Geologia do Petroleo e Gas Natural

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INTRODUÇÃO
	
	É difícil de se imaginar a vida no mundo de hoje sem os sem as fontes de energia a qual estamos adaptados, algumas das principais delas, são o petróleo e o gás natural. Essencial para a manutenção da vida atual, sendo seus derivados (gasolina e diesel), as principais fontes de energia para os meios de transporte (tanto pessoal como de alimentos, matérias primas e industrial) dos quais conhecemos e sendo altamente rentável e explorado, suas jazidas tornaram-se alvo de disputas e destisno bilhões em pesquisa.
	Este trabalho visa uma caracterização geral do petróleo e do gás natural, apresentando os contextos nos quais foram formados, assim como suas principais ocorrências, métodos de pesquisa e prospecção mais utilizados e produtos derivados.
DEFINIÇÃO E HISTORIA
	
	Do latim petrolĕum que, por sua vez, deriva de um vocábulo grego que significa “óleo de rocha”. O petróleo é uma substância oleosa, formado por uma mistura de hidrocarbonetos, inflamável, com cheiro característico e, em geral, menos densa que a água e com cor variando entre o negro e o castanho escuro. Associado, ou não, ao petróleo pode ser encontrado o gás natural, que é resultado da combinação de hidrocarbonetos gasosos, nas condições normais atmosféricas de pressão e temperatura, contendo, principalmente, metano e etano.
	O petróleo é conhecido e usado pelos homens desde épocas remotas, referencias esparsas levam a acreditar que a 4 mil anos A.C. Nabucodonosor utilizou o betume para a construção dos jardins suspensos da Babilonia. É citado diversas vezes no Antigo Testamento da Bíblia, sendo utilizado, no inicio da era cristã com fins bélicos e de iluminação, sendo o petróleo de Baku, no Azerbaijão, produzido em escala comercial, para os padrões da época, quando Marco Polo viajou pelo norte da Pérsia, em 1271. Em 1850, na Escócia, James Young descobriu que o petróleo podia ser extraído do carvão e xisto betuminoso, e criou processos de refinação. Em agosto de 1859 o americano Edwin Laurentine Drake, perfurou o primeiro poço para a procura do petróleo, na Pensilvânia, encontrado em uma região de pequena profundidade (21m), o poço revelou-se produtor e a data passou a ser considerada a do nascimento da moderna indústria petrolífera. A produção de óleo cru nos Estados Unidos, de dois mil barris em 1859, aumentou para aproximadamente três milhões em 1863, e para dez milhões de barris em 1874. 
	Posteriormente a empresa de capital anglo-holandesa, apoiada pelo governo britânico, Royal Dutch–Shell Group passou a controlar as maiores reservas conhecidas no Oriente Médio e mais tarde investindo na Califórnia, México e Venezuela. Sendo comprovado por empresas europeias, que paralelamente executavam pesquisas no oriente médio, que o oriente médio dispunha de cerca de setenta por cento das reservas mundiais, provocando uma reviravolta no rumo das pesquisas da época.
	O gás natural foi descoberto na Pérsia entre 6000 a.C. e 2000 a.C. e, segundo algumas indicações históricas, era usado para manter aceso o “fogo eterno” – símbolo de adoração de uma seita local. Sendo utilizado, então por diversas culturas para fins de iluminação até o século XX, sendo substituído por equipamentos elétricos. O primeiro fogão a gás apareceu em 1857: servia para cozinhar e aquecer o ambiente simultaneamente. Em 1885, misturando ar e gás natura, Robert Bunsen fez a descoberta que permitiu usar plenamente as vantagens deste combustível. Só após os anos 40 o gás natural passou a ser largamente disponibilizado.
FORMAÇÃO E CONTEXTO GEOLÓGICO
	
	O petróleo é formado a partir de matéria orgânica de origem aquática, resultante da morte dos organismos, deposita no fundo de um ambiente sedimentar onde sofre decomposição parcial, pelo fato de o ambiente ser anaeróbio ou de o material ser rapidamente coberto por sedimentos. A continuação da sedimentação leva ao afundimento da matéria orgânica, que é sujeita ao aumento da pressão e da temperatura.
