Well Logging Analysis Anlise de diagrafias em

poos na bacia de Rio Grande do Norte

Kmia Denise Esprito Santo Craveiro

Dissertao para obteno de Grau de Mestre em

Engenharia Geolgica e de Minas

Jri

Presidente: Prof. Doutor Amlcar de Oliveira Soares

Orientador: Prof. Doutor Antnio Joo Couto Mouraz Miranda

Orientadora: Doutora Jlia Cristina da Costa Carvalho

Vogal: Prof. Doutor Antnio Jos da Costa e Silva

Vogal: Prof. Doutor Manuel Francisco Costa Pereira

Outubro, 2013

ii

Agradecimentos

Em primeiro lugar quero agradecer a minha famlia, em especial a minha me e ao meu irmo.

Ao meu orientador, Professor Miranda por me ter sugerido este tema de tese e pelo apoio e

grande disponibilidade ao longo de todo o trabalho. Agradeo tambm minha co-orientadora

Jlia Carvalho.

Aos professores do Departamento de Minas pelos ensinamentos ao longo destes anos em

particular aos professores Antnio Maurcio, Manuel Francisco, Teresa Carvalho e Paula Neves

e Maria Orqudea Neves.

Partex Oil and Gas por ter fornecido os dados utilizados no presente trabalho e ao

engenheiro Luis Guerreiro.

Aos investigadores do Cerena pela ajuda nesta fase, em especial ao Leonardo, Pedro, Ruben

e Angela.

A todos os meus colegas e amigos mineiros e no mineiros, sem excepo de ningum.

E por fim, um especial agradecimento ao Adolfo Cueto.

A todos um grande obrigada!

iii

Resumo

A informao inicial de um projecto de explorao e desenvolvimento petrolfero baseia-se em

estimativas. Durante a perfurao de um poo possvel obter um leque variado de informao

que permite realizar uma avaliao de formaes completa e fidedigna de modo a confirmar

e/ou adaptar as estimativas iniciais.

A conjuno de vrias fontes de informao para a avaliao de formaes fundamental na

reduo das incertezas associadas a um projecto petrolfero aumentado assim a segurana

nas operaes e consequentemente evitando situaes cujas consequncias so

incontrolveis e/ou os custos impraticveis.

A identificao da litologia e a determinao de certas caractersticas (petrofsicas) que

permitem saber a capacidade de produo de um reservatrio, podem ser obtidas de medies

designadas de diagrafias e que so feitas no prprio poo de explorao ou desenvolvimento.

Neste trabalho comea-se com uma descrio terica dos mtodos ou tcnicas deste tipo de

avaliao, destancando-se as diagrafias. Posteriormente, recorre-se a um caso de estudo.

O caso de estudo utiliza diagrafias obtidas na bacia do Rio Grande do Norte no Brasil em

diferentes reas. No entanto, para este trabalho apenas se estudou as medies e a

ressonncia magntica nuclear de um nico poo.

Do poo estudado foi possvel verificar que algumas formaes geolgicas abrangidas

apresentam comportamento carbonatado e outras comportamento clstico. Verificou-se a

presena de gua.

Palavras chave: Avaliao de Formaes, Diagrafias, Petrofsica, Interpretao, Bacia de

Potiguar.

iv

Abstract

During drilling activities it is possible to acquire a wide spread information that can be used in

formation evaluation.

It is fundamental that the different sources of information are joined together in a way to reduce

the project uncertainties. Because the safety of the operations is enhanced the unbearable

costs and uncontrolled situations are prevented.

The lithology identification and the determination of petrophysical characteristics of the

formations can be obtained throughout down hole measurements, called well logging. With the

petrophysical characteristics it is possible to preview the production capacity of the reservoir.

This paper begins describing superficially the different methods or techniques for the mentioned

evaluation focusing on well logging and its interpretation. At the end, to reinforce the acquired

knowledge, it was taken as case study Rio Grande do Norte basin in Brazil.

For the case study was only used the measurements and the nuclear magnetic resonance of

just one well.

On the well it was possible to ascertain that some formations were carbonates while others

were clastics and the existence of not salted water. The presence of a pay zone was not clear.

Keywords: Formation Evaluation, Well logging, Petrophysics, Interpretation, Rio Grande do

Norte Basin.

v

ndice

Lista de figuras ............................................................................................................................. vii

Lista de tabelas ............................................................................................................................. ix

Lista de anexos ............................................................................................................................. ix

Lista de abreviaturas .................................................................................................................... x

Lista de incognitas ....................................................................................................................... xii

1. Introduo ................................................................................................................... 1

1.1. Enquadramento geral da tese ................................................................................ 1

1.2. Objectivos ............................................................................................................ 1

1.3. Metodologia ......................................................................................................... 2

1.4. Organizao do trabalho ....................................................................................... 2

2. Avaliao de formaes geolgicas ............................................................................... 3

2.1. Mud logging .......................................................................................................... 3

2.1.1. Anlise de gases ............................................................................................ 4

2.1.2. Anlise de cuttings ........................................................................................ 5

2.2. Carotagem ............................................................................................................ 7

2.3. Testes feitos ao poo ............................................................................................ 8

3. Diagrafias ..................................................................................................................... 9

3.1. Propriedades das rochas mais importantes para as diagrafias .............................. 10

3.2. Tipos de diagrafias .............................................................................................. 11

3.2.1. Diagrafias elctricas ..................................................................................... 12

3.2.1.1. Potencial espontneo (SP) .................................................................... 12

3.2.1.2. Diagrafias de resistividade .................................................................... 13

3.2.2. Diagrafias nucleares .................................................................................... 16

3.2.2.1. Radiao gama (GR) ............................................................................. 17

3.2.2.2. Diagrafia da densidade (density log) ..................................................... 20

3.2.2.3. Diagrafia de neutro (neutron log) ........................................................ 21

3.2.2.4. Diagrafia do factor fotoelctrico (photoelectric factor log) .................... 22

3.2.3. Diagrafias acsticas ..................................................................................... 23

3.2.3.1. Diagrafias snicas (sonic log) ...................................................................... 24

3.2.3.2. Diagrafias da amplitude da onda sonora (sonic amplitude log) .................... 25

3.2.3.3. Diagrafias que consideram todos os tipos de ondas acsticas (array sonic) .. 26

3.2.4. Diagrafias electromagnticas ....................................................................... 26

vi

3.2.5. Diagrafias de Imagem .................................................................................. 26

3.2.6. Ressonncia magntica nuclear (nuclear magnetic resonance NMR) .......... 29

3.2.7. Medio do dimetro do poo (caliper) ........................................................ 31

3.2.8. Dipmeter ..................................................................................................... 31

3.2.9. Temperatura ............................................................................................... 32

3.2.10. Outras diagrafias ......................................................................................... 32

4. Aquisio de diagrafias ............................................................................................... 33

4.1. Wireline ............................................................................................................. 33

4.2. Tough Logging Conditions (TLC) ........................................................................... 35

4.3. Measurements While Drilling (MWD) .................................................................. 36

4.4. Logging While Drilling (LWD) ............................................................................... 38

5. Reservatrios siliciclsticos e carbonatados ................................................................ 40

5.1. Rochas e reservatrios clsticos ......................................................................... 40

5.1.1. Minerais argilosos ....................................................................................... 41

5.2. Rochas e reservatrios carbonatados .................................................................. 43

6. Caso de estudo Bacia de Potiguar ............................................................................. 45

6.1. Petrel E&P Software Platform ............................................................................. 45

6.1.1. Leitura de diagrafias no Petrel E&P Software Platform ................................. 47

6.2. Material utilizado no caso de estudo ................................................................... 50

6.3. Metodologia ....................................................................................................... 50

6.3.1. Calcular os parmetros petrofsicos .............................................................. 51

6.4. Bacia de Potiguar ................................................................................................ 53

6.4.1. Caracterizao Geolgica e Estratigrfica ..................................................... 54

6.4.2. Evoluo tectnica e sedimentar da bacia .................................................... 55

6.5. Interpretao e concluses ................................................................................. 59

6.5.1. Interpretao qualitativa ............................................................................. 59

6.5.1.1. Diferenciao entre camadas e caracterizao litolgica ........................ 59

6.5.1.2. Identificao dos fluidos ....................................................................... 64

6.5.1.2.1. Concluses da ressonncia magntica nuclear (NMR) ......................... 65

6.5.2. Interpretao quantitativa ........................................................................... 67

6.5.3. Algumas consideraes ................................................................................ 67

7. Concluso .................................................................................................................. 68

8. Referncias Bibliogrficas ........................................................................................... 69

9. Anexos ....................................................................................................................... 73

vii

Lista de figuras

Fig. 1 - Fontes de informao para a avaliao de formaes. ..................................................... 3

Fig. 2 - Unidade de mud logging. Fonte: http://www.geologinternational.com. ......................... 3

Fig. 3 - Exemplo de um registo obtido numa unidade de mud logging onde se pode observar

diversas curvas, entre elas, no primeiro track o GR,o ROP e o SP, no track seguinte a descrio

geolgica de acordo com os cuttings. Fonte:

http://www.fieldgeoservices.com/Pages/TraditionalMudlogging.aspx. ...................................... 4

Fig. 4 - Amostra de Cuttings. Fonte: Ablard, Peter; et al.; 2012. .................................................. 5

Fig. 5 - Shale shaker. Fonte: http://en.wikipedia.org .................................................................... 6

Fig. 6 - Esq.: Sidewall coring (fonte: http://www.bakerhughes.com). Dir.: Bottom hole coring

(fonte: http://www.halliburton.com). .......................................................................................... 7

Fig. 7 - Exemplo de uma diagrafia. ................................................................................................ 9

Fig. 8 - Representao esquemtica do comportamento do SP. Fonte: Ellis, 2008. ................... 12

Fig. 9 - Tpicas reaces do SP em diferentes formaes. Fonte: Glover, 2002. ......................... 13

Fig. 10 - Representao da zona invadida, zona de transio e zona no invadida. Fonte:

Schlumberger, Log Charts. .......................................................................................................... 14

Fig. 11 - Esquema da configurao normal (a esquerda) e da configurao lateral (a direita).

