O papel da estratigrafia nos sistemas petrolíferos

Por: Samuel Deister Veiga

Conceito de estratigrafia

A estratigrafia estuda as rochas sedimentares, metassedimentares e as intercalações vulcânicas, considerando os aspectos da deposição, do empilhamento, da geometria dos corpos e da idade relativa ou absoluta de cada unidade sedimentar.

Segundo Weller (1960), a estratigrafia é o ramo da geologia que estuda as rochas estratificadas e sedimentares, considerando, para as diversas unidades estratigráficas, a descrição da sequência vertical e horizontal, as correlações e o mapeamento.

Figura 1: Estratos rochosos bem delineados. Fonte: https://www.ofitexto.com.br/comunitexto/litoestratigrafia-e-bioestratigrafia-o-que-sao/

Sistemas petrolíferos

Ao longo de várias décadas de exploração, a indústria petrolífera foi entendendo que, para se encontrar jazidas de hidrocarbonetos de volumes consideráveis, era necessário que uma série de condições geológicas fossem cumpridas simultaneamente na bacia sedimentar.

O estudo dessas características de maneira interligada e a simulação das condições necessárias para sua existência síncrona, com o objetivo de permitir a diminuição do risco exploratório envolvido nas perfurações dos poços, foram consolidados em um único conceito: o sistema petrolífero (Magoon & Dow, 1994).

Um sistema petrolífero ativo compreende a existência e o funcionamento simultâneo de quatro elementos (rochas geradoras maturas, rochas reservatório, rochas selantes e trapas) e dois fenômenos geológicos dependentes do tempo (migração e sincronismo), que serão descritos a seguir.

Rochas geradoras

As rochas geradoras são rochas que apresentam volumes de matéria orgânica de qualidade adequada, submetidas a condições ideais de temperatura e pressão, para gerarem o petróleo em subsuperfície. As rochas geradoras são, normalmente, constituídas de material detrítico de granulometria muito fina (fração argila), tais como folhelhos e calcilutitos, representantes de paleoambientes de baixa energia e anóxicos, visto que esses ambientes favorecem a preservação da matéria orgânica.

Rochas reservatório

As rochas reservatório são litologias que apresentam uma porosidade adequada para armazenar o petróleo formado na rocha geradora. Elas são, normalmente, constituídas por material detrítico, representantes de paleoambientes de alta energia (rios, deltas). Alguns exemplos de rochas reservatório são arenitos, calcarenitos e conglomerados diversos.

Figura 2: Alguns elementos do sistema petrolífero. Fonte: Decifrando a Terra

Migração

As grandes acumulações de petróleo, encontradas nas rochas reservatório, ocorrem graças ao fenômeno de migração, processo no qual o petróleo gerado se movimenta partindo da rocha geradora até esbarrar em uma armadilha geológica. Existem, basicamente, dois tipos de migrações:

❖ Primária: Ocorre quando a rocha geradora se comprime, diminuindo sua porosidade e, com a alta temperatura, induz os hidrocarbonetos a migrarem para cima, em uma ambiente de menor pressão.

❖ Secundária: À medida que o hidrocarboneto atinge materiais de maior permeabilidade, ele se move mais livremente, porém, devido ao fato de sua densidade ser menor do que a da água, tende a subir para a superfície. O que caracteriza a migração secundária.

Trapas/Armadilhas e Rochas Selantes/Capeadoras

As configurações geométricas das estruturas das rochas sedimentares que permitem o trajeto dos fluidos em direção a zonas mais elevadas e que não possibilitam o escape futuro desses fluídos, obrigando a sua acumulação, são intituladas trapas ou armadilhas. Essas trapas podem ser estruturais (falhas, dobras, diápiros), estratigráficas (resultantes de variações litológicas), hidrodinâmicas ou mistas.

Uma vez que os fluidos petrolíferos são atraídos para o interior da trapa/armadilha, eles precisam de uma superfície impermeabilizante que os impeça de escapar. Essa impermeabilização é garantida pela rocha selante, que fica situada acima da rocha reservatório e permite a formação da acumulação de petróleo. As rochas selantes são de granulometria fina e apresentam baixa permeabilidade.

Figura 3: Exemplo de trapa estrutural do tipo falha. Fonte: Decifrando a Terra

Sincronismo

Em relação a geologia do petróleo, sincronismo é o fenômeno que faz com que todos elementos citados acima (rochas geradoras, reservatório, selantes, trapas e migração) se originem e se desenvolvam em uma escala de tempo adequada para acumulação de petróleo. Logo, uma vez iniciada a geração de hidrocarbonetos dentro de uma bacia sedimentar, o petróleo expulso da rocha geradora deve encontrar rotas de migração que possibilitem a sua chegada até as rochas reservatório, local onde ele é armazenado. A trapa também precisa ter sido formada para que possa atrair os fluidos migrantes e as rochas selantes já devem estar presentes de modo a possibilitar a impermeabilização da armadilha.