As propriedades físicas e químicas da matéria orgânica vão sendo alteradas e esta é convertida em hidrocarbonetos líquidos (como o petróleo), materiais gasosos (como o gás natural) e sólidos (como os betumes ou asfaltos).
	Esta evolução ocorre na rocha-mãe, que é uma rocha que apresenta sedimentos de pequenas dimensões e finos. A baixa densidade dos hidrocarbonetos faz com que migrem da rocha-mãe, acumulando-se numa rocha-armazém, que é porosa e permeável. Sobre esta, existe outra rocha, pouco permeável, que impede a progressão do petróleo até à superfície. Esta rocha designa-se rocha-cobertura.
Figura 1 - Figura Esquemática Da Migração Dos Componentes Da Rocha-Mãe A Rocha-Armazém.
	A rocha-armazém, a rocha cobertura e falhas ou dobras existentes nas rochas, que impedem o movimento do petróleo até à superfície constituem a armadilha petrolífera ou trapas, que serão mais bem descritas a seguir.
Principais Condições para a Formação
	Dentre os vários fatores determinantes para a formação do petróleo e gás natural, podemos destacar alguns:
Inicialmente deve haver a matéria orgânica adequada, na rocha geradora, à geração do Petróleo;
Este material orgânico deve ser preservado da ação de bactérias aeróbias;
O material orgânico depositado não deve ser movimentado por longos períodos;
As rochas geradoras, juntamente com a matéria orgânica em decomposição por bactérias anaeróbias, devem ser submetidas às condições adequadas (tempo e temperatura) para a geração do petróleo;
A existência de uma rochas com porosidade e permeabilidade necessárias à acumulação e produção do petróleo, denominada de rochas reservatório;
A presença de condições favoráveis à migração do petróleo da rocha geradora até a rocha reservatório
A existência de uma rocha impermeável que retenha o petróleo, denominada de rocha selante ou capeadora;
Um arranjo geométrico das rochas reservatório e selante que favoreça a acumulação de um volume significativo de petróleo.
Bacias Petrolíferas
	A maioria dos hidrocarbonetos explorados no mundo inteiro provêm de rochas sedimentares. Em termos de idade, praticamente 60% provêm de sedimentos cenozóicos, pouco mais de 25% de depósitos mesozóicos e cerca de 15% de sedimentos paleozóicos. No Brasil, a maior parte da produção está ligada a sedimentos mesozóicos. Existindo assim, dois tipo de bacias:
Onshore: Ocorre quando a bacia encontra-se em terra. São originadas de antigas bacias sedimentares marinhas;
Offshore: Ocorre quando a bacia está na plataforma continental ou ao longo da margem continental.
Rocha Geradora ou Rocha-Mãe
	Uma rocha geradora deve possuir matéria orgânica em quantidade, com espessura e extensão, para gerar quantidade comercial de petróleo, e qualidade (é aceito de modo geral, que uma rocha geradora deve conter um mínimo de 0,5 a 1,0% de teor de carbono orgânico total) adequadas e submetida ao estágio de evolução térmica necessário para degradação do querogênio (parte insolúvel da matéria orgânica modificada por ações geológicas). O termo matéria orgânica se refere ao material presente nas rochas sedimentares, que é derivado da parte orgânica dos seres vivos. A quantidade e qualidade da matéria orgânica presente nas rochas sedimentares refletem uma série de fatores, tais como a natureza da biomassa, o balanço entre produção e preservação de matéria orgânica, e as condições físicas e químicas do paleoambiente deposicional.
	São rochas de granulação muito fina (geralmente folhelhos, margas e calcários). No caso de folhelhos, somente pacotes com teores iguais ou superiores a 1% de carbono orgânico são considerados geradores potenciais de hidrocarbonetos em quantidades comerciais devido a composição da rocha geradora. No caso de calcários, o limite inferior é geralmente estabelecido entre 0,2 e 0,4%. A quantidade de matéria orgânica é determinada por métodos químicos (determinação do teor de carbono orgânico).
	As rochas geradoras, uma vez submetidas a adequadas temperaturas e pressões, gerarão o petróleo em subsuperfície.
