Petróleo Prof. Philipe Laboissière

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1 Petróleo Prof. Philipe Laboissière

2 Cap. 2-Prospecção de Petróleo

3 Finalidade e métodos de prospecção Finalidade da prospecção de petróleo Visa fundamentalmente a dois objetivos: Localizar dentro de uma bacia sedimentar as situações geológicas que tenham condição para a acumulação de petróleo. Localizar de forma direta ou por instrumentação as rochas geradoras, reservatórios, selantes e limites estruturais.

4 Finalidade e métodos de prospecção Principais métodos de prospecção Métodos geológicos Geologia de superfície Aerofotogrametria e fotogeologia Geologia de subsuperfície Métodos potenciais Gravimetria Magnetometria Métodos sísmicos Refração e reflexão

5 Métodos de prospecção Métodos geológicos É a primeira etapa de um programa exploratório. O propósito é reconstruir as condições de formação e acumulação de hidrocarbonetos. Geologia de superfície: Identificação de algumas estruturas através do mapeamento das rochas que afloram na superfície. Construção de mapas geológicos que indicam áreas potenciais de acumulações de petróleo. Nesta fase existe a possibilidade de definir a perfuração de um poço pioneiro.

6 Métodos de prospecção Métodos geológicos Aerofotogrametria e fotogeologia A aerofotogrametria consiste em fotografar o terreno com um avião devidamente equipado, voando com altitude, velocidade e direção constantes. A fotogeologia consiste na determinação das feições geológicas onde dobras, falhas e o mergulho das camadas são visíveis.

7 Métodos de prospecção Métodos geológicos Geologia de subsuperfície Consistenoestudodedadosgeológicosobtidosdeum poço exploratório. As técnicas mais comuns envolvem: Descrição das amostras de rochas recolhidas na perfuração Estudo das formações perfuradas e sua profundidade Construção de mapas e seções estruturais através de correlações as informações de diferentes poços Identificação dos fósseis presentes nas amostras de rocha

8 Métodos de prospecção Métodos Potenciais Esgotados os recursos diretos de investigação, torna-se apropriada a prospecção por métodos indiretos, ou geofísicos. Gravimetria Medida do campo gravitacional por instrumentação (gravímetros). Permite estimar a espessura de sedimentos, rochas com densidades anômalas como domos de sal, e altos e baixos estruturais.

9 Métodos de prospecção Métodos Potenciais Magnetometria Tem como objetivo medir pequenas variações na intensidade do campo magnético terrestre, devido a irregular propriedades magnéticas/dielétricas de rochas. As medidas dependem de fatores como: latitude, altitude e direção de voo, variações diurnas (tempestades magnéticas).

10 Métodos de prospecção Métodos Sísmicos Sísmica O método sísmico de refração registra ondas refratadas com ângulo crítico e sua aplicação é bastante restrita atualmente. O método sísmico de reflexão é o método mais utilizado atualmente. As ondas são refletidas e refratadas em cada uma das camadas geológicas, devido a diferentes constituições petrofísicas da rocha.

11 Sismica Offshore

12 Exercício 1- Concurso/Exemplo (PETROBRAS Eng. de Petróleo Jr. 2008) 1 Os métodos usados na prospecção de petróleo são a) gravimetria e pictometria b) gravimetria e volumetria c) aerofotogrametria e volumetria d) aerofotogrametria e pictometria e) aerofotogrametria e gravimetria

13 Exercício 1- Concurso/Exemplo (PETROBRAS Eng. de Petróleo Jr. 2008) 1 Os métodos usados na prospecção de petróleo são a) gravimetria e pictometria b) gravimetria e volumetria c) aerofotogrametria e volumetria d) aerofotogrametria e pictometria e) aerofotogrametria e gravimetria Solução: Os métodos utilizados na prospecção de petróleo são: Métodos Geológicos: - Geologia de superfície; - Aerofotogrametria e foto geologia; Métodos Potenciais: Gravimetria Magnometria Métodos Sísmicos: Sísmica de Reflexão; Sísmica de Refração; Pictometria e Volumetria não são métodos de prospecção. Onde, a pictometria é um método laboratorial para estimar massa específica e a volumetria é um método laboratorial também chamado de titulação. Então sabemos que a alternativa é a e). Resposta: Alternativa e).