Fonte: Glove, 2002. ..................................................................................................................... 15

Fig. 12 - Esquema da configurao dos elctrodos para LL3 (a esquerda) e LL7 (a direita). Fonte:

Glove, 2002. ................................................................................................................................ 15

Fig. 13 - Tpicas reaces de resisitividade encontradas nas formaes representadas. Fonte:

Glove, 2002. ................................................................................................................................ 16

Fig. 14 - Interaces entre o raio gama e um tomo. Fonte: Gomes, 2012................................ 17

Fig. 15 - Exemplo de correlao entre poos. Fonte:

http://www.mxcad.com/petrel01/stratigraphic-modeling. ....................................................... 18

Fig. 16 - Tpicas reaces de GR para diferentes formaes. Fonte: Glove, 2002. ..................... 19

Fig. 17 - Esquema de sonda para diagrafias de densidade. Fonte:

http://www.glossary.oilfield.slb.com. ........................................................................................ 20

Fig. 18 - Esquema do equipamento de diagrafia de neutro. Fonte: Ellis, 2008. ....................... 21

Fig. 19 - Esquema das interaces entre neutres e tomos. Adaptado de Gomes, 2012. ....... 22

Fig. 20 - Valores tpicos de PEF. Fonte: Glover, 2002. ................................................................. 23

Fig. 21 - Ordem de recepo de ondas acsticas. Fonte: Glover, 2002. ..................................... 24

Fig. 22 - Equema da configurao de uma sonda com dois receptores (a esquerda) e sonda com

compensao pela m posio da mesma no poo. Fonte: Glover, 2002. ................................. 24

Fig. 23 - Exemplo de uma diagrafia snica. Fonte: Glover, 2002. ............................................... 25

Fig. 24 - Exemplo de uma diagrafia de imagem: Fullbore Formation Microimager. .................. 27

Fig. 25 - Exemplo de uma diagrafia de imagem acstica: ultrasonic image log. Fonte:

http://www.spec2000.net/07-acousticimagelog.htm. ............................................................... 28

Fig. 26 - Exemplo de uma diagrafia de imagem de densidade. Fonte:

http://www.spec2000.net/07-acousticimagelog.htm. ............................................................... 28

Fig. 27 - Representao do momento angular e momento magntico. Fonte: Ellis, 2008. ........ 29

Fig. 28 - Esquema da distribuio ideal de T2. Fonte: Ellis, 2008................................................ 30

Fig. 29 - Exemplo de uma distribuio T2 do NMR. Fonte:

http://www.petrolog.net/webhelp/petrophysical_analysis/Compute_NMR/CPX_Compute_NM

R.htm. .......................................................................................................................................... 31

viii

Fig. 30 - Unidade de MWD e LWD. Fonte: http://www.drillingcontractor.org e

http://www.worldoil.com. .......................................................................................................... 33

Fig. 31 - Elementos de diagrafias Wireline: sonda no poo, o cabo e uma unidade superfcie

para receber a informao. Fonte: Ellis, 2008. ........................................................................... 34

Fig. 32 - Posicionamento de uma sonda no poo. A sonda estar centrada quando for igual

em todas as direces. Fonte: Serra, 1988. ................................................................................ 35

Fig. 33 A direita, equipamento de TLC. Fonte: http://www.slb.com. ...................................... 36

Fig. 34 Bottom hole assembly. Fonte: http://www.bakerhughes.com. ................................... 37

Fig. 35 Exemplo de um bottom hole assembly. Fonte: http://www.slb.com. ......................... 39

Fig. 36 - Sistema petrolfero. Onde est indicada a migrao do hidrocarbonetos (Migration) e a

rocha selante (Entrapment). Fonte: http://ugmsc.wordpress.com/2011/03/30/one-day-

course-review-hydrocarbon-prospect-in-western-indonesia/. .................................................. 40

Fig. 37 - Esquema dos diferentes tipos de disperso que a argila pode apresentar. Fonte:

Glover, 2002. ............................................................................................................................... 42

Fig. 38 - Classificao de Dunham de rochas carbonatadas. Por exemplo o mudstone (argilito)

uma rocha carbonatada cuja matriz suportada por micrite e menos de 10% dos clastos so

maiores de 0.25 mm. Adaptado de:

https://www2.imperial.ac.uk/earthscienceandengineering/rocklibrary/ .................................. 43

Fig. 39 Arquitectura do poo interactiva para optimizao da posio do poo em

reservatrios argilosos. Fonte: http://www.software.slb.com. ................................................ 45

Fig. 40 - Predio de uma falha na anlise e fracturas. Fonte: http://www.software.slb.com. . 46

Fig. 41 Correlao entre poos e modelao petrofsica. Fonte:

http://www.software.slb.com. ................................................................................................... 46

Fig. 42 - Definiao da posiao dos poos..................................................................................... 47

Fig. 43 - Definiao do sistema de coordenadas de referncia. ................................................... 48

Fig. 44 - Funcionalidade "New well section". .............................................................................. 48

Fig. 45 - Janela do input onde se podem ver os poos inseridos. ............................................... 49

Fig. 46 - Alteraao de templates. ................................................................................................ 49

Fig. 47 - Calculadora. ................................................................................................................... 50

Fig. 48 - Localizao da bacia em estudo. Fonte: https://maps.google.pt. ................................ 53

Fig. 49 - Separao do supercontinente Gondwana. Fonte: Bryant, Ian; et al., 2012. ............... 56

Fig. 50 - Sistema de riftes cretcicos do nordeste brasileiro. Fonte: Soares, 2000. ................... 57

Fig. 51 - Zona A. ........................................................................................................................... 59

Fig. 52 - Zona B. ........................................................................................................................... 60

Fig. 53 - Zona C1. ......................................................................................................................... 61

Fig. 54 - Zona C2. ......................................................................................................................... 62

Fig. 55 - Picos de GR na zona B3. ................................................................................................. 64

Fig. 56 - Crossover na zona de gua. ........................................................................................... 65

ix

Lista de tabelas

Tabela 1 - Informaes relacionadas com o tipo de istopo radioactivo. .................................. 18

Tabela 2 - Informao que se obtm do rcio Th/U. .................................................................. 19

Tabela 3 - Densidades encontradas nas litologias mais comuns. Fonte: Rider, 2000. ................ 21

Tabela 4 - Classificao granulomtrica. Fonte: Costa, 2008. ..................................................... 41

Tabela 5 - Formaes geolgicas presentes na bacia de sedimentao em estudo. ................. 55

Tabela 6 - Tabela cronoestratigrfica desde o Jurssico Mdio ao Cretcico Superior. Adaptado

de http://www.stratigraphy.org/ICSchart/ChronostratChart2013-01Portuguese_PT.pdf. ..... 58

Tabela 7 - Resumo das consluses da anlise qualitativa. .......................................................... 66

Tabela 8 - Resultados obtidos. .................................................................................................... 67

Lista de anexos

Anexo A 1 - Resumo dos tipos de diagrafias. .............................................................................. 73

Anexo A 2 - Diagrafia 1 - Track 1: radiao gama, caliper, e bit size. Track 2: Potencial

espontneo. Track 3: Resistividades. Track 4: Densidade e neutro. Track 5: factor

fotoelctrico. Track6: tempo de propagaao, snico. Track 7: Profundidade. ........................... 74

Anexo A 3 - Diagrafia 2 - Track 1: Radiao gama e radiao gama compensada. Track 2:

Radioactividade do potssio. Track 3: Radioactividade do trio. Track 4: Radioactividade do

urnio. Track 5: Rcio Th/U. Track 5: Profundidade. .................................................................. 75

Anexo A 4 - Poo produtor. ......................................................................................................... 75

Anexo A 5 - Poo seco. ................................................................................................................ 75

Anexo A 6 - Ressonncia magntica nuclear fornecida. ............................................................. 75

Anexo A 7 - Legenda da ressonncia magntica nuclear. ........................................................... 75

x

Lista de abreviaturas

AHT20

Array Induction Two Foot Resistivity A20

AHT60

Array Induction Two Foot Resistivity A60

AHT90

Array Induction Two Foot Resistivity A90

BHA

Bottom Hole Assembly

BHTV

Borehole Televiewer

BS

Bit size

CGR

Gamma Ray Contribution from Thorium and Potassium

CSES

Cable side entry sub

DST

Drillstem test

DT

Interval Transit Time over 24 Inch Interval

DWCH TLC docking head

Eon

Eonotema

Era

Eratema

ES

Electrical survey

FID

Flame ionization detector

GR

Gamma ray

HCAL

Caliper Calibrated

HMNO

Micro Normal Resistivity

IES

Induction electrical survey

IGR

Gamma ray index

ISFL

Induction spherically focused log

KB

Kelly bushing

LAS

Log ASCII Standart

LL

Laterolog

LWD

Logging While Drilling

M.a.

Milhes de anos

MDT

Modular Formation Dynamics Tester

ML Microlog

MLL

Microlaterolog

MSFL Microspherically focused log

xi

MWD

Measuring While Drilling

NMR

Nuclear Magnetic resonance

NPHI

Neutron Porosity

PDC

Polycrystaline diamond compact

PEF

Photoelectric factor

PEFZ

Standard Resolution Formation Photoelectric Factor

PL

Proximity log

PLT

Production logging tool

POTA

Potassium

p.u. Porosity units

PWCH Pump down wet connector head

RCI

Reservoir characterization Instrument

RDI

Reservoir description toll

RHOZ

Standard Resolution Formation Density

ROP

Rate of penetration

SCAL

Special core analysis

SFL

spherically focused log

SP

Spontaneous potential

SPHI

Sonic Porosity

SSP

Static Spontaneous potential

T1

Longitudinal relaxation time

T2

Transverse relaxation time

THOR

Thorium

TLC

Tough logging Conditions

u.p.