Rochas Reservatórios 
	As rochasreservatórios são aquelas que manifestam condições de porosidade e permeabilidade propícias à acumulação e produção do petróleo e/ou gás, já que o petróleo ocorre entre os grãos das rochas. Uma jazida de petróleo assemelha-se, portanto, muito mais a uma esponja encharcada do que a uma caverna com líquido. Quanto maior as porosidades e as permeabilidades melhores as condições de produtividade das rochas reservatórios. 
	As principais rochas reservatórios são os arenitos e conglomerados (detríticas). Existem também reservatórios não convencionais, compostos por rochas com baixas permeabilidades originais, que por terem grande quantidade de fraturas, permitem fluxos de petróleo e/ou gás que podem ser extraídos de maneira econômica. Na rocha reservatório, é comum haver água salgada, acima dela o petróleo e acima do petróleo, gás natural.
	São exemplos de detríticas os reservatórios turbidíticos do pós-sal, encontrados em Marlim, Albacora, Roncador e Atlanta, e os carbonatos (químicos ebiogênicos) presentes nos importantes reservatórios na seção pré-sal das bacias de Santos e Campos, como em Tupi, Libra e Carcará.
Rochas Capeadoras
	Uma boa rocha capeadora deve ser mais ou menos plástica, pois as rochas mais rígidas são mais fraturáveis, deixando escapar o petróleo. 
	As principais rochas capeadoras são folhelhos, siltitos, calcilutitos, margas e as rochas evaporíticas tipo halita, carnalita, anidrita. Os calcários, quando puros, são muito quebradiços e, portanto, inadequados como rochas capeadoras. Quando impuros, entretanto, podem ter esta função. No Campo de Burgan, no Kuwait, as rochas capeadoras são calcários impuros e folhelhos.
	Camadas de anidrita são excelentes capeadores. A anidrita é impermeável e plástica. Como exemplo, cita-se o Campo de Kirkuk, no Iraque.
	Nenhum material é completamente impermeável. O capeamento, frequentemente, é imperfeito, o que acarreta a presença de exsudações na superfície. 	Alguns arenitos e siltitos têm permeabilidade tão baixa que podem funcionar como rochas capeadoras. Entretanto, fraturam-se com facilidade devido aos movimentos da crosta terrestre. Conglomerados também são excelentes rochas capeadoras
Trapas Ou Armadilhas
	As rochas armadilhas ou trapas são situações geológicas estruturais, estratigráficas e mistas que provocam condições para existência de acumulações petrolíferas não permitindo que o óleo migre para superfície. A formação de quase todo tipo de armadilha envolve deformações da rocha reservatório. Armadilhas ou trapas são conjuntos de rochas reservatórios e selantes, arranjados em estruturas ou outras situações geológicas que permitem a acumulação de óleo ou gás. Armadilhas ou trapas são capazes de aprisionar o petróleo após sua formação e migração, evitando que ele escape para a superfície. Muitas das armadilhas resultam da deformação tectónica das camadas rochosas e designam-se por estruturais.
	Os hidrocarbonetos formados na rocha-mãe tentem a migrar para as rochas porosas e permeáveis, do tipo grés (areias consolidadas) e calcárias. Quando enquadradas por rochas impermeáveis, do tipo sal-gema e argilitos (argilas consolidadas) que impedem a migração, são chamadas rochas reservatórios. Este conjunto reservatório-cobertura é designado por armadilha e é, geralmente, ocupado pelos aquíferos no seio dos quais se encontram o petróleo e o gás.
Condições Ideais das Trapas
Rochas-reservatório adequadas, ou seja, porosidade entre 15% e 30%.
Condições favoráveis para a migração do petróleo das rochas fonte para as rochas-reservatório (Permeabilidade das rochas).
Uma rocha-cobertura selante adequada para evitar a fuga do petróleo para a superfície.
Trapas Estruturais
	As trapas estruturais são aquelas cuja geometria é o resultado de atividade tectônica, estando relacionadas a falhas, dobras ou diápiros, sendo as mais evidentes nos mapeamentos geológicos de superfície e as mais rapidamente localizadas em subsuperfície. A estrutura geralmente estende-se verticalmente por uma espessura considerável, acarretando trapas em todos os reservatórios por ela afetados.
