Aula 09 Sistema Petrolifero GEO 222

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04/05/2017
GEO 222 ‐ Roberto Rosa  1
Sistema Petrolífero
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Aula 09
Prof: Roberto Rosa
1- Introdução
- Definição de Petróleo
- Definição de Sistema Petrolífero
- Origem do Petróleo
Plano de aula:
- Rochas Geradoras
2- Fatores que influenciam a acumulação da matéria orgânica
- Preservação da Matéria Orgânica
- Classificação dos ambientes anóxicos
3- Avaliação da Matéria Orgânica – Método da Pirólise
- Teor de Carbono Total (COT)
- Pirólise Rock-Eval
- Reflectância da Vitrinita / Índice da Alteração Térmica
Tipos de Querogênio
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- Tipos de Querogênio
- Diagênese, Catagênese e Metagênese
4- Perfil Geoquímico 
- Analisando Perfis Geoquímicos
- Método das Séries Naturais
5- Aplicação das Séries Naturais na Bacia de Camamu 
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- Gonçalves, F.T; Araujo, C.V.;Penteado, H.L.B.; Hamsi Jr, G.P.; Frota, E.S.T & Soldam,
A.L. (1997). Séries Naturais: Aplicação no estudo da Geração e Expulsão do Petróleo e
no mapeamento de oil-kitchens.
- Boletim de Geociências da Petrobras, 11(1/2): 116-131, jan/dez. 1997. PETROBRAS
Bibliografia básica utilizada:
Boletim de Geociências da Petrobras, 11(1/2): 116 131, jan/dez. 1997. PETROBRAS
(1984). Geoquímica do Petróleo. Centro de Pesquisas e Desenvolvimento Leopoldo A.
Miguez de Mello (CENPES), Rio de Janeiro, 257p.
-Rodrigues, R. (2003). Geoquímica do Petróleo. Identificação de rochas geradoras.
Apostila. Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ).
-Tissot, B.P. & Welte, D.H. (1978). Petroleum Formation and Occurrence. A new
approach to oil and gas exploration. Ed. Springer-Verlag, Berlin.
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-Tissot, B.P. & Welte, D.H. (1984). Petroleum Formation and Occurrence. 2ª Ed.
Springer-Verlag, Berlin, 699p.
- Trigüis, J.A. (2004). Geoquímica do Petróleo. Apostila – Notas de Aula. Laboratório de
Engenharia e Exploração do Petróleo (LENEP). Univ. Estadual do Norte Fluminense,
Macaé, RJ.
O Sistema Petrolífero
Descreve a relação genética entre a “cozinha de geração” ativa e as
acumulações de óleo e gás associadas. (Maggon & Dow, 1994)
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O Sistema Petrolífero
• Elementos essenciais:
• Rocha geradora
• Rocha carreadora
• Rocha-reservatório
• Rocha selante
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• Rochas de sobrecarga
•Definições dos elementos essenciais:
• Rochas geradoras
O Sistema Petrolífero
Rochas geradoras
• Matéria orgânica: quantidade e qualidade
• Evolução térmica
• Folhelhos, margas e calcilutitos
• Rochas carreadoras
• Porosas e permeáveis
• Capeadas
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p
• Arenitos e carbonatos porosos
• Rochas-reservatório
• Capazes de conter e transmitir fluidos
• Capeadas e trapeadas
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••Definições dos elementos essenciais:Definições dos elementos essenciais:
O Sistema Petrolífero
• Rochas selantes
• Baixa permeabilidade
• Fazem parte da armadilha
• Rochas de sobrecarga
•Sobrejacentes: pressão litostática
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Sobrejacentes: pressão litostática
O Sistema Petrolífero
••Processos:Processos:
• Geração-migração-acumulação de hidrocarbonetos
• Formação de armadilhas (traps)
• Cronologia• Cronologia
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••Definições dos processos:Definições dos processos:
• Geração de petróleo
•Reações termoquímicas: M.O  querogênio óleo e gás
O Sistema Petrolífero
ç q q g g
•Maturação térmica: temperatura e tempo geológico
• Migração primária
•Dentro da rocha geradora
•Microfissuras
•Expulsão do petróleo
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•Migração secundária
•Fora das rochas geradoras
•Rochas carreadoras
•Falhas e discordâncias
O Sistema Petrolífero
Grau de certeza
 Conhecido (!)
Boa correlação entre rochas geradoras ativas e
acumulações de petróleo.
 Hipotético (.)
Rocha geradora identificada, mas não há correlação
entre ela e as acumulações de petróleo.
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 Especulativo (?)
A existência de uma rocha geradora ou uma
acumulação é postulada unicamente com base em
evidências geológicas ou geofísicas.
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Rochas
G dGeradoras
 Sistema de geração;
 Classificação;
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 Técnicas de identificação;
 Exemplos.
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 São rochas de granulação fina (folhelhos e calcários),
cuja matéria orgânica sob condições termoquímicas
Rochas Geradoras
cuja matéria orgânica, sob condições termoquímicas
adequadas, se transforma em petróleo.
 A identificação de rochas geradoras constitui um dos
objetivos da Geoquímica do Petróleo.
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 A teoria orgânica moderna postula que o petróleo se
origina da matéria orgânica depositada juntamente com
os sedimentos numa bacia sedimentar.
• TEORIA ORGÂNICA MODERNA:
l i ã d i i f ã d ól
Rochas Geradoras
– Postula a intervenção de organismos vivos na formação do petróleo.
– A matéria orgânica depositada com os sedimentos é convertida, por processos
bioquímicos durante o soterramento, num polímero complexo (Querogênio)
contendo menor quantidade de Nitrogênio e Oxigênio.
