GSP_IGR PARTE4 - ARMADILHAS

MESTRADOS EM ENGENHARIA GEOLÓGICA E DE MINAS e em
ENGENHARIA DO PETRÓLEO
GEOLOGIA DE SISTEMAS PETROLÍFEROS/INTRODUÇÃO À GEOLOGIA DE
RESERVATÓRIOS
PARTE IV: ARMADILHAS
Uma das características principais dos hidrocarbonetos diz respeito ao facto de eles
raramente serem encontrados no sítio em que são gerados, devido à sua grande
mobilidade. A gravidade joga também um papel muito importante, devido à diferença de
densidade existente entre os hidrocarbonetos e a água intersticial que preenche total ou
parcialmente os poros das formações.
Como regra geral, para haver uma acumulação de hidrocarbonetos é necessário que:
- haja uma rocha porosa e permeável;
- haja uma rocha impermeável a servir-lhe de cobertura;
- a superfície de contacto entre o reservatório e a sua cobertura tenha uma concavidade
virada para baixo.
A identificação das armadilhas constitui uma das primeiras fases da prospecção
petrolífera. Elas podem ser agrupadas em 3 grandes tipos:
- estruturais;
- estratigráficas;
-
combinação destes 2 grupos.
As armadilhas estruturais podem ser:
- associadas a dobras ou anticlinais;
- associadas a falhas;
- associadas a movimentos diapíricos com perfuração pela massa diapírica das camadas
superiores;
- Combinação de dobras e falhas.
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Por sua vez, as armadilhas estratigráficas podem ser:
- primárias, ou de deposição;
- associadas a discordâncias;
- de origem diagenética
A idade em que ocorreu a formação de uma armadilha, em relação à formação dos
hidrocarbonetos, é muito importante. Assim, armadilhas criadas numa fase inicial do
processo, têm muito maior probabilidade de reter hidrocarbonetos do que as que são
criadas numa fase tardia do processo geológico. Só uma parte mínima dos
hidrocarbonetos produzidos é efectivamente retida em armadilhas (fig.1).
Os componentes críticos de uma armadilha (reservatório, rocha de cobertura e arranjo
geométrico
das
formações)
podem-se
combinar
de
diferentes
maneiras.
Esta
possibilidade conduz à existência de muitas tentativas de classificações para os diferentes
tipos de armadilhas. Uns autores dão mais ênfase nas características das armadilhas,
outros à sua geometria, mas nota-se um consenso, mais ou menos generalizado, para
uma classificação em 3 tipos de armadilhas (Levorsen, 1967):
- as criadas por uma deformação estrutural;
- as criadas por acidentes estratigráficos;
- as que resultam de uma combinação destes 2 processos anteriores
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A – COMPONENTES CRÍTICAS DE UMA ARMADILHA
Para que uma armadilha seja efectiva, a configuração geométrica da subsuperfície deve
ser capaz de receber e reter os hidrocarbonetos durante um longo período de tempo. Isto
requer uma rocha reservatório, na qual o petróleo se acumula e uma rocha cobertura, que
impeça a continuação da sua migração (fig.2)
A – 1 ROCHA RESERVATÓRIO
O reservatório, dentro de uma armadilha, fornece o espaço para a armazenagem dos
hidrocarbonetos. Isto requer porosidade, que pode ser primária (deposicional) ou
secundária (diagenética) ou criada por fracturas.
O reservatório deve também ser capaz de permitir uma troca de fluidos, o que requer
suficiente permeabilidade. Como as armadilhas são, em geral, inicialmente preenchidas
por água, elas devem permitir uma troca de fluidos, ou seja, permitir a substituição da
água pelos hidrocarbonetos (as armadilhas são pontos de troca activa de fluidos).
Armadilhas contendo só um reservatório homogéneo são muito raras. Cada reservatório
contém, normalmente, variações laterais e verticais de porosidade e permeabilidade.
Estas variações podem ser causadas por processos da deposição inicial, por processos
diagenéticos secundários ou por processos de deformação (fig. 3)
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A – 2 ROCHA DE COBERTURA
A rocha de cobertura é também uma componente crítica de qualquer armadilha. Sem
elas, os hidrocarbonetos continuarão a sua migração, não havendo, de facto, uma
armadilha.
Algumas armadilhas são mais complicadas e requerem, além duma rocha cobertura
superior, outros processos para conter os hidrocarbonetos (ver fig. 2).
Estas são armadilhas com uma combinação de rochas a formar o fecho da acumulação.
A existência de falhas pode ter um papel importante na sua formação.
A – 3 ARRANJO GEOMÉTRICO DAS FORMAÇÕES
A – 3.1 ARMADILHAS ESTRUTURAIS
Este tipo de armadilhas são criados por deformações sin- ou pós-deposição das camadas
que dão a estas uma forma geométrica que permita a acumulação de hidrocarbonetos. As
estruturas resultantes podem ser dominadas por dobras, falhas, perfurações halocinéticas
("piercement") ou uma combinação destes processos (fig. 4).
