Bacias Sedimentares Petrolíferas no Brasil

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Maio/2016 
Bacias Sedimentares 
Petrolíferas do Brasil 
Conteúdo 
• Sistema Petrolífero de uma Bacia 
Sedimentar 
 
• Métodos Geofísicos Usados na 
Prospecção de Petróleo 
 
• A Perfuração do Poço de Petróleo 
 
• Avaliação das Formações Petrolíferas 
do Poço 
 
• Perfilagem Geofísica do poço de 
Petróleo 
 
Maio/2016 
Bacias Sedimentares 
Petrolíferas do Brasil 
• Sistema Petrolífero de uma Bacia 
Sedimentar 
 
• Métodos Geofísicos Usados na 
Prospecção de Petróleo 
 
• A Perfuração do Poço de Petróleo 
 
• Avaliação das Formações 
Petrolíferas do Poço 
 
• Perfilagem Geofísica do poço de 
Petróleo 
 
 Conteúdo 
 
Sistema Petrolífero de uma Bacia Sedimentar 
 
Sistema Petrolífero 
Origem do Petróleo 
Sua origem se dá a partir de matéria orgânica, animal e vegetal (principalmente algas), soterrada 
pouco a pouco por sedimentos caídos no fundo de antigos mares ou lagos, em condições de ausência 
de oxigênio, que se ali existisse, poderia destruí-los por oxidação. Graças à temperatura e à pressão 
causada pelo soterramento prolongado, de modo que praticamente só restaram o carbono e o 
hidrogênio, combinaram-se para formar o petróleo ou gás. 
A natureza complexa do Petróleo é 
resultado de mais de 1200 combinações 
diferentes de hidrocarbonetos. 
Ele possui certas características 
especiais: por ser fluido pode migrar 
para a além de sua fonte geradora e 
acumular-se em estruturas 
sedimentares. O Petróleo ocorre 
normalmente em rochas sedimentares 
depositadas sob condições marinhas. 
Sistema Petrolífero 
Plataforma Continental 
Chama-se plataforma continental à porção dos fundos marinhos que começa na linha de costa e 
desce com um declive suave até ao talude continental (onde o declive é muito mais pronunciado, 
descendo para as regiões pelágicas e abissais). 
Em média, a plataforma continental desce até uma profundidade de 200 metros e tem largura média 
de 65 a 100 km e é formada por: Acumulações finas de sedimentos de deposição fluvial. 
Para que ocorra jazida são necessários: 
• Rocha geradora; 
• Temperatura e tempo suficientes para que 
ocorra a maturação e geração; 
• Rocha reservatório; 
• Estrutura de migração entre a rocha 
geradora e reservatório; 
• Petróleo, água e gás em movimento ou com 
Petróleo, capacidade móvel para ocupar os 
poros. 
• Estrutura que promova a acumulação 
(armadilha); 
• Rocha selante. 
Continente 
Sistema Petrolífero 
Rocha Geradora 
São rochas de granulação muito fina (folhelhos e calcáreos), cuja a matéria orgânica se transforma em 
petróleo. 
Para uma rocha ser classificada como geradora, ela deve conter teor orgânico de carbono superior a 
1% e ser submetida a condições termoquímicas adequadas ao processo de transformação da matéria 
orgânica em petróleo. 
A temperatura mínima estimada em 80ºC e máxima de 210ºC, onde todo o petróleo líquido é 
destruído. 
Amostra de folhelho, grãos do tamanho 
argila e laminas finas e paralelas esfoliáveis 
Sistema Petrolífero 
Maturação da Matéria Orgânica 
Diagênese (início da decomposição da matéria orgânica) 
 Poucas centenas a 2000 m. 
 Na fase inicial, principalmente atividade bacteriana. 
 Início da produção do Querogênio.. 
Catagênse (óleo cru começa a ser formado) 
 Profundidades de vários km. Pressões de 300 a 1500 bar. 
 Temperaturas de 50 a 150º C. 
 Querogênio produz inicialmente óleo e posteriormente gás e condensado, em todas as 
fases o metano também é produzido. 
Metagênse (estágio final da formação do óleo cru e gás) 
 Profundidades de várias dezenas de km. 
 Pressões e temperaturas elevadas. 
 Querogênio transforma-se em metano e resíduo de carbono. 
São as fases onde a rocha geradora começa a sofrer o processo termoquimico para a geração e 
expulsão dos hidrocarbonetos. A maturação se divide em três fases: 
Sistema Petrolífero 
Rocha reservatório 
É aquela capaz de conter transmitir fluidos, que podem ser óleo ou gás. As rochas devem ser porosas 
e permeáveis permitindo que o petróleo seja acumulado e extraído (ex. arenitos e calcoarenito). 
Caracterizam-se por apresentar espaços vazios, poros e fissuras interligados e pelos quais possa 
haver a circulação de hidrocarbonetos e a água. 
(Microfotografia de uma rocha - 
reservatório contendo óleo) 
Sistema Petrolífero 
Porosidade 
Porosidade é a relação entre o espaço poroso e o volume total da rocha reservatório expressa em 
percentagem. 
Existem dois tipos de porosidade: 
• Primária: controlada pelo ambiente deposicional da rocha, selecionamento e a natureza do material 
da rocha. 
• Secundária: depende de acontecimentos posteriores à deposição da rocha, como fraturamento, 
dissolução, redeposição, cimentação e a compactação. 
 