– Este processo é acompanhado por remoção de água e compactação dos
sedimentos.
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– O Querogênio é convertido em Petróleo pelo craqueamento térmico a grandes
profundidades e a temperaturas e pressões adequadas.
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• TEORIA ORGÂNICA MODERNA ‐ PRINCIPAIS ARGUMENTOS:
 mais de 99% das acumulações de petróleo encontram‐se em rochas
sedimentares;
Rochas Geradoras
;
 possibilidade de produzir hidrocarbonetos em laboratório, a partir de matéria
orgânica;
 a sintetização de hidrocarbonetos a partir de rochas ricas em matéria orgânica;
 disseminação de hidrocarbonetos em rochas geradoras;
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 indicação de origem bioquímica para alguns compostos do petróleo;
 o petróleo só ocorre em reservatórios que estão, de alguma forma, em contato
com folhelhos ou carbonatos ricos em matéria orgânica (rochas geradoras).
♣ Í♣ CARACTERÍSTICAS DA ROCHAS GERADORAS:
– Matéria orgânica em quantidade adequada.
– Matéria orgânica com qualidade adequada.
– Condições termoquímicas adequadas para
geração (maturação da matéria orgânica)
• temperatura mínima = 65 oC
16
p
• temperatura máxima = 160 oC.
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♣ QUALIDADE DA MATÉRIA ORGÂNICA AOMICROSCÓPIO:
– AMORFA ‐ forma subcoloidal, resultado da decomposição de algas
microscópicas e bactérias. É a mais adequada para geração de óleo e gás.
Possui elevado teor de hidrogênio e baixo teor de oxigênio.
– HERBÁCEA ‐ cutículas vegetais, polens, esporos, etc. provenientes de
vegetais superiores. Também originam óleo e gás. Contém menor teor de
hidrogênio e maior de oxigênio do que a matéria amorfa.
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– LENHOSA ‐ partículas de aspecto lenhoso. Gera exclusivamente gás e
somente sob severas condições de temperatura. Tem baixo teor de
hidrogênio e alto de oxigênio.
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♣ MATURAÇÃO DA MATÉRIA ORGÂNICA:
– Fenômenos termoquímicos:
Matéria Orgânica
Querogênio
(-)
Temperatura
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Petróleo
(+)
♣ CLASSIFICAÇÃO QUANTO À MATURIDADE DA MATÉRIA
ORGÂNICAORGÂNICA:
 Rochas Imaturas ‐ condições termoquímicas
foram inadequadas à geração de quantidades
significativas de petróleo.
 Rochas Maturas ‐ condições termoquímicas
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foram adequadas à geração de quantidades
substanciais de petróleo.
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• FATORES QUE CONTROLAM A PRESERVAÇÃO DA MATÉRIA
ORGÂNICA
Ar atmosférico é muito oxidante, contém 21% de
oxigênio. Difunde‐se facilmente nos sedimentos
continentais destruindo rapidamente a matéria
orgânica.
Os sedimentos marinhos e lacustres são por isso
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Os sedimentos marinhos e lacustres são, por isso,
os únicos aptos a se tornarem rochas
potencialmente geradoras de petróleo.
Preservação da Matéria Orgânica
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Ambientes Anóxicos– bacias restritas
– lagos com estratificação perene
– zonas de oxigenação mínima
– oceanos abertos em períodos de anoxia global (ex: Cretáceo Médio)
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Efeito do binômio (Tempo / Temperatura)
• A geração do petróleo por craqueamento do querogênio
depende da História de TEMPO E TEMPERATURA à qual foi
submetida a rocha geradora
– rochas geradoras podem gerar petróleo a baixas temperaturas (abaixo
de 100°C) se o tempo geológico for longo (dezenas a centenas de
milhões de anos)
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– rochas geradoras recentes (Mioceno ao presente) podem gerar
petróleo em poucos milhões de anos se as temperaturas às quais
foram submetidas são elevadas (acima de 120 °C)
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1000
Fundo do mar
Poço APoço A Poço BPoço B Poço DPoço DPoço CPoço C
Dinâmica do sistema petrolífero do PósDinâmica do sistema petrolífero do Pós--salsal
2000
SAL 
(selo)
3000
SAL
(selo)
Rochas sedimentares pósRochas sedimentares pós--salsal
Pr
of
. 
(m
)
Pr
of
. 
(m
)
25
4000
6000
Janela de 
sal
Rochas geradoras
2200 Fundo do mar
Poço APoço A Poço BPoço B Poço CPoço C
Dinâmica do sistema petrolífero do PréDinâmica do sistema petrolífero do Pré--salsal
3000
5000
Pr
of
. 
(m
)
Pr
of
. 
(m
)
Topo do sal
SAL
(selo)
Rochas Rochas sedimentaressedimentares póspós--salsal
26
5000
7000
Reservatório
Rochas geradoras
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Para que um sistema petrolífero seja efetivo é necessário que
haja uma ordem ou sincronismo temporal entre os diversos processos:
o reservatório e a trapa devem existir antes do processo de migração
dos hidrocarbonetos. Por isso é tão importante a reconstituição
temporal da história evolutiva da bacia e a identificação de seus
principais eventos tectônico-sedimentares ao longo do tempo
27
p p g p
geológico.
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Quadro de Eventos 
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Quadro de Eventos 
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GEOQUÍMICA 
DO
PETRÓLEO
32
Visa caracterizar o potencial gerador das rochas
geradoras e rastrear as rotas de migração do
hidrocarboneto da geradora ao reservatório.