GÁS DO "XISTO" NO PARANÁ: POTENCIALIDADE E RESTRIÇÕES

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1 SP16 - Reservatórios Não- Convencionais de Óleo e Gás: Uma Nova Fronteira na Exploração de Hidrocarbonetos Paulo César Soares p_soares@terra.com.br Fabiana M. Bettu (Síntese Geologia) GÁS DO "XISTO" NO PARANÁ: POTENCIALIDADE E RESTRIÇÕES

2 . Ausubel, 1996 BRASIL ATRASOU 100 anos para carvão 50 Anos para petróleo 10+??? para gás A evolução para formas Mais eficientes de energia

3 Depois de 10 anos de espetacular sucesso nos EUA, o shale gas US-EIA 2011 A grande diferença é a ocorrência contínua do gás na rocha fonte 70 trilhões? Ou 7? ou 0,7? Tmc gas Amazonas Solimões Parecis Parnaíba S.Francisco Paraná

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5 1. Candido de Abreu 2. Cuiabá Paulista, 3. Barra Bonita 4. Mato Rico Conventional gás? Basin Center gás? TF-6B 2923/2930m Fm. Taciba Baixa K,portador de Gás. TF /3066m Fm. Campo Mourão baixíssima K, portador de Gás. TF-9A 3439/3450m Fm. Campo Mourão Gás K=1,4mD Qg=84.200m³/d TF /3593m Fm. Campo Mourão teste conclusivo em intervalo de baixíssima K, portador de Gás. Foto: ANP

6 BOL MT D MS OS K SP MG TrJ Primeiras notícias Arenitos asfálticos fontes com cheiro de querosene folhelhos negros Primeiro poço para petróleo Um século de promessas 100 testes 60 incertos, não comerciais 2 positivos subcomerciais PGI CP PR D Um século de insucessos Avaliaçoes conflitantes ARG ek RS SC Locação de Rio Vorá (1982) 1a. Locaçao com fatores positivos Interrupçao política (1983) URG 4 CP 3 D 2 OS 1 pϵ 8 Q 7 K 6 ek 5 TrJ Descoberta de Barra Bonita (1996) CONVENCIONAL TIGHT SHALE 1 md 0,1 UMA NOVA FRONTEIRA

7 Em meio à desinformação e conflitos de interesses, a ANP disponibiliza áreas para exploração e produção. A desinformação favorece o conflito e inibe o empreendimen to.

8 DADOS Dados de afloramentos Perfis de poços Mapas geologicos, geofísicos, geoquímicos,estruturais Seçoes sísmicas Seçoes estratigráficas Modelos Dados de conteúdo organico Maturidade Soterramento CRITÉRIOS Folhelhos/não geradores/ geradores/reservatórios Critérios de favorabilidade, potencialidade E prospectividade - EUA Para restriçoes geológicas: incerteza, magmatismo, fraturamento Critérios para restriçoes (EUA) Sociais Ambientais Legais Econômicas RESTRIÇOES Zona+espessura de folhelhos organicos maturos/supermaturos Limiares / Cut off RISCOS Unidades: P. Grossa e Irati POTENCIAL SIMULAÇÕES POTENCIAL E RISCOS

9 A bacia do Paraná tem as mesmas geradoras, mas difere muito das americanas: paleogeografia, magmatismo, fraturamento... NM 3000 m 3500m SE Basaltos Bot + Pir + Rio do Rastro Irati Itararé+ Guatá +Passa Dois Ponta Grossa + Furnas 200 km Mod. de Rafaelli et al Zona de interesse para shale gás no Ponta Grossa e Iratí e gás não convencional no Ponta Grossa (Arenito Tibagi) e Itararé Notar: 1. Calha central profunda 2. Diques e sills 3. Falhamento 4. Elevada inclinação (devida ao soerguimento Cenozóico)

