Noções Básicas de Geologia e Métodos de Pesquisa Aplicados ao Petróleo

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Noções Básicas de Geologia e 
Métodos de Pesquisa Aplicados ao Métodos de Pesquisa Aplicados ao 
Petróleo
Keila Regina Santana
Engenharia de Petróleo
DCAT/UFERSA
Principais Etapas da indústria do petróleoPrincipais Etapas da indústria do petróleo
→ Exploração
→ Perfuração
→ Desenvolvimento
Introdução a engenharia do Petróleo
Profa.Keila Regina Santana DCAT/UFERSA
→ Produção
→ Transporte
→ Refino do Petróleo e Processamento de gás
Exploração do PetróleoExploração do Petróleo
Definição
Conjunto de operações ou atividades destinadas a avaliar áreas
objetivando a descoberta e identificação das jazidas.
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Geologia
Geologia
É uma ciência que estuda o planeta terra, a sua origem, a sua estrutura, os
materiais constituintes e a história neles registradas ao longo dos ciclos de
processos que os modificam.
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Rocha
É um agregado sólido que ocorre naturalmente e é constituído por um ou
mais minerais.
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1.1 Tipos de Rochas
� Rochas ígneas ou magmáticas
Resultam da consolidação do magma. Ex.: Granito, Diabásio, Quartzo, 
Basalto, Pegmatito, etc.
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GRANITO
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� Rochas metamórficas
são o produto da transformação de qualquer tipo de rocha levada a um
ambiente onde as condições físicas (pressão, temperatura) são muito distintas
daquelas onde a rocha se formou.
São produtos da transformação das rochas ígneas ou sedimentares sob a
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São produtos da transformação das rochas ígneas ou sedimentares sob a
ação da temperatura, pressão, chuvas, agentes químicos ou mecânicos, ventos,
etc. Ex.: Quartzito, Mármore, Ardósia, etc.
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� Rochas metamórficas
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ANDESHIMALAIA
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1.1 Tipos de Rochas
Rochas sedimentares
São rochas formadas a partir de fragmentos da rochas ígneas, metamórficas e
até mesmo sedimentares, carreados pelos rios ao longo de milhões de anos e
depositados nos leitos dos oceanos, mares e águas interiores, sob a forma de lama,
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depositados nos leitos dos oceanos, mares e águas interiores, sob a forma de lama,
material particulado muito fino (silte), areias, conglomerados, conchas, etc.
A continuidade do processo de transporte e sedimentação desse material ao
longo de milhões de anos, resultou na compactação das camadas inferiores,
propiciando a formação de camadas de rochas, denominadas de rochas
sedimentares, com características bem definidas.
Ex.: Folhelhos, Arenitos, Conglomerados, Calcários, etc.
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1.1 Tipos de Rochas
Rochas sedimentares
A transformação dos sedimentos inconsolidados (p. ex. areia) em rochas
sedimentares (p. ex. arenito) é denominada DIAGÊNESE, sendo causada por
compactação e cristalização de materiais que cimentam os grãos dos sedimentos.
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SEDIMENTOS
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1.2 Classificação das rochas sedimentares sob o ponto de vista da geração e
acumulação do petróleo
� Rocha matriz ou geradora
Ex.: folhelhos e carbonatos.
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Ex.: folhelhos e carbonatos.
� Rocha reservatório
Ex.: arenitos e carbonatos.
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1.3 Teorias da origem do petróleo
1.3.1 Teoria da origem orgânica
Essa é a teoria mais aceita dentre outras explicações para a formação do
petróleo. A matéria orgânica depositada com os sedimentos é convertida por
processos bacterianos e químicos, durante o soterramento, num polímero
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processos bacterianos e químicos, durante o soterramento, num polímero
complexo chamado de querogênio. Este processo é acompanhado por remoção
da água e compactação dos sedimentos. “O querogênio, por sua vez, é
convertido em hidrocarbonetos por craqueamento térmico a maiores
profundidades e temperaturas relativamente elevadas.”
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1.3.1 Teoria da origem orgânica (cont.)
Nessas condições, e com o passar de milhões de anos, sob a ação das
pressões das camadas que continuaram a se depositar, da temperatura e
ação bacteriana, a matéria orgânica aprisionada transformou-se em
compostos de hidrocarbonetos.