Figura 2, Figura 3 e Figura 4 - Tipos de Armadilhas.
Trapas Estratigráficas
	São aquelas resultantes de variações litológicas, podendo ser de origem deposicional (ex: recifes, lentes de arenitos, etc.) ou pós-deposicional (ex: truncamentos, barreiras diagenéticas, etc.).
Figura 5 - Trapas Estratigráficas e Trapas associadas a Discordância.
Trapas Combinadas
	Resultante da combinação de fatores estruturais e estratigráficos em proporção aproximadamente igual, as trapas combinadas típicas são formadas quando uma falha corta um arenito próximo à sua mudança de fácies para folhelho ou quando este mesmo arenito é dobrado. As armadilhas combinadas ou mistas compreendem aquelas situações em que as acumulações de hidrocarbonetos têm controle tanto de elementos estruturais quanto estratigráficos.
Figura 6 - Bacia do Recôncavo - ANP - Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (Rodrigo de Oliveira Fernandez - Ildeson Prates Bastos)
MÉTODOS PROSPECTIVOS
	
	A descoberta de uma jazida de petróleo em uma nova área envolve uma serie de estudos, em um longo processo de análises de dados geofísicos e geológicos das bacias sedimentares. 
	Um programa de prospecção visa fundamentalmente a dois objetivos:
Localizar dentro de uma bacia sedimentar as situações geológicas que tenham condições para a acumulação de petróleo; 
Verificar qual, dentre estas situações, possui mais chance de conter petróleo.
	A identificação de uma área favorável à acumulação de petróleo é realizada através de métodos geológicos e geofísicos, que, atuando em conjunto, conseguem indicar o local mais propicio para a perfuração. O programa desenvolvido durante a fase de prospecção fornece uma quantidade muito grande de informações técnicas.
Inicio dos Trabalhos de Pesquisa
	São realizados estudos geológicos Através do mapeamento das rochas que afloram na superfície visando delimitar as bacias sedimentares e identificar algumas estruturas capazes de acumular hidrocarbonetos. O geólogo elabora mapas de geologia de superfície a partir dos mapas de superfície e dados de poços, como também analisa as informações de caráter paleontológico e geoquímico. As informações geológicas e geofísicas obtidas a partir de poço exploratórios são de enorme importância para a prospecção, pois permitem reconhecer as rochas que não afloram na superfície e aferir e calibrar os processos indiretos de pesquisas como os métodos sísmicos.
	Aerofotogrametria (utilizada para construção de mapas base ou topográficos) além das fotos aéreas obtidas nos levantamentos aerofotogramétricos, utilizam-se imagens de radar e imagens de satélite, cujas cores são processadas para ressaltar características específicas das rochas expostas na superfície.
Métodos De Prospecção Utilizados
Gravimetria
	Atualmente sabe-se que o campo gravitacional depende de cinco fatores: latitude, elevação, topografia, marés e variações de densidade em subsuperfície. Este último é o único que interessa na exploração gravimétrica para petróleo, pois permite fazer estimativas da espessura de sedimentos em uma bacia sedimentar, presença de rochas com densidade anômalas como as rochas ígneas e domos de sal, e prever a existência de altos e baixos estruturais pela distribuição lateral desigual de densidades em subsuperfície.
	O mapa gravimétrico é denominado mapa Bouguer, a interpretação deste mapa é ambígua, pois diferentes situações geológicas podem produzir perfis gravimétricos semelhantes. Portanto, a utilização individual do método gravimétrico não consegue diagnosticar com confiabilidade a real estrutura do interior da Terra, muito embora possa mostrar a existência de algum tipo de anomalia. Contudo, quando utilizado conjuntamente com outros métodos geofísicos e com o conhecimento geológico prévio da área, permite um avanço significativo no entendimento da distribuição espacial das rochas em subsuperfície.
	
MagnetometriaA prospecção magnética para petróleo tem como objetivo medir pequenas variações na intensidade do campo magnético terrestre, conseqüência da distribuição irregular de rochas magnetizadas em subsuperfície.
