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24/02/2015

GEO 222 - Roberto Rosa 1

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Sistema Petrolífero

Aula 06

Prof: Roberto Rosa

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1- Introdução- Definição de Petróleo- Definição de Sistema Petrolífero- Origem do Petróleo (Inorgânica x Orgânica)- Rochas Geradoras

2- Fatores que influenciam a acumulação da matéria orgânica- Preservação da Matéria Orgânica- Classificação dos ambientes anóxicos

3- Avaliação da Matéria Orgânica – Método da Pirólise- Teor de Carbono Total (COT)- Pirólise Rock-Eval- Reflectância da Vitrinita / Índice da Alteração Térmica- Tipos de Querogênio- Diagênese, Catagênese e Metagênese

4- Perfil Geoquímico - Analisando Perfis Geoquímicos- Método das Séries Naturais

5- Aplicação das Séries Naturais na Bacia de Camamu

Plano de aula:

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- Gonçalves, F.T; Araujo, C.V.;Penteado, H.L.B.; Hamsi Jr, G.P.; Frota, E.S.T & Soldam,A.L. (1997). Séries Naturais: Aplicação no estudo da Geração e Expulsão do Petróleo eno mapeamento de oil-kitchens.

- Boletim de Geociências da Petrobras, 11(1/2): 116-131, jan/dez. 1997. PETROBRAS(1984). Geoquímica do Petróleo. Centro de Pesquisas e Desenvolvimento Leopoldo A.Miguez de Mello (CENPES), Rio de Janeiro, 257p.

-Rodrigues, R. (2003). Geoquímica do Petróleo. Identificação de rochas geradoras.Apostila. Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ).

-Tissot, B.P. & Welte, D.H. (1978). Petroleum Formation and Occurrence. A newapproach to oil and gas exploration. Ed. Springer-Verlag, Berlin.

-Tissot, B.P. & Welte, D.H. (1984). Petroleum Formation and Occurrence. 2ª Ed.Springer-Verlag, Berlin, 699p.

- Trigüis, J.A. (2004). Geoquímica do Petróleo. Apostila – Notas de Aula. Laboratório deEngenharia e Exploração do Petróleo (LENEP). Univ. Estadual do Norte Fluminense,Macaé, RJ.

Bibliografia básica utilizada:

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O Sistema Petrolífero

Descreve a relação genética entre a “cozinha de geração” ativa e asacumulações de óleo e gás associadas. (Maggon & Dow, 1994)

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• Elementos essenciais:

• Rocha geradora• Rocha carreadora• Rocha-reservatório• Rocha selante• Rochas de sobrecarga

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•Definições dos elementos essenciais:

• Rochas geradoras• Matéria orgânica: quantidade e qualidade• Evolução térmica• Folhelhos, margas e calcilutitos

• Rochas carreadoras• Porosas e permeáveis• Capeadas• Arenitos e carbonatos porosos

• Rochas-reservatório• Capazes de conter e transmitir fluidos• Capeadas e trapeadas


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•Definições dos elementos essenciais:

• Rochas selantes• Baixa permeabilidade• Fazem parte da armadilha

• Rochas de sobrecarga•Sobrejacentes: pressão litostática


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•Processos:• Geração-migração-acumulação de hidrocarbonetos• Formação de armadilhas (traps)• Cronologia

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•Definições dos processos:• Geração de petróleo

•Reações termoquímicas: M.O � querogênio � óleo e gás•Maturação térmica: temperatura e tempo geológico

• Migração primária•Dentro da rocha geradora•Microfissuras•Expulsão do petróleo

•Migração secundária•Fora das rochas geradoras•Rochas carreadoras•Falhas e discordâncias


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O Sistema PetrolíferoGrau de certeza

� Conhecido (!)Boa correlação entre rochas geradoras ativas e

acumulações de petróleo.

� Hipotético (.)Rocha geradora identificada, mas não há correlação

entre ela e as acumulações de petróleo.

� Especulativo (?)A existência de uma rocha geradora ou uma

acumulação é postulada unicamente com base emevidências geológicas ou geofísicas.

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RochasGeradoras

� Sistema de geração;� Classificação;� Técnicas de identificação;� Exemplos.

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� São rochas de granulação fina (folhelhos e calcários),cuja matéria orgânica, sob condições termoquímicasadequadas, se transforma em petróleo.

� A identificação de rochas geradoras constitui um dosobjetivos da Geoquímica do Petróleo.

� A teoria orgânica moderna postula que o petróleo seorigina da matéria orgânica depositada juntamente comos sedimentos numa bacia sedimentar.

Rochas Geradoras

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• TEORIA ORGÂNICA MODERNA:

– Postula a intervenção de organismos vivos na formação do petróleo.

– A matéria orgânica depositada com os sedimentos é convertida, por processosbioquímicos durante o soterramento, num polímero complexo (Querogênio)contendo menor quantidade de Nitrogênio e Oxigênio.

– Este processo é acompanhado por remoção de água e compactação dossedimentos.

– O Querogênio é convertido em Petróleo pelo craqueamento térmico a grandesprofundidades e a temperaturas e pressões adequadas.