14 Exercício 2- Exemplo Exemplo 2 As variações de densidade em subsuperfície são utilizadas na exploração gravimétrica do petróleo, permitindo assim: a) fazer estimativas da espessura de sedimentos em uma bacia calcária, verificar a presença de rochas com densidades anômalas, como rochas ígneas e domos de sal, e preveraexistência de altos e baixos estruturais b) fazer estimativas da espessura de sedimentos em uma bacia secundária, verificar a presença de rochas com altas densidades, como rochas ígneas e domos de sal, e prever a existência de altos e baixos estruturais c) fazer estimativas da espessura de sedimentos em uma bacia hidrográfica, verificar a presença de rochas com baixas densidades, como rochas ígneas e domos de sal, e prever a existência de altos e baixos estruturais d) fazer estimativas da espessura de sedimentos em uma bacia calcária, verificar a presença de rochas com altas densidades, como rochas ígneas e domos de sal, e prever a existência de altos e baixos estruturais e) fazer estimativas da espessura de sedimentos em uma bacia sedimentar, verificar a presença de rochas com densidades anômalas, como rochas ígneas e domos de sal, e preveraexistência de altos e baixos estruturais

15 Exercício 2- Exemplo Exemplo 2 As variações de densidade em subsuperfície são utilizadas na exploração gravimétrica do petróleo, permitindo assim: a) fazer estimativas da espessura de sedimentos em uma bacia calcária, verificar a presença de rochas com densidades anômalas, como rochas ígneas e domos de sal, e preveraexistência de altos e baixos estruturais b) fazer estimativas da espessura de sedimentos em uma bacia secundária, verificar a presença de rochas com altas densidades, como rochas ígneas e domos de sal, e prever a existência de altos e baixos estruturais c) fazer estimativas da espessura de sedimentos em uma bacia hidrográfica, verificar a presença de rochas com baixas densidades, como rochas ígneas e domos de sal, e prever a existência de altos e baixos estruturais d) fazer estimativas da espessura de sedimentos em uma bacia calcária, verificar a presença de rochas com altas densidades, como rochas ígneas e domos de sal, e prever a existência de altos e baixos estruturais e) fazer estimativas da espessura de sedimentos em uma bacia sedimentar, verificar a presença de rochas com densidades anômalas, como rochas ígneas e domos de sal, e preveraexistência de altos e baixos estruturais Resolução: Nesta questão deveríamos saber que a gravimetria é utilizada em bacias sedimentares, uma vez que o objetivo desta técnica é fazer uma estimativa da espessura dos segmentos. Cabendo a alternativa e). Lembrando que todas as alternativas são idênticas só mudando o tipo de campo, sendo uma questão mais interpretativa. Resposta: Alternativa e)

16 Principais métodos de prospecção (3) Fatores que afetam a magnetometria Latitude Altitude de voo ou elevação Direção de voo Variações diurnas (tempestades magnéticas, ionização da alta atmosfera pelo sol) Propriedades das rochas

17 Exercício 3- Exemplo Exemplo 3 A prospecção magnética para o petróleo, denominada magnetometria, tem como objetivo maior medir pequenas variações na intensidade do campo magnético terrestre, consequência da distribuição irregular de rochas magnetizadas na subsuperfície. As medidas obtidas pelos magnetômetros nos levantamentos aeromagnéticos dependem dos fatores: a) latitude, altitude do voo ou elevação, direção de voo, variações diurnas e presença localizada de rochas com diferentes susceptibilidades magnéticas. b) longitude, latitude, direção de voo, variações noturnas e presença localizada de rochas com diferentes susceptibilidades magnéticas. c) longitude, direção de voo, variações noturnas e presença distribuída de rochas com diferentes susceptibilidades magnéticas. d) latitude e longitude, altitude de voo ou elevação, condições do voo, variações noturnas e presença distribuída de rochas com diferentes susceptibilidades magnéticas. e) latitude, altitude de voo ou elevação, direção de voo, variações diurnas e presença distribuída de rochas com diferentes susceptibilidades magnéticas.

