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Prospecção

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Sumário

Prospecção do Petróleo 1

Métodos Geológicos 1

Métodos Potenciais 1

Métodos Sísmicos 2Fontes e receptores sísmicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2Cálculo dométodo sísmico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

Poço Pioneiro 12

Cálculo deMétodos Sísmicos 12Resumo de Cálculos de Sísmica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2

.. Prospecção

Prospecção doPetróleo

A prospecção precede a perfuração.

Consiste emmétodos e técnicas espe-

cíficas para identificar áreas com poten-

cial de acúmulo de hidrocarbonetos.

MétodosGeológicos

Baseia em análise demapas geológicos

com apoio da aerofotogrametria e foto-

geologia: Geologia de Superfície: Mape-

amento de rochas que afloram na super-

fície.

Aerofotogrametria e Fotogeologia: Fo-

tos do terreno para construção dema-

pas base ou topográficos.

Métodos Potenciais

Baseia no estudo da terra utilizandome-

didas físicas:

Gravimetria: Estudo do campo gravita-

cional de determinada área. Através de

estimativas da espessura de sedimentos

em uma bacia sedimentar, presença de

rochas com densidades anômalas como

rochas ígneas e domo de sal, e prever a

existência de altos e baixos estruturais

pela distribuição lateral desigual de den-

sidade na superfície.

Magnetometria: Medir pequenas varia-

ções na intensidade do campomagné-

tico da terra, que dependem de vários

fatores: latitude, altitude de voo ou ele-

vação, direção de voo, variações diurnas

e presença localizada de rochas com di-

ferentes susceptibilidadesmagnéticas.

As variações diurnas são causadas por

atividades solares, denominadas tem-

pestadesmagnéticas, e pelomovimento

de camadas ionizadas na alta atmosfera

que atuam como correntes elétricas

perturbando o campomagnético ter-

restre.

1

.. Prospecção

Métodos Sísmicos

Osmétodos sísmicos são osmais usa-

dos na indústria do petróleo. Baseia-se

na reflexão de ondas geradas artificial-

mente. As reflexões são captadas por

geofones (terra) ou hidrofones (mar).

Fontes e receptores sísmicos

Refração: Ondas refratadas com ângu-

los críticos (headwaves). Atualmente

na área de petróleo sua aplicação é bas-

tante restrita.

Reflexão: Ondas refletidas. (Usadas em

90% dos casos). Fornecendo feições ge-

ológicas de alta definição em subsuper-

fície propícias à acumulação de hidro-

carbonetos, a um custo relativamente

baixo.

Cálculo dométodo sísmico

Nométodo sísmico uma ondamecânica

é gerada e enviada em direção do inte-

rior da Terra. Durante a sua viagem esta

onda é refletida e refratada (analoga-

mente ao que acontece em ótica). Para

a prospecção de petróleo, atualmente,

o métodomais utilizado é ométodo sís-

mico de reflexão.

Para gerar as ondasmecânicas em terra

utiliza-se dinamite e vibradores. Já no

mar, utiliza-se canhões de ar compri-

mido. A captação das ondas refletidas

são feitas por geofones (em terra) ou hi-

drofones (nomar).

A onda gasta um certo tempo para atin-

gir uma determinada rocha e retornar

até o geofone (ou hidrofone). Assim, a

profundidade a ser explorada pode ser

controlada através do tempo escolhido

para o registro de dados. Quantomais

tempo durar o registro, mais ondas (que

atingirammaiores profundidades) se-

rão captadas. Supondo a velocidade de

propagação na água de 1500m/s. Caso

se deseje atingir 1500m de profundidade

2

.. Prospecção

de lâmina d'água o registro deve durar

em torno de 2s (1s de ida e 1s de volta).

ExemploPetrobras - Eng. de Petróleo Jr. - 2008 - 1

Osmétodos usados na prospecção de petróleo são:

(A) gravimetria e pictometria.

(B) gravimetria e volumetria.

(C) aerofotogrametria e volumetria.

(D) aerofotogrametria e pictometria.

(E) aerofotogrametria e gravimetria.

Solução:

Osmétodos utilizados na prospecção de petróleo são:

a)Métodos Geológicos

3

.. Prospecção

• Geologia de superfície;

• Aerofotogrametria e foto geologia;

b)Métodos Potenciais

• Gravimetria;

• Magnometria;

c) Métodos Sísmicos

• Sísmica de Reflexão;

• Sísmica de Refração;

Pictometria e Volumetria não sãométodos de prospecção.

