Área 1 - Aula 8 - Depósitos Sedimentares de Interesse Econômico

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Depósitos Sedimentares de Interesse Econômico
Aula - 8
Interesse econômico em rochas sedimentares
• As rochas sedimentares são economicamente importantes na medida em que
podem ser utilizados como material construção.
• Muitas vezes formam rochas porosas e permeáveis.
• Reservatórios em bacias sedimentares em que petróleo e outros hidrocarbonetos
podem ser encontrados.
Rocha Porosa
Aquíferos
Água Subterrânea
• RS : excelentes aquíferos;
• Necessita estudos (estratigrafia / falhas / etc.)
• A principal característica é porosidade / Ex. Arenito.
• Aquífero mais importante do Brasil:
• Bacia do Paraná - Arenito Botucatu - Aquífero Guarani
• Volume: 37km3, extensão: 1 milhão km2
• Recarga natural:
• infiltração de água de chuva equivalente a 4 km3/ano
• corresponde a 30 vezes o consumo na região.
Petróleo e Gás Natural
• Quase todo o petróleo é encontrado em rochas 
reservatório de bacias sedimentares. 
- O óleo e o gás, ou petróleo, consiste em um grupo de substâncias químicas 
designadas de hidrocarbonetos (compostas exclusivamente de átomos de 
Hidrogênio e Carbono).
- O ponto de ebulição dos diferentes alcanos varia muito.
- Num reservatório petrolífero, onde a temperatura se encontra um pouco acima 
dos 100°C, o metano encontra-se no estado gasoso, enquanto o decano é um 
líquido.
• Necessitam rochas geradoras (Ex. folhelho) e rocha reservatório (Ex.
arenito);
• Praticamente todos os hidrocarbonetos provém de Rocha Sedimentar.
• Hidrocarbonetos são compostos orgânicos complexos encontrados nos
poros e fraturas de rochas;
• Processo de geração em ambientes de mar, lago e baía. Origem: animal.
• Composição: C, H2, CH4, N2, O2, elementos traços - Va, Ni, Cr.
Depósitos de petróleo e gás em rocha sedimentar
O gás natural é constituído por hidrocarbonetos. Os principais são 
Metano, Etano, Propano e Butano.
Gás Natural
Gás Natural
Num reservatório de gás natural onde a temperatura e a pressão são elevadas, o 
pentano, hexano e heptano estão presentes no estado gasoso. Quando estes gases 
atingem a superfície terrestre, condensam em um líquido amarelo. Este líquido é 
designado por NAFTA.
Nafta
Nafta
a
A gasolina (petrol) consiste numa mistura de hidrocarbonetos 
C7 – C11. O número de octanas da gasolina nos diz a 
porcentagem de octano (C8) que esta contém.
Gasolina
Gasolina
A parafina é constituída por hidrocarbonetos C12 - C15. 
Parafina
Parafina
Para que a reação ocorra precisamos de Oxigênio.
Hidrocarbonetos, uma fonte de energia
A mistura de octano e oxigênio é explosiva.
Hidrocarbonetos, uma fonte de energia
A reação libera energia na forma de calor. Esta energia pode ser explorada 
para aquecer uma casa ou conduzir um carro, por exemplo.
Hidrocarbonetos, uma fonte de energia
• A imagem mostra depósitos no leito oceânico.
• Em azul a parte inferior da coluna de água do oceano.
• Inicio do longo processo de formação do petróleo e do gás.
• O petróleo é gerado a partir da transformação da matéria orgânica acumulada nas 
rochas sedimentares
Formação de Petróleo e Gás
• Diferentes tipos de plânctons.
• Deposição contínua de microrganismos e sedimentos no fundo do 
oceano.
Formação de Petróleo e Gás
Quando os organismos morrem eles afundam para o leito do 
oceano para formar um sedimento rico em matéria orgânica. 
Formação de Petróleo e Gás
A medida que há um aumento de sedimento, os que estão na 
parte de baixo vão tendo a temperatura e a pressão aumentadas.
Formação de Petróleo e Gás
• À medida que os sedimentos ricos em material orgânico são enterrados e 
aquecidos, forma-se e libera-se petróleo e gás.