18 Exercício 3- Exemplo Exemplo 3 A prospecção magnética para o petróleo, denominada magnetometria, tem como objetivo maior medir pequenas variações na intensidade do campo magnético terrestre, consequência da distribuição irregular de rochas magnetizadas na subsuperfície. As medidas obtidas pelos magnetômetros nos levantamentos aeromagnéticos dependem dos fatores: a) latitude, altitude do voo ou elevação, direção de voo, variações diurnas e presença localizada de rochas com diferentes susceptibilidades magnéticas. b) longitude, latitude, direção de voo, variações noturnas e presença localizada de rochas com diferentes susceptibilidades magnéticas. c) longitude, direção de voo, variações noturnas e presença distribuída de rochas com diferentes susceptibilidades magnéticas. d) latitude e longitude, altitude de voo ou elevação, condições do voo, variações noturnas e presença distribuída de rochas com diferentes susceptibilidades magnéticas. e) latitude, altitude de voo ou elevação, direção de voo, variações diurnas e presença distribuída de rochas com diferentes susceptibilidades magnéticas. Solução: Sabemos que a magnetometria dependem dos seguintes fatores: latitude, altitude de vôo ou elevação, direção de vôo, variações diurnas e presença localizada de rochas com diferentes susceptibilidades magnéticas. Então descartamos as alternativas que tem longitudes e variações noturnas, devendo estar atento que o fenômeno vai ser medido localizadamente, restando a alternativa a).

19 Exercício 4- Exemplo Exemplo 4 São apresentadas abaixo afirmativas sobre os métodos sísmicos de levantamento geofísico: I Método pelo qual a estrutura interior da Terra foi mapeada e que atualmente, na área de petróleo, tem sua aplicação bastante restringida. É também um método que faz o registro somente de ondas refratadas com ângulo crítico (head waves) e que possui grande aplicação na área de sismologia. II Método de prospecção mais utilizado atualmente na indústria de petróleo, fornecendo alta definição das feições geológicas em subsuperfícies propícias à acumulação de hidrocarbonetos e a um custo relativamente baixo. As afirmações acima correspondem aos métodos sísmicos: a)derefraçãoedecdp b)derefraçãoedereflexão c)dereflexãoederefração d) de sismografia sintética e de reflexão e) CDP e de sismografia sintética

20 Exercício 4- Exemplo Exemplo 4 São apresentadas abaixo afirmativas sobre os métodos sísmicos de levantamento geofísico: I Método pelo qual a estrutura interior da Terra foi mapeada e que atualmente, na área de petróleo, tem sua aplicação bastante restringida. É também um método que faz o registro somente de ondas refratadas com ângulo crítico(head waves) e que possui grande aplicação na área de sismologia. II Método de prospecção mais utilizado atualmente na indústria de petróleo, fornecendo alta definição das feições geológicas em subsuperfícies propícias à acumulação de hidrocarbonetos e a um custo relativamente baixo. As afirmações acima correspondem aos métodos sísmicos: a)derefraçãoedecdp b)derefraçãoedereflexão c)dereflexãoederefração d) de sismografia sintética e de reflexão e) CDP e de sismografia sintética Resolução: O método de refração sísmica mede o tempo que uma onda compressional (onda P) ou cisalhante (onda S), gerada por uma fonte sísmica, leva para viajar através das camadas da Terra e voltar aos sensores (geofones) instalados ao longo de uma linha na superfície do terreno. Medindo-se o tempo de percurso das ondas, os diferentes horizontes. O método sísmico de reflexão é o método de prospecção mais utilizado na indústria de petróleo atualmente, pois fornece alta definição das feições geológicas em subsuperfícies propícias a acumulação de hidrocarbonetos, a um custo relativamente baixo. Resposta: Alternativa b)

21 Exercício 5- Exemplo Exemplo 5 Dos métodos abaixo, assinale aquele que NÃO é considerado um método de avaliação das formações. a) Amostra de calha. b) Perfilagem. c) Teste de Produção. d) Teste de Miscibilidade. e) Teste de Injetividade.

22 Exercício 5- Exemplo Exemplo 5 Dos métodos abaixo, assinale aquele que NÃO é considerado um método de avaliação das formações. a) Amostra de calha. b) Perfilagem. c) Teste de Produção. d) Teste de Miscibilidade. e) Teste de Injetividade. Resolução: Dos métodos acima, o único que não coleta informações geológicas nem de reservatório é o teste de miscibilidade. Amostra de calha e perfilagem já foram discutidos aqui, testes de produção e injetividade coletam informações de reservatório após o poço ter sido perfurado. Resposta: Alternativa d)

