PO Aula 1

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PETRÓLEO
- INTRODUÇÃO –
Aula 1
Prof. Filipe Nery
PETRÓLEO
O petróleo (do latim petroleum, “óleo da pedra”) é uma combinação complexa de 
hidrocarbonetos com cadeias carbônicas de diversos comprimentos, que podem 
ser abertas, fechadas ou com ramificações.
É uma substância viscosa, menos densa que a água, com cheiro característico e de 
cor variando entre o negro e o castanho escuro.
Também pode conter quantidades pequenas de nitrogênio (N), oxigênio (O), 
compostos de enxofre (S) e metais, principalmente níquel (Ni) e vanádio (V). 
PETRÓLEO
Exemplos de hidrocarbonetos presentes no petróleo: 
Hidrocarbonetos (biomarcadores): 
57% alifáticos e 29% aromáticos 
Resinas e asfaltenos: 12% 
Enxofre: 2% 
(incorporado em compostos tiofênicos)
Porfirinas e fenóis (traços)
PETRÓLEO
Exemplos de hidrocarbonetos presentes no petróleo: 
Asfaltenos Resinas
ORIGEN DO PETRÓLEO
• O petróleo é encontrado em regiões cujo subsolo é constituído de grande
quantidade de rochas sedimentares.
• O petróleo é constituído basicamente por hidrocarbonetos, muito pouco comuns
na natureza.
• No óleo bruto estão presentes compostos que se decompõem acima de 200ºC, o
que leva a admitir que esta temperatura não tenha sido ultrapassada no processo
de formação do petróleo.
ORIGEN DO PETRÓLEO
• TEORIA ORGÂNICA
₋ o petróleo se forma a partir de material orgânico soterrado. Com o incremento de
temperatura e tempo, as moléculas são quebradas, gerando compostos orgânicos
líquidos e gasosos.
› Resíduos orgânicos acumulados no passado em depressões da crosta terrestre e
que posteriormente foram cobertos por sedimentos.
› Sedimentos são resultado da erosão de rochas antigas e de microorganismos de
natureza animal ou vegetal, e foram acumulados durante milhões de anos em
fundos de lagos ou mares pobres em oxigênio e se converteram em rochas.
› A ação do tempo e da pressão da crosta terrestre atuantes sobre o
material depositado, transformaram os resíduos em massas homogêneas
viscosas de coloração negra, denominadas jazidas de petróleo.
ORIGEN DO PETRÓLEO
Os reservatórios de petróleo estão 
relacionados às rochas 
sedimentares e às bacias 
sedimentares
FORMAÇÃO E COMPOSIÇÃO DO PETÓLEO
• Formação a partir da matéria orgânica de origem marinha (microalgas) e plantas 
terrestres. 
₋ Produção máxima de fitoplâncton (microrganismos em suspensão na água): 
› Período Jurássico – Cretáceo (213 a 65 milhões de anos) 70 %
₋ Elevação dos níveis dos mares, inundando grandes depressões territoriais 
₋ Condições favoráveis à preservação da matéria orgânica (pressão e temperatura)
FORMAÇÃO E COMPOSIÇÃO DO PETÓLEO
• O processo de geração do petróleo como um todo é resultado da transformação 
da matéria orgânica com a contribuição do fluxo de calor oriundo do interior da 
terra.
• Restos de organismos se depositam nos 
fundos de lagos e/ou mares e são decompostos 
por bactérias aeróbicas
FORMAÇÃO E COMPOSIÇÃO DO PETÓLEO
• Ambiente de formação do petróleo: 
₋ Pobre de O2 . 
₋ Bacias fechadas, oxigenadas na parte superior. 
₋ Fundo isento de correntes.
₋ Seres de vida planctônica (algas, flagelados) que ao morrer, sofrem putrefação 
incompleta, formando gás sulfídrico (H2S). 
₋ Lama putrefata: fase inicial da formação do petróleo. 
₋ Altas P e T: 
₋ Perda gradual do N e O, aumentando o teor relativo de C e H. 
FORMAÇÃO E COMPOSIÇÃO DO PETÓLEO
FORMAÇÃO E COMPOSIÇÃO DO PETÓLEO
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FORMAÇÃO E COMPOSIÇÃO DO PETÓLEO
• Principais estágios de transformação de matéria orgânica:
₋ Diagênese (65 °C) – Decomposição microbiana.
› Alterações físico-químicas e biológicas da matéria orgânica e minerais que
ocorrem em sedimentos após a deposição.
