Geologia do Petróleo

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Breve enquadramento


A palavra "petróleo" é utilizada em geologia para designar qualquer mistura natural constituída principalmente por hidrocarbonetos, quer se apresente no estado sólido, líquido ou gasoso à temperatura e pressão ambientes.

 

Do ponto de vista legal, de acordo com o Decreto-Lei n.º 109/94, de 26 de abril (“DL 109/94”), petróleo é: “toda a concentração ou mistura natural de hidrocarbonetos líquidos ou gasosos, incluindo todas as substâncias de qualquer outra natureza que, com eles, se encontrem em combinação, suspensão ou mistura, com exclusão dos hidrocarbonetos sólidos naturais e todas as concentrações cuja exploração só possa ser feita através da extração das próprias rochas”, estando portanto incluída na definição de petróleo, o gás natural.

 

Testemunhos de rochas, impregnados de petróleo

Fonte GPEP: Testemunhos de rochas, impregnados de petóleo

 

O petróleo é gerado nas bacias sedimentares a partir de matéria orgânica acumulada, juntamente com sedimentos inorgânicos, em ambientes deficientes em oxigénio. Esta acumulação faz-se, em geral, no fundo de lagos, lagunas ou mares com deficiente movimentação e de correntes junto ao fundo. A matéria orgânica, assim, embora preservada da oxidação, sofre modificações resultantes de reações químicas inorgânicas e pela ação de bactérias, do que resulta a geração de algum gás biogénico e a transformação da restante matéria orgânica em querogénio, um material rico em hidrocarbonetos sólidos muito pesados. As rochas ricas em querogénio, em geral rochas detríticas finas (xistos betuminosos) ou carbonatadas (calcários e margas betuminosas), designam-se por rochas-mãe ou rochas geradoras, porque é nelas que ocorrerá a geração do petróleo.

 

Com a continuação da subsidência da bacia sedimentar em que se deu a acumulação da matéria orgânica, esta é, gradualmente, submetida a temperaturas e pressões mais elevadas e o querogénio transforma-se, por decomposição e partição das suas moléculas complexas, em hidrocarbonetos mais simples, desde o petróleo até ao gás natural.

 

Outras variáveis como o tempo e a natureza do querogénio são fundamentais para o tipo de hidrocarboneto que se gera. Distinguem-se 3 tipos de querogénio: 1) normalmente atribuído a algas e bactérias e é o predisposto à geração de petróleo; 2) resultante principalmente da acumulação de restos de vegetais superiores, é especialmente gerador de gás; e, 3) misto, que é um tipo intermédio, que tanto pode gerar petróleo como gás.

 

A transformação do querogénio em petróleo é acompanhada de um aumento de volume que tende a expulsar os hidrocarbonetos recém-criados da rocha geradora, dando-se a expulsão ou migração primária do petróleo que, eventualmente, o poderá levar a um local propício à sua acumulação ou, como é frequente, a migrar até à superfície terrestre e fundos marinhos onde naturalmente exsudará (“seeps”).

 

Para que o petróleo possa ser explorado, i.e., extraído em condições economicamente viáveis, é necessário que se acumule em rochas com porosidade e permeabilidade elevadas. As rochas-mãe não possuem, em geral, essas características e, por isso, o petróleo raramente pode ser diretamente extraído das mesmas. Para isso, é necessário que o petróleo, após a sua expulsão da rocha-mãe, encontre condições favoráveis para migrar através das rochas, num processo geralmente muito lento que pode exigir dezenas de milhões de anos, até uma rocha reservatório onde se vai acumulando. De referir que, para que não se verifique a sua exsudação superficial, um outro conjunto de rochas são essenciais neste sistema: as rochas selantes de muito baixa permeabilidade que, aliadas ao arranjo e à disposição das formações e estruturas geológicas a que se dá o nome de “armadilhas”, constituirão barreiras à migração do petróleo.

 

O conjunto de rocha-mãe ou geradora, rocha reservatório, rocha selante e “armadilha” constituem um sistema petrolífero natural.

 

A figura abaixo ilustra o processo de formação do petróleo e do gás natural.

 

Secondary Energy Infobook, NEED – National Energy Education Development, 2016

Fonte: Secondary Energy Infobook, NEED – National Energy Education Development, 2016

 

Dada a morosidade do processo acima descrito (milhões de anos), o petróleo é considerado um recurso natural não renovável, pois à escala temporal humana, uma vez consumido, tem uma taxa de reposição na natureza quase nula.

 

Antes de se explorar/extrair o petróleo, é necessário um longo trabalho prévio de procura e pesquisa dos locais onde o recurso possa estar acumulado em reservatórios com dimensão e localização que permitam a viabilidade económica da sua exploração.

 

Neste contexto, a prospeção e pesquisa do petróleo tem por base a determinação dos locais das bacias sedimentares onde poderão estar reunidas as condições geológicas necessárias à geração e acumulação de petróleo, e comprovar através de dados diretos a veracidade da sua existência.
O estudo da geologia de superfície das bacias sedimentares é fundamental para determinar a presença de potenciais rochas-mãe, rochas reservatório e rochas selantes, para compreender os respetivos ambientes deposicionais e subsequentemente estimar a sua possível presença em profundidade para: i) analisar a deformação tectónica que poderá conduzir à formação de “armadilhas”; e, ii) delinear os traços gerais da evolução geológica e estrutural das bacias.

 

Como complemento dos estudos geológicos de superfície, utilizam-se técnicas de prospeção geofísicas e, numa fase mais adiantada da pesquisa, o estudo geológico de subsuperfície através de sondagens de pesquisa, para identificar, o melhor possível, as condições e propriedades geológicas em profundidade. De facto, não é possível garantir a presença de petróleo num reservatório sem se realizar pelo menos uma sondagem de pesquisa.

 

Apesar dos estudos geológicos de superfície e geofísicos que são previamente efetuados, a probabilidade de sucesso de uma sondagem de pesquisa em novas áreas (i.e. sem sondagens prévias de pesquisa) permanece baixa (i.e. entre cerca de 10% a 20% [1]). Se a análise dos dados obtidos indicar boas caraterísticas de reservatório, procede-se a um ensaio de produção para determinar as condições em que se poderá produzir petróleo.

 

De referir que o valor económico de uma descoberta raramente pode ser determinado com uma única sondagem de pesquisa. Embora se tenha uma ideia do volume da acumulação a partir da interpretação sísmica e petrofísica (forma e dimensões da armadilha e porosidade do reservatório) é, em geral, necessário perfurar mais do que uma sondagem para confirmar a interpretação e determinar com segurança o volume das reservas recuperáveis. Caso se descubram reservas recuperáveis em quantidades que tornem o projeto viável em termos económico-financeiros, passa-se para uma nova fase da atividade petrolífera, relacionada com o desenvolvimento e produção do campo de petróleo entretanto delimitado.

 

De salientar que, mesmo com novas tecnologias, a prospeção e pesquisa do petróleo envolve investimentos muito elevados e muitas vezes não tem sucesso, i.e., não é feita qualquer descoberta ou é feita uma descoberta sem viabilidade económica para a sua exploração.

 

Para mais informação consultar “Livro Verde sobre a prospeção, pesquisa, desenvolvimento e produção de hidrocarbonetos em território nacional”, elaborado pela ex-Entidade Nacional para o Mercado de Combustíveis, E.P.E. (ENMC), atual Entidade Nacional para o Setor Energético, E.P.E. (ENSE) (Ver Documentação/Divulgação - Publicações)

 

[1] http://www.ifp-school.com/upload/docs/application/pdf/2015-02/5_exploration_well.pdf