GEOLOGIA DE PETROLEO

sexta-feira, dezembro 05, 2008 Edit This 0 Comments »

A Geologia de Petróleo refer-se a um enquadramenton específico das disciplinas geológicas que são aplicadas para a pesquisa de hidrocabonetos (ver o artigo de hidrocarbonetos) (exploração de petróleo).




A Figura ao lado representa uma armadilha (trap) estrutural, onde uma falha justapós um reservatório poroso e permeavel contra um selo (seal) impermeavel. O petróleo (mostrado em vermelho) acumula-se contra o selo. Qualquer petróleo que migrar a partir da fonte escapará na superficie.












Análise de Bacias Sedimentares

A geologia de petróleo preocupa-se principalmente com a avaliação de 7 elementos-chave nas bacias sedimentares (ver o atrigo de bacias sedimentares ainda por anexar): fonte (source) (ver o artigo de fonte ainda por anexar), reservatório, selo (seal), armadilha (trap), tempo, maturação e migração.


Em geral, todos estes elementos devem ser assessados via uma "janela" (window) limitada no mundo subsuperficial fornecido por um (ou possivelmente por mais) poços (ver o artigo sobre poços ainda por anexar) de exploração. Estes poços apresentam somente um segmento 1-dimensional na Terra e a habilidade de inferir características 3-dimensionais a partir deles é uma das mais fundamentais na geologia de petróleo. Recentemente, a disponibilidade de dados sísmicos 3-dimensionais barratos e de alta qualidade (a partir de sismologia de reflexão, ver o seu artigo ainda por anexar) adicionou grandemente a precisão de tal interpretação. A secção seguinte discute esses elementos de forma resumida.
A avaliação da fonte usa os métodos de geoquímica (ver o artigo de geoquímica ainda por anexar) para quantificar a natureza das rochas ricas em materiais orgânicos que contêm os precursores para hidrocarbonetos, tal que o tipo e a qualidade de hidrocarboneto expelido possam ser assessados.
O reservatório é uma unidade litológica ou conjunto de unidades litológicas permeáveis que contêm reservas de hidrocarbonetos. A análise de reservatórios num nível mais simples requer um assessamente à sua porosidade (ver o artigo sobre a porosidade ainda por anexar) (para calcular o volume de hidrocarbonetos in situ) e a sua permeabilidade (ver o artgo sobre a permeabilidade ainda por anexar) (para calcular quão facilmente os hidrocarbonetos fluirão para fora deles). Algumas das disciplinas chave usados na análose de reservatórios são os campos de estratigrafia (ver o artigo sobre estratigrafia ainda por anexar), sedimentologia (ver o artigo sobre sedimentologia ainda por anexar) e engenharia de reservatórios (ver o artigo sobre engenharia de reservatórios ainda por anexar).
O selo (seal) ou rocha de capa/cobertura (cap rock) é uma unidade com permeabilidade baixa que impede o escape de hidrocarbonetos a partir da rocha de reservatório. Os selos comuns envolvem evaporitos (ver o seu artigo ainda por anexar), giz (chalks) (ver o seu artigo ainda por anexar) e shales (ver o seu artigo ainda por anexar). O análise de selos envolve o assessamento da sua espessura e extensão, para que as suas eficiencias possam ser quantificadas.
A armadilha (trap) é uma feição estrutural ou estratigráfica que garante a justaposição do reservatório e selo tal que os hidrocarbonetos permanecem armadilhados na subsuperfície, do que escapar (devido a sua natureza de flutuação) (ver o artigo sobre a fluctuação) e serem perdidos.
Uma análise de maturação envolve um assessamento da históris termal da rocha fonte para que se faça previsões da quantidade e tempo de geração e expulsão de hidrocarbonetos.
Os estudos minuciosos de migração revelam informações sobre como é que os hidrocarbonetos se movem a partir da fonte até ao reservatório e ajudam para quantificar a fonte dos hidrocarbonetos numa área particular.
Análise das Rochas Fontes
Em termos da análise rocha fonte, devem ser estabelecidos vários factos. Em primeiro lugar , a pergunte sobre se existe actualmente qualquer rocha fonte na área deve ser respondida. A delineação e a identificação de potenciais rochas fontes depende dos estudos da estratigrafia, paleogeografia (ver o artigo sobre paleogeografia ainda por anexar) e sedimentologia local para determinar a probabilidade dos sedimentos ricos em matéria orgânica que foram depositados no passado.
Se a probabilidade de lá existir uma rocha fonte pensa-se que é elevada, o próximo assunto a tratar é o estado de maturidade termal (ver o artigo) da fonte e o tempo de maturação. A maturação de rochas fonte (ver diagênese e combustveis fósseis) depende fortemente da temperatura, tal que a maior parte da geração de petróleo ocorre num intervalo de "60-120" oC. A geração de gás começa nas temperaturas similares, mas pode continuar até além desse intervalo, quiça tão altas como 200 oC. Para determinar a probabilidade da geração de petróleo/gás, a história termal da rocha fonte deve ser calculada. Isso faz-se com uma combinação de análises geoquímicas da rocha fonte (para detereminar o tipo de kerogenes presentes e as suas características de maturação) (ver o artigop de kerogene) e os métodos de modelamento da bacia (ver o artigo de modelamento da bacia ), tais como back-stripping (ver o artigo) para modelar o gradiente térmico (ver o seu artigo) na coluna sedimentar.

