Dia 29 de setembro - Dia Mundial do Petróleo

No dia 29 de setembro é celebrado o Dia Mundial do Petróleo, data criada em homenagem a um dos recursos naturais mais estratégicos do planeta. 

Para dar a conhecer um pouco mais sobre este recurso energético, segue-se um texto adaptado duma conferência proferida pelo Dr. João Pacheco (Instituto Geológico e Mineiro).

O petróleo: definição, geração, migração, acumulação

A palavra "petróleo" usa-se, em geologia, para designar qualquer mistura natural constituída principalmente por hidrocarbonetos, quer se apresente no estado sólido, líquido ou gasoso à temperatura e pressão ambientes. Os hidrocarbonetos podem, eles próprios, apresentar-se nos três estados conforme a complexidade (e peso) das suas moléculas que depende, principalmente, do número de átomos de carbono que contêm.

A consistência (viscosidade) dos petróleos à temperatura ambiente depende da composição em hidrocarbonetos e está, de maneira geral, relacionada com a densidade: quanto maior for a percentagem de hidrocarbonetos de peso molecular elevado, maior é a densidade e viscosidade.

O petróleo é gerado nas bacias sedimentares a partir de matéria orgânica acumulada, juntamente com sedimentos inorgânicos, em ambientes deficientes em oxigénio. Esta acumulação faz-se, em geral, no fundo de lagos, lagunas ou mares com deficiente circulação da massa líquida junto ao fundo. A matéria orgânica, embora preservada da oxidação, sofre modificações resultantes de reações químicas inorgânicas e do ataque por bactérias, do que resulta a geração de algum gás (gás biogénico, gás dos pântanos) e a transformação da restante matéria orgânica em querogénio, um material rico em hidrocarbonetos sólidos muito pesados.

As rochas ricas em querogénio, em geral rochas clásticas finas (xistos betuminosos) ou carbonatos (calcários e margas betuminosas), designam-se por rochas-mãe ou rochas geradoras porque é nelas que se fará a geração do petróleo. Uma rocha-mãe deve ter mais de 0,5 a 1% de carbono orgânico sob a forma de querogénio podendo, no caso das rochas-mãe mais ricas, conter mais de 10%.

Com a continuação da subsidência da bacia sedimentar em que se deu a acumulação da matéria orgânica, esta é, gradualmente, submetida a temperaturas mais elevadas e o querogénio transforma-se, por decomposição das suas pesadas e complexas moléculas, em hidrocarbonetos mais simples, o petróleo.

A transformação começa por volta dos 50-60º C (1200 a 1500 m de profundidade, para um gradiente geotérmico normal de 3º C/100 m), dependendo do tipo de querogénio. Até cerca de 120-150º C (3500 a 4500 m) são sobretudo gerados hidrocarbonetos líquidos e algum gás. Depois dessa temperatura verifica-se, principalmente, geração de gás. Não é só a temperatura que influencia os volumes e natureza dos hidrocarbonetos gerados, mas também o tempo desempenha um papel importante, como em qualquer outra reação química. Assim, verifica-se que rochas geradoras do Paleozoico, mais antigas, iniciam a geração a temperaturas (profundidades) mais baixas e estão normalmente associadas a acumulações de gás ou de petróleo muito leve.

Para que o petróleo possa ser explorado, isto é, extraído em condições economicamente rentáveis, é necessário que esteja contido em rochas com porosidade e permeabilidade elevadas. As rochas-mãe não possuem, em geral, essas características e, por isso, o petróleo raramente pode ser extraído diretamente destas rochas. É necessário que o petróleo, após a sua expulsão da rocha-mãe, encontre condições favoráveis para migrar através de rochas mais ou menos permeáveis, geralmente num processo muito lento que pode exigir milhões de anos, até uma rocha reservatório ou armazém. A energia que impulsiona o petróleo na sua migração é a da gravidade. Por ser menos denso que os outros fluidos que impregnam as rochas, em geral água doce ou salgada, o petróleo tem tendência a subir em direção à superfície.

Todas as rochas têm poros, cavidades maiores ou menores que podem estar ou não em contacto umas com as outras. Num calcário compacto, por exemplo, o volume desses poros é insignificante: para todos os efeitos práticos a rocha é não porosa e impermeável. Ao contrário, um arenito, se for bem calibrado e contiver pouca matriz e cimento, pode ter mais de 40% do seu volume total sob a forma de poros ligados entre si, isto é, pode ter mais de 40% de porosidade e elevada permeabilidade. Uma rocha com elevada porosidade e permeabilidade pode armazenar grandes quantidades de fluido e, quando penetrada por um poço, libertará esse fluido com facilidade: diz-se que constitui uma boa rocha reservatório ou armazém. Em geral, a elevadas porosidades correspondem altas permeabilidades mas há inúmeras exceções a esta regra porque em muitos tipos de rocha os poros não estão em comunicação. As argilas são bons exemplos destas rochas: possuem elevada porosidade mas permeabilidade praticamente nula.

Os principais tipos de rocha que fornecem bons reservatório são os arenitos e os calcários depositados em ambientes de alta energia (mares pouco profundos) ou de construção biogénica (recifais). A fraturação induzida pela deformação tectónica pode conferir alguma porosidade e elevada permeabilidade às rochas afetadas dando, nalguns casos, origem a reservatórios aceitáveis. Certos tipos de alteração e erosão, como a carsificação de calcários, podem, igualmente, originar bons reservatórios.

Designam-se, na geologia do petróleo, por rochas selantes as rochas de muito baixa permeabilidade que podem constituir barreiras à migração do petróleo. Estão neste caso todas as rochas argilosas e margosas e, também, as rochas salinas.

Quando, na migração em direção à superfície, o petróleo se depara com uma barreira de permeabilidade (rocha selante), desvia-se e procura outro caminho, tal como um rio que desce em direção ao mar, embora na direção contrária. Se, no entanto, não encontra outro caminho para continuar a sua ascensão, fica retido dando origem a uma acumulação. Na analogia fluvial, seria o caso de um rio captado por uma depressão interior, dando origem a um lago.

Às disposições particulares das formações geológicas que constituem barreiras intransponíveis à migração, dando origem a acumulações de petróleo, dá-se o nome de armadilhas ou retenções. Muitas das armadilhas resultam da deformação tectónica das camadas rochosas e designam-se por estruturais. Uma das mais simples e comuns é a armadilha anticlinal na qual uma rocha armazém e uma rocha selante que a cobre, estão dobradas em anticlinal. As falhas podem, nalguns casos, proporcionar condições de retenção, quer porque o seu enchimento é suficientemente espesso e impermeável para constituir uma barreira efetiva à migração, quer porque dispõem o reservatório contra uma rocha impermeável do outro lado da falha.

Outras armadilhas comuns designam-se por estratigráficas por resultarem, essencialmente, de variações de fácies sedimentar dentro de uma mesma unidade estratigráfica. Corpos arenosos lenticulares dentro de uma unidade estratigráfica de fácies fluvial, englobados em limos e argilas impermeáveis, podem proporcionar condições de retenção.

Os recifes calcários, em geral muito porosos e permeáveis, desenvolvem-se frequentemente em locais bem definidos enquanto que, contemporaneamente, em seu redor se depositam sedimentos finos que darão origem a rochas impermeáveis. Este dispositivo estratigráfico constitui uma armadilha visto que qualquer petróleo que migre para o recife ficará impossibilitado de sair.

Adaptado de Resumo da conferência proferida a 15 de Novembro de 1999 pelo Dr.João Pacheco (Instituto Geológico e Mineiro)