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Processo de Transformação
→ Na faixa de temperaturas mais baixas, até 65°C, predomina a atividade bacteriana que
provoca a reorganização celular e transforma a matéria orgânica em querogênio. O
produto gerado é o “metano bioquímico” ou biogênio. Este processo é denominado de:
DIAGÊNESE.
→ O incremento de temperatura, até 165°C, é determinante da quebra das moléculas de
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→ O incremento de temperatura, até 165°C, é determinante da quebra das moléculas de
querogênio e resulta na geração de hidrocarbonetos líquidos e gás, o processo é
CATAGENESE.
→ A continuação do processo, avançando até 210°C, propicia a quebra das moléculas de
hidrocarbonetos líquidos e sua transformação em gás leve, o processo éMETAGENESE.
→ Ultrapassando essa fase, a continuação do incremento de temperatura leva à degradação
do hidrocarboneto gerado, deixando como remanescente grafite, gás carbônico e algum
resíduo de gás metano: METAMORFISMO.
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1.3.2 Teoria da origem inorgânica do petróleo e gás
Segundo essa teoria os hidrocarbonetos foram formados a grandes profundidades,
a partir de materiais que foram incorporados por ocasião da formação da Terra.
Principais argumentos dos defensores dessa teoria
1. O metano já foi encontrado em áreas onde seria improvável uma origem
biogenética.
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biogenética.
2. Algumas jazidas de petróleo encontradas a grandes profundidades e a altas
temperaturas, carecem de evidências biológicas.
3. As jazidas de hidrocarbonetos encontradas em áreas muito extensas apresentam,
freqüentemente, características químicas comuns, independentemente da
composição variada e da idade geológica das formações nas quais o petróleo é
encontrado.
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1.3.2 Teoria da origem inorgânica do petróleo e gás
4. Acredita-se que, face às grandes jazidas já encontradas e aserem
descobertas os resíduos orgânicos não seriam suficientes para justificar a
sua existência.
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1.3.3 Fatores essenciais para a ocorrência de uma acumulação de petróleo numa 
bacia sedimentar
→ Rocha geradora;
→ Geração de hidrocarbonetos;
→ Migração primária;
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→ Migração primária;
→ Rocha reservatório
→ Armadilhas;
→ Rocha capeadora;
→ Migração secundária.
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1.3.3.1. Rocha geradora
Contêm matéria orgânica (querogênio), em quantidade e qualidade,
tendo sofrido uma evolução térmica adequada para geração/expulsão de
quantidades significativas de petróleo. São preferencialmente folhelhos,
margas e calcilutitos.
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margas e calcilutitos.
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A ORIGEM DO PETRÓLEO
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Rocha fonte rica em
matéria orgânica
Matéria orgânica
termalmente
maturada
Óleo
TIPOS DE PETRÓLEO
Óleo e gás são formados pelo craqueamento térmico de compostos orgânicos
acumulados em rochas sedimentares
Algas = Rico em Hidrogênio = Óleo
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Madeira = Pobre em Hidrogênio = Gás
Algas = Rico em Hidrogênio = Óleo
Tipos de Querogênio
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1) Se existe uma acumulação significativa de hidrocarbonetos, deve existir
uma rocha geradora associada a esta acumulação;
2) As rochas potencialmente geradoras são ricas em matéria orgânica e
contêm querogênio bastante rico em hidrogênio para se converter em
Resumo dos pontos fundamentais para acumulação e
preservação da matéria orgânica nos sedimentos:
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contêm querogênio bastante rico em hidrogênio para se converter em
óleo durante a maturação térmica;
3) Somente o teor de carbono orgânico não basta para definir uma rocha
geradora. A qualidade é igualmente importante.
Realizada por análises geoquímicas específicas: COT (carbono orgânico total),
pirólise, reflectância da vitrinita, índice de alteração térmica e cromatografia da
fase gasosa.
- COT: 1ª. Análise a ser efetuada (se em FLH > 1% ou 0,5% em carbonatos, vai
para pirólise). Alguns autores recomendam > 2% FLH.
Identificação de rochas geradoras nas bacias sedimentares
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- Pirólise: O material utilizado é o folhelho e calcário pulverizados,
provenientes de amostras de calha e testemunho dos poços de petróleo. A
análise simula o processo natural de maturação da matéria orgânica,
envolvendo temperaturas experimentais consideravelmente maiores (300 a
550oC) do que as normalmente observadas em subsuperfície, permitindo a
ocorrência de reações termoquímicas num curto espaço de tempo (25
minutos). Neste intervalo de tempo, são liberadas e registradas três porções
de gases através de picos, produzindo um pirograma.