Análise de Resrvatórios

A existência de uma rocha reservatória (tipicamente arenitos e calcários fracturados) é determinada atarvés duma combinação de estudos regionais (isto é, análise de ouros poços na área), estratigrafia e sedimentologia (para quantificar o padrão e a extrensão da sedimentação) e interpretação sísmica. Uma vez identificado um possível reservatório de hidrocarbonetos, as características físicas chaves de um reservatório que são de interesse para um explorador de hidrocarbonetos são a sua porosidade e permeabilidade. tradicionalmente, estas foram determinadas através do estudo de amostras de mão, partes contíguas do reservatório que afloram na superfície pela técnica de avaliação de formação (ver o artigo) uasando instrumentos de linha de fio (wireline tools) passados para baixo do próprio poço. Os avanços modernos na aquisição de dados sísmicos ( ver o artigo) e o processamento têm significado que os atributos sísmicos de rochas subsuperficiais estão prontamente disponiveis e podem ser usados para inferir propriedades físicaa/sedimentares das próprias rochas.

Ver também

  • Origem abiogênica de petróleo
  • Rochas betuminosas
  • Geodestinos
  • Publicações importantes na geologia de petróleo.

Referência

http://en.wikipedia.org/wiki/Petroleum_geology







HIDROCARBONETOS

quinta-feira, dezembro 04, 2008 Edit This 0 Comments »
HIDROCARBONETOS

1.Introdução
Na Química Orgânica, um hidrocarboneto é um composto orgânico consistente inteiramente de hidrogênio e carbono. Com relação a terminologia quimica, os hidrocarbonetos aromáticos ou arenos, alcanos, alcenos (ou alquenos) e compostos baseados em alcinos (ou alquinos) compostos inteiramente de hidrogênio ou carbono são designados de hidrocarbonetos “puros”, enquanto outros hidrocarbonos com compostos ligados ou impurezas de enxofre ou nitrogênio, são designados de “impuros”, e continuam a ser designados um tanto erroneamente de hidrocarbonetos.

Hidrocarbonetos podem consistir de “espinhas dorsais” ou “esqueleto” compostos inteiramente de carbono e hidrogênio e outros compostos ligados, e carecem dum grupo funcional que geralmente facilita a combustão.

A maioria dos hidrocarbonetos encontrados naturalmente ocorrem no petróleo cru, onde a matéria orgânica decomposta fornece uma abundância de carbono e hidrogênio que, quando ligados, podem catenar para formar cadeias aprentemente ilimitadas.
2. Types of hydrocarbons
As classificações de hidrocarbonetos definidas pela nomenclatura IUPAC (International Union for Pure and Applied Chemistry= União Intenacional para a Quimica Pura Aplicada) de Quimica Orgânica são como se segue:

· Hidrocarbonetos Saturados (alcanos s) os simples das espécies de hidrocarbonetos e são compostos inteiramente de ligações simples e são saturados com hidrogênio. A fórmula geral para hidrocarbonetos saturados é CnH2n+2 (assumindo estrutura não-cíclica). Os hidrocarbonetos saturados são a base dos combustíveis de petróleo e são encontrados quer como espécies lineares quer ramificadas. Os hidrocarbonetos com as mesmas fórmulas moleculares mas fórmulas estruturais diferentes são chamados de isómeros.

· Hidrocarbonetos insaturados têm uma ou mais ligações duplas ou triplas entre os átomos de carbono. Aqueles com uma ligação dupla são chamados de alcenos (ou alquenos), com a fórmula CnH2n (assumindo estrutura não-cíclica). Aqueles que contém ligações triplas são chamados de alcinos (ou alquinos), com a fórmula CnH2n-2.

· Cicloalcanos são hidrocarbonetos que contém um ou mais aneis de carbono aos quais os átomos de hidrogênios estão ligados. A fórmula geral para um hidrocarboneto saturado que contém um anel é CnH2n.

· Hidrocarbonetos aromáticos, também conhecidos como arenos, são hidrocarbonetos que têm pelo menos um anel aromático.

Os hidrocarbonetos podem ser gases (ex. metano e propano), liquidos (ex. hexano e benzeno), cerras ou sólidos de fusão baixa (ex. cerra de parafina e naftaleno) ou polímeros (ex. polietileno, plipropileno e plistireno).

2.1 General properties
Por causa das diferênças na estrutura molecular, a fórmula impírica permanece diferente entre hidrocarbonetos; nos alcanos, alcenos e alcinos, a quantidade de hidrogênio ligado diminui nos alcenos e alcinos devido ao “ligamento espontâneo” ou catenação de carbono prevenindo a saturação inteira de hidrocarboneto pela formação de ligações duplas ou triplas.

