Reservatorio (petroleo)

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Captura de tela de um mapa de
estrutura gerada pelo software de
mapeamento Contour para um
reservatório de gás e óleo a 8.500
pés de profundidade
(aproximadamente 2600 metros) no
campo Erath, Erath, Luisiana. A
diferença da esquerda para a
direita, perto do topo da isolinha
indicata uma linha de falha
geológica. Esta linha de falha está
entre as linhas de contorno
azuis/verdes e as linhas de
contorno
púrpuras/vermelhas/amarelas. A
linha de contorno circular vermelha
fina no meio do mapa indica o topo
do reservatório de óleo. Devido ao
gás flutuar acima de óleo, a linha de
contorno vermelha fina marca a
zona de contato gás/óleo.
Reservatório (petróleo)
Para a Geologia do Petróleo, um reservatório de petróleo ou zona de produção é uma formação
rochosa permeável, porosa ou fraturada, em subsuperfície, que contém hidrocarbonetos em fase contínua,
dentro de um mesmo campo, em quantidade e qualidade com aproveitamento econômico e de exploração
tecnologicamente viável.
A caracterização de um reservatório envolve a definição de:
1. 1. Rocha Geradora - rocha que gera o petróleo a partir de matéria
orgânica
2. Rocha Reservatório - rocha permoporosa que acumula o petróleo
3. Rocha Selante - rocha que mantém o petróleo em profundidade,
dada suas características de porosidade e permeabilidade, e permite
a preservação do óleo
4. Soterramento - processo de aprofundamento da rocha rica em
matéria orgânica (> 2%), que vai converter o querogênio em óleo,
condensado ou gás termoquímico, pelo aumento da temperatura e da
pressão, principalmente na etapa de catagênese
5. Migração - processo que mobiliza o petróleo de sua zona de geração
até a rocha reservatório
6. Armadilha Estrutural ou "trapa" - arranjo estrutural-geométrico
(dobras, falhas ou fraturas) de rochas que permite a acumulação de
petróleo, isto é, barreira interna ou externa que impede a sua
migração
7. Tempo ou timing - sucessão cronológica dos eventos de geração,
migração e acumulação do petróleo
Formação
Armadilhas ou "Trapas"
Trapas estruturais
Trapas estratigráficas
Trapas hidrodinâmicas
Selos
Produção
Mecanismos condutores da produção
Acionamento por gás em solução
Acionamento por tampão de gás
Acionamento por aquífero (água)
Injeção de água e gás
Drenagem por gravidade
Reservatórios de gás e gás condensado
Estimativa de reservas
Previsão de reservatório
Referências
Índice
https://pt.wikipedia.org/wiki/Wikip%C3%A9dia:P%C3%A1gina_principal
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Contour_map_software_screen_snapshot_of_isopach_map_for_8500ft_deep_OIL_reservoir_with_a_Fault_line.jpg
https://pt.wikipedia.org/wiki/Erath_(Luisiana)
https://pt.wikipedia.org/wiki/Isolinha
https://pt.wikipedia.org/wiki/Falha_geol%C3%B3gica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Geologia_do_petr%C3%B3leo
https://pt.wikipedia.org/wiki/Forma%C3%A7%C3%A3o_geol%C3%B3gica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Permeabilidade_(geologia)
https://pt.wikipedia.org/wiki/Porosidade
https://pt.wikipedia.org/wiki/Fractura_(geologia)
https://pt.wikipedia.org/wiki/Hidrocarboneto
https://pt.wikipedia.org/wiki/Campo_de_petr%C3%B3leo
https://pt.wikipedia.org/wiki/Explota%C3%A7%C3%A3o_de_recursos_naturais
https://pt.wikipedia.org/wiki/Rocha_geradora
https://pt.wikipedia.org/wiki/Rocha_reservat%C3%B3rio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Rocha_selante
https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Soterramento_(petr%C3%B3leo)&action=edit&redlink=1
https://pt.wikipedia.org/wiki/Querog%C3%AAnio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Catag%C3%AAnese
https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Migra%C3%A7%C3%A3o_(petr%C3%B3leo)&action=edit&redlink=1
https://pt.wikipedia.org/wiki/Armadilha_estrutural
Armadilha
estrutural de
dobra
Armadilha
estrutural de
falha
Ligações externas
Óleo cru encontrado em reservatórios de óleo formado na crosta da Terra de restos de seres vivos. O petróleo
bruto é propriamente conhecido como petróleo, e é usado como combustível fóssil. As evidências indicam que
milhões de anos de calor e pressão alterando os restos de plantas e animais microscópicos em óleo e gás
natural.
