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MODELAGEM DE TEMPOS DE TRÂNSITO SINTÉTICOS EM POÇOS DO CAMPO DE BELA VISTA, BACIA DO RECÔNCAVO

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CURSO DE GRADUAC¸ ˜AO EM GEOF´ISICA

GEO213 – TRABALHO DE GRADUAC

¸ ˜

AO

MODELAGEM DE TEMPOS DE TRˆ

ANSITO

SINT´

ETICOS EM POC

¸ OS DO CAMPO DE BELA

VISTA, BACIA DO REC ˆ

ONCAVO

RAMON FERRARI PINTO

SALVADOR – BAHIA

(2)

Modelagem de Tempos de Trˆansito Sint´eticos em Po¸cos do Campo de Bela Vista, Bacia do Recˆoncavo

por

Ramon Ferrari Pinto

GEO213 – TRABALHO DE GRADUAC¸ ˜AO

Departamento de Geologia e Geof´ısica Aplicada do

Instituto de Geociˆencias da

Universidade Federal da Bahia

Comiss˜ao Examinadora Msc. Geraldo Gir˜ao Nery - Orientador Msc. Roberto Rosa da Silva

Dra. K´atia Rejane Freitas do Nascimento Data da aprova¸c˜ao: 15/06/2011

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oportunidades, mas seus pr´oprios talentos.” Eric Hoffer

A meus pais, cujo amor e cuja confian¸ca incondicionais fizeram de

mim homem capaz de vencer esta batalha.

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RESUMO

Com o objetivo de preparar m˜ao de obra especializada para fomentar o crescente mer-cado petrol´ıfero que se apresenta para reativa¸c˜ao e aproveitamento de campos com acu-mula¸c˜oes marginais de hidrocarbonetos, a ANP estabeleceu convˆenio com a Universidade Federal da Bahia e a Universidade Federal do Rio Grande do Norte, atrav´es do Projeto Campo Escola (PCE), cedendo a estas universidades dados e apoio financeiro para reava-lia¸c˜ao e opera¸c˜ao dos campos de baixa produtividade (Ferreira, 2009).

Dentre as etapas de reavalia¸c˜ao da viabilidade para a explora¸c˜ao e explota¸c˜ao de hi-drocarbonetos em campos de petr´oleo, a perfilagem geof´ısica de po¸cos se apresenta como uma ferramenta indispens´avel e decisiva no processo de an´alise. De fato, na ind´ustria do petr´oleo a totalidade dos po¸cos s˜ao perfilados. ´E atrav´es da perfilagem que as propriedades petrof´ısicas das rochas s˜ao estimadas. A partir da interpreta¸c˜ao dessas medidas, ´e poss´ıvel obter informa¸c˜oes sobre o reservat´orio: saber quais s˜ao as zonas produtoras, a distin¸c˜ao entre g´as, ´oleo e ´agua, ter uma ideia de porosidade e satura¸c˜ao das rochas, etc.

O objetivo deste estudo ´e a modelagem de perfis sˆonicos de po¸cos usando outros perfis (outras propriedades petrof´ısicas) como vari´aveis, para futuras aplica¸c˜oes pr´aticas na s´ısmica ou petrof´ısica. Ser˜ao descritos os procedimentos, as limita¸c˜oes de cada m´etodo, os resultados e ser´a feita uma an´alise comparativa. A importˆancia do perfil sˆonico ´e que ele pode ser ´util tanto para o c´alculo de porosidades, enquanto propriedade petrof´ısica de reservat´orio, quanto para integra¸c˜ao de dados, como na calibra¸c˜ao s´ısmica. Neste sentido, este trabalho encontra-se estruturado da encontra-seguinte forma:

• O cap´ıtulo 1 apresenta as caracter´ısticas geol´ogicas e geof´ısicas da Bacia do Recˆoncavo, sua evolu¸c˜ao tectono-sedimentar, sua estratigrafia, e sua importˆancia econˆomica dentro do contexto atual, incluindo informa¸c˜oes sobre campos marginais e o Projeto Campo Escola.

