Sistemas petrolíferos não convencionais – Exemplos

Por: Gustavo Filemon

Introdução

O conceito de sistemas petrolíferos não convencionais é amplo e varia de acordo com a literatura. Em termos gerais, entende-se como reservatórios onde os métodos tradicionais de perfuração e completação de poços não são significativamente eficientes para produção, portanto, torna-se necessário a aplicação métodos alternativos, ou seja, não convencionais, para fazer sua produção economicamente viável (Soeder and Borglum, 2019). Outra abordagem conceitual seria classificá-los como reservatórios que fujam da relação entre elementos (rochas geradoras – rochas reservatório – rochas selantes e rochas de sobrecarga) e processos (geração – migração – acumulação - preservação) que caracteriza um sistema convencional de óleo e gás (Reis, 2018; Lima et al, 2021). Assim, os principais tipos de reservatórios não convencionais são: Shale Gas, Tight Gas, Shale Oil, Gas Hydrates, Biomethane e Coalbed Methane (Figura 1).

FIGURA 1 Exemplos de reservatórios classificados como não convencionais (Rajput e Thakur, 2016).

Nota-se que a maior parte das reservas de hidrocarbonetos não convencionais são classificadas como não convencionais (Figura 2). Dentre os vários reservatórios de óleo e gás não convencionais, os tipos com maior relevância no mercado mundial de energia são reservatórios classificados como Shale Gas, Tight Gas, Shale Oil e Tight Oil. Estes quatro tipos têm algumas características em comum: Ambos são compostos por rochas reservatórios de extremamente baixa permeabilidade associada; Normalmente as rochas geradoras e reservatório coincidem; Apresentam grande continuação lateral; Torna-se necessário a aplicação de técnicas específicas de exploração para lidar com a questão da baixa permeabilidade, com destaque para o “Fraturamento Hidráulico”, também popularmente conhecido como “fracking” (Lima et al. 2021). É importante ressaltar que muitas vezes o termo Shale Gas, ou gás de folhelho, é utilizado para se referir a quaisquer tipos de sistemas não convencionais.

Figura 2 Avaliação proporcional dos tipos de reservatórios de hidrocarbonetos no mundo (MME, 2022).

O fracking é uma técnica aplicada para sistemas petrolíferos de ultrabaixa permeabilidade para fraturar rochas reservatórios, induzindo assim, uma maior permeabilidade e tornando possível a explotação dos hidrocarbonetos contidos na rocha. O método pode ser sintetizado como uma longa perfuração vertical até que se atinja os reservatórios não convencionais, seguido de uma série de perfurações horizontais em múltiplas direções para aumentar o contato entre poço de exploração e a rocha rica em óleo e gás. Então, milhões de metros cúbicos de água misturados com propantes e aditivos químicos são inseridos com grande pressão poço adentro, para assim fraturar o reservatório e permitir a percolação dos hidrocarbonetos outrora aprisionados nos poros da rocha (King and Apache, 2010). Por fim, os fluidos de fraturamento retornam para a superfície juntamente com os hidrocarbonetos, assim o óleo e gás é extraído e as águas de retorno são tratadas para descarte ou reutilização (FIGURA 3). O fracking hoje é amplamente debatido na comunidade internacional. Por um lado, o fracking é apresentado como uma alternativa tecnológica eficiente para alimentar o ávido mercado de hidrocarbonetos global, por outro, levanta-se muitas dúvidas da viabilidade ambiental deste empreendimento.

Figura 3 Ilustração esquemática mostrando o fraturamento hidráulico e o ciclo da água no processo (MME, 2022).