Roy Nurmi, um consultor de Schlumberger, descreveu o processo como segue: "Plâncton e algas, proteínas e
a vida que está flutuando no mar, na medida em que morre, cai para o fundo, e esses organismos serão a
fonte do nosso petróleo e gás. Quando eles foram enterrados com o sedimento acumulado e atingem uma
temperatura adequada, algo acima de 50 a 70 °C eles iniciam um cozimento. Esta transformação, esta
mudança, transforma-os nos hidrocarbonetos líquidos que se movem e migram, tornando-se nossos
reservatórios de petróleo e gás."[1]
Em adição ao ambiente aquático, o qual é usualmente um mar, mas pode também ser um rio, lago, recife de
coral ou um tapete de algas, a formação de um reservatório de petróleo ou gás também requer uma bacia
sedimentar que passe por quatro etapas: o soterramento em profundidade sob a areia e lama, cozimento sob
pressão, a migração de hidrocarbonetos a partir da fonte para a rocha reservatório, e captura em rocha
impermeável ("trapa"). O tempo também é uma consideração importante; é sugerido que o vale do rio Ohio
poderia ter tido tanto petróleo quanto o Oriente Médio no mesmo período, mas que escapou devido à falta de
armadilhas ("trapas").[2] O Mar do Norte, por outro lado, suportou milhões de anos de mudanças do nível do
mar que com sucesso resultou na formação de mais de 150 campos de petróleo.[3]
Embora o processo geralmente seja o mesmo, vários fatores ambientais levar à criação de uma ampla
variedade de reservatórios. Reservatórios existem em qualquer lugar da superfície do solo até 9000 metros
abaixo da superfície e possuem uma variedade de formas, tamanhos e idades.[4]
As armadilhas ou, no jargão do ramo, "trapas" (termo oriundo de trap, armadilha, em inglês), são estruturas
geológicas que permitem a acumulação de óleo ou gás, exigidas na última etapa do processo de formação do
reservatório, sendo a rocha ou conjunto de rochas que deverá ser capaz de aprisionar o petróleo após sua
formação, evitando que ele escape. Foram classificados pelos geólogos de petróleo em dois tipos mais
comuns: estrutural e estratigráfica, adicionados das trapas hidrodinâmicas, mais raras. Um reservatório pode
ser formado por um tipo de trapa ou uma combinação de ambas.