Unidades de profundidade

URAN

Uranium

xii

Lista de incognitas

Radiao alfa

Radiao beta

Radiao gama

Resistividade da rocha quando 100% saturada de gua

Resistividade da gua presente na rocha

Ri

Resistividade da zona intermdia

Rt

Resistividade da zona virgem

Rxo

Resistividade da zona invadida

t

Intervalo de tempo de uma onda sonora

Factor de formao

Factor de tortuosidade

Permeabilidade

Factor de cimentao

Factor de saturao

Porosidade

1

1. Introduo

1.1. Enquadramento geral da tese

A recuperao de hidrocarbonetos, acumulados em rochas a diferentes profundidades,

requer um projecto cujo desenvolvimento envolve um bom conhecimento de variadas

disciplinas e de diversas especialidades.

Inicia-se o projecto com a pesquisa e a prospeco de sistemas petrolferos em bacias de

sedimentao. Esta prospeco feita atravs de mtodos indirectos, nomeadamente os

mtodos geofsicos, sendo a ssmica de reflexo a tcnica mais utilizada na indstria

petrolfera.

Caso sejam encontradas condies favorveis a acumulao de hidrocarbonetos

recuperveis, inicia-se as fases de explorao e de desenvolvimento do(s) reservatrio(s).

Esta fase envolve a perfurao de um ou mais poos onde se fazem diversas medies

para a avaliao das formaes. Esta avaliao permite adaptar constantemente o modelo

ou plano de perfurao previsto segundo a informao que vai sendo obtida e permite

tambm, entre outros propsitos, a determinao da capacidade de recuperao de um

reservatrio. Na indstria petrolfera, as diagrafias podem ser utilizadas para esta avaliao

de formaes.

O presente trabalho dedica-se ao estudo e a aplicao de um caso prtico da anlise de

diagrafias para uma avaliao de formaes.

1.2. Objectivos

Para a tese que se apresenta podem ser destacados dois objectivos gerais e outros

objectivos secundrios.

Como objectivos principais est a aquisio de competncias necessrias para a anlise e

interpretao de diagrafias, o que inclui a compreenso dos seus fundamentos tericos e

princpios fsicos bem como o funcionamento dos seus principais equipamentos e do

programa de leitura das medies e por fim a interpretao das medies.

Relativamente ao caso prtico em si, tem-se como objectivo principal reconhecer quais as

camadas que podero ser um reservatrio petrolfero recupervel. Recorrendo as dados

fornecidos pela Partex Oil and Gas referentes a uma bacia de sedimentao no Rio Grande

do Norte no Brasil. Os nomes das formaes geolgicas apresentados so fictcios.

Para esse efeito, estableceram-se tambm varios objectivos secundrios necessrios para

atingir os principais:

2

Identificao da(s) formao(es) que poder(o) ser reservatorio(s);

Identificar o tipo de fluido(s) que est(o) presente/s;

Determinar da saturao de fluidos da formao;

Identificao das litologias;

Analise doutras informaes que possam ser obtidas dos dados disponveis.

1.3. Metodologia

O trabalho iniciou com um levantamento bibliogrfico (presente nas referncias

bibliogrficas), abrangendo a avaliao de formaes mas dando maior destaque ao

funcionamento, principios de medies e aquisio de diagrafias. Fez-se tambm uma

breve referncia as principais caractersticas das principais rochas que formam

reservatrios.

De seguida passou-se a anlise dos dados fornecidos. Iniciou-se com o enquadramento

geolgico e tectnico da bacia estudada e posteriormente a anlise propriamente dita das

diagrafias. As diagrafias utilizadas para a interpretao, e as que se mostram no trabalho,

provm do software Petrel E&P Software Platform. Utilizou-se tambm como fonte de

informao adicional a ressonncia magntica nuclear fornecida do poo estudado.

1.4. Organizao do trabalho

Deste modo, o trabalho est organizado essencialmente em duas partes. A primeira, de

cariz mais terico, consiste na descrio das fontes de informao que podem ser

utilizadas na avaliao de formaes, dando maior destaque as diagrafias, aos principais

tipos e respectivos princpios de funcionamento.

A segunda parte, mais prtica, consiste na aplicao do conhecimento obtido na primeira

parte ao caso de estudo, a bacia de Rio Grande do Norte. No final foram avanadas

algumas concluses da anlise que foram confrontadas com os responsveis da empresas

fornecedora dos dados.

3

Fig. 2 - Unidade de mud logging. Fonte: http://www.geologinternational.com.

2. Avaliao de formaes geolgicas

Esta avalio cobre um leque variado de medies e tcnicas de anlise que tm como

objectivo complementar a definio dos limites dos reservatrios e determinar a capacidade de

armazenamento de hidrocarbonetos, presena e tipo de hidrocarbonetos, capacidade de

produo e valor econmico (Gomes, 2011).

Recorre-se amostras, como cuttings e carotes de sondagem, que se colhem durante a

perfurao, a testes e a diagrafias. A figura abaixo apresenta esquematicamente a origem da

informao para a avaliao de formaes.

Fig. 1 - Fontes de informao para a avaliao de formaes.

2.1. Mud logging

O mud logging, ou registo da lama, uma operao de carcter contnuo feita durante a

perfurao. Este tipo de medies podem apontar zonas que exijam obteno de informao

adicional, como por exemplo atravs de diagrafias e/ou testes mais extensivos. Podem tambm

diminuir a ambiguidade de outras fontes de informao. A figura 2 mostra uma unidade de mud

logging, instalada no local da perfurao.

Av.Forma

es

Mud logging Carotes Testes Diagrafias

Avaliao de Formaes

4

A informao da unidade de mud logging provm de sensores colocados em vrios pontos da

sonda e da analisa de cuttings e gases associados ao retorno da lama de perfurao.

importante no controle de perdas de lama para a formao geolgica e na avaliao da

presso da lama de perfurao, permitindo obter alguns parmetros da formao, clculo da

profundidade, ndice de penetrao da perfurao (ROP) e optimizao da perfurao, como

na optimizao da hidrulica da perfurao, percurso do poo, controlo de presses, entre

outros (Bradley, 1992).

A figura 3 mostra um exemplo da informao obtida nesta unidade.

2.1.1. Anlise de gases

A anlise de gases realizada com os seguintes objectivos:

Controlo/monitorizao do equilbrio entre as presses das formaes geolgicas e da

lama evitando ocorrncia de kick ou mesmo blowout;

Verificar a presena ou no de hidrocarbonetos e obteno da sua composio e

concentrao se possvel;

Controlo de outros gases que possam causar danos saude humana ou ao

funcionamento do equipamento.

Para este tipo de anlise necessrio recolher uma amostra de gs e para esse fim existem

diversos mtodos e equipamentos como, por exemplo, o dispositivo designado de armadilha de

gs (gas trap).

Fig. 3 - Exemplo de um registo obtido numa unidade de mud logging onde se pode observar diversas curvas, entre elas, no primeiro track o GR,o ROP e o SP, no track seguinte a descrio geolgica de acordo com os cuttings. Fonte: http://www.fieldgeoservices.com/Pages/TraditionalMudlogging.aspx.

5

Fig. 4 - Amostra de Cuttings. Fonte: Ablard, Peter; et al.; 2012.

Existem diversos equipamentos para a deteco de hidrocarbonetos e outros gases, os mais

comuns so o detector de chama de ionizao (flame ionization detector - FID) e a anlise

cromatogrfica de gases. O primeiro utilizado unicamente para a deteco de

hidrocarbonetos atravs da combusto da amostra. O segundo permite obter a composio e

concentrao individual dos diferentes componentes dos hidrocarbonetos devido s diferenas

de solubilidade ou atravs da difuso diferenciada por intermdio de uma membrana molecular.

A anlise de gases extremamente importante na deteco de gases que podem surgir numa

explorao petrolfera para alm de hidrocarbonetos, como o caso do dixido de carbono

(CO2), o sulfureto de hidrognio (H2S), o hlio (He), o azoto (N) e o hidrognio (H). A deteco

de H2S, por se tratar de um gs txico mesmo em pequenas concentraes, deve ser feita o

mais rapidamente possvel.

2.1.2. Anlise de cuttings

Durante a perfurao, o corte da rocha origina detritos de variadas dimenses. Estes detritos,

designados de cuttings, so recuperados atravs da circulao da lama de perfurao, o mais

frequentemente possvel. O estudo litolgico da unidade de mud logging depende da anlise

deste tipo de amostras. A figura 4 mostra uma amostra de cuttings.

Os detritos de rocha so colhidos no shale shaker (fig.5). De seguida so lavados

cuidadosamente em crivos para remoo da lama, cavings e areias. Aps a lavagem, secam-

se as amostras no forno na unidade de registo de lama, no entanto, uma parte analisada

ainda molhada ao microscpio.

6

Fig. 5 - Shale shaker. Fonte: http://en.wikipedia.org

O tamanho dos detritos depende do tipo de lama de perfurao, da consolidao, do tamanho

dos gros e da cimentao da formao geolgica, do tipo de ferramenta de perfurao

(Ablard, Peter; et al., 2012).

De seguida, so examinados ao microscpio para a determinao da litologia, manchas de

leo e porosidade. Feito este exame possvel realizar a descrio da amostra contendo:

Tipo de Rocha;

Cor;

Dureza;

Descrio dos gros (relativamente ao tamanho, forma, distribuio);

Cimentao e matriz (abundncia, natureza);

Acessrios (fsseis ou outros elementos no comuns);

Estimao da porosidade;

Indicaes da presena de hidrocarbonetos.