• O petróleo e o gás são menos densos que a água e ascendem em direção à 
superfície.
Formação de Petróleo e Gás
• O sedimento orgânico contém elevada quantidade de carbono e hidrogênio 
(importantes elementos constituintes de petróleo e gás).
• Na medida que os sedimentos orgânicos são enterrados forma-se petróleo e gás.
• Petróleo e gás são menos densos e ascendem em direção à superfície.
Formação de Petróleo e Gás
• O material escuro na imagem a esquerda é um sedimento rico em matéria orgânica e 
foi recentemente depositado no leito oceânico.
• A imagem a direita mostra um detalhe do sedimento orgânico (mistura de 
argilominerais e organismos mortos ).
Formação de Petróleo e Gás
Os organismos mortos começam rapidamente a formar gás natural.
Formação de Petróleo e Gás
Formação de Petróleo e Gás
• Os sedimentos orgânicos vão sendo enterrados. Ocorre o aumento da pressão 
e da temperatura.
• Leva a decomposição da matéria orgânica formando “querogênio”.
• Material ceroso constituído por grandes moléculas de hidrocarbonetos 
complexos.
Formação de Quirogênio
• Na medida que o sedimento vai sendo soterrado aumenta a temperatura.
• Aos 75º o querogênio começa a decompor-se em moléculas de 
hidrocarbonetos menores – forma-se o petróleo e o gás.
Formação de Petróleo e Gás
Se a temperatura passar de 150º, também o petróleo começa a degradar 
em moléculas menores forma-se gás natural. 
Decomposição do petróleo Breakdown of oil
• Se a temperatura subir acima de 130º, o gás também se decompõe.
• Fica uma rocha constituída por minerais de argila e grafite.
• Grafite é constituído unicamente por carbono.
Decomposição do petróleo Breakdown of oil
• Antes de iniciar as perfurações as companhias petrolíferas procuram determinar a temperatura 
máxima atingida pela rocha de interesse.
• Se não passou de 75º - Só tem querogênio
• Se passou de 150º - O petróleo foi degradado
• Para petróleo - Só perfurar se a temperatura persistiu entre 75º e 150º.
• O intervalo entre 150º e 230º conhecido como a janela do gás.
A Janela do Petróleo
Folhelho Betuminoso: Grande potencial para formar petróleo e gás natural.
Folhelho betuminoso de uma rocha fonte
Quando as companhias petrolíferas perfuram em busca de petróleo e gás elas nunca perfuram até atingir a rocha-fonte. Isso 
porque a rocha-fonte pode conter pouco petróleo e gás natural atualmente. Eles migram a partir da rocha-fonte à medida 
que se formam.
Rocha reservatório
• Um arenito é constituído por grãos de areias empacotados.
• Normalmente o arenito não se encontra completamente compactado. Se o arenito possuir muitos poros dizemos que este 
possui elevada porosidade.
• Os poros do arenito encontram-se usualmente preenchidos por água.
Rocha reservatório
• Os arenitos e os calcários, possuem elevada porosidade.
• Quase todos os poros se encontram preenchidos com água.
Rocha reservatório
Enquanto um arenito está bastante aberto à entrada de fluidos, um folhelho é quase 
impermeável.
Rocha reservatório e rocha selante
O petróleo irá subir em direção à superfície até encontrar uma rocha impermeável, 
como o folhelho.
Rocha reservatório e rocha selante
• Xisto impermeável – constituído por minerais de argila muito compactados.
• Arenitos – Muito poros com água
Rocha reservatório e rocha selante
Exemplo: O petróleo durante a sua ascensão em direção à 
superfície é aprisionado por um folhelho impermeável.
Rocha reservatório e rocha selante
Gás, petróleo e água.
Migração do Petróleo
Rocha fonte, rocha reservatório e rocha selante.
Tipo
Estruturais
Tipo
Estratigráficos
Prospecção de petróleo e gás
Prospecção de petróleo e gás
Produção de petróleo e gás
Acumulação comercial de petróleo ou gás
• Uma acumulação comercial de petróleo é o resultado de uma associação adequada 
dos fatores citados no tempo e no espaço.