› Atividade bacteriana que transforma matéria orgânica em querogênio, formando
metano bioquímico
› Proteínas e carboidratos → aminoácidos e açúcares
› Lípidios → glicerol e ácidos graxos
› Lignina → fenóis e ácidos aromáticos
› Produto final do processo de diagênese: querogênio
FORMAÇÃO E COMPOSIÇÃO DO PETÓLEO
• Principais estágios de transformação de matéria orgânica:
FORMAÇÃO E COMPOSIÇÃO DO PETÓLEO
• Principais estágios de transformação de matéria orgânica:
₋ Diagênese (65 °C) – Decomposição microbiana.
› Querogênio:
• fração insolúvel da matéria orgânica presente nas rochas sedimentares (cadeias
alifáticas);
• macromolécula tridimensional constituída por ‘’núcleos’’ aromáticos (camadas
paralelas de anéis aromáticos condensados), ligados por ‘’pontes’’ de cadeias
alifáticas lineares ou ramificadas
• O querogênio é a forma mais importante de ocorrência de carbono orgânico na
Terra, sendo 1000 vezes mais abundante do que o carvão e o petróleo somados.
› Betume: fração solúvel, composta por hidrocarbonetos e não-hidrocarbonetos
FORMAÇÃO E COMPOSIÇÃO DO PETÓLEO
• Principais estágios de transformação de matéria orgânica:
₋ Catagênese (165 °C) –
› Aumento da temperatura e pressão.
› Alteração térmica da matéria orgânica (50 a 150 °C).
› Condições favoráveis à geração do óleo a partir do querogênio presente na rocha
geradora (após milhões de anos).
• Ocorre a quebra das moléculas de querogênio, gerando hidrocarbonetos
líquidos e gás.
• Perda das cadeias alifáticas
› Geração de hidrocarbonetos líquido e gás
FORMAÇÃO E COMPOSIÇÃO DO PETÓLEO
• Principais estágios de transformação de matéria orgânica:
₋ Metagênese (210 °C) – Produção de gás natural (gás leve). Principalmente metano.
Carbono residual.
› ocorre quebra das moléculas de hidrocarbonetos líquidos, transformando-os em
gás leve
₋ Mertamorfismo (> 210 °C): e degradação do hidrocarboneto gerado,
› Produtos: grafite, gás carbônico e algum resíduo de CH4
FORMAÇÃO E COMPOSIÇÃO DO PETÓLEO
FORMAÇÃO E COMPOSIÇÃO DO PETÓLEO
• Óleo e gás são formados pelo craqueamento térmico de compostos orgânicos 
acumulados em rochas sedimentares 
₋ Algas = Rico em Hidrogênio = Óleo 
₋ Madeira = Pobre em Hidrogênio = Gás
₋ Querônio
FORMAÇÃO E COMPOSIÇÃO DO PETÓLEO
REQUISITOS PARA ACUMULAÇÃO PETROLÍFERA
• Para que se forme uma acumulação petrolífera são necessários 6 requisitos: 
₋ Presença de rochas geradoras 
₋ Presença de rochas reservatório 
₋ Presença de rochas capeadoras – barreira
₋ Migração. 
₋ Trapas ou armadilhas. 
₋ Relações temporais adequadas
REQUISITOS PARA ACUMULAÇÃO PETROLÍFERA
• Para que se forme uma acumulação petrolífera são necessários 6 requisitos: 
₋ Presença de rochas geradoras (Argilas e Folhelhos). 
₋ Presença de rochas reservatório (Arenitos e carbonatos). 
₋ Presença de rochas capeadoras – barreira (Folhelhos e sal).
₋ Migração. 
₋ Trapas ou armadilhas. 
₋ Relações temporais adequadas
Armadilha para a 
acumulação de petróleo 
e/ou gás
ROCHA GERADORA
• ROCHAS SEDIMENTARES
₋ Depósitos petrolíferos em toda a Terra
› Melhores condições de porosidade e permeabilidade
₋ Formação: deposição de areias, argilas, carbonatos e outros materiais, carregados 
pelas águas, vento ou neve. 
• Os requisitos básicos para a ocorrência das rochas geradoras são:
₋ Produção da matéria orgânica
₋ Acumulação da matéria orgânica
₋ Preservação da matéria orgânica
• Rocha que possui matéria orgânica em qualidade, quantidade, maturidade e tem 
capacidade de expelir o petróleo gerado.
