1 – Trapas:

O objetivo do exploracionista é identificar as trapas onde se espera encontrar o petróleo. Trapas são, conforme visto anteriormente (Migração secundária), qualquer arranjo geométrico de rocha que permite acumulação significativa de petróleo em subsuperfície. A trapa inclui uma rocha reservatório para armazenar o petróleo e uma rocha selante ou conjunto de selantes que impede ou pára a migração para fora do reservatório. Embora seja o arranjo geométrico de reservatórios e selantes o que determina a presença da trapa, as análises de reservatório e selantes devem ser parte integral da avaliação da trapa (Biddle e Wielchowsky, 1994). A identificação das trapas é o primeiro passo na avaliação de um prospecto e uma parte importante de qualquer programa exploratório ou de avaliação econômica. O futuro sucesso exploratório dependerá cada vez mais da melhor compreensão de como as trapas se formam e do conhecimento das numerosas variedades de tipos de trapas.

As trapas podem ser classificadas geneticamente em trapas estruturais, estratigráficas, mistas ou combinadas e hidrodinâmicas.

1.2 – Trapas estruturais:

As trapas estruturais (figura 1) são superfícies convexas, criadas por deformações sin- ou pós-tectônicas nos estratos, representadas por dobramentos (repetidos, paralelos, discordantes e diapíricos) e falhamentos (falhas normais, reversas, raramente de empurrão) e qualquer combinação destes elementos supramencionados (Biddle e Wielchowsky, 1994). Geralmente são ocupadas por óleos leves (alto grau API) e possuem empuxo de água (Passos, 1998). Biddle e Wielchowsky (1994) discutiram em detalhe o que consideram os tipos mais importantes de trapas estruturais: trapas dominadas por falhas e trapas dominadas por dobras. Na experiência destes autores, o tipo dominado por dobras é de longe o tipo mais importante de trapa estrutural. Ressalvam que, embora o termo dobra comumente denomine o efeito de deformação induzida por tectônica, este é um termo puramente descritivo e refere-se ao arranjo curvo ou não planar de superfícies geológicas (geralmente acamamento – Dennis, 1967 apud Biddle e Wielchowsky, 1994). Consequentemente, dobras incluem não somente fenômenos tectonicamente induzidos, mas também feições deposicionais primárias, escorregamentos induzidos por gravidade, efeitos de compactação, etc. Os autores consideram conveniente dividir as dobras, em escala de prospecto, em duas categorias: diretamente relacionadas a falhas e não relacionadas a falhas.

1.3 – Trapas estratigráficas:

As trapas estratigráficas (figura 2) podem ser (a) primárias ou deposicionais, (b) associadas a discordâncias (acima e/ou abaixo destas) e (c) secundárias ou diagenéticas. As trapas estratigráficas primárias são formadas durante a deposição da rocha, criadas por mudanças contemporâneas à deposição. Não são associadas, segundo Biddle e Wielchowsky (1994) a discordâncias significativas e podem ser divididas em dois grandes grupos: (a) formadas por mudanças deposicionais laterais, como mudanças de fácies e acunhamentos (pinchouts) deposicionais e (b) criadas por relevo deposicional soterrado (figura 2).

(a) Trapas estratigráficas primárias ou deposicionais:Mudanças de fácies (figura 2A, parte superior) podem justapor

rochas reservatório potenciais e rochas selantes impermeáveis por distancias laterais relativamente curtas tanto em ambientes siliciclásticos quanto carbonáticos. A transição lateral de reservatório para selante geralmente é gradacional, formando possíveis segmentos anti-econômicos dentro do reservatório. Deve-se ter muito cuidado para identificar fechamento no strike deste tipo de trapa. Os pinchouts deposicionais (figura 2B) podem formar combinações de reservatório e selante que podem trapear hidrocarbonetos. A transição do reservatório para o selante lateral pode ser abrupta, em contraste com as trapas de mudança lateral de fácies. O fechamento por strike também pode ser um risco nas trapas de acunhamento.

Figura 2 – Tipos de trapas estratigráficas (Biddle e Wielchowsky, 1994).

Tanto as trapas de mudanças laterais de fácies quanto as de acunhamento deposicional geralmente necessitam de um componente de mergulho regional para serem efetivas. Ambos os tipos são elementos comuns de trapas combinadas estruturais-estratigráficas (figura 3), particularmente se a estrutura estava crescendo durante a deposição do par reservatório-selante. Como exemplos de trapas estratigráficas primárias, pode-se citar lentes de rochas clásticas sob forma de cordões litorâneos e canais encapsulados em folhelhos.