Existem diversos mtodos para detectar a presena de hidrocabonetos em cuttings,

nomeadamente atravs da fluorescncia, reaces com alguns qumicos, odor caracterstico,

entre outros.

A avaliao de cavings d informao acerca da estabilidade do poo e permite avaliar as

presses das formaes.

Para que a amostragem de cuttings seja precisa permitindo a correcta caracterizao litolgica

e controle de washouts necessrio saber a que formaes correspondem os cuttings que se

vo obtendo durante a perfurao. Deste modo, importante o clculo do lag time, ou seja, do

7

tempo que os cuttings demoram a chegar desde o local onde foram originados at superfcie.

O lag time depende das dimenses das tubagens por onde passa a lama, da capacidade de

movimentao/bombagem da lama e das prprias caractersticas da lama, como por exemplo

da sua capacidade de suspender cuttings.

2.2. Carotagem

A carotagem ou coring consiste na obteno de amostras slidas do subsolo em forma

cilndrica, chamadas cores ou carotes.

Na indstria petrolfera, as carotes so utilizados para avaliar o potencial de produo de um

reservatrio de hidrocarbonetos.

A carotagem pode ser feita atravs de uma broca de carotagem com movimentos percursivos

ou rotativos.

Para a recuperao da carote utiliza-se um amostrador que um equipamento especfico

tubular de ao colocado imediatamente acima da broca de carotagem, onde a carote obtida

est, idealmente, o mais inalterada possvel pelas actividades de perfurao. A estrutura de um

amostrador depende do material a perfurar (brando ou no, estvel, resistente, alterado, frgil)

e do tipo de coroa de perfurao a ser utilizada.

A carotagem rotativa pode ser dividida em carotagem durante a perfurao (bottom hole coring)

e a carotagem feita aps a perfurao (sidewall coring) (fig.6). Esta ltima pode apresentar

uma boa alternativa carote contnua tendo em conta o custo, a eficincia e o tempo de

recuperao.

Aps a recuperao das carotes, estas so transportadas para um armazm de recolha de

amostras para o seu processamento e onde, posteriormente, feito o estudo de saturaes,

porosidade, permeabilidade, anlise petrogrfica ao microscpio e outros testes especiais

designados por Special Core Analysis (SCAL).

Fig. 6 - Esq.: Sidewall coring (fonte: http://www.bakerhughes.com). Dir.: Bottom hole coring (fonte: http://www.halliburton.com).

8

2.3. Testes feitos ao poo

Durante a perfurao so feitos diversos tipos de testes para diversos fins. Os resultados

destes, em combinao com a informao geolgica, geofsica e petrofsica, permitem fazer

um modelo do reservatrio para prever o comportamento e a recuperao de fluidos do poo

para diferentes cenrios (Bourdet, 2002).

Este tipo de testes podem ser feitos durante a perfurao ou durante a produo, deste modo

no so apenas teis na avaliao de formaes. O drillstem testing (DST) de utilizao

comum pois permite confirmar as hipteses de explorao obtidas at ao momento e

estabelecer um plano base da produo dinmica que o poo possa vir a ter.

Existem muitos outros testes que se podem fazer num poo open hole, como o caso dos

testes feitos com ferramentas Wireline, tais como o MDT (Modular Formation Dynamics Tester)

da Schlumberger, o RDT (Reservoir Description Tool) da Halliburton e RCI (Reservoir

Characterization Instrument) da Baker Atlas. Alm dos testes feitos em poos open hole

tambm se fazem testes em poos completados como por exemplo testes de produo.

9

Fig. 7 - Exemplo de uma diagrafia.

3. Diagrafias

Diagrafias (well logging em ingls) correspondem informao relativa s caractersticas das

formaes rochosas, medidas a diferentes profundidades atravs de aparelhos introduzidos no

poo. A informao recolhida tem a forma de registo grfico versus profundidade. Na figura 7

pode ver-se um exemplo de uma diagrafia com vrias medies, estando no primeiro track

medies de radioactividade, tenso, potencial espontneo, caliper, tamanho da broca. No

segundo track pode observar-se medies de densidade, neutro e da correco da

densidade.

Na indstria petrolfera, as diagrafias so utilizadas na definio de parmetros fsicos ligados

tanto a propriedades geolgicas como petrofsicas. Assim as medies permitem caracterizar a

litologia, a porosidade, entre outras. So tambm utilizadas na obteno de informaes

relativas aos fluidos contidos nas formaes geolgicas, na identificao de zonas produtivas

de hidrocarbonetos e ainda na distino do tipo de hidrocarbonetos e na estimao das suas

reservas.

Alm da avaliao da formao realizada de poo a poo, as diagrafias tambm podem ser

utilizadas para a avaliao da completao e produo de um poo onde se verifica a

qualidade da cimentao, a corroso do poo, entre outros.

10

3.1. Propriedades das rochas mais importantes para as diagrafias

A anlise de diagrafias feita atravs de uma srie de parmetros que permitem o

conhecimento do comportamento petrofsico e dinmico dos reservatrios. Alguns dos

parmetros necessrios so obtidos directamente das diagrafias enquanto que outros so

obtidos atravs de clculos utilizando a informao proveniente das mesmas. Os parmetros

petrofsicos mais importantes so: a porosidade, a permeabilidade, as saturaes em fluidos e

a resistividade. Estas propriedades podem ser definidas por:

Porosidade ( )

Representa a fraco do volume total da formao que no est preenchida pelos constituintes

slidos da formao:

[18]

Onde a porosidade total, o volume de poros, o volume de slidos e o volume total

da rocha.

A porosidade uma quantidade adimensional, sendo expressa em percentagem, fraco (por

exemplo: rochas com 0,3 de porosidade) ou em unidades de porosidade (p.u.).

Permeabilidade ( )

Uma rocha tanto mais permevel quanto mais facilmente um fluido de certa viscosidade se

mover atravs da mesma. determinada experimentalmente atravs da Lei de Darcy:

[22]

Sendo o caudal de fluxo, a viscosidade do fluido, a rea da seco, a espessura do

material, , presses e a permeabilidade absoluta.

Quando na rocha esta presente mais do que um nico fluido, a permeabilidade de cada um dos

fluidos em particular designa-se por permeabilidade realitiva.

As unidades utilizadas so Darcy (D) e miliDarcy (mD).

Resistividade

A resistividade a medida de oposio ao fluxo de uma corrente elctrica apresentada por um

dado material, sendo portanto o oposto da condutividade e pode ser determinada atravs da

frmula:

[15]

11

Onde a resistividade (ohm.m), o diferencial de potencial atravs da amostra (V, Volts),

a corrente elctrica (A, amperes), a rea da seco de corte perpendicular ao fluxo da

corrente elctrica (m2) e o comprimento da amostra (m).

Saturao em fluidos

A saturao de um fluido numa formao a razo entre o volume ocupado pelo fluido e o

volume total de poros ( ), ou seja, a fraco da porosidade ocupada pelo fluido em questo.

Se o fluido em questo for gua, a saturao dada por:

[22]

Sendo o volume da gua.

Na interpretao de diagrafias h uma equao que toma um papel de relevo pois quase todas

equaes tm-na como base, a Equao de Archie:

[17]

Sendo a saturao em gua, e a resistividade da gua presente na formao e

resistividade verdadeira da formao respectivamente, a porosidade da formao, o

expoente de cimentao e o expoente de saturao. Estes ltimos expoentes so

determinados laboratorialmente e dependem da tortuosidade dos poros e da molhabilidade da

rocha respectivamente.

Sabendo a saturao em gua facilmente se obtm a saturao do outro fluido presente nos

poros, se estiver presente, pois a soma das saturaes 100%.

3.2. Tipos de diagrafias

As medies realizadas podem ser obtidas de fenmenos espontneos ou de fenmenos

induzidos, isto , fenmenos que surgem como resposta a uma emisso que excita as

formaes geolgicas. Neste caso, a sonda receptora funciona tambm como fonte.

As fontes podem ser agrupadas em trs tipos: elctricas (emisso de sinais elctricos), snicas

(emisso de sinais acsticos) e nucleares (emisso de raios gama ou neutres) (Serra, 1988).

Em relao aos fenmenos espontneos, as medies podem ser: radioactividade natural do

raio gama (gamma ray), potencial espontneo, temperatura da formao, dimetro do poo e

inclinao.

Relativamente aos fenmenos induzidos, as medies que podem ser feitas so: resistividade,

acsticas e nucleares.

12

3.2.1. Diagrafias elctricas

Para medir as propriedades elctricas de uma formao tanto se pode medir a resistividade da

mesma como as voltagens espontneas. A medio destas ltimas designa-se diagrafias de

potencial espontneo ou SP.

3.2.1.1. Potencial espontneo (SP)

As diagrafias de potencial espontneo medem o diferencial de potencial elctrico entre um

elctrodo no interior do poo e a superfcie. Na figura 8 est um exemplo da medio de SP,

onde pode observar-se a reaco do SP para diferentes formaes em relao a shale base

line.

O diferencial de potencial resulta dos diferentes fluxos que as cargas podem ocorrer nas

diferentes formaes geolgicas. Estes fluxos podem ser devido s interaces elctricas dos

constituintes qumicos das rochas (origem electroqumica) ou devido ao movimento de fluidos

contendo ies condutores.

As medies de SP so apenas relativas, ou seja, apenas se estudam as suas deflexes em

relao a um valor constante. A amplitude da deflexo do SP chama-se static spontaneous

potential (SSP). Para uma lama de perfurao de salinidade inferior dos fluidos da formao,

as zonas permeveis apresentaro baixos valores de SP.

Deste modo, o SP utilizado para identificao de camadas impermeveis, como as

formaes argilosas, e zonas permeveis, como arenitos. Tambm utilizado na determinao

Fig. 8 - Representao esquemtica do comportamento do SP. Fonte: Ellis, 2008.

13

Fig. 9 - Tpicas reaces do SP em diferentes formaes. Fonte: Glover, 2002.

da resistividade da gua presente nas formaes e na determinao do volume da fraco

argila.

