Aula 2 Geração de petróleo

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GERAÇÃO DO PETRÓLEO: 
Origem, Composição do 
Petróleo 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE 
CAMPINAS – UNICAMP 
Disciplina GE 711: Geologia de Hidrocarbonetos 
Departamento de Geologia e Recursos Naturais. 
Professor Dr. Alessandro Batezelli 
Introdução 
• Definições: 
• Petróleo – Combinação complexa de elementos, 
composta na sua maioria de hidrocarbonetos 
(H/C) alifáticos (cadeias abertas), alicíclicos 
(cadeias cíclicas) e aromáticos (cadeias 
cíclicas), podendo conter também quantidades 
pequenas de nitrogênio, oxigênio, compostos de 
enxofre e íons metálicos. É gerado a partir de 
transformações da matéria orgânica soterrada 
em sedimentos. 
Alicíclico, Aromáticos e Alifáticos 
Contém anéis de benzeno ou 
átomos similares 
Cíclicos 
Acíclicos 
Saturados ou 
Insaturados 
Metano Etano Propano Butano 
(Anéis de benzeno) 
(alicíclicos) 
Introdução 
Conceitos: 
• Rocha geradora; 
• Matéria Orgânica; 
Origem do Petróleo: 
• Geração e acúmulo de matéria orgânica 
no sedimentos (tipos); 
• Diagênese (transformações, Querogênios 
e tipos de maturação. 
 
Introdução 
Composição do Petróleo: 
Métodos analíticos: 
• TOC; 
• Pirólise; 
• Cromatografia de gás; 
• Descrição visual do Querogênio; 
• Reflectância da Vitrinita; 
 
1 – Rocha Geradora 
• Rocha rica em matéria orgânica capaz de 
produzir petróleo; 
• Componentes minerais: Intemperismo, 
erosão, transporte e sedimentação; 
• Componentes orgânicos: Processos 
relacionados ao ciclo do carbono; 
2 – Matéria Orgânica 
• Oceanos – principal produção de carbono 
orgânico primário do mundo (fotossíntese 
algálica); 
• Sua produtividade é controlada: luz solar e 
suprimento de nutrientes; 
• Zonas eutróficas (plataformas continentais 
em zonas equatoriais e médias latitudes, 
em regiões de ressurgência marinha, ou 
desembocadura de grande rios) 
Nelson Silva, Nora Rojas, Aldo Fedele: “Water masses in the Humboldt Current 
System: Properties, distribution, and the nitrate deficit as a chemical water mass tracer 
for Equatorial Subsurface Water off Chile”. Deep Sea Research Part II: Topical Studies 
in Oceanography, Volume 56, Issue 16, 15 July 2009, Pages 1004–1020. 
http://dx.doi.org/10.1016/j.dsr2.2008.12.013 
Fig. 1. Geographic position for oceanographic stations of 
the KRILL, SCORPIO, and PIQUERO expeditions. Inset 
shows the main currents off Peru and Chile: 
ACC=Antarctic Circumpolar Current; HC=Humboldt 
Current; CHC=Cape Horn Current; PC=Peru 
Countercurrent; PCU=Peru–Chile Undercurrent. 
Fig. 7. Vertical distribution of dissolved oxygen (mL L−1). (A) Longitudinal 
section off Peru and Chile (10–52°S; KRILL, SCORPIO, PIQUERO 
expeditions), (B) latitudinal section off 28°S (SCORPIO expedition), and 
(C) latitudinal section off 43°S (SCORPIO expedition). 
Fig. 8. Vertical distribution of nitrate (μM). (A) Longitudinal section off Peru and Chile (10–52°S; KRILL, SCORPIO, PIQUERO expeditions), (B) 
latitudinal section off 28°S (SCORPIO expedition), and (C) latitudinal section off 43°S (SCORPIO expedition). 
Fig. 10. Vertical distribution of phosphate (μM). (A) Longitudinal section off Peru and Chile (10–52°S; KRILL, SCORPIO, PIQUERO 
expeditions), (B) latitudinal section off 28°S (SCORPIO expedition), and (C) latitudinal section off 43°S (SCORPIO expedition). 
Fig. 12. Dissolved oxygen, nitrate, nitrite, phosphate vertical profiles, and nitrate vs phosphate at selected stations in a longitudinal section 
off Peru and Chile (10–52°S; KRILL, SCORPIO, PIQUERO expeditions). The values in open circles were not considered in the regression 
calculation. 
2 – Matéria Orgânica 
• A produtividade de plantas terrestres é 
controlada primeiramente pelo clima 
(regime de chuvas); 
• Jazidas de carvão foram formadas no 
passado geológico, predominantemente 
em zonas equatoriais e temperadas 
úmidas, entre latitudes 55º N e S. 
• Toda a matéria orgânica viva é formada 
de proporções variadas de 4 principais 
grupos de compostos químicos: 
2 – Matéria Orgânica 
Carboidratos; 
Proteínas; 
Lipídios; 
Lignina. 
• Somente os dois últimos são resistentes o 
bastante para serem incorporados com 
sucesso aos sedimentos e serem 
soterrados. 
% em peso (medido sem cinzas) 
Organismo Proteínas Carboidratos Lignina Lipídios 
Plantas 
Terrestre 
 madeira de abeto 
 Folhas de carvalho 
 Agulhas de pinheiro escoceses 
Diatomáceas 
 Esporos de Lycopodium 
 