• A ausência de apenas um dos fatores inviabiliza a formaçãode uma jazida 
petrolífera.
Fatores condicionantes da ocorrência de petróleo em 
bacias sedimentares
a) Existência de rochas ricas em matéria orgânica, 
denominadas de rochas geradoras.
b) As rochas geradoras devem ser submetidas às condições 
adequadas (tempo e temperatura) para a geração do 
petróleo.
c) Existência de uma rochas com porosidade e 
permeabilidade para à acumulação do petróleo (rochas 
reservatório).
d) Condições favoráveis à migração do petróleo da rocha 
geradora até a rocha reservatório.
e) Existência de uma rocha imperpeável que retenha o 
petróleo (rocha selante ou capeadora).
f) Um arranjo geométrico das rochas reservatório e selante 
que favoreça a acumulação de um volume significativo 
de petróleo.
Rocha geradora
• Deve possuir matéria orgânica em quantidade e qualidade 
adequadas.
• Rocha submetida ao estágio de evolução térmica necessário 
para degradação do querogênio.
• A rocha geradora deve conter um mínimo de 0,5 a 1,0% de 
teor de carbono orgânico total (COT).
• Os aspectos volumétricos da rocha geradora (espessura e 
extensão lateral) não devem ser ignorados.
• Uma rocha com quantidade e qualidade da matéria 
orgânica adequadas pode ser, por exemplo, muito delgada 
para gerar quantidades comerciais de petróleo.
Extração convencional
bombeamento de rocha porosa
Refinação de petróleo
Petróleo na refinaria
Nessa temperatura a maioria dos hidrocarbonetos são 
transformados em vapor.
Destilação Fracionada
Processo que separa líquidos com diferentes temperaturas de ebulição.
Extração
Tar sands – Folhelho, carvão
Folhelho
Um reservatório não-
convencional de gás 
(Fm. Montney do 
Triassico - Canadá). 
Lamitos ricos em areias 
ou siltes, que possuem 
maior permeabilidade 
relativa e maior 
suscetibilidade ao 
fraturamento
hidráulico.
Tar Sands - Areia Betuminosa
• 10% betume(óleo) + 85% sedimentos + 5% H2O
• Extraído por processos de refinamento (alta T e P)
• Alberta, Canadá (173 bilhões de barris)
• Canadá 2o. maior reserva de petróleo mundo...
Folhelho (errôneamente chamado Xisto...)
• Brasil tem 2 maior reserva do mundo
• Formação Irati: Bacia Sedimentar do Paraná
• São Paulo, Paraná, Santa Catarina, Rio Grande do Sul, Mato 
Grosso do Sul e Goiás.
• A Industrialização do Xisto (SIX) é uma unidade de
operações localizada em São Mateus do Sul (PR) sobre
uma das maiores reservas mundiais de xisto, ou folhelho
pirobetuminoso
• Uma rocha sedimentar, com conteúdo de matéria orgânica
na forma de querogênio, que somente por aquecimento
(pirólise) pode ser convertido em óleo e gás.
Petrobrás
500 C
7 a 12% óleo
5% agua
Produtos:
Óleo comb:
OTE (-S)
OTL (+S)
GN
Nafta
GLP
Enxofre
Jazida de carvão mineral
Carvão
Mineração de carvão à céu aberto
Mina subterrânea de carvão
Mina subterrânea de carvão
• Energia Solar Acumulada (Fotossíntese)
• Origem:
• acúmulo de detritos vegetais
• condições anaeróbicas/não oxida/não degrada
• regiões pantanosas
• Processo de geração em deltas, pântanos
• Composição química:
• C, H2, O2, N2, , S , Si, H2O, outros
• Progressivo aumento em carbono
Carvão
Carvão Mineral
• Substância sólida, formada pela decomposição parcial de restos vegetais, com 
enriquecimento em carbono e litificada.
• Endurecida por um processo lento, sendo necessários dezenas de milhões de anos 
para que se dê a sua formação.