	As medidas obtidas nos levantamentos dependem de vários fatores, dos quais se destacam: latitude, altitude de vôo ou elevação, direção de vôo, variações diurnas e presença localizada de rochas com diferentes susceptibilidades magnéticas. 
	As variações diurnas são usadas por atividades solares, denominadas tempestades magnéticas, e pelo movimento de camadas ionizadas na alta atmosfera que atuam como correntes elétricas perturbando o campo magnético terrestre. Os magnetômetros devem apresentar uma sensibilidade de 1/50.000.
Métodos Sísmicos
	O método sísmico de refração registra somente ondas refratadas com ângulo critico e tem grande aplicação na área de sismologia.
	É o método de prospecção mais utilizado atualmente na indústria de petróleo, pois fornece alta definição das feições geológicas em subsuperfície propícias à acumulação de hidrocarbonetos, a mais de 90% dos investimentos em prospecção são aplicados em sísmica de reflexão.
	Inicia-se com a geração de ondas elásticas, através de fontes artificiais, que se propagam pelo interior de Terra, onde são refletidas e refratadas nas interfaces que separam rochas de diferentes constituições petrofísicas, e retornam à superfície, onde são captadas por sofisticados equipamentos de registro. O método, conhecido como sparking, envolve o envio de ondas de choque pela água e para o piso do oceano. 
	As ondas de choque se deslocam abaixo da superfície da Terra e são refletidas pelas diversas camadas rochosas. Os reflexos se deslocam em diferentes velocidades dependendo do tipo ou densidade das camadas de rocha que devem atravessar. Os reflexos das ondas de choque são detectados por microfones ou detectores de vibração sensíveis: hidrofones sobre a água ou sismômetros sobre a terra. As leituras são interpretadas por sismólogos quanto a indícios de armadilhas de petróleo e gás.
	Os navios de pesquisa utilizam canhões de ar comprimido e explosivos para causar as ondas de choque. Entre os dois métodos, os canhões causam menos ameaças à fauna marinha, mas até mesmo a poluição acústica representa ameaça para animais com senso sísmico tão agudo quanto à baleia azul, uma espécie em risco.
Nas prospecções sísmicas, uma onda de choque é criada pelo seguinte:
Canhão de ar comprimido: dispara pulsos de ar na água (para exploração sobre a água);
Figura 7 - Perfil Esquemático do funcionamento Canhão de Ar Comprimido.
Figura 8, Figura 9 e Figura 10 – Canhão de Ar Comprimido, Boia Com Hidrofone e Navio de Sísmica em Operação.
Caminhão Impactador: golpeia chapas pesadas no solo (para exploração sobre a terra);
Figura 11 – Perfil Esquemático do Funcionamento do Caminhão de Impacto. 
Explosivos: são enterrados no solo (para exploração sobre a terra) ou arremessados do barco (para exploração sobre a água) e detonados.
Figura 12 - Modelo Geológico Da Seção Sísmica Interpretada.
PRINCIPAIS RESERVAS
	
	Segundo a OPEC (2014) as principais reservas mundiais estão divididas da seguinte forma:
Figura 13 - Localização das principais reservas mundiais de petróleo e gás natural.
SÍNTESE DO PRETÓLEO E GÁS NO BRASIL
	
	O Brasil tem aumentado significativamente a produção e extração desses bens, sendo a maior parte da produção relacionadas à exploração do pré-sal e o pós-sal, representados por depósitos em campos marítimos envolvendo prospecção em águas profundas, o que evidencia a importância dos métodos sísmicos.
	O pré-sal é uma sequência de rochas sedimentares formadas há mais de 100 milhões de anos no espaço geográfico criado pela separação do antigo continente Gondwana. Mais especificamente, pela separação dos atuais continentes Americano e Africano, que começou há cerca de 150 milhões de anos. Entre os dois continentes formaram-se, inicialmente, grandes depressões, que deram origem a grandes lagos. Ali foram depositadas, ao longo de milhões de anos, as rochas geradoras de petróleo do pré-sal. Como todos os rios dos continentes que se separavam corriam para as regiões mais baixas, grandes volumes de matéria orgânica foram ali se depositando.