Trapas estruturais, são formadas por um deformação na camada de rocha que contem os
hidrocarbonetos, sendo consequência de processos estruturais no geológico. Domos,
anticlinais e dobras são estruturas comuns. Aspectos relacionados a falhas também podem
ser classificados como trapas estruturais se o encerramento está presente. Trapas
estruturais são mais fáceis de localizar pela superfície e subsuperfície geológica e estudos
geofísicos. Elas são as mais numerosos entre as trapas e tem recebido uma quantidade
maior de atenção na busca de petróleo do que todos os outros tipos de trapas.[5][6]
Um exemplo deste tipo de trapa começa quando o sal é depositado por mares rasos. Mais
tarde, há um afundamento dos depósitos do fundo do mar de xisto orgânico rico sobre o
sal, que por sua vez é coberto com camadas de arenito e xisto. Sal profundamente
enterrado tende a subir de forma desigual em entumescimentos ou domos de sal, e todo o
óleo gerado dentro dos sedimentos é aprisionado onde os arenitos são empurrados para
cima por cima ou adjacentes ao domo de sal.[7]
Formação
Armadilhas ou "Trapas"
Trapas estruturais
Trapas estratigráficas
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Structural_Trap_(Anticlinal).svg
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Structural_Trap_Fault.svg
https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%93leo_cru
https://pt.wikipedia.org/wiki/Crosta_terrestre
https://pt.wikipedia.org/wiki/Press%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/Planta
https://pt.wikipedia.org/wiki/Animal
https://pt.wikipedia.org/wiki/Microsc%C3%B3pico
https://pt.wikipedia.org/wiki/G%C3%A1s_natural
https://pt.wikipedia.org/wiki/Schlumberger
https://pt.wikipedia.org/wiki/Pl%C3%A2ncton
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ecossistema_aqu%C3%A1tico
https://pt.wikipedia.org/wiki/Rio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Lagohttps://pt.wikipedia.org/wiki/Recife_de_coral
https://pt.wikipedia.org/wiki/Tapete_de_algas
https://pt.wikipedia.org/wiki/Bacia_sedimentar
https://pt.wikipedia.org/wiki/Rio_Ohio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Oriente_M%C3%A9dio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Mar_do_Norte
https://pt.wikipedia.org/wiki/Campo_de_petr%C3%B3leo
https://pt.wikipedia.org/wiki/Jarg%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADngua_inglesa
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ge%C3%B3logo
https://pt.wikipedia.org/wiki/Trapa_estrutural
https://pt.wikipedia.org/wiki/Geologia_estrutural
https://pt.wikipedia.org/wiki/Domo_(geologia)
https://pt.wikipedia.org/wiki/Anticlinal
https://pt.wikipedia.org/wiki/Dobra_geol%C3%B3gica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Domo_de_sal
Trapas estratigráficas são formadas quando outros leitos selam uma leito reservatório ou quando alterações
de permeabilidade (mudanças de fácies) no próprio leito do reservatório. Armadilhas estratigráficas podem
formar-se contra quaisquer superfícies mais jovens ou mais velhas.
Trapas hidrodinâmicas são um tipo menos comum de trapa.[8] São causadas por diferenças na pressão da
água, que estão associadas com o fluxo de água, criando uma inclinação do contato entre hidrocarboneto e
água.
O selo é uma parte fundamental da trapa que impede hidrocarbonetos migrem ainda mais para cima.
Uma vedação capilar é formada quando a pressão capilar entre as gargantas dos poros é maior ou igual à
pressão de flutuação dos hidrocarbonetos em migração. Eles não permitem que os fluidos migrem através
deles até que sua integridade seja interrompida, causando-lhes a fuga. Existem dois tipos de selo capilar cuja
classificação é baseada no mecanismo preferencial do vazamento: a vedação hidráulica e a membrana
vedante.[9][10]
A membrana vedante irá vazar sempre que o diferencial de pressão através da vedação ultrapassa o limiar de
pressão de deslocamento, permitindo que os fluidos migrem através dos espaços dos poros da vedação. Ela
irá vazar apenas o suficiente para levar o diferencial de pressão abaixo da pressão de deslocamento e
resselará.[11]
O selo hidráulica ocorre em rochas que tem um deslocamento de pressão significativamente maior de tal
modo que a pressão necessária para a tensão de fratura seja na realidade mais baixa do que a pressão
requerida para o deslocamento de fluido - por exemplo, em xistos evaporitos ou muito estreitos. A rocha irá
fratura quando a pressão de poros for maior tanto que o seu esforço mínimo e de sua resistência à tração,
então resselada quando a pressão diminui e as fraturas fecharem-se.[8]
Para obter o conteúdo do reservatório de óleo, geralmente é necessário perfurar a crosta da Terra, apesar de
fossas de petróleo da superfície existirem em algumas partes do mundo, como os poços de piche de La Brea
na Califórnia e numerosas fossas em Trinidad.