10 Um corte geológico: acumulações e vasamento Figura 33 Representaçao em seção de diferentes modelos de sistema petrolífero na bacia do Paraná e e diferentes tipos de acumulação (modif. de Catto e Zanoto 1998 e de Petersohn 2009) Acumulações no Piramboia e Rio Bonito também expostas em superfície

11 Geração de óleo no Evoluçao do soterramento Irati e Ponta Grossa, na parte central do Paraná. (Modif. de Rostirolla 2009) Geração de gás no

12 Elevada densidade de lineamentos estruturais na bacia (Soares et al 2007) Soerguimento, erosão, descompressão, adernamento e reativação do fraturamento favoreceu a perda de fluidos

13 Por exemplo diminui com a densidadde de fraturamento

14 Critérios para qualificaçao e quantificaçao do potencial gerador Runcorn 2005 Condições geoquímicas básicas: Ter materia organica ( TOC>1-2 %) Ser soterrada até a transformação em HC, Passando a fase do óleo (150 o C) METANO

15 Indicador Teor de carbono orgânico (COT, %) Tipo de matéria orgânica (queroênio): Para óleo (og) convencional para gás convencional Bom para shale gás (Obs) < , / > I+II (3) II+III +/- + + III+IV Sumário Dos critérios geoquímicos Refletancia da <0, Vitrinita 0,5-0, ,8-1, /- 1,3-2, >2, S1 < 2 mg HC/g Rx > 6 mg HC/g Rx IH I >600 II > > / /- II e III< Temperatura do pico S2 (TMAX) o C < Soares, CBG ++++

16 Indicador Teor de carbono orgânico (COT, % peso) S1 (mg HC/gRx) S1+S2 (mg HC/g Rx) Temperatura do pico S2 (TMAX, o C ) Tipo de matéria orgânica (querogênio): Gradiente térmico ( O C/km) Positivo para óleo (og) convencional Negativo para shale gás >0,5 menor que 1 Bom para shale gás maior que 4 Favorece Desfav IRATI >2 <2 >2???? PG >2 < 2 > 6 IRATI PG? < IRATI? PG I e II III e IV I, II e III IRATI PG? < IRATI PG Fraturamento/falhas moderado intenso fraco???? IRATI PG Espessura do folhelho >5 m <20 m m PG IRATI Tabela 5: sumário de condições favoráveis e desfavoráveis para aproveitamento de gás de xisto (shale gas) Formações Irati e PG (Ponta Grossa)

17 Considerando a Fm Ponta Grossa Foto Patrícia K Tavares Siltitos e folhelhos cinzentos do Membro Jaguariaiva, na cidade homônima (Seção tipo)

18 Itararé Campo Mourão Lagoa Azul Fm. PONTA GROSSA (Devoniano) Siltito Folhelho arenito Enquanto a Laurencia era inundada por mares tropicais, no Gondwana os mares eram frios e as águas oxigenadas Perfis seg. Assine, 1996

19 Carbonífero Superior gr I T A R A R É Lagoa Azul Campo Mourão 100 m Ponta Grossa, boa espessura: 400 m, 20% folhelho Devoniano Ponta Grossa

20 Altura no perfil, m Ponta Grossa (Jaguariaíva) 0,5 1,0 1,5 2,0 COT % Itararé 70 Folhelho Siltito 0 Furnas Figura 21 - Posicionamento das amostras da Fm Pta. Grossa segundo dados de Silva (2005 ) no Diagrama de Runcorn (2005), Teor de carbono orgânico total (COT) no membro Jaguariaiva da formaçao Pnta Grossa em Jaguariaiva, faixa de afloramentos, Paraná (Bergamaschi, 1999)

21 Tmax e IH, de amostras da Fm. PG na faixa de afloramentos no estado do Paraná (plotados a partir de Silva 2007) Notar MO tipo III, carbonização (IH~0) e a rochas supermaturas, craqueamento de gás (Ro > 1,35%). O domínio apropriado para shale gás é o supermaturo (Fig base e dados de Silva 2007) >300 m > 3500 m Soterramento x espessura da Fm Ponta Grossa, Atual Na faixa de afloramento está imaturo Pelo soterramento em mais que 3500m, está maturo para gás

