Aula 10.1 - Entendendo a rocha geradora

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Entendendo a Rocha Geradora 
Quais os procedimentos e mecanismos para 
determinação de uma rocha geradora de petróleo. 
Principais procedimentos para 
análise da Rocha Geradora: 
(1)Determinação do COT, RI, S 
 Quantidade de matéria orgânica 
 
(1)Pirólise ''Rock Eval'' 
Potencial e Tipo de matéria orgânica (procedimento mais 
rápido) 
 
(1)Petrografia Orgânica 
Potencial e Tipo de matéria orgânica (procedimento mais 
detalhado) 
Determinação do COT, RI, S 
(1)Determinação do COT, RI, S 
O que são: COT, RI, S ? 
COT = Carbono Orgânico Total 
 Quantidade de carbono é diretamente 
proporcional a quantidade de matéria orgânica 
rocha geradora → COT >1 % 
RI = Resíduo Insolúvel 
 Porcentagem da amostra que não contém 
carbonato 
S= Quantidade de Enxofre 
(1)Determinação do COT, RI, S 
Preparação da amostra: 
a) Macerar a rocha ''suspeita'' de ser geradora 
b) 1° Pesagem 
c) HCl para retirar Carbono inorgânico (Carbonatos 
CaCo3) 
d) 2 ° Pesagem 
e) Cálculo do RI: RI (%) = (Peso do insolúvel x 
100)/peso inicial da amostra /Carbonatos (%) = 100-
RI 
 (f) Amostra é levada para o equipamento LECO 
 (g) São submetidas a uma temperatuda de 3500 °C 
até a sua combustão total, sendo injetado Oxigênio 
 (h) Neste equipamento é feita a leitura do Carbono e 
do Enxofre. 
 (i) Capacidade de 36 amostras 
 
(1)Determinação do COT, RI, S 
(1)Determinação do COT, RI, S 
 Equipamento usado: LECO SC-444 
 
Figura 1: Fotografia do 
aparelho LECO SC-444 
na UERJ. Atualmente 
existem aparelhos 
LECO mais modernos. 
(Fonte: Lima, 2004) 
Mecanismos: 
 Matéria Orgânica → determinada por um analisador 
de carbono e enxofre. 
 
 Injeção de oxigênio → reagindo com os 
hidrocarbonetos da rocha geradora e enxofre. 
 Oxigênio reage com o Carbono do hidrocarboneto, 
liberando CO2. 
Reação: CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O 
 
 Oxigênio reage com o Enxofre, liberando SO2. 
 
 Quantidade de CO2 é proporcional a quantidade de 
Hidrocarbonetos na rocha geradora. 
 Resultado é dado em porcentagem (em relação ao 
peso inicial) 
Figura 2: Gráfico de COT, S e RI correlacionado com a 
litologia. 
(1)Determinação do COT, RI, S. 
Resultados: 
(1)Determinação do COT, RI, S. 
Conclusões: 
1) Determinação de Horizontes ricos em matéria orgânica 
COT > 1% → Rochas potencialmente geradoras 
1) 155 metros e 175 metros → melhores horizontes. 10 – 12% 
de COT. Horizontes ideais. 
2) Determinação dos 'bancos carbonáticos' → através do R.I. 
 
 
 
As bases para o entendimento de: 
 
 
 
 
Pirólise ''Rock Eval'' & 
Petrografia Orgânica 
 
COT x Pirólise & Petrografia Orgânica 
 
 COT → Avalia a quantidade de Matéria Orgânica 
 
 Pirólise & Petrografia Orgânica → Avalia a 
qualidade da Matéria Orgânica. 
 
 
 ''Para uma rocha ser geradora depende desses 
dois fatores: (1) Quantidade; (2) Qualidade''. 
Qualidade da Matéria Orgânica 
 Depende de: 
(1) Composição original da Matéria Orgânica 
(2) Preservação da Matéria Orgânica 
 
 Importante: 
'Distinguir os diferentes tipos de matéria orgânica' 
 Porque? 
'Está relacionado com os diferentes POTENCIAIS 
DE GERAÇÃO! 
 
Querogênio 
'Querogênio' → A parte da matéria Orgânica 
estudada na Pirólise e Petrografia Orgânica 
 
O que é Querogênio? 
 
(1) Parte insolúvel da matéria orgânica. 
 
(2) ''Matéria Orgânica disseminada nas rochas 
sedimentares. Apresenta elevado peso molecular e 
é insolúvel em solventes orgânicos. (Hunt, 1995).'' 
 
Observa-se que: 
 
A rocha é composta, quase que 
completamente pela fração 
inorgânica. 
 
Uma pequena porção 
corresponde a MATÉRIA 
ORGÂNICA. 
 