Os reservatórios não convencionais começaram a ser explorados, em larga escala, nos Estados Unidos na década de 70, embora a técnica do fraturamento hidráulico tenha sido desenvolvida décadas antes (Soeder 2021). Hoje, várias reservas não convencionais estão mapeadas em várias bacias sedimentares ao redor do mundo, sendo que algumas se encontram em estágio bem desenvolvido de produção (Figura 4). Dentre os principais plays de óleo e gás não convencionais, existem o Marcellus Shale (EUA); Barnnet Shale (EUA); Fuling Shale Gas (China) e Vaca Muerta (Argentina). Também temos grandes reservas de hidrocarbonetos não convencionais no Brasil, com amplo potencial de serem exploradas e atualmente em debate sobre como deverá ser conduzida a sua exploração.

Figura 4 Principais recursos não convencionais no mundo (Mares et al, 2013).

Marcellus Shale: Com longa história correlata a exploração de óleo e gás, hoje, localizado majoritariamente no estado da Pensilvânia, o Marcellus Shale é considerado o principal play de gás não convencional do mundo (Figura 5) (Carter, 2011). Dentro da Appalachian Basin, Marcellus shale gas play é representado por folhelhos marinhos devonianos, de grande extensão lateral, com espessura podendo chegar a 290 metros, rico em matéria orgânica, cobrindo a área de quatro estados norte americano e representando uma reserva recuperável de aproximadamente 11,33 trilhões de m³ de gás natural. Marcellus shale play pode ser segmentado em Marcellus Shale Superior e Inferior (sendo este muito mais fino e mais rico em Carbono Orgânico Total), separados por uma fina camada de calcário da formação Cherry Valley (Zheng et al. 2020). A mineralogia, as condições das tensões regionais e as condições naturais das fraturas do Marcellus Shale fazem desta formação um ambiente extremamente favorável para a prática do fraturamento hidráulico (Zheng et al, 2020). A história, a evolução da técnica e da regulação, bem como o aprendizado advindo de uma política do “learning-by-doing”, fez do Marcellus Shale um grande referencial da exploração dos recursos não convencionais no mundo (Carter, 2011).

Figura 5 Principais bacias com ocorrência de gás natural nos Estados Unidos (Kargbo et al, 2010).

Vaca Muerta shale: Localizada na porção centro oeste da Argentina, dentro da bacia Neuquina (Província de Neuquen - Figura 6) existem cinco intervalos potenciais geradores de hidrocarbonetos, são eles as rochas do Precuyano, os Membros Inferior e Superior da Formação Agrio, bem como as Formações Los Molles e Vaca Muerta, sendo estas últimas as mais interessantes para a produção de óleo e gás (Chebli et al. 2011). A bacia Neuquina é estruturalmente segmentada em duas partes, uma porção oeste de maior complexidade estrutural como reflexo da orogenia andina e uma porção central menos afetada pelo evento citado, apresentando, portanto, menor grau de deformação e estratos rochosos de maior espessura (e com maior potencial de exploração de hidrocarbonetos) (Garcia et al. 2013). Em 2020, com expressiva participação do play de Vaca Muerta, a Argentina produziu aproximadamente 19 bilhões de metros cúbicos em gás natural, tornando-se a maior produtora de gás natural da América do Sul (Askenazi et al. 2013; Fundacion Bariloche 2013).

Figura 6 Localização da bacia de Neuquen no contexto da América do Sul (Mares et al, 2013).

Hidrocarbonetos não convencionais no Brasil: O Brasil apresenta um grande potencial de exploração de óleo e gás não convencional em seu ambiente on shore. As bacias do São Francisco, Parnaíba, Paraná, Solimões, Amazonas e Recôncavo são exemplos de áreas atrativas para produzir os hidrocarbonetos não convencionais (Figura 7) (MME, 2022). Ainda não se explora reservatórios não convencionais no Brasil, no entanto, iniciativas como o programa REATE; Projeto GASBRAS; bem como o lançamento do Poço Transparente, visam ampliar nosso conhecimento sobre nossas reservas de óleo e gás, assim como estudam a viabilidade de produzir hidrocarbonetos em ambiente não convencional em território nacional.

Figura 7 Classificação e quantitativo de recursos não convencionais nas bacias on shore brasileiras (MME, 2022).

REFERENCIAS

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