22 Gradiente geotérmico (Lima 2009; p84, figura adaptada). >100 o C Notar a zonas com gradientes superiores a 26 e e a 30 o C/km, equivalendo respectivamente a temperaturas maiores que 100 e 110 o C, a 3000 m de profundidade. Pelo grau geotérmico está em condições favoráveis de preservação

23 FM. PONTA GROSSA Mostra potencial moderado, Na zona profunda, Mas é necessário encontrar zonas: mais ricas em MO (sweet spots) afastada de sills, diques e falhas

24 FORMAÇÃO IRATI Folhelhos, calcilutitos Siltitos, Dolomitos

25 A Formaçao Irati apresenta conteúdo em querogênio muito elevado em um pacote de 20 m, o que a classifica como: Padrão litológico e teor de matéria orgânica (COT) na região central da Bacia do Paraná com base no perfil de São Mateus ( modif. de Alferes etal 2011) Excelente potencial gerador, COT maior que 5% e média 7%. A matéria orgânica é tipo I e II (Souza et al. 2011), Espessura no limite mínimo

26 Imatura na faixa de afloramento, exceto por metamorfismo termal de contato

27 Grantes lineamentos delimitadores de blocos estruturais CONTORNO ESTRUTURAL NO IRATI Em profundidade (>3000 m) deve Soares, estar 2014 matura 47CBG Afloramento Irati (imaturo)

28 Anomalias magneticas devidas a rochas básicas Dique Ma Basalto Diques, sills Seçao Sísmica SW-NE Alto de Porto União (SC-PR) O efeito destrutivo do Magmatismo: fraturamento e queima da MO e Construtivo: aceleração do craqueamento no entorno

29 FM. IRATI Mostra potencial moderado, Na zona muito profunda, Mas é necessário encontrar zonas: maior espessura de folhelhos próxima de sills, Afastada de diques e falhas

30 SIMULAÇÕES Tipo de poço Ordem de grandeza de produção e Dimensão do negócio

31 SIMULAÇÃO poço com ramificação na zona de interesse Ponta Grossa, tecnologia Octopus Raio de alcance do fraturamento: 20 a 90 m Área de drenagem em torno Soares, da 2014 tubulaçao 47CBG Até 50 ramos a partir de uma mesma base, com drenagem de até 1200 ha Ou 12 km 2 Eficiência de 15 a 30% Tempo: 10 a 20 anos

32 SIMULAÇÕES Dimensão do negócio Faturamento bruto por base. Base = 2,5 ha em superfície e 1200 ha (12 km 2 de drenagem) em subsuperfície [M= milhões] Usando valores médios: TOC 2%, Ro=1,5, h= 40 m Rec = 15% Atrativo US$300 M/base Usando valores otimistas: TOC 2,5%, Ro=1,5, h= 40 m Rec = 30% muito atrativo US$500 M/base Usando valores mínimos: TOC 2%, Ro 1,3 %, h=20, rec 10 %: Não atrativo US$100 M/base Custo: US$ 100 a 200 M/base Retorno: 3, 2 e 1 ano

33 RESTRIÇÕES 1. Contaminação fontes e aqúiferos? 2. Uso excessivo da água? 3. Aporte de radioativos? 4. Sismicidade? 5. Substituição da atividade rural atual? 6. Afastamento dos agricultores? = DESINFORMAÇÃO + Conflito de Soares, interesses CBG Avaliação técnica...