Um reservatório "virgem" pode estar sob uma pressão suficiente para empurrar os hidrocarbonetos para a
superfície. À medida que os fluidos são produzidos, a pressão irá frequentemente cair, e de produção irá
falhar. O reservatório pode responder à retirada de fluido de uma maneira que tenda a manter a pressão.
Podem ser necessário métodos artificiais de acionamento.
Este mecanismo (também conhecido por acionamento por depleção) depende do gás associado do óleo. O
reservatório virgem pode ser inteiramente líquido, mas espera-se que tenha hidrocarbonetos gasosos em
solução devido à pressão. À medida que o reservatório se esgota, a pressão cai abaixo do ponto de bolha, e o
gás sai da solução para formar um tampão de gás na parte superior. Esta cobertura de gás empurra o líquido
ajudando a manter a pressão.[12] Por analogia, o princípio do mecanismo é o mesmo da expulsão de água
mineral ou uma bebida gasosa qualquer de sua embalagem com a remoção da tampa ou agitação extrema.
Trapas hidrodinâmicas
Selos
Produção
Mecanismos condutores da produção
Acionamento por gás em solução
https://pt.wikipedia.org/wiki/Estratigrafia
https://pt.wikipedia.org/wiki/Permeabilidade_(geologia)
https://pt.wikipedia.org/wiki/F%C3%A1cies
https://pt.wikipedia.org/wiki/Trapa_hidrodin%C3%A2mica
https://pt.wikipedia.org/wiki/Press%C3%A3o_capilar
https://pt.wikipedia.org/wiki/Xisto
https://pt.wikipedia.org/wiki/Evaporito
https://pt.wikipedia.org/wiki/Fratura
https://pt.wikipedia.org/wiki/La_Brea
https://pt.wikipedia.org/wiki/Calif%C3%B3rnia
https://pt.wikipedia.org/wiki/Trinidad
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ponto_de_bolha
https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81gua_mineral
https://pt.wikipedia.org/wiki/Refrigerante
Isto ocorre quando o gás natural está em um tampão abaixo do óleo. Quando o poço é perfurado a pressão
reduzida acima implica que o óleo se expanda. À medida que a pressão é reduzida ele atinge o ponto de bolha
e, subsequentemente, as bolhas de gás conduzem o óleo para a superfície. As bolhas, em seguida, atingem a
saturação crítica e fluem juntas como uma única fase gasosa. Para além deste ponto e abaixo desta pressão a
fase de gás flui para fora mais rapidamente do que o óleo por causa da sua viscosidade reduzida. Mais gás
livre é produzido e, eventualmente, a fonte de energia está esgotada. Em alguns casos, dependendo da
geologia o gás pode migrar para o topo do óleo e formar um tampão de gás secundário.
Alguma energia pode ser fornecida por água, gás na água, ou compressão das rochas. Estes são contribuintes
geralmente menores no que diz respeito à expansão de hidrocarbonetos.
Pelo gerenciamento correto das taxas de produção, maiores benefícios podem ser obtido a partir do
acionamento pelo gás em solução. Recuperação secundária envolve a injeção de gás ou água para manter a
pressão do reservatório. A razão gás/óleo e a taxa de produção de petróleo são estáveis até a pressão do
reservatório cair abaixo do ponto de bolha quando a saturação de gás crítico é atingida. Quando o gás se
esgota, a razão gás/óleo e as taxa de produção petróleo caem, a pressão do reservatório terá sido reduzida e o
reservatório de energia esgotado.
Em reservatórios que já possuam um tampão de gás (a pressão virgem já está abaixo do ponto de bolha), a
tampa de gás se expande com o esgotamento do reservatório, empurrando para baixo as seções líquidas
aplicando pressão extra.[13] Por analogia, o princípio do mecanismo é o mesmo dos produtos comercializados
em embalagens do tipo aerossol.