Na imagem abaixo encontram-se a reaces de SP que algumas formaes geralmente

apresentam.

3.2.1.2. Diagrafias de resistividade

Para a determinao da resistividade das formaes geolgicas e dos seus constituintes mede-

se a resistividade da zona de maior invaso por parte do fluido de perfurao, a chamada

flushed zone (Rxo), mede-se tambm a resistividade da zona intermdia ou de transio (Ri) e

da zona no invadida ou virgem (Rt). Esta ltima considerada ser muito prxima verdadeira

resistividade da formao. Estas zonas podem ser facilmente identificadas na figura 10.

Quando ocorre invaso da lama na formao, a lama substitui os fluidos presentes nos poros

da formao preenchendo-os por completo. Com o aumento da distncia ao poo o volume de

lama invasora vai reduzindo at no haver invaso nenhuma. Deste modo, numa nica regio

as resistividades medidas variam em funo da distncia ao poo, havendo diferentes

equipamentos para diferentes profundidades de investigao.

14

Fig. 10 - Representao da zona invadida, zona de transio e zona no invadida. Fonte: Schlumberger, Log Charts.

Para as medies de resistividade, recorre-se a elctrodos ligados a uma fonte de energia e a

corrente elctrica flui dos elctrodos para a formao e a resposta desta (o diferencial de

potencial) recolhida por outro conjunto de elctrodos.

Estas diagrafias podem ser convencionais (electrical survey ES) e laterolog (LL). No caso das

convencionais, a corrente de intensidade conhecida passa entre os elctrodos de corrente (A e

B) e a medio feita entre dois elctrodos de potencial (M e N).

As diagrafias convencionais apresentam vrios arranjos de elctrodos, podendo ser normal

(short e long consoante o espaamento entre o elctrodo A e M, menor ou maior,

respectivamente) ou lateral. Na figura 11 est representada a configurao normal e lateral

destas diagrafias.

As diagrafias de laterolog, por exemplo LL3 e LL7 ou LLd (deep laterolog com grande

profundidade de investigao), funcionam tambm com elctrodos mas em maior nmero

como se pode ver no esquema da figura 12.

Num meio homogneo, a corrente radia em todas as direces segundo superfcies

equipotenciais tornando-se em esferas (Serra, 1988). Devido s anisotropias dos materiais

necessrio restringir o percurso das correntes a uma direco pretendida de modo a reduzir o

efeito da presena do poo e das formaes adjacentes. Neste caso, recorre-se a diagrafias

focadas, como por exemplo a spherically focused log (SFL).

15

Fig. 11 - Esquema da configurao normal (a esquerda) e da configurao lateral (a direita). Fonte: Glove, 2002.

Fig. 12 - Esquema da configurao dos elctrodos para LL3 (a esquerda) e LL7 (a direita). Fonte: Glove, 2002.

Quando a perfurao feita com lama resistiva as medies so feitas com um par de bobinas,

uma emissora e uma receptora, colocado na sonda, que mede a condutividade de uma

formao geolgica atravs de induo elctrica. As correntes induzidas so funo da

condutividade da formao. O direccionamento das correntes feito recorrendo a vrios pares

de bobinas emissoras e receptoras. So exemplos: induction electrical survey log (IES) e

induction spherically focused log (ISFL).

Estas medies apesar de terem sido criadas para lamas resistivas so actualmente utilizadas

para qualquer tipo de lama e apresentam vrios tipos de profundidade de investigao. Exigem

apenas que a formao a investigar no seja muito resistiva.

16

Fig. 13 - Tpicas reaces de resistividade encontradas nas formaes representadas. Fonte: Glove, 2002.

Para medies de muito baixa profundidade de investigao pode utilizar-se as diagrafias de

microresistividade, como o microlog (ML), microlaterolog (MLL), proximity log (PL),

microspherically focused log (MSFL).

A principal utilidade das diagrafias de resistividade o reconhecimento de uma zona de

hidrocarbonetos e a determinao da saturao em gua de um reservatrio, e

consequentemente, a saturao de hidrocarbonetos. Com estes dados, possvel fazer

clculos relacionados com a petrofsica das formaes como, por exemplo, a porosidade, a

resistividade da gua, entre outros. Estas diagrafias permitem tambm fazer correlaes entre

poos para indcios de ocorrncia da mesma formao geolgica, assim como dar indicaes

acerca da compactao e presena de fracturas. A figura 13 acima apresenta as reaces de

resistividade que geralmente so encontradas em determinadas formaes.

3.2.2. Diagrafias nucleares

As diagrafias nucleares permitem obter propriedades petrofsicas atravs da medio de

radiaes nucleares provenientes das formaes.

Este tipo de radiao constituda por partculas nucleares alfa (), beta () e gama (). Como

as duas primeiras tm pouca profundidade de penetrao numa formao geolgica, a

radiao gama a que tem maior interesse para este contexto. A radiao gama consiste em

pacotes de radiao electromagntica que tambm so chamados de fotes.

17

Fig. 14 - Interaces entre o raio gama e um tomo. Fonte: Gomes, 2012.

Estas diagrafias atravessam o casing, no entanto, podem ser bastante afectadas por este.

Existem diversos tipos de diagrafias nucleares como poder ver-se de seguida.

3.2.2.1. Radiao gama (GR)

As formaes geolgicas tm elementos radioactivos que ocorrem naturalmente,

nomeadamente istopos estveis de potssio, urnio e trio. A presena do istopo de

potssio (40

K) dos trs istopos a mais comum, ocorre, por exemplo, nas micas, feldspatos,

evaporitos, etc. O istopo de urnio (238

U) solvel e portanto est associado a ambientes

ocenicos, rios e tambm presena de matria orgnica. O istopo de trio (232

Th) est

presente em minerais pesados e muito bom indicador da presena de argilas.

Quando em contacto com os tomos de um material, os raios podem interagir segundo trs

processos: Efeito Compton, Efeito Fotoelctrico e Produo de Pares. Estas interaces

envolvem atenuao da energia da radiao , captura ou absoro do mesmo e formao de

um par electro-positro, respectivamente. Em todas as situaes h emisso de raios . As

interaes referidas esto esquematizadas na figura 14 abaixo.

Assim, a radiao emitida naturalmente pela rocha perder energia progressivamente devido

s colises com outros tomos. A intensidade dos raios detectados depender da sua

intensidade inicial, do nmero de colises e da distncia percorrida pelo raio at ao detector

(Glover, 2002).

18

Portanto, este tipo de medio permite distinguir as camadas radioactivas das no radioactivas.

Geralmente, os materiais com maior radioactividade so as argilas. No entanto, a presena de

alguns minerais pode mascarar o GR obtido, indicando erroneamente uma argila, por

exemplo como acontece com as areias com micas (areias radioactivas). Para estes casos o

mais indicado recorrer a outras diagrafias como a de espectrometria do raio gama (gamma

ray spectrometry).

A espectrometria do GR permite separar a contribuio de cada um dos elementos radioactivos

(istopos de K, U, Th). Esta diagrafia tambm utilizada para a correlao entre poos como

se pode ver na figura 15 abaixo. A tabela 1 mostra as principais informaes que se podem

obter do tipo de istopo radioactivo presente na formao.

Tabela 1 - Informaes relacionadas com o tipo de istopo radioactivo.

Istopo Energia Caracterstica

(MeV)

Ocorrncia

Potssio 1.46 Feldspatos, Micas

Trio 1.76 Minerais pesados

Urnio 2.62 Matria orgnica

Quantitativamente, o GR utilizado para o clculo do volume de argilas numa formao

geolgica, e a espectrometria do GR permite obter o volume de cada um dos istopos

radioactivos da formao e ainda identificar o ambiente deposicional.

Fig. 15 - Exemplo de correlao entre poos. Fonte: http://www.mxcad.com/petrel01/stratigraphic-modeling.

19

A seguinte tabela mostra os ambientes de deposio dos sedimentos de uma formao de

acordo com o rcio Th/U.

Tabela 2 - Informao que se obtm do rcio Th/U.

Rcio Ambiente de deposio dos sedimentos

Th/U>7 Continental

Th/U

20

Fig. 17 - Esquema de sonda para diagrafias de densidade. Fonte: http://www.glossary.oilfield.slb.com.

3.2.2.2. Diagrafia da densidade (density log)

Esta diagrafia mede a densidade geral da formao geolgica (bulk density). Esta densidade

depende da densidade da matriz e da densidade dos fluidos que constituem a rocha. A

medio a resposta da formao a uma radiao que emitida contra a mesma. Na figura

abaixo est uma representao esquemtica do equipamento para medir a densidade.

Como j foi referido anteriormente, a emisso atenuada (Efeito Compton) ou capturada

(Efeito Fotoelctrico) pelos electres dos tomos da formao geolgica. Quanto maior a

concentrao de electres (densidade de electres) maior ser o nmero de colises e,

portanto, mais rapidamente se d a atenuao da energia e a captura dos raios . Como a

densidade de electres directamente proporcional densidade da formao, pode dizer-se

que quanto maior for a densidade da formao menor ser a energia da radiao detectada

pois menor ser a contagem de raios . Deste modo, esta diagrafia d resultados

directamente em unidades de densidade.

Com algum conhecimento sobre a formao, possvel determinar a porosidade da mesma,

sendo este um dos grandes propsitos desta diagrafia. Tambm permite a identificao de

litologias e fluidos, principalmente em conjunto com a diagrafia de neutro, o reconhecimento

de minerais acessrios e a identificao de zonas de excesso de presses. A tabela 3 mostra

as densidades das principais litologias.

21

Fig. 18 - Esquema do equipamento de diagrafia de neutro. Fonte: Ellis, 2008.

Tabela 3 - Densidades encontradas nas litologias mais comuns. Fonte: Rider, 2000.