23 Exercício 6- Exemplo/Concurso Caiu no Concurso! 6 Assinale a opção correta, acerca das características dos métodos geológicos e geofísicos utilizados na prospecção do petróleo. a) O método geológico de superfície já foi importante para a prospecção do petróleo, mas hoje consiste apenas em aquisição de dados geológicos embasados em mapas geológicos, com pouca conexão com métodos de subsuperfície, que tornam limitante a ideia tão necessária da profundidade e da estrutura das camadas sedimentares potenciais ao alojamento de hidrocarbonetos. b) O método potencial gravimétrico é o mais importante método de prospecção, pois fornece uma boa ideia da estrutura detalhada das bacias, embora seja muito limitado com método descobridor e delimitador de campos de petróleos. c) O método potencial da magnetometria é um método que apresenta poucas variações de medidas do campo magnético terrestre e, por isso, é utilizado na prospecção de petróleo por sua exatidão. Porém, não serve para distinguir as rochas do embasamento das rochas sedimentares de bacias sedimentares em profundidade. d) O método sísmico de refração compreende a propagação das ondas sísmicas em qualquer tipo de rocha e tem como base a refração das ondas com qualquer medida angular, dependendo apenas da diferença de composição do meio rochoso. É um método largamente aplicado na prospecção de petróleo na atualidade, porque se presta à distinção de camadas, em qualquer profundidade, no âmbito de uma bacia sedimentar, além de ter um custo muito baixo. e)ométodosísmicodereflexãoéummétodoqueutilizaasreflexõesdasondassísmicasemumrefletor, que se constitui em contatos de camadas ou superfícies anômalas de conteúdo fluido com qualquer inclinação, além de configurar estruturas, que são disponibilizadas para posterior análise. É o método de prospecção mais utilizado na indústria de petróleo atualmente.

24 Principais métodos de prospecção (3) Fatores que afetam a sísmica Densidade das rochas Espessura das camadas Tempo de propagação Presença de contatos entre rochas e fluidos de diferentes densidades Tipos de sísmica Reflexão (ângulo proporcional a impedância) Refração (por ângulo critico)

25 Principais métodos de prospecção (4) Coleta de informações de um poço durante a perfuração ou antes da produção Dados de cascalhos (mud logging) Amostra de calha Dados de testemunhos (petrofísicos e geológicos) Perfilagem (leituras de sinais elétricos, sônicos, radioativos, etc. por instrumentos dentro do poço) Testes de pressão (determina volume de reserva)

26 Principais métodos de prospecção (5) Resumo de Cálculos de Sísmica Velocidade do som na água 1500 m/s Constante de resolução sísmica (C) Período- inverso da frequência (T) Velocidade da onda no meio (v) Espessura de propagação (h)

27 Exercício 7- Exemplo/Concurso (Banco de Questões Cesgranrio) 7 Um determinado levantamento sísmico recuperou frequência média de 25 Hz na profundidade do reservatório. Considerando que a velocidade intervalar no reservatório é de 2000 m/s e utilizando o conceito convencional de resolução sísmica (=4), a espessura mínima para que topo e base sejam identificados na seçãosísmica,emmetroséde: a) 50 b) 40 c) 30 d) 20 e) 10

28 Exercício 7- Exemplo/Concurso (Banco de Questões Cesgranrio) 7 Um determinado levantamento sísmico recuperou frequência média de 25 Hz na profundidade do reservatório. Considerando que a velocidade intervalar no reservatório é de 2000 m/s e utilizando o conceito convencional de resolução sísmica (=4), a espessura mínima para que topo e base sejam identificados na seçãosísmica,emmetroséde: a) 50 b) 40 c) 30 d) 20 e) 10

29 Exercício 8- Exemplo/Concurso (INEA 2008) 8 Num ponto de tiro de uma seção sísmica de reflexão normal, com escala vertical em tempo duplo, o refletor de interesse ocorre a 4s (quatro segundos). Neste ponto, a profundidade de água do mar é de 1.500m e a velocidade média dos sedimentos é de m/s. Qual aprofundidade, emmetros, abaixodonível domar, do refletor de interesse, neste ponto de tiro? a) b) c) d) e) 6.500

30 Exercício 8- Exemplo/Concurso (INEA 2008) 8 Num ponto de tiro de uma seção sísmica de reflexão normal, com escala vertical em tempo duplo, o refletor de interesse ocorre a 4s (quatro segundos). Neste ponto, a profundidade de água do mar é de 1.500m e a velocidade média dos sedimentos é de m/s. Qual aprofundidade, emmetros, abaixodonível domar, do refletor de interesse, neste ponto de tiro? a) b) c) d) e) 6.500