Este está presente no reservatório, se houver mais gás do que possa ser dissolvido no reservatório. O gás,
muitas vezes, migra para a crista da estrutura. Ele é comprimido no topo da reserva de óleo, como o óleo é
produzido o tampão ajuda a empurrar o óleo para fora. Com o tempo, o tampão de gás move-se para baixo e
se infiltra no óleo e, eventualmente, o poço começará a produzir mais e mais gás até que produza apenas gás.
É melhor gerenciar o tampão de gás de forma eficaz; isto é, colocar os poços de petróleo de tal forma que o
tampão de gás não vá alcançá-los até que a quantidade máxima de óleo seja produzida. Também uma alta
taxa de produção pode fazer com que o gás migre para baixo para dentro do intervalo de produção. Neste
caso, ao longo do tempo a depleção de pressão do reservatório não é tão acentuada como no caso do
acionamento baseado em gás em solução. Neste caso, a taxa de óleo não irá diminuir à uma taxa abrupta mas
dependerá também da colocação do poço com relação ao tampão de gás.
Tal como acontece com outros mecanismos de accionamento, a injeção de água ou de gás pode ser utilizada
para manter a pressão do reservatório. Quando um tampão de gás é combinado com influxo de água o
mecanismo de recuperação pode ser altamente eficiente.
Água (normalmente salgada) pode estar presente sob os hidrocarbonetos. Água, como todos os líquido, é
compressível em pequeno grau. À medida que os hidrocarbonetos são totalmente esgotados, a redução da
pressão no reservatório permite que a água se expanda ligeiramente. Embora esta unidade de expansão é
mínima, se o aquífero é grande o suficiente isso se traduzirá em um grande aumento de volume, o que vai
empurrar os hidrocarbonetos,mantendo a pressão.
Com um reservatório acionado por água o declínio da pressão do reservatório é muito pequeno; em alguns
casos, a pressão do reservatório pode permanecer inalterada. A razão gás/óleo também permanece estável. A
taxa de petróleo continuará a ser bastante estável até que a água atinja o poço. Com o tempo, o taxa de água
presente na produção aumentará e finalmente o poço produzirá apenas água.[14]
A água pode estar presente em um aquífero (mas raramente reabastecido com água da superfície). Esta água
gradualmente substitui o volume de óleo e gás que é produzido pelo poço, dado que a taxa de produção é
equivalente à atividade do aquífero. Ou seja, o aquífero está sendo reabastecido de algum influxo de água
Acionamento por tampão de gás
Acionamento por aquífero (água)
https://pt.wikipedia.org/wiki/Aerossol
https://pt.wikipedia.org/wiki/Aqu%C3%ADfero
https://pt.wikipedia.org/wiki/Aqu%C3%ADfero
q q j q g g
natural. Se a água começa a ser produzida junto com o petróleo, a taxa de recuperação pode tornar-se
economicamente inviável devido aos altos custos de extração e descarte de água.
Se os acionamento naturais são insuficientes, como muitas vezes são, então, a pressão pode ser mantida
artificialmente pela injeção de água no aquífero ou gás para o tampão do tanque.
A força da gravidade irá fazer com que o óleo se desloque para baixo do gás ascendente e da água. Se a
permeabilidade vertical existe, então as taxas de recuperação pode ser ainda melhores.
