Geração, Formas de Geração, Formas de Ocorrência e Obtenção de Ocorrência e Obtenção de Petróleo e Gás NaturalPetróleo e Gás Natural

AULA 2 – Geração do Petróleo e Sistemas Petrolíferos

Geoquímica Orgânica do PetróleoGeoquímica Orgânica do Petróleo

Estuda a composição e evolução da M.O. desde sua incorporação nos sedimentos até sua transformação em petróleo

Petróleo: composto orgânico formado basicamente por H e C (hidrocarboneto), formado pela transformação térmica da M.O. vegetal/animal acumulado nos sedimentos e preservado da destruição por oxidação

A geração do PetróleoA 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 120 graus Celsius– CONDIÇÕES DE PRESERVAÇÃO: Ambiente Redutor

A geração do PetróleoA geração do Petróleo

Alterações físico-químicas devido ao aumento progressivo 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

A geração do PetróleoA geração do Petróleo Janela de Geração: entre 60 e 120 graus Celsius

Estágios de Maturação:– MATURO: Petróleo líquido fluido e enriquecido em parafinas

(cadeias não saturadas)– SUPERMATURO (T>120o C): ‘queima’ dos sedimentos e do

petróleo líquido, que será transformado em condensado, gás úmido e, finalmente, seco

– IMATURO (T<60o C): se gerado, será viscoso e rico em componentes pesados

A Composição do Querogênio determina o tipo de Hidrocarboneto que poderá ser gerado

A geração do PetróleoA geração do Petróleo Tissot (1974): Querogênio Tipo I, II ou III

– Proporção de H/C e O/C na M.O.

Diagrama de van Krevelen: – trends de evolução

Classificação: Indicadores obtidos a partir da Pirólise e análise do COT– Índice de Hidrogênio – HI– Índice de Oxigênio – OI

H/C & HI elevados : Geração Óleos O/C & OI elevados : Geração Gás

A Qualidade do PetróleoA Qualidade do Petróleo Qualidade do óleo é diretamente proporcional a sua densidade,

viscosidade e composição química. A presença de elementos que aumentam sua acidez é particularmente preocupante, tanto devido a questões de Segurança Operacional como na disponibilização para o Refino– API (grau): escala comparativa entre a densidade do fluido e a da água

(10o API <=> d = 1,0 g/cm3)– Viscosidade (em cP): impacto nas capacidade de produção– RGO (Razão Gás/Òleo): função da Rs (Razão de Solubilidade do gás

no óleo); Influência a produtividade, as vazões e a recuperação final dos reservatórios

– Psat (Pressão de Saturação): abaixo da qual o gás em solução começa a constituir uma fase separada do óleo; afeta a produtividade e a recuperação final

– H2S: problema para a Segurança Operacional– TAN (Total Acid Nunber): problemas no refino

A Qualidade do PetróleoA Qualidade do Petróleo

Bacia API Mínimo API Máximo

Todas 11 50

Campos 17 36

Potiguar 14 47

Solimões 44 50

Espírito Santo 11 36

Recôncavo 14 50

Sergipe 16 42

BiodegradaçãoBiodegradação

37 API – Paleoceno – Não degradado

25,4 API – Paleoceno – Mistura de óleo pesado, parcialmente degradado, e óleo leve36 API – Eoceno –

Mistura Óleo leve moderada degradação e Condensado

17 API – Eoceno – Mistura Óleo muito degradação e óleo leve

Paleoceno – Óleo muito degradado

Biodegradação e Alteração Composicional Biodegradação e Alteração Composicional durante a Migraçãodurante a Migração

Óleo proveniente de Fonte Madura

Alterações de viscosidade devido a presença de águas ricas em oxigênio

Biodegradação produz uma zona de petróleo morto (tar mat) na interface óleo-água

Óleo pesado sobre óleo leve

Biodegradação durante a migração

Rocha selada pelo óleo morto (tar)

Zona de Águas Meteórica

Diagrama de van KrevelenDiagrama de van Krevelen

Sistemas PetrolíferosSistemas Petrolíferos

Sistema PetrolíferosSistema Petrolíferos

Condições essenciais para que exista uma Acumulação de petróleo:– Existência de Geração na Bacia Sedimentar– Existência de Rochas Reservatórios– Existência de Rochas Capeadoras (Selante)– Existência de Estruturas de captação e aprisionamento (Trapas)– Condições físicas para Migração

O conjunto destes elementos mais suas relações espaciais e temporais define um SISTEMA

PETROLÍFERO

Sistema PetrolíferosSistema Petrolíferos

A identificação de um Sistema Petrolífero depende da caracterização do hidrocarboneto (Assinatura Geoquímica) e da capacidade de relacioná-lo a uma determinada rocha-fonte

Além disso, é preciso determinar os caminhos físicos de interconexão entre as acumulações e a rocha-fonte (Rota de Migração)

Mais de um Sistema Petrolífero pode ocorrer numa mesma Bacia Sedimentar e estar atuando num mesmo tempo ou em tempos distintos

Assinatura Geoquímica do PetróleoAssinatura Geoquímica do Petróleo

Rotas de Migração: através de FalhaRotas de Migração: através de Falha

Sistema PetrolíferosSistema Petrolíferos

Para Magoon & Dow, fisicamente podemos entender um Sistema Petrolífero como:– “um Sistema Natural que compreende uma determinada porção de

uma rocha-fonte ativa, todo o óleo e gás natural a ela relacionados e, ainda, todos os elementos geológicos (...) essenciais para a existência de uma acumulação”

Rocha-fonte

SeloReservatório

Falha

Sistema PetrolíferosSistema Petrolíferos A existência de um Sistema Petrolífero depende não apenas

da existências 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 entre na janela de maturação, de forma que a expulsão do petróleo seja impossível, então poderá ser atingido o estágio 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 num “Quadro de Eventos”

Quadro de EventosQuadro de Eventos Relaciona os tempos de geração, de deposição de rochas

reservatório e selos, da estruturação e da migração; Assinala, ainda, o Tempo Crítico

FIM