 
1 
5 
7 
29 
8 
 
 
66 
44 
41 
63 
42 
 
 
29 
32 
15 
0 
0 
 
 
4 
4 
24 
8 
50 
Animais 
Zooplancton 
Copépodes 
Invertebrados superiores 
 
53 
65 
70 
 
5 
22 
20 
 
0 
0 
0 
 
15 
8 
10 
Composição da matéria orgânica viva (Hunt, 1980). 
2 – Matéria Orgânica 
• Os lipídios estão presentes em 
organismos marinhos e em certas partes 
de plantas terrestres e são quimica e 
volumetricamente capazes de abastecer 
todo o volume de óleo do mundo; 
• A lignina é encontrada somente em 
plantas terrestres e não pode fornecer 
quantidades significantes de óleo, mas é 
uma importante fonte de gás; 
2 – Matéria Orgânica 
• Estudos geoquímicos (macerais) 
demonstram que o grande potencial para 
óleo está no grupo da exinita (algas, 
pólens, esporos, resinas e tecido 
epidérmico); 
• Compostos orgânicos do fundo dos 
mares; 
• Condições anóxicas; 
• Ambientes deposicionais: lagos, deltas e 
bacias marinhas; 
 
Afloramento de calcários intercalados com folhelhos pirobetuminosos da Formação Irati 
(Permiano da Bacia do Paraná). Detalhe da mancha de óleo. Pedreira: Calcário Vitti Rio 
Claro – SP). Fotos: Alessandro Batezelli 
3 – Preservação da Matéria 
Orgânica 
• Quebra da M.O. : Bactérias 
• Processo de oxidação: 
CH2O (carboidrato) + O2  CO2 + H2O; 
• Preservação: Ambiente anóxicos; 
• Fatores que afetam a preservação do leito 
fonte: degradação, remobilização por 
organismos, tempo de transição da M.O. 
na coluna de água, tamanho do grão, taxa 
de sedimentação; 
4 – Transformação da Matéria 
Orgânica 
• Precoce: Bactérias  Metano (gás 
biogênico); 
Querogênio: 
• M.O. não solúvel em solventes orgânicos 
com estrutura de polímeros, formados em 
profundidades rasas (centenas de 
metros); 
• Inclui partículas morfológicamente 
conhecidas (vitrinita e liptinita); 
4 – Transformação da Matéria 
Orgânica 
• Tipo 1: (Sapropélico) – formado por M.O. rico em lipídios 
(estruturas alifáticas) – algas, esporos, restos animais; 
Alta H/C (1,5 a 1,7), baixo O2. 
• Tipo 2: (Planctônico) (Ambiente Redutor) Composição 
intermediária entre o 1 e 3. Razão inicial de H/C alta 
(>1,25), mas contém compostos com O2 (O/C 0,03 a 
0,18) (cetonas e ácidos do grupo carboxil). Alifáticos e 
naftênicos; 
• Tipo 2: (Sulfuroso) – Alto conteúdo de enxofre. 
• Tipo 3: (Húmico) Derivado de plantas superiores, baixa 
razão H/C (1,3 a 1,5) e alta O/C (0,03 a 0,3)  metano; 
• Tipo 4: Residuo (H/C < 0,5). 
4 – Transformação da Matéria 
Orgânica 
4 – Transformação da Matéria 
Orgânica 
• Transformações: P e T (“cracking”); 
• Início: 50º C – prof. 1 a 2 km (diagênese); 
• Ideal: 80 a 130º C – 3 a 4 km 
(catagênese); 
• Acima de 130º C – Gás seco 
(metagênese) 
 
4 – Transformação da Matéria 
Orgânica 
Fatores que influenciam na maturação do 
Querogênio: 
• Temperatura; 
• Pressão; 
• Tempo; 
• Minerais ou outras substâncias que 
aumentam a taxa de reação 
(catalizadores) ou inibem reações 
(inibidores)(Ex.: argilominerais, sulfetos, 
sulfatos). 
 
5 – Composição do Petróleo 
• Alifáticos saturados: Alcanos (parafinas – 
CnH2n+2) – cadeias lineares ou ramificadas 
• Gases: CH4 (metano), C2H6 (etano), C3H8 
(propano) e C4H10 (butano); 
• Naftêncos = Cicloalcanos (ciclopentano e 
ciclohexano) (% varia ente 7 a 31) 
(saturados) – pouco ou nenhum n-alcano; 
• Hidrocarbonetos aromáticos – forte odor, 
baixo ponto de ebulição (anéis de 
benzeno); 
 
5 – Composição do Petróleo 
• Importantes compostos são: tolueno 
(metilbenzeno C6H5CH3) e xileno 
(dimetilbenzeno C6H4CH3CH3); 
• Aromáticos: 10 a 39% 
• Valores altos – alta octanagem; 
• Asfaltos: alto peso molecular, ponto de 
ebulição, ricos em S e N. 
• API gravity=141,5 – 131,5 
 P 
5 – Composição do Petróleo 
5 – Composição do Petróleo 
API: densidade à 60º F 
Óleos leves: API > ou = 30; 
Óleos pesados: API = 15 a 20; 
• O conteúdo de S: 1 a 6% (Nativo, Sulfetos 
de hidrogênio, H2S, compostos orgânicos 
sulfurosos; 
 
 
GERAÇÃO DO PETRÓLEO: 
Origem, Composição do 
Petróleo e Métodos Analíticos 
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE 
CAMPINAS – UNICAMP 
Disciplina GE 711: Geologia de Hidrocarbonetos 
Departamento de Geologia e Recursos Naturais. 
Professor Dr. Alessandro Batezelli