Fotomicrografia de um arenito poroso. O poros 
estão destacados com corante azul. 
É nesse espaço poroso que se acumulam gás, 
óleo ou água. 
Sistema Petrolífero 
Permeabilidade 
A permeabilidade é a propriedade que permite a passagem do fluido pelos poros da rocha 
interconectados, denominados de porosidade efetiva. Ela mede a condutividade dos fluidos na rocha. 
Dessa forma, a rocha é denominada permeável quando os fluidos conseguem transitar através dos 
poros da rocha em um curto espaço de tempo. Uma rocha é considerada impermeável quando não 
permite a passagem dos fluidos através dela mesma (rocha selante). 
Se os poros das rochas estão em contato direto 
uns com os outros e se as fissuras estão 
abertas, o fluido circula com facilidade . 
Diz-se neste caso que a permeabilidade é alta. 
Sistema Petrolífero 
Migração 
Chamamos de migração o caminho que o petróleo faz do ponto onde foi gerado até onde será 
acumulado. Devido à alta pressão e temperatura, os hidrocarbonetos são expelidos das rochas 
geradoras, e migram para as rochas adjacentes. A partir da migração é que o petróleo terá chances de 
se acumular em um reservatório e formar reservas de interesse econômico. 
A migração ocorre em dois estágios: 
• Migração primária: movimentação dos hidrocarbonetos do interior das rochas fontes e para fora 
destas; 
• Migração secundária: em direção e para o interior das rochas reservatórios. 
A próxima etapa é a acumulação. Devido a 
falhas estruturais no subsolo, ou devido a 
variações nas propriedades físicas das 
rochas, o processo de migração é 
interrompido e os hidrocarbonetos vão se 
acumulando nas rochas reservatórios. 
Sistema Petrolífero 
Armadilhas ou Trapas 
São situações geológicas estruturais, estratigráficas e mistas que propiciam condições para existência 
de acumulações petrolíferas não permitindo que o óleo migre para superfície. A formação de quase 
todo tipo de armadilha envolve deformações da rocha reservatório. 
Armadilha Estrutural – o reservatório apresenta estruturas, como dobras e/ou falhas que, em 
associação com as rochas selantes permitem o acúmulo dos hidrocarbonetos. 
A formação das armadilhas estruturais pode se dar: 
• Por dobramento 
• Por falhamento normal ou inverso 
• Por fraturamento 
(Armadilha Estratigráficas - intercalações 
de camadas sedimentares porosas e 
impermeáveis - ex: arenitos e folhelhos) 
Sistema Petrolífero 
Rochas Selantes 
Atendido as condições de geração, migração e reservatório, para que se dê a acumulação do petróleo, 
existe a necessidade de 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 
capacita a manter sua condição selante mesmo após submetida a esforços determinantes dedeformações não se fraturam. 
Modelo final de um sistema petrolífero. 
 
Métodos Geofísicos Usados na Prospecção de Petróleo 
 
Métodos Geofísicos Usados na Prospecção de Petróleo 
Introdução 
Geofísica: 
 
“Ciência que se ocupa do estudo das estruturas do interior da terra e da localização 
nesta, de corpos delimitados pelos contrastes de algumas de suas propriedades físicas 
com as do meio circundante” 
 
Prospecção: 
 
Termo do âmbito da geologia, que é usado para descrever os métodos usados para 
descobrir os filões ou jazidas de uma mina 
Métodos Geofísicos Usados na Prospecção de Petróleo 
Métodos Geofísicos de Prospecção 
Métodos Geofísicos Usados na Prospecção de Petróleo 
Métodos Sísmicos 
Estudam a propagação das ondas sísmicas, nas diferentes camadas e estratos sedimentares; 
O contato entre diferentes tipos de corpos geológicos definem superfícies de separação onde as 
ondas sofrem refração, reflexão e difração. 
Métodos de sísmica: 
https://www.youtube.com/watch?v=vNQLNzCheQ8 
Métodos Geofísicos Usados na Prospecção de Petróleo 
Métodos Sísmicos 
Exemplo do resultado da sísmica. 
Métodos Geofísicos Usados na Prospecção de Petróleo 
Métodos Potenciais: Gravimetria 
O campo gravitacional depende de cinco fatores: 
• Latitude, 
• Elevação; 
• Topografia; 
• Marés; 
• Variações de densidade em subsuperfície. 
 