Rochas Geradoras

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• TEORIA ORGÂNICA MODERNA - PRINCIPAIS ARGUMENTOS:

� mais de 99% das acumulações de petróleo encontram-se em rochassedimentares;

� possibilidade de produzir hidrocarbonetos em laboratório, a partir de matériaorgânica;

� a sintetização de hidrocarbonetos a partir de rochas ricas em matéria orgânica;

� disseminação de hidrocarbonetos em rochas geradoras;

� indicação de origem bioquímica para alguns compostos do petróleo;

� o petróleo só ocorre em reservatórios que estão, de alguma forma, em contatocom folhelhos ou carbonatos ricos em matéria orgânica (rochas geradoras).

Rochas Geradoras

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♣ CARACTERÍSTICAS DA ROCHAS GERADORAS:

– Matéria orgânica em quantidade adequada.

– Matéria orgânica com qualidade adequada.

– Condições termoquímicas adequadas parageração (maturação da matéria orgânica)

• temperatura mínima = 65 oC

• temperatura máxima = 160 oC.

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♣ QUALIDADE DA MATÉRIA ORGÂNICA AO MICROSCÓPIO:

– AMORFA - forma subcoloidal, resultado da decomposição de algasmicroscópicas e bactérias. É a mais adequada para geração de óleo e gás.Possui elevado teor de hidrogênio e baixo teor de oxigênio.

– HERBÁCEA - cutículas vegetais, polens, esporos, etc. provenientes devegetais superiores. Também originam óleo e gás. Contém menor teor dehidrogênio e maior de oxigênio do que a matéria amorfa.

– LENHOSA - partículas de aspecto lenhoso. Gera exclusivamente gás esomente sob severas condições de temperatura. Tem baixo teor dehidrogênio e alto de oxigênio.

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♣ MATURAÇÃO DA MATÉRIA ORGÂNICA:

– Fenômenos termoquímicos:

Matéria Orgânica

Querogênio

Petróleo

(-)

(+)

Temperatura

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♣ CLASSIFICAÇÃO QUANTO À MATURIDADE DA MATÉRIAORGÂNICA:

• Rochas Imaturas - condições termoquímicasforam inadequadas à geração de quantidadessignificativas de petróleo.

• Rochas Maturas - condições termoquímicasforam adequadas à geração de quantidadessubstanciais de petróleo.

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• FATORES QUE CONTROLAM A PRESERVAÇÃO DA MATÉRIAORGÂNICA

Ar atmosférico é muito oxidante, contém 21% deoxigênio. Difunde-se facilmente nos sedimentoscontinentais destruindo rapidamente a matériaorgânica.

Os sedimentos marinhos e lacustres são, por isso,os únicos aptos a se tornarem rochaspotencialmente geradoras de petróleo.

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Preservação da Matéria Orgânica

Ambientes Anóxicos– bacias restritas– lagos com estratificação perene– zonas de oxigenação mínima– oceanos abertos em períodos de anoxia global (ex: Cretáceo Médio)

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Efeito do binômio (Tempo / Temperatura)

• A geração do petróleo por craqueamento do querogênio

depende da História de TEMPO E TEMPERATURA à qual foi

submetida a rocha geradora

– rochas geradoras podem gerar petróleo a baixas temperaturas (abaixo

de 100°C) se o tempo geológico for longo (dezenas a centenas de

milhões de anos)

– rochas geradoras recentes (Mioceno ao presente) podem gerar

petróleo em poucos milhões de anos se as temperaturas às quais

foram submetidas são elevadas (acima de 120 °C)

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1000

2000

4000

6000

Fundo do mar

Janela de sal

SAL (selo)

3000

SAL(selo)

Rochas geradoras

Poço APoço A Poço BPoço B Poço DPoço DPoço CPoço C

Rochas sedimentares pós-sal

Dinâmica do sistema petrolífero do Pós-salPro

f. (

m)

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2200

3000

5000

7000

Pro

f. (

m)

Fundo do mar

Topo do sal

SAL(selo)

Reservatório

Rochas geradoras

Rochas sedimentarespós-sal

Poço APoço A Poço BPoço B Poço CPoço C

Dinâmica do sistema petrolífero do Pré-sal

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Para que um sistema petrolífero seja efetivo énecessário que haja uma ordem ou sincronismo temporal entreos diversos processos: o reservatório e a trapa devem existirantes do processo de migração dos hidrocarbonetos. Por isso étão importante a reconstituição temporal da história evolutiva dabacia e a identificação de seus principais eventos tectônico-sedimentares ao longo do tempo geológico.

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Quadro de Eventos

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Quadro de Eventos

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Prudhoe Bay Petroleum Systems Events

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Prudhoe Bay Petroleum after Tilting

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Prudhoe Bay Petroleum after Tilting

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Quadro de Eventos

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Visa caracterizar o potencial gerador das rochasgeradoras e rastrear as rotas de migração dohidrocarboneto da geradora ao reservatório.

GEOQUÍMICA DO

PETRÓLEO

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