Onde, a pictometria é ummétodo laboratorial para estimarmassa especí-

fica e a volumetria é ummétodo laboratorial também chamado de titulação.

Resposta: E

Exemplo2

As variações de densidade em subsuperfície são utilizadas na exploração

gravimétrica do petróleo, permitindo assim:

4

.. Prospecção

(A) fazer estimativas da espessura de sedimentos em uma bacia calcária, ve-

rificar a presença de rochas com densidades anômalas, como rochas ígneas

e domos de sal, e prever a existência de altos e baixos estruturais;

(B) fazer estimativas da espessura de sedimentos em uma bacia secundá-

ria, verificar a presença de rochas com altas densidades, como rochas ígneas

e domos de sal, e prever a existência de altos e baixos estruturais;

(C)fazer estimativas da espessura de sedimentos em uma bacia hidrográ-

fica, verificar a presença de rochas com baixas densidades, como rochas íg-

neas e domos de sal, e prever a existência de altos e baixos estruturais;

(D)fazer estimativas da espessura de sedimentos em uma bacia calcária, ve-

rificar a presença de rochas com altas densidades, como rochas ígneas e do-

mos de sal, e prever a existência de altos e baixos estruturais;

(E) fazer estimativas da espessura de sedimentos em uma bacia sedimen-

tar, verificar a presença de rochas com densidades anômalas, como rochas

ígneas e domos de sal, e prever a existência de altos e baixos estruturais

Solução:

Nesta questão deveriamos saber que a gravimetria é utilizada em bacias se-

dimentares, uma vez que o objetivo desta técnica é fazer uma estimativa da

espessura dos segmentos. Cabendo a alternativa e). Lembrando que todas

as alternativas são idênticas sómudando o tipo de campo, sendo uma ques-

tãomais interpretativa.

Resposta: E

5

.. Prospecção

Exemplo3

A prospecçãomagnética para o petróleo, denominadamagnetometria, tem

como objetivomaior medir pequenas variações na intensidade do campo

magnético terrestre, consequência da distribuição irregular de rochasmag-

netizadas na subsuperfície. Asmedidas obtidas pelos magnetômetros nos

levantamentos aeromagnéticos dependem dos fatores:

(A) latitude, altitude do voo ou elevação, direção de voo, variações diurnas

e presença localizada de rochas com diferentes susceptibilidadesmagné-

ticas.

(B) longitude, latitude, direção de voo, variações noturnas e presença loca-

lizada de rochas com diferentes susceptibilidadesmagnéticas.

(C) longitude, direção de voo, variações no-turnas e presença distribuída de

rochas com diferentes susceptibilidadesmagnéticas.

(D) atitude e longitude, altitude de voo ou elevação, condições do voo, va-

riações noturnas e presença distribuída de rochas com diferentes suscep-

tibilidadesmagnéticas.

(E) latitude, altitude de voo ou elevação, direção de voo, variações diurnas

e presença distribuída de rochas com diferentes susceptibilidadesmagné-

ticas.

Solução:

6

.. Prospecção

Sabemos que amagnometria dependem dos seguintes fatores: latitude, al-

titude de voo ou elevação, direção de voo, variações diurnas e presença lo-

calizada de rochas com diferentes susceptibilidadesmagnéticas. Então des-

cartamos as alternativas que tem longitudes e variações noturnas, devendo

estar atentos que o fenômeno vai ser medido localizadamente.

Resposta: A

Exemplo4

São apresentadas abaixo afirmativas sobre osmétodos sísmicos de levan-

tamento geofísico:

I - Método pelo qual a estrutura interior da Terra foi mapeada e que atual-

mente, na área de petróleo, tem sua aplicação bastante restringida. É tam-

bém ummétodo que faz o registro somente de ondas refratadas com ângulo

crítico (headwaves) e que possui grande aplicação na área de sismologia.

II - Método de prospecçãomais utilizado atualmente na indústria de petró-

leo, fornecendo alta definição das feições geológicas em subsuperfícies pro-

pícias à acumulação de hidrocarbonetos e a um custo relativamente baixo.

As armações acima correspondem aosmétodos sísmicos:

(A) de refração e de CDP.

(B) de refração e de reflexão.

(C) de reflexão e de refração.

7

.. Prospecção

(D) de sismografia sintética e de reflexão.

(E)CDP e de sismografia sintética.

