aula4b_sistema_petrolifero_geracao_do_petroleo_rochageradora

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Rochas 
Geradoras 
Contém matéria orgânica (querogênio), em quantidade e 
qualidade, e ao sofrerem uma evolução térmica adequada 
geram e expulsam quantidades significativas de petróleo. 
São preferencialmente folhelhos, margas e calcilutitos. 
Evolução Térmica da Matéria 
Orgânica 
Parte II: 
 Diagênese, Catagênese, 
Metagênese e Perfis Geoquímicos. 
 
Evolução Térmica da Matéria Orgânica 
Formação do Querogênio: 
 
- Policondençação – degradação da matéria orgânica 
por microorganismos, craqueamento térmico dos 
HC’s. 
 
- Preservação seletiva – moléculas orgânicas 
resistentes e biodegradação incorporados em 
biopolímeros e dissociados por ação termal. 
 
 
 
Transformação termoquímica da 
matéria orgânica e a geração de Petróleo 
THOMAS, J.E. 2001 
Maturação da Matéria Orgânica 
Diagênese 
 
 Poucas centenas a 2000 m. 
 Na fase inicial, principalmente atividade bacteriana. 
 Biopolímeros (proteínas e carbohidratos) são 
destruídos formando os “geopolímeros” (precursores 
do querogênio). 
 Forma principalmente metano 
 Reflectância da vitrinita 0.5%. 
 
Maturação da Matéria Orgânica 
Catagênese 
 
 Profundidades de vários km. Pressões de 300 a 1500 bars. 
 Temperaturas de 50 a 150o C 
 Querogênio produz inicialmente óleo e posteriormente gás e 
condensado, em todas as fases o metano também é 
produzido 
 Reflectância da vitrinita entre 0.5% a 2% 
 
Maturação da Matéria Orgânica 
Metagênese 
 
 Profundidades de várias dezenas de km. 
 Pressões e temperaturas elevadas 
 Influência de magma e hidrotermalismo 
 Querogênio transforma-se em metano e resíduo de carbono 
 Carvão transforma-se em antracito. 
 Reflectância da vitrinita entre 2% a 4 % 
 A maiores pressões e temperaturas, ocorre metamorfismo 
das rochas e da matéria orgânica. O carvão transforma-se 
em meta-antracito, com reflectância superior a 4%. O 
querogênio transforma-se totalmente em carbono. 
 
Maturação da Matéria Orgânica 
 Tmax, Ro: indicação de maturidade térmica 
 
 – Zona imatura: Tmax < 440ºC e Ro < 0,6% 
 
 – Zona matura: 440 ºC < Tmax < 470ºC e 0,6% < 
Ro <1,3% 
 
 – Zona senil: Tmax > 470ºC, raramente observado 
porque quando S2 < 2 kg HC/t rocha Tmax não é 
confiável, e Ro > 1,3% 
Maturação da Matéria Orgânica 
Principais Estágios Evolutivos 
Principal HC formado Ro / Reflectância da 
Vitrinita (%) 
Diagênese Metano 0 a 0.5% 
 
Catagênese 
Óleo 0.5 a 1.3 % 
Gás liquefeito do 
petróleo 
1.3 a 2 % 
Metagênese 
Metano 
2 a 4% 
Metamorfismo Acima de 4% 
Relação entre TOC com o Petróleo 
 
 Quantidade de matéria orgânica preservada, 
carbono orgânico total, TOC % 
 – uma boa geradora apresenta TOC > 2% 
 em níveis médios de evolução térmica, 
 – a medida que maturação ocorre os teores 
 de TOC diminuem, mas raramente são 
 depletados além de 50% do TOC original. 
 
 
 
Relação entre TOC, Idade da Rocha e Petróleo 
Origem 
 Origem orgânica X inorgânica 
 Matéria Orgânica 
 Rocha Geradora 
 Maturação 
 Tipos de Petróleo 
Evolução da Matéria Orgânica 
 Janela de Geração: 
 entre 60 e 160º Celsius 
 
 Estágios de Maturação: 
 - IMATURO (T<60ºC): se gerado, será viscoso e 
rico em componentes pesados. 
 - MATURO: Petróleo líquido fluido e enriquecido em 
parafinas (cadeias não saturadas) do petróleo líquido. 
 - SENIL (T>130ºC): “Queima”dos sedimentos, do 
condensado, gás úmido e finalmente, seco. 
 