ROCHA GERADORA
Rocha sedimentar 
ACUMULAÇÃO PETROLÍFERA
• Para se ter uma acumulação de petróleo é necessário que, após o processo de 
geração, ocorra a migração e que esta tenha seu caminho interrompido pela 
existência de algum tipo de armadilha geológica.
• Tipos de migração:
₋ Migração Primária: é a expulsão do petróleo da rocha geradora.› Expulsão da água das rochas geradoras, levando consigo o petróleo, durante o 
processo de compactação. 
› Microfraturamento das rochas geradoras. Isto explicaria o fluxo através do meio 
de baixíssima permeabilidade, como as rochas argilosas (folhelhos). 
ACUMULAÇÃO PETROLÍFERA
• Para se ter uma acumulação de petróleo é necessário que, após o processo de 
geração, ocorra a migração e que esta tenha seu caminho interrompido pela 
existência de algum tipo de armadilha geológica.
• Tipos de migração:
₋ Migração Secundária: é o percurso ao longo de uma rocha porosa e permeável até 
ser interceptado e contido por uma armadilha geológica.
₋ Migração Terciária: a não contenção do petróleo em sua migração permitiria seu
percurso continuado em buscas de zonas de menor pressão até se perder através de
exsudações, oxidação e degradação bacteriana na superfície.
ACUMULAÇÃO PETROLÍFERA
ROCHA RESERVATÓRIO
• Atendidas as condições de geração e migração, para que se dê a acumulação do
petróleo, existe a necessidade de que alguma barreira se interponha no seu
caminho, que é produzida pela rocha selante cuja a característica principal é a
baixa permeabilidade.
• Além da impermeabilidade, a rocha selante deve ser dotada de plasticidade,
característica que a capacita a manter sua condição selante mesmo após ser
submetida a esforços e deformações sem se fraturar.
• Duas classes de rochas são selantes por excelência:
₋ Folhelhos
₋ Evaporitos (sal)
₋ A eficiência selante de uma rocha não depende só da espessura, mas também
de sua extensão.
ARMADILHAS OU TRAPAS
• São situações geológicas estruturais, estratigráficas e mistas ou combinadas que
propiciam condições para existência de acumulações petrolíferas não permitindo
que o óleo migre para superfície.
• Armadilhas estruturais: São as armadilhas estruturais em uma bacia, as que
detêm maiores volumes de petróleo e são respostas aos esforços e deformações
da crosta terrestre (ex: dobras, falhas, intrusões etc.).
• Armadilhas estratigraficas: São intercalações de camadas sedimentares porosas
e impermeáveis (ex: arenitos e folhelhos).
ARMADILHAS OU TRAPAS
RELAÇÃO TEMPORAL 
• Uma acumulação comercial de petróleo só é possível através de uma sequência
de eventos que devem ocorrer em uma ordem pré-determinada.
• Se esta sequência não for obedecida, a acumulação comercial não é possível.
• Exemplo:
₋ se uma trapa for formada após a migração de petróleo, ela será seca, não terá
petróleo para acumular.
› uma trapa formada muito tarde na história de uma bacia não é atrativa do ponto
de vista exploratório.
PROPRIEDADES DOS RESERVATÓRIOS 
1. POROSIDADE
₋ Percentagem ou fração de espaço vazio da rocha ocupado por fluidos (água, gás, 
óleo, ar) em relação ao volume total da rocha. 
₋ Porosidade absoluta – Engloba todos os vazios (interligados ou não). 
₋ Porosidade efetiva – Exclusivamente poros interconectados entre si. 
IMPORTANTE PARA ESTUDOS DE RESERVATÓRIOS
PROPRIEDADES DOS RESERVATÓRIOS 
1. POROSIDADE
PROPRIEDADES DOS RESERVATÓRIOS 
2. PERMEABILIDADE
₋ Medida da capacidade de fluxo de fluidos através de uma rocha;
₋ Não há qualquer relação entre a porosidade de uma rocha e sua permeabilidade 
(exceto que a rocha deve ter porosidade ≠ 0 para se ter permeabilidade ≠ zero).
₋ Permeabilidade absoluta 
₋ Permeabilidade efetiva 
₋ Permeabilidade relativa
TERMOS USADOS NA INDÚSTRIA DO PETRÓLEO 
• UPSTREAM:
₋ Atividades de: Exploração e Explotação
› Exploração: processo de busca de acumulações de HC’s
› Explotação (desenvolvimento): processo de recuperação das reservas através de 
estudos geológicos e de perfuração.