O segundo tipo de trapa estratigráfica primária está associado a relevo deposicional soterrado, estando alguns dos vários tipos representandos na figura 2 (recife carbonático, duna eólica e lobo de leque submarino). Cada tipo tem suas características e riscos próprios. Exemplo: recifes carbonáticos (presentes como bioconstruções, cujo crescimento ressalta o relevo deposicional) e coquinas. A transição de rochas lagunares fechadas (mudstones) para as rochas permo-porosas de pós-recife (backreef)/recife (reef)/ante-recife (forereef) pode formar uma boa combinação reservatório – selo lateral. A relação entre as rochas de ante-recife (forereef) e os depósitos bacinais adjacentes (rochas geradoras potenciais) pode criar excelentes rotas de migração. Para haver formação de uma selante de topo, é preciso que o recife pare de crescer e que este seja soterrado sob uma capa de material de baixa permeabilidade. O risco principal deste tipo de trapa é a previsão acurada de porosidade e permeabilidade dentro do complexo recifal. Exemplo deste tipo de trapa: campos em recifes devonianos nas bacias do Canadá Ocidental.

Figura 3 – Tipos de trapas mistas (Biddle e Wielchowsky, 1994).

Alguns depósitos de leques submarinos (lobos deposicionais ricos em areia, encapsulados em folhelho) fazem parte deste tipo de trapa estratigráfica primária (exemplo: Campo de óleo Balder, na seção norueguesa do Mar do Norte – Sarg e Skjold, 1982 apud Biddle e Wielchowsky, 1994).

Existem outros tipos de relevo deposicional soterrado (como a duna eólica apresentada na figura 2 (centro-direita) e a maioria deles pode constituir trapas potenciais de petróleo. A exploração destas trapas necessita de um bom conhecimento de modelos deposicionais e cuidadosa atenção às limitações do selo e ao reservatório potencial.

(b) Trapas estratigráficas associadas a discordâncias têm sua importância reconhecida desde 1917 (Clapp apud Biddle e Wielchowsky, 1994). Rittenhouse (1972 apud Biddle e Wielchowsky, 1994) propôs o agrupamento de trapas associadas a discordâncias em duas categorias principais: as que ocorrem abaixo da discordância e as localizadas acima da discordância. Geralmente contêm óleos mais pesados e até asfaltos (Passos, 1998).

Tipos: (1) truncamento de estratos inclinados sob uma discordância (trapa estratigráfica subdiscordância ou subunconformity stratigraphic trap), onde as rochas impermeáveis imediatamente acima da discordância fornecem o selo de topo e as unidades subdiscordância estratigraficamente abaixo e acima da camada reservatório fornecem elementos de selo lateral (exemplo de campo: algumas das maiores trapas descobertas até hoje são deste tipo, como o campo super-gigante East Texas – Halbouty, 1991 apud Biddle e Wielchowsky, 1994 e Loma de la Lata, campo supergigante de gás e condensado na Bacia de Neuquen, Argentina);

(2) truncamento de estratos reservatórios ao longo dos flancos de canyons ou vales incisos . Estas trapas exigem que o preenchimento do vale inciso forme parte do necessário selo lateral. A sinuosidade do vale inciso ao longo de seu strike pode completar o selo lateral. Rittenhouse (1972 apud Biddle e Wielchowsky, 1994) subdividiu este tipo de trapa em trapas de flanco de vale e trapas de ombreiras de vale, dependendo da posição das camadas reservatório e a superfície erosiva do vale.

(3) formas de relevo soterrado ou relevo erosivo, havendo numerosos e diferentes subtipos desta trapa associada com relevo erosivo soterrado (Martin, 1966; Rittenhouse, 1972 - apud Biddle e Wielchowsky, op.cit.). A geometria destas trapas depende da geometria da superfície erosiva e das camadas subjacentes. Os principais tipos são a identificação e a distribuição do reservatório sob a discordância e a eficiência do selo sobre a discordância. Exemplos: Campos de óleo e gás em colinas

soterradas na bacia do norte da China formam um amplo espectro de exemplos, desde feições erosivas soterradas, como o Campo de Rengin, até estruturas combinadas de falha normal e feições erosivas do Campo de Xinlungai (Zhai e Zha 1982 apud Biddle e Wielchowsky, op.cit.).