A gravimetria é área da Geofísica que estuda as variações da aceleração de gravidade sobre a 
superfície terrestre. 
 
Esquema simplificado do princípio do método 
gravimétrico 
Métodos Geofísicos Usados na Prospecção de Petróleo 
Métodos Potenciais: Magnetometria 
A magnetometria objetiva medir variações na intensidade do campo magnético terrestre. Essas 
variações são consequências da distribuição irregular de rochas magnetizadas na subsuperfície. 
 
Exemplo do resultado de uma 
magnetrometria. 
 
A Perfuração do Poço de Petróleo 
 
A Perfuração do Poço de Petróleo 
Conceitos e características 
Perfuração: 
 
Aumento na profundidade do poço; 
 
Aplicação de peso e rotação sobre a broca – destruir as rochas; 
 
Circulação de fluido – retirar os cascalhos destruídos pela broca e 
transportá-los até a superfície da plataforma. 
 
A Perfuração do Poço de Petróleo 
Tipos de poços 
Tipos de Poços 
A maioria das perfurações 
em águas profundas tem 
geometria horizontal, o que 
reduz em muito o número 
de poços do campo. 
Em média a produção de 
um poço horizontal 
equivale a 4X a de um poço 
vertical. 
A Perfuração do Poço de Petróleo 
Perfuração de Poços 
Brocas de Perfuração: 
Tem como objetivo promover a ruptura ou desagregação das rochas. 
 
Exemplos de brocas PDC e Tricônica respectivamente. 
 
A Perfuração do Poço de Petróleo 
Perfuração de Poços 
À esquerda: Bomba- Pressuriza o fluido para 
descer pelo interior da broca retornando pela 
coluna. 
 
À Direita: Tanque de fluido- Reservatório de 
estocagem de fluidos de perfuração. 
 
Ao lado: Peneira- Quando o fluido retorna a peneira 
se encarrega de reter os cascalhos. 
A Perfuração do Poço de Petróleo 
Perfuração de Poços 
Fluidos de perfuração: 
• Dentre as principais funções de fluidos de perfuração podemos destacar: 
• Arraste de detritos até a superfície. 
• Exercer pressão hidrostática contra as zonas permeáveis. 
• Manutenção do poço aberto. 
• Resfriamento e lubrificação da broca. 
• Redução de atrito entre a coluna e as paredes do poço. 
• Propiciar coleta de informações sobre o poço através da análise dos detritos coletados. 
• Alívio do peso da coluna de perfuração (Flutuação); 
• Evitar corrosão da coluna e de outros equipamentos; 
A Perfuração do Poço de Petróleo 
Sondas de Perfuração 
 
 
 Podem ser offshore (no mar) ou 
onshore (em terra); 
 
 Os tipos offshore mais usados são: 
plataformas fixa, auto-eleváveis, semi-
submersível e navio sonda; 
 
 São compostas em média por 7 
sistemas principais. 
Características 
A Perfuração do Poço de Petróleo 
Sondas de Perfuração 
 
 Estruturas modeladas em aço instaladas no local de 
operação; 
 Elevados custos de projeto (construção e instalação); 
 Primeiras plataformas a serem utilizadas. 
Plataformas Fixas 
 
 Plataforma equipada com estruturas de apoio que movimenta-
se para cima e para baixo; 
 São plataformas móveis (rebocadores / propulsão própria); 
 Muito utilizadas na perfuração de exploratórios em profundidade 
até 130 m. 
 Baixo custo. 
 Auto-eleváveis (PAs ou Jack-up Rigs ) 
A Perfuração do Poço de Petróleo 
Sondas de Perfuração 
 
 As “semis” são plataformas flutuantes e móveis; 
 Indicadas para ambiente hostis – águas ultra profundas e 
condições de tempo adversas mais severas do que os navios; 
 Muito utilizadas em perfurações de até 2000 m; 
 Pode ser ancorada ou de posicionamento dinâmico. 
Semi-Submersíveis (SS) 
 