Condições necessárias para a formação do carvão
a) Desenvolvimento de uma vegetação continental que 
permita um acúmulo de substâncias vegetais.
b) Condições de proteção contra a decomposição total 
(ocorre quando houver cobertura imediata pela água).
c) Após o acúmulo subaquoso deve ocorrer o sepultamento 
contínuo e prolongado por sedimentos.
Ocorreu em pântanos e turfeiras do passado e continua ocorrendo 
no presente
• A matéria vegetal que constitui o carvão é a base dos troncos, caules, raízes, 
folhas, esporos, resinas, etc.
• Quando sofre alterações provocadas por desidratação, pressão, calor e ação 
microbiana ocorre um progressivo enriquecimento em carbono e empobrecimento 
em oxigênio.
• O carvão é um combustível sólido (fóssil) e pode ser utilizado como matéria-
prima na indústria carboquímica (mesmos dos derivados do petróleo).
Floresta fóssil é encontrada nos EUA.
• Trata-se da maior floresta fóssil jamais encontrada, cobrindo 
dez mil hectares.
• "A floresta fossilizada está enraizada no topo da mina, então 
está visível no teto onde o carvão foi retirado", disse o cientista 
Howard Falcon-Lang, da Universidade de Bristol.
• Mostra o fóssil de uma enorme samambaia.
• A floresta, que data da era Carbonífera, era
composta de uma grande variedade de plantas
extintas, como um tipo de musgo gigante que
chegava a 40 metros de altura.
Floresta Fóssil
• Eram florestas dominadas por musgos de 40 metros de
altura.
• A floresta foi preservada por causa de um forte terremoto
que ocorreu na região.
• O tremor fez com que toda a área desabasse para abaixo do
nível do mar, onde a mata foi enterrada pela lama, sendo
preservada até hoje.
• Os insetos que viviam nessa floresta também eram
especialmente grandes, incluindo libélulas com asas
gigantes e tatuzinhos-de-jardim de dois metros de
comprimento.
TURFA - LINHITO - CARVÃO
Grau de carbonificação - % de C
Carbono Umidade Energia
(%) (%) (Kcal/Kg)
Turfa 55-65 65-90 1000-1200
Linhito 65-75 10-30 2000-3000
Carvão 75-90 5-10 3000-5000
Antracito 90-95 < 5 > 5000
* ANTRACITO É ROCHA METAMORFICA!
Jazidas de Carvão no Brasil
1. Localização: Município de Candiota - RS
2. Produção: 2,0 milhões t/ano
3. Reservas: 1,4 bilhão de toneladas
4. Área: 20,9 ha
Mina de Candiota
Calcário
COQUINA - CALCÁRIO - MÁRMORE (Metamórfico)
• Carapaças marinhas / lagunas / lagoas
• Calcita (CaCO3), Dolomita (MgCO3), Sílica SiO2, etc..
• Tipos: Calcítico, dolomítico, magnesiano, etc..
Teores de Ca e Mg variam
Aplicação:
• Construção Civil / revestimentos / pisos / muros / paredes
• Cimento
• Ração animal - Fonte de cálcio
• Termoeletricidade a carvão/ minimiza enxôfre
• Siderurgia
• Fabricação de vidro,
• Carga : plástico, branqueamento de papel, etc...
• Agricultura – correção de pH
Calcário
Referências
• Élements de Géologie, Charles Pomerol, 14 Edition – DUNOD, Paris 2011
• Princípios de Geologia: técnicas, modelos e teorias/ Charles Pomerol...[et. Al]. Tradução Maria Lídia Vignol Legarge, 14 edição. Porto 
Alegre. Bookman 2013
• Flashed Teaching Resources in Geology from the University of Tromso, Norway.
• News and Information About Geology and Earth Science .Geosciene News and Information. http://Geology.com.
• Geologia do Petróleo PGT - Petroleum Geoscience Technology. https://albertowj.files.wordpress.com/2010/03/geologia_do_petroleo.pdf
• Rochas Sedimentares. ftp://ftp.iag.usp.br/private/geo/agg209/Arquivo_04_Rochas_sedimentares.pdf