A deposição acima de discordâncias também pode formar configurações de trapeamento. O onlap contra uma superfície de discordância pode favorecer a deposição numa grande área de rochas reservatórios e selantes. O fechamento segundo o strike pode ser dependerá da geometria da discordância subjacente, mas pode ser de difícil definição. Um tipo comum de trapa estratigráfica sobre uma discordância é criado pela deposição dentro de vales incisos ou canyons. A feição incisa define por si só grande parte da geometria da trapa potencial, embora acunhamentos e mudanças de fácies dentro do preenchimento do vale possam complicar muito a geometria da trapa. De fato, muitos vales incisos são fáceis de mapear, porém a previsão da distribuição de selantes e reservatórios dentro do recheio do vale inciso é um desafio. Exemplos: muitos campos da bacia de Powder River, Wyoming, produtores na Formação Muddy River. Este tipo de trapa forma bordas ou halos em torno da feição erosiva soterrada e pode estar associada aos chamados “altos carecas”.

(c) Trapas estratigráficas secundárias ou diagenéticas. As alterações pós-deposicionais dos estratos podem resultar tanto em rochas com qualidade de reservatório originalmente fechadas quanto o contrário. Pode haver a perda de porosidade mergulho acima causada por cimentação em rochas carbonáticas anteriormente permo-porosas; embora este exemplo seja em rochas carbonáticas, um tamponamento diagenético similar pode ocorrer em qualquer tipo de rocha sob as condições adequadas.

A oclusão da porosidade não se limita à cimentação mineral diagenética. Há outros agentes possíveis que podem formar selantes neste tipo de trapa estratigráfica, como asfalto, permafrost (subsolo permanentemente congelado) e hidratos de gás. Infelizmente, é comum a dificuldade de se prever a posição de limites de cimentação em subsuperfície antes de perfurar e este tipo de trapa pode ser um desafio exploratório.

O segundo tipo de trapa estratigráfica secundária associa-se à melhoria na porosidade ( porosity enhancement ) do reservatório em seções de outra forma fechadas. Um bom exemplo é a dolomitização de carbonatos de permeabilidade limitada. Outro mecanismo de aumento da porosidade e da permeabilidade é a dissolução de material do arcabouço ou da matriz. A melhoria na porosidade, associada com dolomitização e dissolução, pode criar potencialmente suas próprias trapas. Entretanto, a melhoria na porosidade está comumente associada a outros tipos de trapa como elemento modificador. Os reservatórios dolomitizados da faixa

Scipio – Albion em Michigan são um bom exemplo de melhoria de porosidade e permeabilidade ao longo de um trend estrutural (Harding, 1974).

1.4 – Trapas mistas ou combinadas:

As trapas mistas ou combinadas (figura 2.4A e 2.4B) são representadas pela combinação dos dois tipos anteriormente mencionados (estratigráfico e estrutural), havendo toda uma gradação entre estes dois membros-limite (Biddle e Wielchowsky, 1994) e por domos salinos (Passos, 1998). Levorsen (1967 apud Biddle e Wielchowsky, 1994) restringiu o uso do termo trapa combinada às feições em que nem o elemento estrutural nem o elemento estratigráfico por si só forma a trapa, mas ambos são essenciais à ela. Nos exemplos mostrados na figura 2.4A e 2.4B, parte da trapa é formada por um acunhamento deposicional mergulho acima (updip depositional pinchout) de rocha permoporosa. A falha selante forma parte da trapa na figura 2.4A, ao passo que na figura 2.4B o dobramento do pinchout permeável cria o fechamento strike necessário. Geralmente são ocupadas por óleos de baixo grau API; apresentam pressões anormais e grande espessura de coluna de óleo, sendo difícil atingir as jazidas (Passos, 1998).

Figura 4 – Exemplo de trapa mista (domo de sal e estruturas associadas – Passos, 1998).

Biddle e Wielchowsky (1994) ressaltam que várias pessoas usam hoje o termo trapa combinada de forma menos rigorosa, aplicando-a a qualquer trapa que tenha ambos os elementos estruturais e estratigráficos, independente de que ambos sejam necessários para viabilizar a trapa. Prosseguem afirmando que a estrita obediência às definições não necessariamente achará petróleo, mas o reconhecimento precoce de complicações estratigráficas associadas a trapas estruturais ou a modificação estrutural de trapas dominantemente estratigráficas poderá ajudar a eliminar surpresas na exploração ou no desenvolvimento.