Litologia Variao de densidade

(g/cm3)

Matriz

(g/cm3)

Argilas 1.8 2.75 Varia ( 2.65 2.7)

Areias 1.9 2.65 2.65

Calcrios 2.2 2.71 2.71

Dolomites 2.3 2.87 2.87

3.2.2.3. Diagrafia de neutro (neutron log)

As diagrafias de neutro medem a reaco da formao rochosa a uma emisso a elevadas

velocidades de neutres contra a mesma. Na figura abaixo pode ver-se um esquema do

equipamento utilizado.

Tal como com a radiao gama, os neutres apresentam diferentes tipos de interaces com a

matria, nomeadamente colises e absores. Nas primeiras, a coliso diminui a energia e a

velocidade do neutro, nas segundas h a captura do neutro por parte do ncleo dos tomos

da formao. Nas duas situaes h emisso de raios . A figura 19 mostra esquematicamente

as diferentes reaces existentes entre neutres e os tomos das formaes, bem como a

classificao do tipo de neutro segundo a sua velocidade.

Quanto mais prxima a massa do ncleo atingido massa do neutro emitido mais energia

este perde e o mesmo se verifica para a captura, como acontece com o hidrognio.

22

Fig. 19 - Esquema das interaces entre neutres e tomos. Adaptado de Gomes, 2012.

Deste modo, quanto maior for a quantidade de hidrognio presente na matria, maior (e mais

rpida) ser a atenuao dos neutres emitidos e a captura dos mesmos (baixa contagem).

Assume-se que o hidrognio est presente nos fluidos e visto que estes encontram-se nos

poros da formao geolgica, esta diagrafia mede directamente a porosidade da formao.

As diagrafias de neutres tanto podem medir a radiao gama emitida na interaco entre o

neutro e a formao, como podem medir a populao de neutres de energias atenuadas

(neutres epitermais e termais) e consequentemente o seu tempo de vida. A desvantagem de

medir os neutres termais que o hidrognio no o nico elemento ideal para a absoro, o

cloro por sua vez tambm bastante eficiente, o que faz com que a porosidade medida seja

sobrestimada.

Esta diagrafia extremamente til pois atravs da porosidade possvel obter diversas

propriedades petrofsicas,. A diagrafia de neutro tambm utilizada na identificao da

litologia e fluidos, em especial quando comparada com a diagrafia de densidade.

3.2.2.4. Diagrafia do factor fotoelctrico (photoelectric factor log)

Esta diagrafia, alm de medir a densidade, mede continuamente o factor fotoelctrico (PEF) de

uma formao geolgica.

Como foi referido anteriormente, a absoro fotoelctrica ocorre quando um raio , aps ter

perdido energia suficiente em colises, absorvido por um electro que emite raios

caractersticos. Este equipamento separa as contagens de raios de diferentes energias. A

probabilidade do raio ser absorvido depende da litologia do material. Deste modo, esta

23

Fig. 20 - Valores tpicos de PEF. Fonte: Glover, 2002.

diagrafia a melhor ferramenta de identificao da litologia. Na figura 20 esto representados

os valores de PEF que geralmente so encontrados nas diferentes formaes.

3.2.3. Diagrafias acsticas

Estas medies dependem do comportamento que as ondas sonoras, ou acsticas, tm ao se

propagarem numa formao geolgica.

Os parmetros registados esto associados s propriedades elsticas da rocha e podem ser:

(1) intervalos de tempo e, consequentemente, velocidade de propagao da onda na formao;

(2) amplitude da primeira ou segunda onda sonora a chegar ao receptor; (3) velocidades e

amplitudes de todo o sinal detectado. Estas diagrafias chamam-se, respectivamente, diagrafia

snica (sonic log), diagrafia de amplitude snica (sonic amplitude log) e array sonic.

De modo geral, emite-se uma onda sonora atravs de transmissores que atravessa a lama,

incide na parede do poo, reflecte-se e refracta-se na formao. Esta onda propaga-se atravs

da formao, incide novamente na parede do poo, reflecte-se e refracta-se e aps atravessar

novamente a lama, a onda detectada nos receptores. Toda a onda incidente funciona como

uma fonte de quatro tipos diferentes de ondas elsticas: onda P reflectida e refractada e onda

S reflectida e refractada (Princpio de Huygens) (Serra, 1988), que respeitam as Leis de

Descartes.

As ondas sonoras, tal como as ondas ssmicas, so ondas elsticas, diferenciando-se apenas

na frequncia, sendo que as sonoras tm uma frequncia superior das ondas ssmicas.

24

Fig. 21 - Ordem de recepo de ondas acsticas. Fonte: Glover, 2002.

Fig. 22 - Equema da configurao de uma sonda com dois receptores (a esquerda) e sonda com compensao pela m posio da mesma no poo. Fonte: Glover, 2002.

Existem vrios tipos de ondas elsticas como se pode ver na figura acima.

3.2.3.1. Diagrafias snicas (sonic log)

Estas so as diagrafias acsticas convencionais, medem apenas o intervalo de tempo t

(interval transite time) que as ondas P demoram a percorrer uma certa distncia. O t dado

em microssegundos por p (s/ft) e inversamente proporcional velocidade de propagao

da onda P.

A propagao da onda na formao depende da composio da matriz (litologia), textura e

porosidade. Quanto maior a porosidade, maior a quantidade de fluidos presentes na

formao e, visto que estes desaceleram a propagao das ondas, menor a velocidade e,

consequentemente, maior o t. No entanto, a porosidade obtida relativa apenas porosidade

primria (intergranular), no contando portanto com a porosidade secundria. As tcnicas para

obteno da porosidade anteriormente referidas do origem porosidade total. Portanto,

sabendo os dois tipos de porosidade facilmente se obtm a porosidade secundria.

25

Na figura 22 est representado esquerda uma sonda com um transmissor e dois receptores.

O equipamento utilizado hoje em dia j no constitudo por apenas um transmisssor e dois

receptores. Utiliza-se um par de transmissor - receptor para eliminar a contribuio de

rugosidades no poo. Cada transmissor colocado em cada extremo da sonda e cada um

possui um par de receptores (figura 22 direita).

muito comum integrar o intervalo de tempo (integrated travel time) aparecendo na diagrafia

como um conjunto de picos (como se pode ver na figura 23), sendo assim possvel calcular o

t entre duas profundidades.

A identificao de litologias com as diagrafias snicas no muito precisa, apenas se sabe que

formaes carbonatadas apresentam elevadas velocidades, as argilas baixas velociadades e

as areias velocidades mdias. A sua principal utilidade est ligada ao clculo da porosidade.

Tambm podem ser muito teis nas correlaes estratigrficas.

3.2.3.2. Diagrafias da amplitude da onda sonora (sonic amplitude log)

Com a propagao da onda na formao, a sua amplitude ou energia diminui, designando-se a

esse decrscimo por atenuao. Este tipo de diagrafia mede a atenuao das ondas P e/ou

ondas S.

A perda de energia pode ocorrer .devido frico entre partculas levando perda de calor.

Pode ter diversas causas, nomeadamente o comprimento e o tipo de onda incidente, a textura

da rocha, o tipo de fluidos presentes e a presena de fracturas e fissuras (Serra, 1988).

No entanto, em poos com casing, a atenuao ser tanto maior quanto melhor for a

cimentao do casing. Deste modo, este tipo de diagrafia normalmente utilizado na

verificao da qualidade da cimentao do casing.

Fig. 23 - Exemplo de uma diagrafia snica. Fonte: Glover, 2002.

26

3.2.3.3. Diagrafias que consideram todos os tipos de ondas acsticas (array sonic)

Os equipamentos mais modernos permitem medir os tempos e as atenuaes de todos os

tipos de onda que constituem a onda sonora detectada. A deteco dos intervalos de tempo

feita atravs de um algoritmo semelhante ao usado no processamento de dados geofsicos

(Rider, 2000).

Aps recebida a onda total necessrio separar os tempos de chegada e as atenuaes para

cada tipo de onda.

3.2.4. Diagrafias electromagnticas

Esta diagrafia permite distinguir a gua do petrleo quando apresentam resistividades

semelhantes, que o que acontece quando a gua presente na rocha no salina. As

medies desta diagrafia dependem maioritariamente da permissividade dielctrica, no

dependendo assim da salinidade dos fluidos como acontece com as diagrafias elctricas.

Ao contrrio da maior parte dos constituintes das rochas (incluindo os hidrocarbonetos), a gua

apresenta valores elevados de permissividade dielctrica. Deste modo, a medio

predominantemente sensvel presena de gua.

O Electromagnetic Propagation Tool, marca da Schlumberger, mede os tempos de propagao

e a atenuao de uma onda electromagntica que atravessa uma formao geolgica. Esta

sonda pode ser combinada com outros tipos de medies como, por exemplo, a radiao

gama, o caliper, as diagrafias de neutro, entre outros.

3.2.5. Diagrafias de Imagem

Este tipo de diagrafia permite criar uma imagem computacional atravs de uma base de

informao muito densa obtida de leituras mltiplas nas paredes do poo.

Dependendo do tipo de informao medida, existem diversos tipos de diagrafias de imagem.

As principais so imagens elctricas e imagens acsticas. A primeira mede a condutividade

elctrica e evoluiu do dipmeter, com grande nmero de elctrodos fixados nos braos (Ellis,

2008), no obtendo assim uma imagem do poo na totalidade. Existe alguma diversidade deste

tipo de diagrafias de imagem variando no nmero de elctrodos, se so corridas em Wireline

ou em LWD (mencionado mais a diante), maior ou menor resoluo vertical, tendo todas em

comum a impossibilidade de serem utilizadas quando a lama de perfurao a base de leo.

As diagrafias de imagem elctricas podem ser utlizadas para a anlise da sequncia de

deposio, de estruturas geolgicas, de fracturas e anlise de heterogeneidades. A figura 24

apresenta uma diagrafia de imagem proveniente do equipamento Fullbore Formation

Microimager marca da Schlumberger.