Esta habilidade inerente dos hidrocarbonetos ligarem-se uns aos outros designa-se catenação, e permite que o hidrocarbono forme moléculas mais complexas, tais como ciclohexano, e em casos mais raros, arenos tais como benzeno. Esta habilidade vem do facto de o carácter de ligação entre átomos de carbono ser inteiramente não polar, em que a distribuição de electrões entre os dois elemntos é um tanto par devido aos mesmos valores de electronegatvidade dos elementos (~0.30), e não resulta na formação de um electrófilo.

Geralmente, com catenação vem a perda da quantidade total de hidrocarbonetos ligados e um aumento na quantidade de energia requerida para a ligação de clivagem devido à deformação (strain) exercida sobre a molécula; nas moléculas tais como ciclohexano, isso designa-se deformação de anel (ring strain), e ocorre devido à configuração electrónica espacial “estabilizada” do átomo.

Na quimica simples, como por teoria de ligação de valência, o átomo de carbono deve seguir a “regra de hidrogênio número 4”, que afirma que o número máximo de átomos disponíveis para ligar com carbono é igual ao número de electrões que são atraidos para dentro da camada externa do carbono. Em termos de camadas, o carbono consiste de uma camada externa incompleta, que compreende 4 electrões, e dessa maneira 4 electrões disponíveis para ligação covalente ou dativa.

Alguns hidrocarbonetos são também abundantes no sistema solar. Lagos de metano e etano liquidos foram encontrados no Titano, a lua mais grande de Saturno, confirmados pela Missão de Cassini-Huygens.
2.3 Aplicação
Os hidrocarbonetos são uma das fontes de energia mais importantes da Terra. A aplicação predominante de hidrocarbonetos é como uma fonte de petróleo combustível. Na sua forma sólida, os hidrocarbonetos toma a forma de asfalto.

Misturas de hidrocarbonetos voláteis agora são usados de preferência para clorofluorocarbonos como um propelante para sprays aerosois, devido ao impacto de clorofluorocarbonos na camada de ozono.

Metano [1C] e etano [2C] são gasosos à temperaturas ambientes e podem ser liquefeitos prontamente por apenas pressão. Propano [3C] facilmente liquefaz-se, e existe nas “garrafas de propano” muitas vezes como um liquido. Butano [4C] facilmente liquefaz-se e fornece um combustivel seguro e volátil para pequenos isqueiros de bolso. Pentano [5C] é um liquido claro a temperatura ambiente, usado comumente na quimica e industria como um solvente incolor quase poderoso de cerras e compostos orgânicos de elevado peso molecular, incluindo greases. Hexano [6C] é também um solvente não-polar e não-aromático vastamente usado, bem como uma fracção significante de gasolina comum.

Os alcanos, alcenos de [6C] até [10C] e cicloalcanos isoméricos são os componentes principais de gasolina, nafta e combustivel de jato e misturas de solventes industriais especializadas. Com a adição progressiva de unidades de carbono, os hidrocarbonetos de estruturas não-anelares simples têm elevadas viscosidades, índices de lubrificação, pontos de fusão, temperaturas de solidificação e cores mais carregadas. No extremo oposto a partir de metano [1C] encontram-se os alcatrãos mais pesados que permanecem como a mais baixa fracção numa réplica de refinação de petróleo cru. Eles são recolhidos e utilizados vastamente como compostos de telhados, composição de pavimentos, preservativos de madeira (a série de creosete) e como liquidos resistentes de viscosidade extremamente elevada.

2.4 Queimando hidrocarbonetos
Os hidrocarbonetos são correntemente a fonte principal de energia eléctrica mundial e fontes de calor (tal como aquecimento de casa) por causa da energia produzida quando queimados. Muitas vezes esta energia é usada directamente como calor tais como aquecedores de casa, que utilizam petróleo ou gás natural. O hidrocarboneto é queimado e o calor é usado para aquecer água, que é depois circulada.

Como o metano liberta somente 1 dióxido de carbono (CO2) para duas moléculas de águas (H2O), ele é considerado o combustivel mais limpo.



Petroleum

As refinarias de petróeo são a chave de obtenção de hidrocarbonetos; o petróeo cru é processado por vários estágios para formar os hidrocarbonetos desejados, usados no combustivel e outros productos comenciais.

Os hidrocarbonetos liquidos extraidos geologicamente são designados de petróleo (literalmente “petróleo de rocha”=rock oil) ou petróleo mineral, enquanto que hidrocarbonetos geológicos gasosos são designados de gás natural. Todos são fontes significantes de combustivel e matéria bruta para a produção de quimicos orgânicos e são comumente encontrados na subsuperfície da Terra usando os instrumento de geologia de petróleo.

As reservas de petróleo nas rochas sedimentares são a fonte principal de hidrocarbonetos para a industrias de energia, transporte petroquimicas.

Os hidrocarbonetos são de primeira importância económica porque contêm os constituintes dos maiores combustiveis fósseis (carvão, petróleo, gás natural, etc) e os seus derivados plásticos, parafinas, cerras, solventes, etc. na poluição urbana, estes componentes-juntos com NOx e a(o) luz (brilho) do sol- todos contribuem para a formação de ozono troposférico e gases de estufa.

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