Estes ocorrem se as condições do reservatório permitem que os hidrocarbonetos existam como gás. A
recuperação é uma questão de expansão do gás. A recuperação a partir de um reservatório fechado (i.e., sem
acionamento por água) é muito boa, especialmente se a pressão do orifício inferior é reduzida a um mínimo
(usualmente feito com compressores na cabeça do poço). Quaisquer líquidos produzidos são de cor clara para
incolor, com um grau maior do que 45 API.[15][16]
Ciclagem de gás (Gas Cycling) é o processo onde o gás seco é injetado e produzido juntamente com o líquido
condensado.[17]
Após a descoberta de um reservatório, um engenheiro de petróleo vai procurar construir uma melhor imagem
da acumulação. Em um exemplo clássico de um simples reservatório uniforme, a primeira etapa é a
realização de um levantamento sísmico para determinar o tamanho possível da trapa. Poços de avaliação
pode ser usados para determinar a localização de contacto óleo-água e com ela, a altura dos materiais que
comportam o óleo (que podem ser de diversos tipos de formações geológicas porosas). Muitas vezes,
juntamente com dados sísmicos, é possível estimar o volume do reservatório petrolífero.[18]
O próximo passo é usar as informações dos poços de avaliação para estimar a porosidade da rocha. A
porosidade, ou a percentagem do volume total de líquidos que contém, em vez de rocha sólida, é de 20-35%
ou menos. Ela pode dar informações sobre a capacidade real. O teste de laboratório pode determinar as
características dos fluidos do reservatório, particularmente o fator de expansão do óleo, ou quanto o óleo se
expande quando trazido da alta pressão e a alta temperatura do reservatório para a superfície (no ramo, o
volume disponível no reservatório que está nele disponível e pode ser considerado no tempo produzível é
chamado de "stock tank", aproximadamente, uma "tancagem de estoque").
Com tal informação, é possível estimar quantos barris de óleo no "stock tank" estão localizados no
reservatório. Esse óleo é chamado de "óleo no local" (oil in place) óleo em estoque unicialmente no local
STOIIP (stock tank oil initially in place).[19] Como resultado do estudo os fatores tais como a
permeabilidade da rocha (quão facilmente fluidos podem fluir através da rocha) e possíveis mecanismos de
acionamento, é possível estimar o fator de recuperação, ou qual a proporção de óleo no local pode ser
razoavelmente esperado em ser produzido. O fator de recuperação é geralmente de 30-35%, dando um valor
para as reservas recuperáveis.
A dificuldade é que os reservatórios não são uniformes. Eles têm porosidades e permeabilidades variáveis e
podem ser compartimentados, com fraturas e falhas quebrando-os e complicando o fluxo de fluido. Por esta
razão, a modelagem por computador de reservatórios economicamente viáveis é muitas vezes realizada.
Geólogos, geofísicos e engenheiros de reservatório trabalham juntos para construir um modelo que permita a
simulação do fluxo de fluidos no reservatório, levando a uma melhor estimativa das reservas.[20]
Injeção de água e gás
Drenagem por gravidade
Reservatórios de gás e gás condensado
Estimativa de reservas
https://pt.wikipedia.org/wiki/Grau_API
https://pt.wikipedia.org/wiki/Estoque
https://pt.wikipedia.org/wiki/Barril_(unidade)
https://pt.wikipedia.org/wiki/Estimativa_de_%C3%B3leo_no_local
https://pt.wikipedia.org/wiki/Modelagem_de_reservat%C3%B3rio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ge%C3%B3logo
https://pt.wikipedia.org/wiki/Geof%C3%ADsico
https://pt.wikipedia.org/wiki/Engenharia_de_reservat%C3%B3rio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Simula%C3%A7%C3%A3o_de_reservat%C3%B3rio
Avaliação das incertezas para as previsões de desempenho futuro de poços em reservatórios de petróleo é
realizada através de métodos estocásticos.[21]
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2. «What is a Reservoir?» (http://www.seed.slb.com/en/scictr/watch/makingoi/birth/birth.htm). Schlumberger
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Schlumberger Excellence in Educational Development. Consultado em 30 de janeiro de 2006. Cópia
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NOVA DE LISBOA, 2012.
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14. Waterdrive (http://www.glossary.oilfield.slb.com/en/Terms/w/waterdrive.aspx) at Schlumberger Oilfield
Glossary
15. Alexandre Rojey; Gas Cycling: A New Approach (http://books.google.com.br/books/about/Gas Cycling.ht
Previsão de reservatório
Referências
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