Dessa porção a grande parte é 
o QUEROGÊNIO (insolúvel), 
uma pequena parte é o betume 
(óleo que já foi gerado, solúvel 
aos solventes orgânicos) 
Figura 3: Mostra quanto que 
representa o querogênio na rocha. 
Querogênio: 
 
 
 Tipo I – Matéria Orgânica Lacustre 
 Tipo II – Matéria Orgânica Marinha 
 Tipo III – Matéria Orgânica de Plantas terrestres 
 Tipo IV – Matéria Orgânica Oxidada 
Tipos de querogênio: 
Querogênio H/C O/C Origem
tipo I 1,5 – 1,8 <0,1 Lacustre
tipo II 1,0 – 1,5 <0,15 Marinha
tipo III < 1,0 0,2 – 0,3 Plantas Terrestres
tipo IV <0,5 I,II ou III oxidada
Pirólise ''Rock-Eval'' 
Pirólise? 
 
 Método Físico-Químico 
 
 Utilizado na determinação: 
a) Das Rochas potencialmente geradoras 
b) Dos tipos de querogênio 
 
Procedimentos estabelecidos por: 
Espitalié et al. (1977) 
 
 Separação de 100 mg de rocha pulverizada 
 
 Processo de aquecimento da amostra num atmosfera inerte 
(sem Oxigênio). 
 
 Matéria orgânica é transformada em petróleo 
Temperatura de aquecimento: 300 a 500 °C 
 
 Hidrocarbonetos e CO2 liberados são lidos pelo 
equipamento 
 
 Resultados expressos em mgHC(hidrocarbonetos)/g de 
rocha ou mgCO2/g de rocha 
 
 Os dados de pirólise informam: Tipo e a evolução térmica 
da matéria orgânica. 
Figura 4: Gráficos gerados pela análise de Pirólise 
O equipamento de Pirólise irá gerar três tipos de gráficos (S1, S2, 
S3) e Informações do Tmáx. 
 
 
 
S
1
 – HC liberados até 350 °C → Óleo gerado 
 
S
2
 – HC formados pelo craqueamento do querogênio, 
temperatira entre 350°C e 550°C → Potencial 
gerador (HC ainda não gerados) 
 
S
3
 – CO2 liberado entre 250 e 390°C → Quantidade 
de oxigênio presente no querogênio 
 
T
máx
 – Representa a temperatura em que ocorre a 
altura máxima do pico S2. 
Índices de hidrogênio (IH) 
& Índice de Oxigênio (IO) 
 
IH = S2/COT x 100 
 
IO = S3/COT x 100 
 
* Corresponde, às relações H/C e O/C da análise elementar do 
querogênio. 
 
Dados de IH e IO → Diagrama ''Van Krevelen'' → 
Diferenciação dos 4 tipos básicos de 
QUEROGÊNIO! 
4 Tipos de Querogênio: 
 Querogênio Tipo I → Rico em hidrogênio e pobre em 
oxigênio. Melhor tipo de matéria orgânica para geração de 
HC líquidos e gasosos 
 
 Querogênio Tipo II → Menos rico em hidrogênio, mas 
ainda adequado a grandes volumes de HC. 
 
 Querogênio Tipo III → Matéria Orgânica com muito 
oxigênio e pouco hidrogênio, gera somente gás. 
 
 Querogênio Tipo IV → Matéria orgânica oxidada, não 
possui potencial para geração. 
INDICE DE HIDROGÊNIO 
IH =(S2/COT) x 100 
mgHC/gCOT 
INDICE DE OXIGÊNIO 
IO =(S3/COT) x 100 
mg CO2/gCOT 
Diagrama 
de Van Krevelen 
(1962) 
Diagrama de Van Krevelen 
(versão modificada para uso dos parametros de pirólises Rock-Eval) 
 
Relações 
 
IH < 200 mg HC/g COT – potencial para gás 
 200 – 300 – potencial para gás e condensado 
 > 300 – potencial para óleo 
 
 S2 < 2,0 mgHC/g rocha – baixo potencial gerador 
 2,0 – 5,0 – Moderado potencial gerador 
 5,0 – 10 – bom potencial gerador 
 >10 – excelente potencial gerador 
 
 Tmáx < 440°C – Imaturo 
 440 – 470 °C – Maturo 
 > 470 °C – Senil 
 
 
ÍNDICE DE PRODUÇÃO (IP) 
 
IP=S1/(S1+S2) 
 
 Quanto maior o soterramento 
→ Maior o pico S1 e menor o 
Pico S2 
 
O S1 cresce → Porque está 
havendo geração de óleo! 
 