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A – 3.2 ARMADILHAS EM DOBRA
Este tipo de armadilhas podem apresentar uma enorme variedade de formas geométricas
e são formadas ou modificadas por um elevado número de diferentes mecanismos sin- e
pós- deposição dos sedimentos. Se bem que seja geralmente considerado induzido por
uma deformação tectónica, o termo "dobra" é puramente descritivo e refere-se a uma
superfície geológica curva ou não planar. Portanto, o termo inclui não somente as formas
criadas por forças tectónicas, mas também configurações criadas durante a deposição,
efeitos de compactação, etc. (fig. 5).
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A – 3.3 ARMADILHAS CONTROLADAS POR FALHAS
As falhas podem ter um papel importantíssimo para a viabilidade de uma armadilha, quer
por fornecer um fecho, quer por servir de via de escoamento para os hidrocarbonetos.
Elas podem actuar como barreiras de topo, laterais, ou de base ao justaporem rochas
impermeáveis com rochas reservatório. (fig. 6, 7).
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A – 3.4 ARMADILHAS ESTRATIGRÁFICAS
A existência de armadilhas não estruturais é conhecida desde os finais do século XIX e
podem ser definidas como aquelas em que o requisito geométrico e a combinação
reservatório / rocha cobertura são formados por qualquer variação na estratigrafia
independente de uma deformação estrutural. Têm sido feitas várias tentativas de
classificação deste tipo de armadilhas (Wilson – 1934, – 1967, Leversen –1967,
Rittenhouse –1972, Halbouty – 1982, etc.).
Rittenhouse divide as armadilhas estratigráficas em:
- primárias ou de deposição;
- associadas a discordâncias;
- armadilhas estratigráficas secundárias.
A – 3.4.1 ARMADILHAS ESTRATIGRÁFICAS PRIMÁRIAS OU DE DEPOSIÇÃO
Geralmente reconhecem-se 2 tipos diferentes de armadilhas estratigráficas primárias (fig.
8):
- mudanças laterais de sedimentação (mudança de fácies e depósitos em cunha
(biselamento) ou "pinchouts");
- antigos relevos soterrados ("burial depositional relief")
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Tanto as armadilhas criadas por mudança lateral de fácies, como por depósitos em cunha
(de biselamento) requerem, em geral, uma inclinação regional para serem efectivas.
A – 3.4.2 ARMADILHAS ESTRATIGRÁFICAS RELACIONADAS COM DISCORDÂNCIAS
Há muito que é conhecida a importância da relação de muitos tipos de armadilhas
estruturais e discordâncias. Estas armadilhas podem ser associadas em 2 grupos (fig. 9)
- as que ocorrem sob discordâncias;
- as que estão localizadas acima de uma discordância.
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A – 3.4.3 ARMADILHAS ESTRATIGRÁFICAS SECUNDÁRIAS
Outro tipo de armadilhas estratigráficas importantes resulta de alterações póssedimentares das camadas. Este tipo de alterações pode criar:
- rochas com qualidade de reservatório a partir de sedimentos originalmente sem estas
qualidades, ou
- rochas de cobertura a partir de rochas que, inicialmente, tinham características de
reservatório (fig. 10).
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A – 3.4.4 ARMADILHAS INTEGRANDO ELEMENTOS ESTRUTURAIS E ESTRATIGRÁFICOS
Muitas
das
armadilhas
combinam
características
estruturais
e
estratigráficas,
conhecendo-se todas as fases intermédias entre a influência total do aspecto estrutural e
a do aspecto estratigráfico. Dois exemplos de combinação de influência estrutural –
estratigráficos podem ser vistos na fig. 11.
A – 3.4.5 ARMADILHAS HIDRODINÂMICAS
Outro tipo de armadilha, muito menos comum, está relacionado com acumulações de
hidrocarbonetos em que o contacto hidrocarbonetos – água do reservatório está inclinado
e outras em que as armadilhas não têm um fecho estático. Uma explicação proposta para
estes casos é que as condições dos fluidos do reservatório é dinâmica e não estática. Em
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geral, as inclinações dos contactos hidrocarbonetos – água raramente excedem uns
poucos graus, mas um caso de inclinação de cerca de 10 graus foi reportado por North
em 1985. A Fig. 12 ilustra vários casos relacionados com armadilhas hidrodinâmicas.
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B – AVALIAÇÃO DAS ARMADILHAS
A avaliação regional das armadilhas deve concentrar-se em colocar as potenciais
armadilhas no contexto do sistema petrolífero da bacia.
O conjunto dos conhecimentos das placas tectónicas, do tipo de bacia e da evolução
estrutural deve ser usado para prever os diferentes estilos de armadilhas estruturais e
estratigráficas que se podem encontrar na área, devendo-se prestar atenção especial à
idade da formação das armadilhas e a sua relação coma idade de geração dos
hidrocarbonetos, da migração e da sua acumulação. Armadilhas formadas depois da
fase de migração não são interessantes.
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