34 Avaliação técnica... Fonte de dano potencial Probabilidade de ocorrência Explicação Restrições sociais e Contaminaçao de fontes ambientaisseis pontos superficiais foram alvo de criticas severas: Contaminaçao de aquíferos de água potável Introdução de fluidos com componentes químicos desconhecidos nas formações geológicas; Improvável. Ocorreria durante a construção incorreta de poços Improvável Ocorreria durante a construção incorreta de poços Não: as substâncias são controladas e de uso domestico. Testes com novos produtos tem que ser autorizados Zona produtora 3 km abaixo da superfície Aquíferos aproveitáveis a > 2 km acima da zona produtora Controle técnico permite apenas substâncias sem potencial de dano, degradáveis e já presentes nas rochas A necessidade de lidar com volumes elevados de água de injeção, refluxo e de produção Retorno de elementos químicos, especialmente radioativos com a água de produçao Sim Está em teste o uso de gás carbônico (CO2) no lugar da água, para regiões aridas Sim, fazem parte da água presente nas rochas,tendo sido enriquecidos com a própria interação com a rocha Não é maior que o de outras atividades produtoras de energia, p. ex alcool Os valores radioativos (NORM) não são diferentes dos já encontrados nas rochas e nas águas, e estão abaixo dos limites de referência da OMS Induçao de sismicidade como decorrência das elevadas pressões de injeção durante o fraturamento hidráulico Sim, como no enchimento de barragens pequenos tremores poderiam ser induzidos Não: o faturamento hidráulico afeta uma área muito pequena Apenas injeção contínua por décadas, como é feito em poços de descarte, em campos antigos, e em áreas já sísmicas, é capaz de alterar a resistência e antecipar terremotos

35 É possível trabalha com uma zona de segurança Separação de segurança

36 Zona de aquíferos aproveitáveis (Consumo humano, animal e irrigaçao): Caiuá: <300 m Serra Geral: < 500 m, Guarani: acima do nível do mar (NM) AQUÍFEROS NM Separação de segurança Aqíferos aproveitáveis Aquífero Guarani (Salobro ou salgado) 3000 m 200 km Rafaelli et al Zona com potencial de produçao, gás não convencional (tight sands, basin centre, shale gas)

37 Poço descobridor e extensão direcional do Campo de gás de Barra Bonita USO DO TERRENO Pitanga-Barra Bonita 2 hectares Dois poços 1-BB-1-PR 3-BB-2D-PR R = 1300 MM mcgn Prod=450 Kmcgn/d ½ consumo do PR Dimensões da base de operações Base Produção se iguala à metade do consumo de gás no Paraná Consumo BR= 50 MM mc /d PR= 1Mmc/d 18 mil clientes

38 Simulação: região de grande aproveitamento agrícola Oeste de Goioerê (Entre C. Mourão e Toledo) Simulaçao de base de operaçoes para Fracking: 150mx150m= 2,25 ha E para drenagem do gás em profundidade: A= PI. R 2 =12,5 km 2 = 1250 ha mc gn/ha É pequena a fração de terreno usada, para uma grande produtividade

39 APELO SOCIAL Importante balancear custo x benefício A Comissão dos Direitos Humanos da ONU, em 1990, estabeleceu que O aproveitamento dos recursos minerais tem que envolver as comunidades afetadas em quatro formas: 1) consentimento bem informado e livre 2) participação nos benefícios do desenvolvimento, 3) compensação e 4) mitigação de efeitos adversos Mobilização dos contras X Danos ambientais potenciais X Benefícios econômicos locais X Interesse do Estado CARACTERÍSTICAS DA REGIÃO Relevo ondulado, Solos ferteis Clima úmido e subtropical Ocupação rural, baixa densidade, com produção agrícola extensiva Renda baixa (<~média nacional) e IDH baixo

40 Conclusões sobre gas do xisto na Bacia do Paraná 1. Precariedade de algumas informações 2. A formação Ponta Grossa constitui o melhor potencial, restrito ao oeste do Paraná (20 mil km 2 ), mas está nos limites mínimos dos parâmetros considerados favoráveis. 3. Não existem restrições ambientais e sociais para o aproveitamento 4. Manifestações contrárias decorrem apenas de desinformação e interesses socio-políticos

41 Paulo Soares