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Pirograma
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-Pico P1: hidrocarbonetos já gerados.
-Pico P2: Mede-se através deste pico a temperatura mais alta (T Max) em que
ocorre a produção máxima de hidrocarbonetos obtida durante a pirólise. A área S2
fornece o potencial gerador residual: Índice em kg de HC / ton. de rocha – Pobre:
0 a 5; Médio: 6 a 10; Bom: 11 a 20; Muito bom: Acima de 20.
-Pico S3: corresponde ao CO2 produzido pela pirólise da matéria orgânica na rocha,
cuja quantidade é fornecida pela área S3.
Índice de produção
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Diagrama de Van Krevelen (1962)
INDICE DE HIDROGÊNIO
IH =(S2/COT) x 100 
mgHC/gCOT
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mgHC/gCOT
INDICE DE OXIGÊNIO
IO =(S3/COT) x 100 mg 
CO2/gCOT
1.3.3.2. Rochas carreadoras
Rochas porosas e permeáveis que, estando em uma situação geológica
adequada (sem armadilha, mas capeada), permitem que o petróleo
expulso das geradoras migre até a trapa. São preferencialmente arenitos
ou carbonatos porosos.
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ou carbonatos porosos.
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1.3.3.3. Rochas Reservatório
São capazes de conter e transmitir fluidos que, estando numa situação
geológica adequada (fazendo parte da trapa e capeadas adequadamente)
permitem que o petróleo seja produzido e possa ser produzido
comercialmente
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comercialmente
Propriedades essenciais:
• Porosidade
• Permeabilidade
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Rocha Reservatório
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Porosidade
Proporção de vazios (não ocupados por grãos, matriz e cimento) em relação
à rocha total (%) → volume de fluidos contido na rocha.
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POROSIDADE ABSOLUTA Razão entre o volume de todos osporos e o volume total de rocha.
POROSIDADE EFETIVA
Razão entre o volume dos poros
interconectados e o volume total de
rocha.
POROSIDADE
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rocha.
POROSIDADE PRIMÁRIA Desenvolvida na conversão do
material sedimentar em rocha.
POROSIDADE SECUNDÁRIA Resultante de processos geológicos
subseqüentes à deposição.
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Fatores que afetam a porosidade:
� Arranjo dos grãos;
� Forma dos grãos;
POROSIDADE
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� Tamanho dos grãos;
� Seleção;
� Materiais cimentantes.
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Permeabilidade
É uma medida de capacidade de se deixar atravessar por fluidos.
Lei de Darcy:
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Onde:
K – permeabilidade absoluta
μ – Viscosidade do fluido
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1.3.3.4. Rochas Selantes
São rochas com baixas permeabilidades que não permitem (ou retardam
muito) a migração secundária do petróleo. Caso estejam associadas
adequadamente (estrutural ou estratigraficamente) às rochas reservatório
formam a trapa.
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formam a trapa.
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1.3.3.5. Rochas de Sobrecarga
São rochas sobrejacentes que exercem pressão litostática.
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1.3.3.6. Migração Primária
Ocorre dentro da rocha geradora, em distâncias relativamente curtas. o
deslocamento de petróleo se dá por microfissuras. Quando o mesmo sai das
geradoras, chama-se expulsão.
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geradoras, chama-seexpulsão.
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1.3.3.6. Migração Secundária
Corresponde ao processo de movimentação do hidrocarboneto (óleo ou gás)
nas camadas carreadoras e nas rochas reservatórios após a sua expulsão da
rocha geradora.
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rocha geradora.
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RESUMO: 
A)PETRÓLEO É GERADO POR SOTERRAMENTO (→ AQUECIMENTO) AO LONGO
DO TEMPO GEOLÓGICO, A PARTIR DA MATÉRIA ORGÂNICA CONTIDA EM
ROCHAS ARGILOSAS (FOLHELHOS)
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B) PETRÓLEO É EXPULSO E MIGRA PARA ROCHAS POROSAS E PERMEÁVEIS
(ARENITOS)
C) PETRÓLEO ACUMULA-SE EM ARMADILHAS, CONTIDO POR ROCHAS
IMPERMEÁVEIS (FOLHELHOS)
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