Essa simultaneidade entre todos os fenômenos e elementos de um sistema petrolífero é extremamente importante, pois sem eles de nada adiantará uma rocha geradora com elevado teor de matéria orgânica, abundantes reservatórios e outras estruturas favoráveis à acumulação de petróleo. A falta de sincronismo é uma das causas mais comuns de insucesso de perfurações exploratórias no mundo inteiro.

Figura 4: Sistema petrolífero convencional. Retirado de: OLIVEIRA, V. A. A. 2014.

Relação entre estratigrafia e sistemas petrolíferos

As rochas sedimentares e estratificadas têm um papel de primeira linha na exploração e na produção mineral. Elas hospedam a maior parte dos recursos minerais existentes, incluindo o petróleo. Logo abaixo, serão apresentados alguns dos ramos estratigráficos mais importantes no tocante a identificação de possíveis sistemas petrolíferos:

Sismoestratigrafia

Um dos ramos mais importantes da estratigrafia, no que diz respeito à exploração de petróleo, é a sismoestratigrafia. Com ela é possível determinar horizontes estratigráficos, detectar a presença de fluídos e caracterizar a presença de hidrocarbonetos. A sismoestratigrafia funciona de maneira análoga a um ultrassom; entretanto, neste caso, é feito uma “radiografia” da subsuperfície do planeta Terra. A partir de ondas sísmicas, é possível obter informações valiosas sobre a subsuperfície de determinada região, tornando possível a identificação de vários elementos de um sistema petrolífero, como rochas geradoras, reservatório, selantes e trapas estruturais.

Figura 5: Seção sísmica mostrando Formações da Bacia dos Parecis. Zalán e Haeser, 2013

Perfis cronoestratigráficos

Outra ferramenta estratigráfica de grande utilidade para a exploração de petróleo são as cartas cronoestratigráficas. Estes diagramas permitem organizar a litoestratigrafia de uma determinada região, separando cada tipo de litologia em grupos e formações, determinar sua idade deposicional e também possibilita a visualização de hiatos deposicionais. A partir da organização e análise dos tipos litológicos (arenito, calcarenito, folhelho), um bom estratígrafo consegue inferir vários possíveis elementos de um sistema petrolífero como rochas geradoras, reservatório e selos.

Figura 6: Rochas reservatório da Bacia dos Parecis. Zalán e Haeser, 2013

Bioestratigrafia

O ramo da bioestratigrafia busca sistematizar as rochas em unidades bioestratigráficas (biozonas), classificando-as de acordo com a variação do conteúdo fossilífero, geralmente utilizando “fósseis-guia”. Na indústria do petróleo, são utilizados, majoritariamente, os microfósseis para zoneamento e correlação estratigráfica. Estes microfósseis são utilizados para datação de seções de poços e comparação destas com estratos aflorantes. A partir da correlação das assembléias de foraminíferos (principal fóssil utilizado na indústria petrolífera) é possível prever reservatórios de hidrocarbonetos e identificar feições estruturais de sistemas petrolíferos.

Referências

● ZERFASS, G. de S. dos A.; ANDRADE, E. de J. Foraminíferos e Bioestratigrafia: uma abordagem didática. Terrae Didatica, Campinas, SP, v. 3, n. 1, p. 18–35, 2015. DOI: 10.20396/td.v3i1.8637474. Disponível em: https://periodicos.sbu.unicamp.br/ojs/index.php/td/article/view/8637474. Acesso em: 07 mar. 2022.

● Isabella Peixoto. Igeologico, 2018. Sistema petrolífero. Disponível em: http://igeologico.com.br/sistema-petrolifero/. Acesso em: 05/03/2022

● UHLEIN, A.; DUPORT, H.; SUCKAU, G.L.; SANGLARD, J. C. D. “Estratigrafia Geral”. Apostila de sala de aula. Estratigrafia. (Professor Alexandre Uhlein). Universidade Federal de Minas Gerais. PDF.

● MILANI, E. J.; BRANDAO, J. A. S. L.; ZALAN, P. V. and GAMBOA, L. A. P..Petróleo na margem continental brasileira: geologia, exploração, resultados e perspectivas. Rev. Bras. Geof.[online]. 2000, vol.18, n.3, pp.352-396.

● TEIXEIRA, W.; TOLEDO, C.; FAIRCHILD, T.; TAIOLI, F. Decifrando a Terra. São Paulo: Oficina de Textos, 2000.

● “Bolívar, Haeser, “Bacia dos Parecis”, PowerPoint presentation. Disponível em: https://www.gov.br/anp/pt-br/rodadas-anp/rodadas-andamento/12a-rodada-licitacoes-blocos/arquivos/seminarios/parecis.pdf. Acesso em: 06/03/2022