	À medida que os continentes se distanciavam, os materiais orgânicos então acumulados nesse novo espaço foram sendo cobertos pelas águas do Oceano Atlântico, que então se formava. Dava-se início, ali, à formação de uma camada de sal que atualmente chega até 2 mil metros de espessura. Essa camada de sal depositou-se sobre a matéria orgânica acumulada, retendo-a por milhões de anos, até que processos termoquímicos a transformasse em hidrocarbonetos (petróleo e gás natural).
	No atual contexto exploratório brasileiro, a possibilidade de ocorrência do conjunto de rochas com potencial para gerar e acumular petróleo na camada pré-sal encontra-se na chamada província pré-sal, uma área com aproximadamente 800 km de extensão por 200 km de largura, no litoral entre os estados de Santa Catarina e Espírito Santo.
(Fonte: PETROBRAS)
Figura 14 - Disposição das Camadas Relacionadas ao Pré-Sal e Figura 15 – Perfil Esquemático de Extração.
CONCLUSÃO
	Os depósitos de petróleo e gás natural são alvos de inúmeros trabalhos de pesquisa, sendo cada vez mais viável a pesquisa para o aproveitamento de depósitos antes não conhecidos. Assim, torna-se essencial o estudo dos contextos geológicos necessários para a formação destes bens, assim como as diversas estruturas envolvidas na migração e condições de armazenamento. Sendo os conhecimentos dos diversos aspectos das fases de uma bacia sedimentar e estudos da geologia estrutural, envolvendo as condições para a formação de depósitos, essencial para a identificação, caracterização e quantificação destes, viabilizando cada vez mais sua extração e concretizando a importância da geologia, em suas diversas áreas, para a vida atual.
BIBLIOGRAFIA
http://cepa.if.usp.br/energia/energia1999/Grupo1A/historia.html
http://www.suapesquisa.com/geografia/petroleo/
http://www.dep.fem.unicamp.br/
http://agnatural.pt/
http://www.bahiagas.com.br/
http://e-portfolio-biologia.blogspot.com.br/2009/03/classificacao-das-rochas-sedimentares.html
http://geofisicabrasil.com/o-que-e-geofisica/metodos.html
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAASR8AH/metodos-sismicos-interpretacao
http://www.petrobras.com.br/pt/nossas-atividades/areas-de-atuacao/exploracao-e-producao-de-petroleo-e-gas/pre-sal/
http://geologia12.blogs.sapo.pt/15324.html
https://petrogasnews.wordpress.com/2011/03/14/geologia-do-petroleo/
http://marcosbau.com.br/geobrasil-2/entenda-o-pre-sal/
https://albertowj.files.wordpress.com/2010/03/geologia_do_petroleo.pdf
Índice de Figuras
Figura 1 - Figura Esquemática Da Migração Dos Componentes Da Rocha-Mãe A Rocha-Armazém.	3
Figura 2, Figura 3 e Figura 4 - Tipos de Armadilhas.	7
Figura 5 - Trapas Estratigráficas e Trapas associadas a Discordância.	8
Figura 6 - Bacia do Recôncavo - ANP - Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (Rodrigo de Oliveira Fernandez - Ildeson Prates Bastos)	9
Figura 7 - Perfil Esquemático do funcionamento Canhão de Ar Comprimido.	12
Figura 8, Figura 9 e Figura 10 – Canhão de Ar Comprimido, Boia Com Hidrofone e Navio de Sísmica em Operação.	12
Figura 11 – Perfil Esquemático do Funcionamento do Caminhão de Impacto.	13
Figura 12 - Modelo Geológico Da Seção Sísmica Interpretada.	13
Figura 13 - Localização das principais reservas mundiais de petróleo e gás natural.	14
Figura 14 - Disposição das Camadas Relacionadas ao Pré-Sal e Figura 15 – Perfil Esquemático de Extração.	16
GEOLOGIA DO PETRÓLEO E GÁS NATURAL
Geologia Geral
Curso de Engenharia de Minas 4º Período
Professor: Leonardo Lopes da Silva
Aluno: Adam W. Borges
Belo Horizonte – 04/12/2015