• DOWNSTREAM:
₋ Atividades de refino, petroquímica, transporte, distribuição, comercialização. 
• MIDSTREAM: 
₋ atividades de transporte
TERMOS USADOS NA INDÚSTRIA DO PETRÓLEO 
PROSPECÇÃO EXPLORAÇÃO
TERMOS USADOS NA INDÚSTRIA DO PETRÓLEO 
• ACUMULAÇÃO: 
₋ Trapa que pode se tornar economicamente viável
• PLAY: 
₋ modelo geológico em uma área relativamente grande de uma bacia, em que fatores 
combinam-se para gerar uma acumulação economicamente viável de petróleo.
• PROSPECTO: 
₋ Área de uma bacia com situação geológica conhecida e detalhada por geofísica e 
geologia, a ser testada pela perfuração de poço. Se a perfuração dos prospectos 
resultar em sucesso indica mais locais para perfuração
TERMOS USADOS NA INDÚSTRIA DO PETRÓLEO
• BARRIL (bbl)
₋ boe: barris de óleo equivalente. 
› Normalmente usado para expressar volumes de petróleo e gás natural na mesma 
unidade de medida (barris) pela conversão do gás à taxa de 1.000 m3 de gás para 
1 m3 de petróleo. 
1 m3 de petróleo = 6,289941 barris de petróleo
₋ Boepd: Barris de óleo equivalente por dia. 
₋ Bpd: Barris por dia. 
Bbl m3 l
bbl 1 0,15898 158,984
m3 6,28994 1 1000
l 0,00628 0,001 1
TERMOS USADOS NA INDÚSTRIA DO PETRÓLEO
• RESERVA
• RESERVA PROVADA
• BLOCO
• CAMPO
• RESERVATÓRIO
• RESERVATÓRIO DE PETRÓLEO
• RESERVATÓRIO DE GÁS
• RESERVA
• RESERVAS PROVADAS
• RESERVAS PROVÁVEIS
• RESERVAS POSSÍVEIS
• VOLUME RECUPERÁVE
• ÍNDICE DE SUCESSO EXPLORATÓRIO
TERMOS USADOS NA INDÚSTRIA DO PETRÓLEO 
• Etapas
Nível de maturação – Formação do petróleo
COMPOSTOS DO PETRÓLEO
COMPOSTOS DO PETRÓLEO
Asfaltenos Resinas
COMPOSTOS DO PETRÓLEO
CLASSES DO PETRÓLEO
CLASSES DO PETRÓLEO
PROPRIEDADES
• Massa específica
₋ É a relação entre a massa de um material e o volume ocupado pelo mesmo. Tem a
dimensão de unidade de massa por volume, por exemplo, a massa específica da
água doce à 20°C e 1 atm é igual a 1 kg/litro, ou seja, nessas condições 1kg de água
ocupará um volume equivalente a 1 litro.
• Densidade
₋ É a relação entre a massa específica de uma substância e a massa epecífica da água
doce. Por exemplo, se a massa específica de um óleo é igual a 0,85 kg/litro então sua
densidade será calculada da seguinte forma:
› d = (0,85 kg/litro) / (1,00 kg/litro) então,
› d = 0,85 ou seja,
› A densidade é uma grandeza adimensional.
PROPRIEDADES
• Grau API (° API)
₋ É uma propiedade relacionada com a densidade dos derivados de petróleo. Foi 
criada pelo American Petroleum Institute e serve como parâmetro de classificação 
de petróleos e derivados.
₋ onde d é a densidade do óleo ou de um derivado do petróleo.
5.131
5.141
60/60

od
API
PROPRIEDADES
5,131 
141,5
 APIº
o


elevados. APIº baixos leves Óleos
baixos; APIº elevados pesados Óleos
 o
 o




) 10º APIº ( 1,00 - pesado extra Petróleo -
) 22º APIº 10º ( 1,00 0,92 - pesado Petróleo -
) 31º APIº 22º ( 0,92 0,87 - mediano Petróleo -
) 31º APIº ( 0,87 - leve Petróleo -
o
o
o
o








PERFIL BRASILEIRO
DERIVADOS
• Downstream
DERIVADOS
DERIVADOS
Asfalto: 11°API Óleo bruto pesado: 18°API Óleo bruto leve: 36°API 
Nafta: 50°API Gasolina: 60°API