Solução:

Ométodo de refração sísmicamede o tempo que uma onda compressional

(onda P) ou cisalhante (onda S), gerada por uma fonte sísmica, leva para vi-

ajar através das camadas da Terra e voltar aos sensores (geofones) insta-

lados ao longo de uma linha na superfície do terreno. Medindo-se o tempo

de percurso das ondas, os diferentes horizontes.

Ométodo sísmico de reflexão é ométodo de prospecçãomais utilizado na

indústria de petróleo atualmente, pois fornece alta definição das feições ge-

ológicas em sub-superfícies propícias a acumulação de hidrocarbonetos, a

um custo relativamente baixo.

Resposta: B

Exemplo5

A indústria petrolífera está dividida basicamente em dois segmentos: o de

upstream e o de downstream. Os segmentos de upstream e de downstream

são responsáveis, respectivamente, pelas atividades de:

(A) transporte, distribuição, refino e exploração/produção.

(B) exploração/produção e refino, transporte, distribuição, comercialização.

(C) refino, transporte, distribuição.

8

.. Prospecção

(D) comercialização, refino, transporte, distribuição e exploração/produção.

(E) refino e exploração/produção.

Solução:

As atividades de upstream são relaciona-dos a atividades desenvolvidas para

que o petróleo esteja disponível para consumo, que compreende desde a

caracterização de reservatório, exploração, perfuração, produção até o re-

fino. Enquanto as atividades de downstream são atividades destina para que

o petróleo chegue ao consumidor, como a logística (transporte), comerci-

alização.

Resposta: B

Exemplo6

Dosmétodos abaixo, assinale aquele que NÃO é considerado ummétodo

de avaliação das formações.

(A) Amostra de Calha.

(B) Perfilagem.

(C) Teste de Produção.

(D) Teste deMiscibilidade.

(E) Teste de Injetividade.

Solução:

9

.. Prospecção

Dosmétodos acima, o único que não coleta informações geológicas nem de

reservatório é o teste demiscibilidade. Amostra de calha e perfilagem já fo-

ram discutidos aqui, testes de produção e injetividade coletam informações

de reservatório após o poço ter sido perfurado.

Resposta: D

Caiu no concurso!1

Assinale a opção correta, acerca das características dosmétodos geológi-

cos e geofísicos utilizados na prospecção do petróleo.

(A) Ométodo geológico de superfície já foi importante para a prospecção

do petróleo, mas hoje consiste apenas em aquisição de dados geológicos em-

basados emmapas geológicos, com pouca conexão commétodos de sub-

superfície, que tornam limitante a idéia tão necessária da profundidade e

da estrutura das camadas sedimentares potenciais ao alojamento de hidro-

carbonetos

(B) Ométodo potencial gravimétrico é omais importantemétodo de pros-

pecção, pois fornece uma boa idéia da estrutura detalhada das bacias, em-

bora seja muito limitado commétodo descobridor e delimitador de campos

de petróleos.

(C) Ométodo potencial damagnetometria é ummétodo que apresenta pou-

cas variações demedidas do campomagnético terrestre e, por isso, é uti-

10

.. Prospecção

lizado na prospecção de petróleo por sua exatidão. Porém, não serve para

distinguir as rochas do embasa-mento das rochas sedimentares de bacias

sedimentares em profundidade.

(D) Ométodo sísmico de refração compreende a propagação das ondas sís-

micas em qualquer tipo de rocha e tem como e tem como base a refração

das ondas com qual-quer medida angular, dependendo apenas da diferença

de composição domeio rochoso. É ummétodo largamente aplicado na pros-

pecção de petróleo na atualidade, porque se presta à distinção de camadas,

em qualquer profundidade, no âmbito de uma bacia sedimentar, além de ter

um customuito baixo.

(E) Ométodo sísmico de reflexão é ummé-todo que utiliza as reflexões das

ondas sísmicas em um refletor, que se constitui em contatos de camadas ou

superfícies anômalas de conteúdo fluido com qual-quer inclinação, além de

configurar estruturas, que são disponibilizadas para posterior análise. É o

método de prospecçãomais utilizado na indústria de petróleo atualmente.

Resposta: E

11

.. Prospecção

Poço Pioneiro

Após o processamento e análise dos da-

dos geológicos verifica-se a possibili-

dade de se encontrar acúmulos de hi-

drocarbonetos na área, viabilizando a

perfuração de um poço pioneiro.