 Unidade móvel dotada de equipamentos de 
posicionamento dinâmico; 
 Unidade de perfuração localizada no meio da plataforma; 
 Indicada para águas profundas e áreas bastante distantes 
da costa; 
 Rápido deslocamento entre as locações. 
Navios Sonda (Drill Ships) 
A Perfuração do Poço de Petróleo 
Sondas de Perfuração 
 
 Usadas para desenvolvimento de campos; 
 
Pernas principais são ancoradas no fundo do mar 
através de cabos tubulares; 
 
Pouca movimentação devido ao tracionamento das pernas; 
 
Baixa ocupação do espaço abaixo d’agua. 
Tension Leg (TLP) 
A Perfuração do Poço de Petróleo 
Sondas de Perfuração 
A Perfuração do Poço de Petróleo 
Sondas de Perfuração 
Principais componentes da sonda: 
A Perfuração do Poço de Petróleo 
Perfuração 
 Kick: 
 
• Influxo indesejável e não esperado, que pode ocorrer da formação para dentro do poço. Acontece 
quando a pressão no poço, em frente a uma formação permeável, fica menor que a pressão dos 
poros dessa formação. 
 
Principais causas do KICK: 
 
• Falta de ataque ao poço durante as manobras; 
• Pistoneiro de circulação; 
• Peso da lama insuficiente; 
• Corte de lama por gás. 
 
 Perda de Circulação ou de Retorno: 
 
• É a perda do fluido de perfuração (ou pasta de cimento) para os espaços porosos, fraturas ou 
cavernas da formação, durante as operções de perfuração ou completação. 
 
 Pescaria: 
 
• Qualquer objeto indesejável preso ou caído no poço e que impede o prosseguimento da perfuração. 
• Ferramentas (Marretas, chaves de grido, etc) 
• Seção da coluna de perfuração 
• Cones de brocas e cabos 
 Blowout 
 
• Fluxo descontrolado. É muito importante o controle do Kick para evitar que ocorra o Blowout. 
 
A Perfuração do Poço de Petróleo 
Perfuração 
 
Avaliação das Formações Petrolíferas do Poço 
 
Avaliação das Formações 
Introdução 
• Permite determinar a capacidade de um poço de produzir petróleo; 
• Processo de reconhecer se o poço que se perfurou é comercial; 
• Durante os períodos de fluxo são feitas medições das vazões de óleo, 
gás e água e coletadas amostras representativas dos fluidos presentes 
no reservatório; 
• A pressão e temperatura do fundo do poço são registradas ao longo do 
tempo através de sensores; 
 
Baseia-se principalmente : 
 
 Testes de Formação 
 Analises Laboratoriais 
 Perfilagem geofísica 
 
Avaliação das Formações 
Testes de Formação 
• Somente o teste de formação poderá confirmar com segurança a presença de 
hidrocarbonetos na formação e fornecer dados a respeito das condições de fluxo 
nas imediações do poço. 
 
• Completação provisória do poço com o objetivo de: 
• Identificar osfluidos 
• Determinar os parâmetros de reservatório associados à produtividade 
• Avaliar a extensão da jazida. 
Avaliação das Formações 
Testes de Formação 
 Objetivos: 
 
• Identificação de Fluidos 
• Pressão Estática 
• Permeabilidade 
• Transmissibilidade 
• Vazão de fluidos 
• Produtividade 
• Descontinuidades (Falhas, Barreiras de Permeabilidade, etc) 
• Extensão do Reservatório / Volume de HC 
 
Teste de formação pode evitar tremendos 
gastos inútil de tempo e dinheiro. 
Avaliação das Formações 
Testes de Formação 
Esquema de uma coluna típica de teste de formação. 
• Etapas: 
• 1) isolar o intervalo a ser 
testado através de um ou 
mais obturadores; 
• 2) estabelecer um diferencial 
de pressão entre a formação e 
o interior do poço, forçando os 
fluidos da formação a serem 
produzidos; 
• 3) promover, através da 
válvula de fundo, períodos 
intercalados de fluxo e de 
estática; 
• 4) registrar continuamente as 
pressões de fundo em função 
do tempo durante o teste. A 
análise dos dados coletados 
durante o teste possibilita 
avaliar o potencial produtivo 
da formação testada. 
Registrador externo 
de pressões 
Tubos perfurados 
Packer 
Registrador interno 
de pressões inferior 
Registrador interno 
de pressões superior 
Válvula de circulação 
reversa 
• Os equipamentos essenciais de uma coluna de teste de formação são: 
Avaliação das Formações 
Testes de Formação – Equipamentos utilizados 
Avaliação das Formações 
Testes de Formação 
• Principais Tipos: 
 