27

A diagrafia de imagem acstica, tambm chamada de borehole televiewer (BHTV), mede os

intervalos de tempo e a amplitude da onda sonora reflectida. Tem a grande vantagem de fazer

medies contnuas ao longo de todo o poo. principalmente utilizada na anlise de

fracturas, anlise de estruturas sedimentares (estratificao, inconformidades, entre outros) e

na anlise da forma do poo. Esta tcnica hoje em dia tambm j est incorporada no LWD

(mencionado mais adiante). Um exemplo deste tipo de imagem est representado na figura

abaixo.

Fig. 24 - Exemplo de uma diagrafia de imagem: Fullbore Formation Microimager.

28

Fig. 25 - Exemplo de uma diagrafia de imagem acstica: ultrasonic image log. Fonte: http://www.spec2000.net/07-acousticimagelog.htm.

Fig. 26 - Exemplo de uma diagrafia de imagem de densidade. Fonte: http://www.spec2000.net/07-acousticimagelog.htm.

Actualmente, tambm se pode obter imagens atravs da medio da densidade (Luthi, 2001)

como se pode ver na figura 26. Este tipo de diagrafia de imagem utilizada em conjunto com a

diagrafia de neutro para determinar a porosidade da rocha e a sua matriz. Tambm so

utilizadas na definio estrutural de reservatrios e na anlise de heterogeneidades. Ao

contrrio das diagrafias de imagem elctricas, podem ser utilizadas quando a lama base de

leo, tal como as de imagem acstica.

29

Fig. 27 - Representao do momento angular e momento magntico. Fonte: Ellis, 2008.

3.2.6. Ressonncia magntica nuclear (nuclear magnetic resonance NMR)

Os protes presentes nos tomos de hidrognio possuem rotao e momento magntico

(fig.27) cuja interao com um campo magntico exterior pode ser detectada permitindo a

estimao da localizao e da quantidade de hidrognio na rocha. O hidrognio est presente

na gua e no petrleo. Quanto mais pesado for o petrleo mais lenta a resposta ao campo

magntico exterior em comparao com o petrleo leve e a gua.

Quando os protes de hidrognio so sujeitos a um campo magntico alinham-se segundo o

mesmo (podendo ser no mesmo sentido ou no sentido oposto), o que induz um campo

magntico que precede quando o campo externo removido. Com a remoo do campo

exterior, os momentos magntico e angular tendem a desfasar um do outro reduzindo o campo

induzido at que se torne nulo (tempo de relaxao).

O tempo de realxao depende da interaco entre os protes, da interaco dos fluidos com

as paredes dos poros (os fluidos que esto mais prximos das extremidades dos poros

relaxam mais rapidamente do que aqueles que esto no centro) e da difuso molecular num

campo magntico. A diferenciao do fluido da rocha feita com base nas diferentes difuses

apresentadas pelos diferentes fluidos (coeficiente de difuso).

O desfasamento entre os momentos pode ser reversvel ou irreversvel, o tempo de relaxao

longitudinal (T1) est associado s imperfeies na polarizao e o tempo de relaxao

transversa (T2) depende das heterogeneidades locais.

A distribuio de T2 representa a porosidade e a distribuio dos diferentes poros na formao.

Na interpretao do NMR assume-se que os fluidos recuperveis esto nos poros de maior

dimenso e que os fluidos no recuperveis (bound water e gua capilar) esto associados aos

menores poros (menores tempos de T2) (Ellis, 2008). O tempo de relaxao tambm permite

avaliar a viscosidade de um fluido visto que decresce com o aumento de viscosidade. A figura

28 apresenta um esquema representativo da distribuio T2, enquanto que a figura 29

apresenta um exemplo da distribuio T2.

30

Fig. 28 - Esquema da distribuio ideal de T2. Fonte: Ellis, 2008.

Atravs do NMR possvel obter a porosidade total, porosidade efectiva, proporo da bound

water no volume total, proporo da gua capilar no volume total, ndice de fluidos livres,

permeabilidade e distribuio do tamanho dos poros.

31

Fig. 29 - Exemplo de uma distribuio T2 do NMR. Fonte: http://www.petrolog.net/webhelp/petrophysical_analysis/Compute_NMR/CPX_Compute_NMR.htm.

3.2.7. Medio do dimetro do poo (caliper)

A determinao do dimetro do poo feita recorrendo ao caliper que mede a geometria do

poo atravs de dois, trs ou quatro braos extensveis. A distncia dos braos ao eixo

central da sonda medida sendo assim possvel determinar o dimetro do poo. Com o

aumento/diminuio do dimetro essa distncia varia.

Esta diagrafia tambm pode ser utilizada para identificar zonas permeveis e porosas bem

como para o controlo do desenvolvimento do poo. comum comparar o caliper com o

tamanho da broca utilizada (bit size) para a identificao de mudcake.

3.2.8. Dipmeter

Esta diagrafia, tambm chamada de dip log, permite determinar a inclinao das camadas das

formaes (e de outras estruturas como, por exemplo, falhas geolgicas) em relao ao eixo

do poo. Esta informao obtida registando as variaes nas propriedades elctricas das

camadas. Para camadas inclinadas, os elctrodos presentes nos seus braos medem

diferentes resistividades para a mesma profundidade (Ellis, 2008).

32

Tambm utlizada em mapas de contornos, reconhecimento de fcies e anlise de

reservatrios finos. Este tipo de diagrafias, apesar de ainda ser muito utilizado, evoluiu para as

diagrafias de imagem.

3.2.9. Temperatura

Fixam-se s sondas sensores de temperatura para medir a temperatura mxima no poo que

se assume corresponder temperatura do fundo do mesmo.

3.2.10. Outras diagrafias

de referir tambm que algumas diagrafias so utilizadas para outros propsitos que no a

avaliao de formaes como, por exemplo, a j referida diagrafia de amplitude snica, que

verifica a qualidade da cimentao do casing.

Alm da monitorizao do prprio processo de perfurao e completao do poo, algumas

diagrafias so utilizadas para a monitorizao da produo evitando possveis problemas e

optimizando a mesma (diagrafias de produo PLT production logging tool), so exemplos

a medio da velocidade do fluido (flowmeter), da temperatura e da densidade do mesmo.

33

Fig. 30 - Unidade de MWD e LWD. Fonte: http://www.drillingcontractor.org e http://www.worldoil.com.

4. Aquisio de diagrafias

A recolha de dados feita atravs de diferentes tcnicas, que recorrem a diversos tipos de

equipamentos, tais como: Wireline, Tough Logging Conditions, Measuring While Drilling e

Logging While Drilling.

Aps a obteno das diagrafias, a unidade de recolha e processamento de dados superfcie

contm equipamentos de registo/armazenamento, painis de controlo, computadores e

microprocessadores. Na imagem abaixo pode ver-se a informao que chega a uma unidade

de MWD e LWD no local de perfurao.

O painel de controlo superfcie fornece energia (na maior parte dos casos), controla o

equipamento colocado no poo, processa a informao que chega e transmite-a para os

equipamentos de registo.

4.1. Wireline

O Wireline a tcnica mais amplamente conhecida e a primeira a ser praticada. Consiste em

fazer medies atravs de uma sonda presa por um cabo e descida ao longo do poo. feito

depois de uma interrupo ou trmino da perfurao. Na figura 31 esto representados os

principais elementos do equipamento Wireline.

Por haver uma grande variedade do tipo de informao a ser detectada ou recolhida, existem

diversos tipos de instrumentos de medio ou sondas. As sondas so geralmente cilndricas e

constitudas por sensores no seu exterior podendo conter sistemas hidrulicos e/ou mecnicos,

entre outros mecanismos como uma fonte de energia, filtros, amplificadores.

34

Fig. 31 - Elementos de diagrafias Wireline: sonda no poo, o cabo e uma unidade superfcie para receber a informao. Fonte: Ellis, 2008.

O cabo que prende a sonda possui diversas funes, entre elas a funo de fornecer energia

sonda e ao sistema de deteco; regular as caractersticas e intervalos de tempo do sinal

emitido; filtrar e amplificar o sinal obtido (converso de analgico para digital); transmitir o sinal

para a superfcie e controlo do sistema telemtrico.

A posio da sonda no poo, centrada ou contra a parede do mesmo, um parmetro a ser

definido e que extremamente importante para algumas medies. A figura 32 mostra

esquemticamente como pode ser determinada a posio da sonda no poo. A posio

correcta pode ser atingida recorrendo-se ao uso de braos hidrulicos colocados no exterior

da sonda.

35

Fig. 32 - Posicionamento de uma sonda no poo. A sonda estar centrada quando for igual em todas as direces. Fonte: Serra, 1988.

O Wireline pode ser dividido em 3 tipos: Wireline openhole logging, Wireline cased hole logging

e pipe-conveyed logging (Darling, 2005). O primeiro consiste em fazer as medies aps as

operaes de perfurao (aps retirada da broca) numa seco do poo, antes do casing ou

abandono do poo. No segundo, as medies so feitas aps a colocao do casing e

completao de uma seco do poo, geralmente para a monitorizao. Por fim, o pipe-

conveyed logging feito quando o desvio do poo impossibilita o uso de Wireline convencional,

neste caso a sonda, aps a perfurao de uma seco do poo, descida no interior do tubo

de perfurao por diversos mtodos, entre eles destacam-se o Tough Logging Conditions e o

Logging While Fishing. Este tipo de mtodos (pipe-conveyed logging) devido diferena em

relao ao Wireline convencional pode muitas vezes no ser considerado Wireline.

4.2. Tough Logging Conditions (TLC)

Como referido anteriormente, este mtodo utilizado em poos cuja a inclinao no permite o

uso de Wireline convencional. Deste modo, o TLC utilizado quando as condies do poo so

extremas como, por exemplo, elevadas inclinaes e vrios pontos de desvio ou washouts.