 A Composição do Querogênio determina o tipo de 
Hidrocarboneto que poderá ser gerado. 
Para que ocorra jazida são necessários 08 eventos: 
• Geração 
 • Matéria Orgânica=>Querogênio 
 • Preservação: Ambiente anóxico 
 • Qualidade: 
 • Tipo II (herbácea) 
 • Tipo I (amorfa) 
 • Tipo III (lenhosa) 
 • Quantidade: >1% COT 
 • Maturação 
 • Janela do óleo 
 • Sobrecarga 
SISTEMA PETROLÍFERO 
Para que ocorra jazida são necessários 08 eventos: 
 Rocha Geradora; 
 Rocha Reservatório; 
 Rocha Selante; 
 Sobrecarga; 
 Formação da Trapa; 
 Geração – Migração – Acumulação; 
 Tempo de Preservação; 
 Momento Crítico 
 
Para que ocorra jazida são necessários 08 eventos: 
SISTEMA PETROLÍFERO 
Gráfico de eventos: Compreende 08 eventos: 
Condições Comuns de Ocorrência 
 Quase todo petróleo ocorre em sedimentos e rochas 
sedimentares. 
 
 Não existem duas amostras de petróleo, de campos 
distintos, com a mesma composição. 
 
 Encontra-se em rochas de idades distintas desde o 
Pré-Cambriano até o Pleistoceno. 
 
 Temperaturas dos reservatórios raramente superam 
100oC. 
 
Sistema Petrolíferos 
 
 A existência de um Sistema Petrolífero depende não 
apenas da existência dos elementos geológicos, mas 
essencialmente, da relação espacial e temporal entre eles 
 
 - Migração não pode ocorrer antes de que os reservatórios e 
 selos estejam depositados e estruturados para receber o petróleo 
 e/ou gás gerado. 
 
 - Se não houver rotas de migração apropriadas e antes que a 
 rocha-fonte (Geradora) entre na janela de maturação, de forma 
 que a expulsão do petróleo seja impossível, então poderá ser 
 atingido o estágio senil (ou supermaturo) e o hidrocarboneto 
 líquido poderá ser transformado em gás ou totalmente perdido. 
 
 - Se houver movimentação severa após o preenchimento dos 
 reservatórios então a acumulação poderá ser destruída. 
 
 
 As relações temporais são apresentadas no “Quadro de Eventos” 
Representação Sintética do Timing dos 
Elementos e Processos dos S. P. 
60 Ma 
Óleo e Gás: Descoberto / Não Descoberto 
 Relaciona os tempos de geração, de deposição das rochas reservatório e 
selos, da estruturação e da migração; Assinala, ainda, o Tempo Crítico. 
Play 
Complementar 
____________ 
Variáveis 
Independentes 
Trapas 
Carga de HC 
Tempo (Timing) 
Elementos e Processos dos Sistemas Petrolíferos 
Caracterização da Jazida 
 Momento Crítico: ponto no tempo, selecionado pelo 
investigador, que melhor representa a geração–migração–
acumulação da maior parte do petróleo em um sistema 
petrolífero. 
 
 Extensão geográfica no momento crítico: definida pela linha 
que circunscreve o volume de rocha geradora ativa e inclui 
todos os indícios, exsudações e acumulações originadas por 
aquele volume. 
 
 Extensão estratigráfica: inclui as unidades de rocha que 
constituem os elementos essenciais do sistema petrolífero 
(rochas geradoras, reservatório, selante e sobrecarga) no 
momento crítico. 
 
 
Sistema Petrolíferos 
Bloco diagrama esquemático mostrando as fácies sedimentares em um lago 
hipersalino raso da Fase Rifte do Cretáceo Inferior (de parte das Formações 
Pendência e Coqueiro Seco) das bacias de Potiguar e Sergipe. 
 (Bruno Silva, ANP) 
A Geração do Petróleo 
 
 99,9% do C é reciclado apenas 0,1% fica disponível para 
participar do processo de geração de hidrocarbonetos 
 
 
 A M.O. deve constituir no mínimo 2% do volume dos 
sedimentos para que a geração seja possível, neste caso os 
sedimentos são denominados de rocha-fonte ou geradora 
 