Durante a perfuração desse tipo de

poço, uma série de informações são co-

letadas e registradas, tais como:

• Dados de cascalho (mud logging);

• Informações petrofísicas e litológi-

cas de testemunhos retirados das

formações;

• Dados de perfilagem (elétrica, ra-

dioativa e acústica);

• Resultados de teste de formação

(comportamento da pressão no

reservatório;

Todos esses dados obtidos durante a

per-furação pioneira são combinados

com os dados geológicos para definição

do reservatório e para a análise comer-

cial de ex-plotação ou desenvolvimento

do campo.

Cálculo deMétodos Sísmicos

Oprocedimento de elaboração é sinteti-

camente descrito nos seguintes passos:

1. Transferência dos sismogramas ao

programa de seleção dos tempos

de primeira recepção;

2. Emissão das dromocronasmedi-

das, seja em forma gráfica, seja em

forma legível, pelo programa de

elaboração tradicional baseado no

algoritmoGRM (Generalized Reci-

procalMethod);

3. Imissão dos valores das quotas

dos geofones e dos disparos no

programa de interpretação GRMe

leitura das dromocronasmedidas;

4. Elaboração dos dados e interpre-

tação tradicional;

12

.. Prospecção

5. Emissão das seções interpreta-

das, que trazem as interfaces en-

tre camadas de diversas veloci-

dades sísmicas e osmesmos valo-

res de velocidade. Nota-se que as

velocidades sísmicas atribuídas a

cada uma das camadas são carac-

terizadas por um gradiente nulo

na direção vertical (ou seja, as ve-

locidades para cada camada são

constantes na vertical). Existe a

possibilidade demodelar, com o

procedimento GRM, as variações

horizontais de velocidade, que de

qualquer forma resultam discretas

e não contínuas;

6. Emissão de um arquivo que in-

dica localização e altitude de cada

ponto de disparo e de cada geo-

fone, legível pelo programa de ite-

ração tomográfica e de ray-tracing

(traçado do percurso dos raios sís-

micos);

7. Emissão domodelo bidimensio-

nal do terreno obtido do proce-

dimento GRM sob forma de uma

matriz de celas unitárias de dimen-

são definida (inferior aometro),

adaptada para ser lida pelo pro-

grama de ray-tracing e de elabo-

ração tomográfica. A interpreta-

ção GRMvem, portanto, fornecer

omodelo inicial das velocidades

do terreno, necessário para ativar

as iterações do completomodelo

matemático bidimensional (mo-

delização tomográfica). O terreno

é, portanto, subdividido em celas

unitárias de dimensõesmínimas,

cada uma, dotada de uma dife-

rente velocidade sísmica e cada

uma pronta a ser modicada pelo

procedimento de iteração tomo-

gráfica, com o objetivo de redu-

zir aomínimo o erro entre as dro-

mocronas calculadas com base no

13

.. Prospecção

modelo do terreno e aquelas efeti-

vamentemedidas durante a pros-

pecção.

O arquivo que contém as posições e as

cotas é lido pelo programa tomográfico

juntamente com o arquivo contendo a

matriz das velocidades. O procedimento

de ray-tracing e de controle é também

ativado.

Em primeiro lugar é controlada a posi-

ção dos sensores e dos disparos. Logo

depois são visionados os percursos dos

raios sísmicos e avaliado o primeiro fit-

ting com os dadosmedidos, com o pro-

pósito de iniciar o procedimento tomo-

gráfico excluindo erros sistemáticos

previamente corrigíveis.

O objetivo do procedimento iterativo

tomográfico é reduzir o erro entre os

tempos das dromocronas calculadas

com base nomodelo em relação àque-

las efetivamentemedidas. Isto ocorre

por aproximações sucessivas (iterações)

controladas pelo operador, ao qual é

possível intervir na escolha dosmuitos

coeficientes que influenciam o cálculo

como também na escolha domesmo

procedimento que é utilizado para re-

alizar aminimização dos erros.

O resultado final será umamatriz repre-

sentativa do terreno investigado consti-

tuída por celas (cada uma, caracterizada

por uma velocidade sísmica) que, no to-

tal, apresentam um erromínimo quando

utilizadas no procedimento de traçado

dos raios sísmicos.

Essamatriz é visualizada através de um

oportuno programa de contouring, uti-

lizando diversas cores para diferentes

velocidades.

