petrolífero• Corte/Secção do sistema petrolífero• Tabela de acontecimentos• Tabela das acumulações de hidrocarbonetos• Determinação da eficiência formação-acumulação de hidrocarbonetos.

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Gsp Identificação De Um Sp

Antes de estudar um sistema petrolífero este deve estar previamente identificado ! Para identificar um SP, o investigador deve encontrar VESTÍGIOS DE PETRÓLEO! Qualquer quantidade de petróleo, por muito pequena que seja, constitui a prova da existência de um SP. Esses vestígios podem consistir em manifestações superficiais, derrames, ou serem encontrados em formações intersectadas por sondagens ou corresponder a verdadeiros reservatórios.

Como identificar um sp?

Passo Tarefa

• 1 - Procurar indicações que confirmem a existência de petróleo • 2 - Determinar a dimensão do SP seguindo os passos

Passo Tarefa

A Agrupar as ocorrências de petróleo com base na geoquímica e nas ocorrências estratigráficas

B Identicar as fontes usando correlações petróleo–rocha-mãe

C Localizar a área geral de rochas-mãe activas responsáveis geneticamente pelas ocorrências

D Criar a tabela de acumulações para determinar a quantidade total de hidrocarbonetos e identificar o maior reservatório

• 3 Atribuir um nome ao SP

Como atribuir o nome a um sp?

O nome a atribuir um SP particular deve permitir distingui-lo de outros SP e de outras

designações geológicas

Componentes do nome

1. Rocha-mãe inserida no domínio da rocha-mãe activa

2. Nome do maior reservatório do SP

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3. Símbolo indicador do nível de certeza (!, ., ?)

Escolha do nome da rocha reservatório

Escolha do nível de certeza da formação de acumulações de petróleo

Definem-se três níveis (conhecido, hipotético, especulativo)

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Nível de Certeza Critério Simbolo

ConhecidoCorrelação positiva óleo-

rocha-mãe(!)

Hipotético

Na ausência de correlação positiva petróleo-rocha-

mãe, evidências geoquímicas

(.)

EspeculativoEvidências geológicas ou

geofísicas(?)

Dimensão De Um Sp

A DIMENSÃO de um sistema petrolífero corresponde ao volume total de hidrocarbonetos recuperáveis, provenientes da mesma rocha mãe activa. Este volume é usado para comparação com outros sistemas e serve para determinar a eficiência da formação-acumulação do sistema.

Eficiência De Formação-Acumulação

Corresponde à razão (expressa em percentagem) entre o volume total de petróleo aprisionado no SP e o volume total gerado pela rocha-mãe activa

Aplicação Do Conceito De Sp

Nesta secção discute-se a aplicação do conceito de SP à prospecção. Define-se província, bacia, sistema, “play” (conjunto de prospetos com potencial petrolífero) e prospeto (alvo/armadilha com potencial petrolífero), e mostra-se como o sistema se relaciona com o play complementar. Explica-se também como o estudo do SP pode ser usado para reduzir o risco da prospecção.

• Bacias, Sistema, Play, prospeto • Redução do risco da prospecção • Exemplos de aplicação

Província petrolífera – termo geográfico que indica uma área onde o petróleo ocorre em termos comerciais. O termo BACIA é usado incorrectamente muitas vezes na acepção de província. Algumas províncias são de origem estrutural.

O sistema petrolífero compreende um conjunto de rochas progenitoras (rochas -mãe) e todas as acumulações de petróleo e gás a elas geneticamente associadas.

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Ao contrário do play e do prospeto, que correspondem a acumulações comerciais desconhecidas, o SP inclui apenas as ocorrências descobertas. Se uma sondagem exploratória encontrar alguma quantidade de petróleo, esse petróleo passará a fazer parte do SP.

O play e o prospeto são utilizados pelo prospetor para apresentar argumentos geológicos que justifiquem a realização de sondagens de acumulações comerciais não descobertas

O play consiste num ou mais prospetos geológicos relacionados. Prospeto corresponde a uma armadilha potencial que deverá ser pesquisada através de perfuração para determinar se contém uma quantidade comercial de petróleo. Uma vez finalizada a perfuração, o termo prospeto cai, pois o local será um furo seco ou um campo produtivo.

A presença de uma carga petrolífera, de uma armadilha adequada, e o facto da armadilha ser anterior ou posterior a essa carga devem ser tidos em conta nessa avaliação.

Um play é geralmente proposto sem consiederar um SP em particular. Contudo, quando este é baseado num SP específico é designado como play complementar.

Utilização Do Conceito De Sp Pelo Prospetor

1. Através do mapeamento, cria novas propostas de plays com vista a aumentar os campos de petróleo e de gás do SP, o que pode ser expresso pela equação

2. O SP serve como padrão para outros SP menos prspectados

Redução Do Risco De Prospecção

Onde encontrar quantidades substanciais de hidrocarbonetos com valor comercial?

O estudo dos SP permite avaliar as cargas petrolíferas, as armadilhas e a temporização.

Adicionalmente permite determinar a intensidade da prospecção e os riscos de avaliação.

Avaliação Do Risco

Avaliam-se geralmente 3 variáveis independentes (variação de 0 1)

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(C) Carga de petróleo (fluidos) – volume e características do óleo e do gás, caso este exista.

(A) Armadilha (rocha sedimentar) – geometria do reservatório, da rocha de cobertura e da armadilha (interface reservatório-cobertura)

(T) Temporização (tempo) – a armadilha formou-se antes ou depois da carga de petróleo ? Risco da prospecção = C . A . T

O play complementar avalia o risco de prospecção na procura de hidrocarbonetos não descobertos associados a um SP particular.

Uma nova ideia ou play, relacionado com o SP, pode surgir após o estudo completo do sistema. Este play complementa o SP pois pode aumentar o volume de hidrocarbonetos (caso haja descoberta).

A carta de risco do play complementar baseia-se na carta de acontecimentos do SP, onde é indicada a influência das 3 variáveis (armadilha, carga, temporização).

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BIBLIOGRAFIA

Mestrado em Eng. Geológica e de Mnas - 2009Autor Desconhecido

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CONCLUSÃO

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