 
 Ambiente de circulação restrita, alta produtividade e de 
baixa oxidação 
 
 
 Além disso, é preciso: 
 - TEMPO: 60 milhões de anos 
 - TEMPERATURA: 60 A 120º graus Celsius (óleo) e até 150º gás 
 e óleo em todos os padrões. 
 - CONDIÇÕES DE PRESERVAÇÃO: Ambiente redutor 
A Geração do Petróleo 
 
 Alterações físico-químicas devido ao aumento de temperatura 
e pressão a medida que os sedimentos são soterrados 
 
 
 Já a algumas dezenas de metros o Nitrogênio é expulso na 
forma de NH3 
 
 
Progressivamente, parte da água intersticial também vai 
sendo expulsa dos sedimentos 
 
 
 Cerca de 600m a temperatura atinge 41 graus Celsius e a 
M.O. se transforma em Querogênio 
 
 Posteriormente, com acréscimo de temperatura e pressão o 
Querogênio se desintegra em moléculas menores dando origem 
ao petróleo líquido, condensado e/ou gás natural 
 
 
Tipos de Matéria Orgânica e seus 
Produtos 
Ácidos, Ceras, 
Hidrocarbonetos, 
Gorduras 
Pigmentos Proteínas Carbo-hidratos Lignina 
Detritos 
Orgânicos 
Ácidos, Ceras, 
Hidrocarbonetos, 
Amino Ácidos, 
Gorduras, Pigmentos 
Hidrocarbonetos 
Amino 
Ácidos 
Açúcares 
Carvão 
Condensados 
Compostos 
Húmicos Querogênio 
Betumes Querogênio 
HIDROCARBONETOS 
 São compostos complexos que contém, além do 
Hidrogênio (H) e Carbono (C), outros elementos 
químicos, tais como: Enxôfre (S), Nitrogênio (N) 
e Oxigênio (O). 
 
 Em sua maioria, apresentam 11 a 15% de H e 
82 a 87% de C (em peso). 
 
Caracterização Geoquímica do 
Petróleo 
PETRÓLEO 
COMPOSIÇÃO DOS HIDROCARBONETOS 
Séries de Hidrocarbonetos 
Parafínicos (Alcanos) 
Asfáltica Aromática 
Naftênicas 
Parafinas 
Hidrocarbonetos 
Hidrocarbonetos 
As propriedades físicas e químicas 
do óleo e do gás 
Hidrocarboneto: composto of H and C 
Gases Óleo Líquido 
 
Plástico 
Asfáltico, 
Carvão, 
Querogênio 
Húmido 
ethano, 
propano 
Seco 
methano 
HIDRATOS DE GÁS 
Formação de HG 
em linhas de 
produção 
Formação em linhas de 
escoamento 
POR QUE DESIDRATAR O GAS EM GASODUTOS? 
Evitar a formação de hidratos no gasoduto de exportação. 
PROPRIEDADES E CARACTERÍSTICAS DO PETRÓLEO 
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








Grau API 
 
Petróleo leve ou de base Parafínica: Possui ºAPI maior que 
31,1. Contém, além de alcanos, uma porcentagem de 15 a 
25% de cicloalcanos. 
 
 
Petróleo médio ou de base Naftênica: Possui ºAPI entre 
22,3 e 31,1. Além de alcanos, contém também de 25 a 30% 
de hidrocarbonetos aromáticos. 
 
 
Petróleo pesado ou de base Aromática: Possui ºAPI menor 
que 22,3 e é constituído, praticamente, só de hidrocarbonetos 
aromáticos. 
 
 
Petróleo extra-pesado: Possui ºAPI menor que 10. 
 
http://pt.wikipedia.org/wiki/Alcano
http://pt.wikipedia.org/wiki/Cicloalcano
http://pt.wikipedia.org/wiki/Aromaticidade
 Nos reservatórios que possuem que possuem H2O 
e Gás ou H2O, Gás e Óleo os componentes se 
dispõem em “camadas”: 
 
1o Gás 
 2o Óleo 
3o Água 
 
 
Obs: H20 intersticial está presente em todas as 
camadas com 10 a 30% do interstício podendo 
chegar a 50% 
Classificação das Águas de Reservatórios 
 
1- Água Meteórica: Originada da Chuva que penetra nos póros das rochas 
rasas e permeáveis, ou percolam através dos planos de intersecção, fraturas ou 
camadas permeáveis 
 Características: Possuem O2 e CO2 dissolvido, sulfatos, 
 carbonatos e bicarbonatos. 
 