Resumo deCálculos de Sísmica

• Velocidade do som na água 1500

m/s

• C , constante de resolução sísmica

14

.. Prospecção

• T , período - inverso da frequência

• v, velocidade da onda nomeio

• h, espessura de propagação

v =2π

T

e

hmin =v

Cf

ExemploPetrobras - Engenheiro de Petróleo - 2012 - 7 A fim de prospectar e ve-

rificar a presença de petróleo, diversosmétodos de avaliação podem ser uti-

lizados: indicações diretas, geológicos, geofísicos e geoquímicos. Dentre tais

métodos, os principais são os geofísicos por sismógrafo, sendo amplamente

usados tanto em terra como nomar. A profundidade das camadas de ter-

reno pode ser medida usando-se um sismógrafo por reflexão, a partir de re-

lação de

(A) triângulos equiláteros

(B) triângulos isósceles

(C) quadriláteros

(D) pirâmides

(E) cones

Solução:

15

.. Prospecção

A sísmica baseia-se no princípio da reflexão de uma ondamecânica (sonora)

emmeio sólido quando encontra interfaces com diferentes densidades (di-

ferentes velocidades de propagação do som e diferentes impedâncias acús-

ticas). Damesma forma que qualquer outra onda refletida em uma inter-

face entre dois meios, o ângulo de incidência é igual ao de reflexão (lei de

reflexão). E o trajeto e ida é de igual comprimento ao de volta. Portanto, a

relação geométrica a ser usada é a relação de triângulos equiláteros.

Resposta: A

Caiu no concurso!Banco deQuestões - Cesgranrio - 2

Umdeterminado levantamento sísmico recuperou frequência média de 25

Hz na profundidade do reservatório. Considerando que a velocidade inter-

valar no reservatório é de 2000m/s e utilizando o conceito convencional

de resolução sísmica (=4), a espessuramínima para que topo e base sejam

identificados na seção sísmica, emmetros é de:

(A) 50

(B) 40

(C) 30

(D) 20

16

.. Prospecção

(E) 10

Resposta: D

Caiu no concurso!Banco deQuestões - Cesgranrio - 3

Numponto de tiro de uma seção sísmica de reflexão normal, com escala ver-

tical em tempo duplo, o refletor de interesse ocorre a 4 s (quatro segundos).

Neste ponto, a profundidade de água domar é de 1.500m e a velocidade

média dos sedimentos é de 2.500m/s.

Qual a profundidade, emmetros, abaixo do nível domar, do refletor de in-

teresse, neste ponto de tiro?

(A) 4000m

(B) 4500m

(C) 5000m

(D) 6000m

(E) 6500m

Resposta: A

17

.. Prospecção

Caiu no concurso!4

APetrobras divulgou que na área da descoberta de Tupi, na Bacia de San-

tos, os reservatórios foram encontrados a 6.000m de profundidade, depois

de atravessar 2.000m de água domar, 2.000m de sedimentos (de veloci-

dademédia 4.500m/s). Qual seria a profundidade aproximada, em tempo

(s), do refletor correspondente aos reservatórios de Tupi, numa linha sís-

mica com escala vertical em tempo duplo?

(A) 3,89

(B) 4,43

(C) 5,15

(D) 6,31

(E) 8,6

Resposta: C

18

.. Prospecção

Caiu no concurso!Eng. de Petróleo - Petrobras - 2008 - 5

Osmais importantes instrumentos de avaliação de composição das rochas

e do conteúdo do fluido das formações geológicas em subsuperfície são os

perfis de poços abertos, os perfis de raios gama e sônicos, os testes de pres-

são em poços e a perfilagem de produção.

Acerca desses instrumentos, assinale a opção correta.

(A) Os perfis de poços abertos têm a característica de somentemedir as pro-

priedades elétricas dosminerais das rochas e do conteúdo fluido destas.

(B) Os perfis de raios gama são utilizados na detecção do conteúdo de hi-

drocarbonetos das formações geológicas.

(C) Os perfis sônicos são utilizados na estimativa de porosidade da rocha,

detecção de volume de fraturas nas rochas, grau de compactação das rochas

e na estimativa de suas constantes elásticas.

(D) Os dois mais importantes objetivos dos testes de pressão em poços são

determinar a pressão dinâmica de fluxo dos fluidos e estimar o tamanho do

reservatório.

(E) Na perfilagem de produção, a avaliação dos reservatórios ocorre por de-

terminação do calibre do poço e do cálculo dos danos à formação produtora

de hidrocarboneto.

Resposta: C

19