2.1.3.4 – Trapas hidrodinâmicas: As trapas hidrodinâmicas (figura 5) caracterizam-se por contatos

óleo-água inclinados no mesmo sentido da superfície potenciométrica (altura atingida pela água doce de um aqüífero num poço), devido à combinação da intensidade um fluxo d’água subterrânea (fluxo hidrodinâmico), da densidade e da força de flutuação do óleo (empuxo), que cresce com o aumento da coluna contínua de óleo, segundo experimento de Gilmar Hill (Passos, 1998?). Em certos casos, trapas desprovidas de fechamento estático contêm petróleo e trapas em que há fechamento estático e que deveriam racionalmente conter hidrocarbonetos, são secas. Ocorrem, em conseqüência do fluxo hidrodinâmico, poços secos no topo de anticlinais e poços com hidrocarbonetos nos flancos da estrutura, ou ainda, acumulações assimétricas, com gás no topo e óleo nos flancos, com contatos inclinados. A explicação para estes fatos é que as condições de reservatório são hidrodinâmicas e não hidro-estáticas. Em geral, os mergulhos dos contatos óleo – água raramente excedem poucos graus, mas mergulhos mais fortes já foram relatados (até 10º - North, 1985 apud Biddle e Wielchowsky, 1994). Se o mergulho ou inclinação (tilt) do contato óleo-água excede o mergulho dos flancos da trapa, a trapa será lavada (geralmente, se os mergulhos dos flancos da trapa excederem 5º, há pouco risco de lavagem). Assim, deve-se considerar as condições hidrodinâmicas na avaliação de trapas estruturais com flancos de mergulho suave (Dahlberg 1982 apud Biddle e Wielchowsky, 1994). É importante notar que os contatos óleo-água inclinados podem estar relacionados a outros fenômenos que não os hidrodinâmicos (isto é, variações nas características do reservatório e neotectônica) e que as presentes condições hidrodinâmicas podem não refletir situações pretéritas.

É possível calcular a alteração teórica na capacidade da trapa e, consequentemente, o risco associado com a lavagem da trapa numa situação fortemente hidrodinâmica. Hubbert (1953 apud Biddle e Wielchowsky, 1994) mostrou que a inclinação do contato óleo – água na direção do fluxo é uma função do gradiente hidráulico e das densidades do

petróleo e da água. A existência de um fluxo d´água (condição hidrodinâmica) no reservatório onde o óleo está acumulado desenvolve uma força de arrasto, atuante na interface óleo/água, denominada força hidrodinâmica. O efeito de arrasto é proporcional à proximidade entre si das densidades do óleo e da água. Quanto menor a densidade da água e maior o fluxo de água, mais facilmente o óleo será deslocado. A figura 5A mostra um tipo de trapa hidrostática e as figuras 5B a G mostram as diversas possibilidades de acumulação, deslocamento e lavagem da trapa sob efeito do fluxo hidrodinâmico mergulho abaixo (downdip) e mergulho acima (updip), densidades de óleo fixas e crescentes. Pode-se notar que o fluxo hidrodinâmico downdip tende a promover o trapeamento de petróleo e o fluxo updip tende a impedi-lo.

ROCHAS CAPEADORAS

A rocha-reservatório é um recipiente onde o petróleo se acumula. Um

reservatório qualquer só pode conter fluidos se suas paredes forem

relativamente impermeáveis. No caso dos reservatórios geológicos, as

paredes do recipiente são as rochas ditas capeadoras.

Uma boa rocha capeadora deve ser mais ou menos plástica, pois as rochas

mais rígidas são mais fraturáveis, deixando escapar o petróleo. Os

calcários, quando puros, são muito quebradiços e, portanto, inadequados

como rochas capeadoras. Quando impuros, entretanto, podem ter esta

função. No Campo de Burgan, no Kuwait, as rochas capeadoras são

calcários impuros e folhelhos. Camadas de anidrita são excelentes

capeadores. A anidrita é impermeável e plástica. Como exemplo, cita-se o

Campo de Kirkuk, no Iraque.

Nenhum material é completamente impermeável. O capeamento,

freqüentemente, é imperfeito, o que acarreta a presença de exsudações na

superfície.

Alguns arenitos e siltitos têm permeabilidade tão baixa que podem

funcionar como rochas capeadoras. Entretanto, fraturam-se com facilidade

devido aos movimentos da crosta terrestre. Conglomerados também são

excelentes rochas capeadoras.

RELAÇÕES TEMPORAISUma acumulação comercial de petróleo só ocorre após uma seqüência

predeterminada de eventos. Por exemplo, se uma trapa se formar após a

migração do petróleo, ela será seca. Conseqüentemente, uma trapa formada

muito tarde na história de uma bacia não é atrativa do ponto de vista

exploratório.