• Teste de formação a poço aberto - realizado a poço aberto durante a perfuração antes da 
descida do revestimento de produção, ou durante a completação de um poço aberto à 
formação. Devido à circulação reversa, sua aplicação não é recomendada pelas normas de 
segurança em zonas de perda de circulação, com risco de desmoronamento do poço e 
perdas materiais. 
Avaliação das Formações 
Testes de Formação 
• Principais Tipos: 
 
• Teste de formação a poço revestido - Teste realizado a poço revestido que deve estar 
conectado à formação para fluxo. 
• Etapas: 
• Período de Fluxo, onde há chegada de fluídos na superfície; 
• Período de fechamento de válvula (de Estática, ou de Crescimento de Pressão) 
onde o reservatório alimenta e pressuriza os fluidos no fundo do poço. 
• Um exemplo de formação a poços revestido é a avaliação da qualidade da 
cimentação. 
Avaliação das Formações 
Análises Laboratoriais 
• Grau API 
• escala hidrométrica utilizada para medir a densidade relativa de óleos e 
derivados. 
• Permite definir o petróleo como: 
• Petróleo leve: ⁰API > 30 - constituído basicamente por alcanos, e 
uma porcentagem de 15 a 25% de cicloalcanos; 
• Petróleo médio: 22 < ⁰API < 30 - além de alcanos, contém de 25 a 
30% de hidrocarbonetos aromáticos; 
• Petróleo pesado: ⁰API < 22 - composto só de hidrocarbonetos 
aromáticos; 
• Petróleo extrapesado: ⁰API < 10 - constituído de hidrocarbonetos de 
cadeia longa (superior ao pentano). 
• Quanto maior o grau API, maior o valor do produto no mercado. 
• saturação dos fluidos na condição do reservatório, conteúdo de sólidos nos 
fluidos SW. 
 
Avaliação das Formações 
Perfilagem de Poços 
• Método capaz de gerar perfis verticais integrando vários métodos geofísicos 
em um mesmo ponto. Esta técnica consiste na descida de uma sonda, através 
do guincho até o fundo de um poço concluído recentemente. Ao subir, a 
sonda realiza medições nas paredes do poço, que podem ser de 
radioatividade, resistividade, magnética, sônica e outros. Após concluir este 
procedimento obtém-se um perfil geofísico do poço, com o resultado 
integrado de todas as sondas utilizadas. 
Avaliação das Formações 
Perfilagem de Poços 
• Identificação de litologias e correlação estratigráficas; 
• Determinação de espessura de estratos; 
• Porosidades das rochas; 
• Saturação de fluidos; 
• Permeabilidade; 
• Densidade; 
• Propriedades mecânicas de rochas; 
• Movimentação e características físico-quimicas dos fluidos subterrâneos; 
• Caracterização de fraturas e porosidades secundarias; 
• Verificação de aspectos construtivos (integridade) de poços. 
 
 
Objetivos: 
Avaliação das Formações 
Perfilagem de Poços 
• GAMA NATURAL – Mede a radioatividade natural das paredes do poço. 
• SP (Potencial Espontâneo) – Mede potenciais elétricos naturais no interior do poço. 
• RESISTIVIDADE – Mede a variação da resistividade das rochas. 
• SÔNICO – Mede a variação da velocidade de propagação da onda. 
• TEMPERATURA E CONDUTIVIDADE – Mede a variação da temperatura e 
condutividade elétrica do furo. 
• CALIPER – Mede o diâmetro do poço. 
• ACÚSTICO – Fornece a imagem processada 360° das paredes do poço. 
• SPINNER – Mede a vazão do poço. 
• INDUÇÃO – Mede a variação de condutividade, identifica condutores. 
• POLARIZAÇÃO INDUZIDA – Permite medir o efeito de polarização induzida 
(cargabilidade); identificar zonas mineralizadas e contaminação por hidrocarbonetos. 
• DESVIO – Permite definir a inclinação e o azimute do furo. 
 
 
Métodos de Perfilagem: 
Avaliação das Formações 
Perfilagem de Poços 
Exemplos de Perfis: 
Integrantes 
• Rafaela Lira 
• Caio Bomfim 
• Rafael Soares 
• Thiago Magnani 
• Diogo Pinto 
• Tatiana Ribeiro 
• Ailton Bastos 
• Leonardo Melo 
• Patrícia Barbosa