 
2 - Água de Formação: Água original presente durante a deposição dos 
sedimentos no mar ou lago, onde sedimentos marinhos se depositaram. 
 Características: Abundância de cloretos, especialmente NaCl sendo as 
vezes maior que o H2O do mar 
 
 
3 - Água Misturada: Características que sugerem origem múltipla 
 
 
Propriedades do Óleo 
 
 
• Óleo e Gás natural abaixo do solo estão sob maiores 
pressões e temperaturas. 
 
 
• Todo óleo tem gás dissolvido. Quando as concentrações 
passam do ponto de saturação se forma a camada de gás. 
 
 
Oil 
Berg, 1975 
BUOYANCY E PRESSÃO CAPILAR 
Rocha Geradora 
Rocha Reservatório 
Contato 
Óleo-Água 
Rocha Capeadora 
SUPERFÍCIE 
ESTRATIFICAÇÃO POR DENSIDADE 
Contato 
Gás-Óleo 
Contato 
Óleo-Água 
Rocha Selante 
Rocha Selante 
Gás < Óleo < Água 
1 3 3 
Para que ocorra jazida são necessários 08 eventos: 
 Rocha Geradora; 
 Rocha Reservatório; 
 Rocha Selante; 
 Sobrecarga; 
 Formação da Trapa; 
 Geração – Migração – Acumulação; 
 Tempo de Preservação; 
 Momento Crítico 
 
Para que ocorra jazida são necessários 08 eventos: 
SISTEMA PETROLÍFERO 
Gráfico de eventos: Compreende 08 eventos: 
Sistema Petrolíferos 
Migração 
 
 Migração Primária: Fonte para o 
Reservatório 
 
 Migração Secundária: Estágio final de 
acumulação 
Acumulação 
 Rochas-Reservatório 
 
Porosidade 
 
Permeabilidade 
 
O petróleo é gerado por aquecimento a partir da matéria orgânica 
contida em rochas argilosas (folhelhos), migra para rochas porosas 
e permeáveis (arenitos) e se acumula em armadilhas, contido por 
rochas permeáveis capeadoras. A MIGRAÇÃO É MAIS EFETIVA SE 
AS ROCHAS-RESERVATÓRIO ESTIVEREM EM ACIMA DAS ROCHAS 
GERADORAS. 
Microfotografia de uma rocha-reservatório 
contendo óleo. 
Condições para armazenamento 
 Fechamento estrutural; 
 Espessura da rocha; 
 Porosidade efetiva; 
 Pressão; 
 Temperatura; 
 Condições de fluxo dos fluidos através da 
rocha. 
 
 VOLUME REAL = Espaço poroso entre o nível da 
água abaixo e a rocha teto acima 
Armadilha 
 É a barreira externa ou interna que impedirá 
a migração do gás e do petróleo 
Esquema geral do Sistema Petrolífero. G = 
Rocha Geradora; R = Rocha Reservatório. 
Sincronismo 
 Geração – presença de rochas geradoras 
 Reservatório – presença de rochas porosas e 
permeáveis 
 Selo – presença de rochas impermeáveis e selantes 
sobre as rochas-reservatório 
 Trapa – formação de uma estrutura ou armadilha que 
retém o hidrocarboneto 
 Migração – existência de caminhos permeáveis que 
conectam as rochas geradoras às rochas reservatórios 
nas trapas 
 Sincronismo – reunião de todos os itens anteriores em 
uma ordem adequada no tempo e no espaço, e 
preservação da integridade da acumulação ao longo do 
tempo geológico 
CONDIÇÕES PARA A EXISTÊNCIA DE UMA 
 
JAZIDA DE PETRÓLEO 
ELEMENTOS DO SISTEMA PETROLÍFERO 
SOTERRAMENTO 
Apt. 
Alb. 
Cen. 
Tur. 
San. 
Camp. 
Maas. 
Paleoc. 
Eoc. 
Olig. 
Superf. 
Matura 
Super-Matura 
Imatura 
TZM 
SINCRONISMO 
Ó 
A 
1 
3 3 
1-Rocha geradora 
 
2-Rocha reservatório 
 
3-Trapa (armadilha e rocha 
selante) 
Elementos do Sistema Petrolífero 
Bacia do Recôncavo