Petrografia Orgânica 
Parâmetros: 
 Identificação visual dos componentes orgânicos 
 
 Técnicas de microscopia de luz branca transmitida e luz 
azul incidente (fluorescência) 
 
 Três grupos principais do querogênio são identificados: 
Matéria Orgânica Lenhosa, Matéria Orgânica Amorfa e 
Matéria Orgânica Liptinítica (Durand 1980) 
 
 Mas amplamente, esses tipos de matéria orgânica sãochamados de: MACERAIS! 
Tipos de Matéria Orgânica observados ao microscópio: 
 
Sem estrutura: 
- Matéria Orgânica Amorfa 
 
Com estrutura: 
- Palinomorfos 
- Esporomorfos (pólen, esporos) 
- Fitoplâncton (Dinoflagelados, Tasmanáceas, Botriococos) 
- Zoomorfos (Escolecodontes, Foraminíferos, Quitinozoários) 
- Fitoclastos 
- Fungos 
- Macrófitas (Cutículas, Tejidos de corteza, Madera) 
- Zooclastos 
- Fragmentos de Graptolites e Artropodes 
- Frag. de Bivalvos e Ostracodes 
ANÁLISE VISUAL DO QUEROGÊNIO 
 
 Estudo realizado no microscópio (luz transmitida e 
fluorescência) de lâminas com querogênio 
Concentrado. 
 
 Permite caracterizar o tipo de materia orgânica e o 
grau de evolução térmica. 
 
 Diferenciar os tipos de matéria orgânica através: 
da morfologia, transmitância e reflectância. 
Matéria orgânica amorfa 
 Materiais não estruturados 
 Corresponde a matéria orgânica do tipo I 
 Melhor tipo para geração de óleo 
 Pode ser ou não fluorescentes 
 Fluorescente: rica em oxigênio, pouco evoluída 
termicamente 
 Não-fluorescente: oxidadas e/ou evoluída 
termicamente. 
MATÉRIA ORGÂNICA AMORFA (MOA) 
Matéria orgânica Liptinítica 
 Cutículas, esporos, acritarcas, algas, poles, resinas, 
betume. 
 Maturação avançada → quando tiver 
fluorescência, significa que também apresentará 
uma boa taxa de transformação em HC. 
 Matéria orgânica do Tipo II 
ESPOROMORFOS 
Pólens 
FITOPLANCTON 
ACRITARCOS 
Botriococos 
DINOFLAGELADO
S 
Matéria orgânica lenhosa 
 Vegetais superiores terrestres, estruturados 
 Restos orgânicos oxidados e opacos 
 Matéria orgânica do tipo III e IV. 
 Vitrinita encontra-se neste grupo! 
MADEIRA – FRAGMENTOS LENHOSOS 
Rocha 
Eliminação da fração inorgânica 
Concentrado de matéria orgânica 
Lâmina Delgada ''Plug'' 
Luz Refletida 
Rocha 
Luz Transmitida 
Luz natural 
Luz Ultravioleta 
Palinofácies 
- Índice de coloração 
de esporos → ICE 
RO = Refletância da 
vitrinita 
Palinologia: Petrografia Orgânica 
Índice de Coloração de esporos (ICE) 
 
Princípio: 
 
 Evolução térmica da matéria orgânica escurece, 
gradualmente, as partículas. 
 Relação do índice colorimétrico com a evolução 
térmica sofrida pela matéria orgânica. 
 
Partículas orgânicas observadas: 
 Esporos, Poléns, Acritarcas e cutículas 
 
 Escala usada: De 1 a 10. Variação de amarelo 
pálido a preto. 
MATURAÇÃO: ÍNDICE DE COLORAÇÃO DOS ESPOROS - IE 
Reflectância da Vitrinita: 
 
 Vitrinita: 
Grupo de Macerais¹ formados a partir do lenho, 
casca, raízes ou outros tecidos celulares de 
vegetais superiores (celulose e lignina). 
 
¹ Macerais: 
Introduzido por Stopes (1935) 
Inicialmente usado para classificar os elementos microscópicos 
constituintes do carvão 
Além do grupo de macerais Vitrinita existem outros grupos 
macerais: Liptinita e Inertita. 
Vitrinita: 
 
 Constituinte orgânico formado durante a diagênese, pela 
humificação da lignina e celulose das celulas de vegetais 
superiores. 
 
 Submetida a temperaturas crescentes: Ordenamento dos 
aneis aromáticos, com aumento da reflectância das 
partículas de vitrinita. 
 
Reflectância da Vitrinita (Ro): 
(Medida através de microscópio de luz refletida) 
 
 Ro < 0,6% → Zona Imatura: evolução térmica insuficiente 
para geração de grandes volumes de óleo ou gás 
 
 Ro>0,6% e < 1,35 → Zona Matura: Intervalo de evolução 
térmica adequada a geração de grandes quantidades de 
petróleo 
 
 Ro >1,35% e < 4,0 % → Zona Senil: Evolução térmica mais 
propícia a ocorrência de gás. 
 
 Ro = 4,0 % → Limite abaixo do qual não existe a 
possibilidade de ocorrência de grandes quantidades de 
hidrocarbonetos 
Problemas relacionados ao método de Ro: 
 
1- Ausência ou baixa proporção de vitrinita nos 
melhores intervalos geradores 
 
2- Vitrinita retrabalhada, dificultando a identificação 
de vitrinitas primárias 
 
3- Sequências pré-carboníferas (não possuirem 
vitrinita)