As ferramentas de medio so empurradas at ao fundo do poo com recurso s tubagens de

perfurao (drillpipe). A estas anexado o cabo, que segura a sonda e transmite a sua

informao para a superfcie, recorrendo a um acoplamento chamado TLC docking head

(DWCH). O cabo enroscado a uma entrada lateral (cable side entry sub ou CSES) que

permite passar o mesmo de fora para dentro da tubagem. O equipamento que puxa o cabo e o

ajusta ao DWCH no interior da tubagem designa-se por pump down wet connector head

(PWCH). atravs desta ligao entre o DWCH e o PWCH que possvel transmitir a energia

necessria obteno de diagrafias. Pode ver-se as peas referidas na figura 33.

Os sistemas mais avanados de TLC permitem a obteno de diagrafias em zonas de

elevadas presses, at cerca de 172 Mpa, e temperatura, at cerca de 260C.

36

Fig. 33 A direita, equipamento de TLC. Fonte: http://www.slb.com.

4.3. Measurements While Drilling (MWD)

Com os avanos da tecnologia de perfurao, e tambm devido s limitaes do Wireline

convencional, actualmente possvel realizar medies ao mesmo tempo que feita a

perfurao. No sendo apenas uma necessidade de reduo do tempo da actividade, para

algumas medies importante a sua obteno em tempo real como, por exemplo, a direco

e azimute do poo, controlo de invaso do poo por parte de diversos fluidos. Em algumas

perfuraes, devido instabilidade do poo, h risco de perda do mesmo e consequentemente

da informao no sendo assim possvel recorrer ao Wireline.

Desenvolveu-se inicialmente um sistema de medio chamado Measurement While Drilling

(MWD) e constitudo por uma unidade de sensores colocada prxima ferramenta de

37

Fig. 34 Bottom hole assembly. Fonte: http://www.bakerhughes.com.

perfurao, uma fonte de energia, um sistema telemtrico e um conjunto de equipamentos

superfcie.

Na figura 34 pode ver-se um bottom hole assembly (BHA) com vrios equipamentos entre eles

o de direccionamento da coluna de perfurao.

Apesar de fazer algumas medies teis para a avaliao de formaes, como algumas

resistividades, o MWD utilizado como auxlio fundamental da perfurao direccionada. Deste

modo, com o MWD obtm-se o momento binrio, o peso sobre a ferramenta de perfurao,

direco e azimute da broca, o que possibilita a mudana de trajectria do poo de modo que

este atinja a zona mais produtiva pretendida atravs de uma comparao entre as medies

em tempo real e um modelo geolgico pr-definido (Geosteering).

A energia pode ser obtida da superfcie, pode ser gerada pelo movimento de turbinas devido ao

fluxo de lama no poo ou atravs de baterias anexadas ao equipamento. Estas no precisam

da circulao da lama nem de coneces elctricas para a superfcie, no entanto, tm pouca

durao e quando atingem o limite necessrio retirar o equipamento do poo para substitui-

las.

O sistema telemtrico mais utilizado recorre a pulsos de presso da lama para transmitir as

medies. As medies obtidas pelos sensores so convertidas de sinal analgico para sinal

digital e depois codificadas para pulsaes da lama que por sua vez so detectadas e

descodificadas superfcie.

Na avaliao de formaes, a obteno de informao imediatamente a seguir perfurao

permite uma maior exactido e menores correces da mesma pois os efeitos de invases no

poo so mnimos. Tendo em conta as vantagens das medies durante a perfurao e a

impossibilidade de se obter diagrafias Wireline, surgiu o Logging While Drilling (LWD).

38

4.4. Logging While Drilling (LWD)

O LWD um mtodo que, tal como o MWD, permite fazer medies durante a perfurao, mas

apresenta um desempenho comparvel ao do Wireline em termos de avaliao de formaes.

E tal como o MWD instalado no BHA.

A transmisso da informao para a superfcie feita pelo MWD ou pode ser armazenada no

prprio equipamento de medio e recuperada mais tarde (Luthi, 2001).

De um modo geral pode afirmar-se que o LWD, tem como vantagens uma avaliao de

formaes baseada em medies em tempo real, o que permite a obteno de medies antes

que uma invaso extensiva ocorra. Existem outras vantagens como uma obteno mais segura

de diagrafias que de outro modo, por exemplo, quando h elevada instabilidade do poo,

seriam perdidas, a reduo de custos gerais, comparativamente ao mtodo Wireline, aumento

da segurana e eficincia da perfurao.

A figura 35 apresenta um BHA esquemtico de marca Schlumberger onde se pode ver os seus

componentes de MWD: TeleScope. Equipamentos de LWD: SonicVISION, StethoScope, e

EcoScope. Equipamento de ssmica durante a perfurao: SeismicVISION. Equipamento de

NMR: ProVISION nuclear magnetic resonance. Equipamento de direccionamento da coluna de

perfurao push the bit (PowerDrive). E no final, a broca de perfurao (PDC).

39

Fig. 35 Exemplo de um bottom hole assembly. Fonte: http://www.slb.com.

40

Fig. 36 - Sistema petrolfero. Onde est indicada a migrao do hidrocarbonetos (Migration) e a rocha selante (Entrapment). Fonte: http://ugmsc.wordpress.com/2011/03/30/one-day-course-review-hydrocarbon-prospect-in-western-indonesia/.

5. Reservatrios siliciclsticos e carbonatados

A formao de hidrocarbonetos deve-se a vrios factores como a presena de matria orgnica

e presses e temperaturas adequadas, e ocorre numa rocha prpria designada por rocha-me

ou rocha geradora. Uma vez gerados os hidrocarbonetos, estes podem permanecer na rocha

geradora (reservatrio no convencional) ou migrar para uma rocha diferente com capacidade

de reteno (reservatrio convencional), onde permanecem desde que exista de uma

armadilha adequada. As rochas que constituem os reservatrios so frequentemente rochas

sedimentares. Essa armadilha deve incluir uma formao de cobertura (rocha selante) que

impea a migrao (fig.36).

Um reservatrio pode ser classificado segundo a origem deposicional, litologia dominante

(carbonatada ou clstica), profundidade, espessura e rea. As rochas sedimentares que mais

comummente ocorrem em reservatrios so as rochas carbonatadas e as rochas siliciclsticas.

5.1. Rochas e reservatrios clsticos

As rochas clsticas ou siliciclsticas so rochas detrticas formadas essencialmente por quartzo

e outros silicatos, como o caso das areias. Este tipo de rochas forma-se num variado leque

de ambientes deposicionais (desde o aluvial continental ao marinho profundo (Pereira, 2012)),

a que correspondem estruturas sedimentares prprias.

Uma rocha sedimentar clstica constituda por uma fraco slida e poros, que podem estar

ou no preenchidos por fluidos intersticiais. A fraco slida compreende os clastos, a matriz e

o cimento. A matriz corresponde a clastos muito finos que preenchem os espaos entre os

clastos de maiores dimenses. No entanto, para as diagrafias considera-se que a matriz

41

constitui a fraco slida da rocha, exceo da fraco argilosa (Serra, 1988). Os

reservatrios formados por este tipo de rocha apresentam, tipicamente, na sua composio

areias e argilas.

Segundo uma classificao granulomtrica (tab.4), a fraco argilosa definida como todo o

sedimento cujas partculas tm dimetro inferior a 0,002 mm. Os componentes da fraco

argilosa incluem, para alm dos minerais argilosos, silicatos no cristalizados, xidos e

hidrxidos de alumnio e ferro, entre outros compostos.

Tabela 4 - Classificao granulomtrica. Fonte: Costa, 2008.

Classificao granulomtrica Dimetro (mm)

Areia grossa 2 0.2

Areia fina 0.2 0.02

Limo/silte 0.02 0.002

Argila

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Fig. 37 - Esquema dos diferentes tipos de disperso que a argila pode apresentar. Fonte: Glover, 2002.

devido s variadas propriedades que os minerais argilosos apresentam que estes tm

grande influncia nas medies de diagrafias realizadas (shale effect). de extrema

importncia ter em conta este efeito, sendo que o primeiro passo na anlise de diagrafias a

determinao da quantidade de argila presente no reservatrio (shale volume).

As principais consequncias de um elevado volume de argila num reservatrio a diminuio

da resistividade e a m estimao da porosidade. No entanto, a influncia das argilas depende

muito do seu tipo de distribuio pela formao rochosa. Na figura 37 acima, mostra-se

diferentes tipos de distribuio da fraco argilosa numa rocha detrtica e como isso afeta a

porosidade da mesma.

A condutividade de uma rocha depende, regra geral, do contedo dos seus poros, pois a maior

parte dos materiais que constituem a fraco slida da rocha so resistivos. No entanto, o

balano total da condutividade, alm de depender dessa componente convencional,

depende tambm da presena de minerais argilosos.

A m estimao da porosidade est associada grande quantidade de hidrognio e de

molculas de gua associados aos minerais argilosos, afectando principalmente as medies

das diagrafias de neutro, densidade e acsticas.

Estes erros dificultam a determinao de saturaes em reservatrios de formaes

argilosas (shaly formations), sendo por isso fundamental corrigir a informao relativa

porosidade e resistividade, quando se deteta a presena deste tipo de minerais.

Para esse fim, recorre-se a diversas frmulas que incluem o efeito da argila. Alm destas

frmulas, recorre-se tambm a diagramas especficos (cross plot) como o caso do uso

combinado da diagrafia de densidade e da diagrafia de neutro, que permite avaliar o volume

de argila e a porosidade neste tipo de reservatrios.

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5.2. Rochas e reservatrios carbonatados

A classificao das rochas mais comummente utilizada a de Robert Dunham, que tem como

base as diferenas na estrutura interna e textura da rocha. Essas diferenas espelham a