• O cap´ıtulo 2 aborda alguns aspectos te´oricos da perfilagem de po¸co, as ferramentas e algumas propriedades f´ısicas das rochas. Uma aten¸c˜ao especial ´e dada ao perfil sˆonico, uma vez que ´e nosso objeto de estudo. O cap´ıtulo tamb´em discute aspectos da interpreta¸c˜ao dos dados de perfilagem e sua aplicabilidade no estudo de reservat´orios. • O cap´ıtulo 3 trata da modelagem num´erica propriamente dita. S˜ao gerados perfis sint´eticos que representam parˆametros petrof´ısicos obtidos de outros parˆametros pe-trof´ısicos. Ainda neste cap´ıtulo, os dados ser˜ao questionados e interpretados.

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contar com o perfil sˆonico em seus dados de interpreta¸c˜ao.

• O cap´ıtulo 5 trata das conclus˜oes relativas ao emprego dos diferentes m´etodos de predi¸c˜ao de curvas de perfis em dados de po¸cos

Os dados aqui utilizados s˜ao oriundos do campo de Bela Vista na Bacia do Recˆoncavo, e foram disponibilizados pela ANP atrav´es do Projeto Campo Escola.

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ABSTRACT

With the aim of preparing a skilled workforce to promote the growing oil market that is presented in order to reactivate and use fields with marginal accumulations of hydrocarbons, ANP is partnering with Federal University of Bahia (UFBA) and Federal Univesity of Rio Grande do Norte (UFRN) through the “Projeto Campo Escola” (PCE), supplying to these universities data and financial support for review and operation of low productivity fields. (Ferreira, 2009).

Among the steps from the study of the feasibility for the exploration and exploitation of hydrocarbons in oil fields, geophysical well logging is presented as an indispensable and decisive tool in the analysis process. In fact, in the petroleum industry well logs are made in almost all the wells. It is through well logging that the petrophysical properties of rocks are estimated. Based on the interpretation of these measures, it is possible to obtain information about the reservoir: to learn which are the producing areas and the distinction between gas, oil and water, to have an idea of the rock’s porosity and saturation, etc.

The purpose of this study is modeling sonic logs using other logs (other petrophysical properties) as variables, for future practical applications, as in seismic or petrophysics. The procedures and limitations of each method will be described, along with the results and a comparative analysis. The importance of the sonic log is that it can be useful for calculation of porosity as a petrophysical property of reservoirs and also match other data, as in seismic calibration. Thus, this work is structured as follows:

• Chapter 1 presents the geological and geophysical characteristics of Recˆoncavo Basin as well as its tectonic and sedimentary evolution, its stratigraphy and its economic importance within the current context, including information about marginal fields and the “Projeto Campo Escola”.

• Chapter 2 approaches theoretical aspects of well logging, the tools and some physical properties of the rocks. Special attention is given to the sonic log, once it’s our object of study. It also discusses aspects of the data interpretation of well logging, and its applicability to the study of reservoirs.

• Chapter 3 deals about the numerical modeling itself. Synthetic profiles are generated to represent petrophysical parameters obtained from other petrophysical parameters. Still in this chapter, the data is questioned and interpreted.

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sonic logs in your interpretation.

• Chapter 5 deals with the conclusions related to using well log prediction methods in well log data.

The data used in this work are from the Bela Vista’s field in Recˆoncavo Basin, and were provided by ANP through “Projeto Campo Escola”.

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´

INDICE

RESUMO . . . iii ABSTRACT . . . v ´INDICE . . . . vii ´INDICE DE FIGURAS . . . . ix INTRODUC¸ ˜AO . . . 1

CAP´ITULO 1 Geologia e Geof´ısica da Bacia do Recˆoncavo . . . 3

1.1 O Projeto Campo Escola . . . 3

1.2 A Bacia do Recˆoncavo . . . 4

1.2.1 Aspectos Geol´ogicos da Bacia . . . 4

1.2.2 Evolu¸c˜ao Tectono-Sedimentar . . . 6

1.2.3 Importˆancia Econˆomica e Perspectivas . . . 9

1.2.4 O campo de Bela Vista . . . 10

1.3 Os Dados Geof´ısicos . . . 12

CAP´ITULO 2 A Perfilagem Geof´ısica de Po¸cos . . . 14

2.1 O Ambiente da Perfilagem . . . 15

2.2 O Perfil C´aliper - CAL . . . 16

2.3 O Perfil de Raios Gama - GR . . . 17

2.4 O Perfil de Densidade - RHOB . . . 19

2.5 O Perfil Neutrˆonico - NPHI . . . 20

2.6 A Lei de Archie . . . 21

2.7 O Perfil Esf´erico Focalizado - SFL . . . 22

2.8 O Perfil de Indu¸c˜ao - ILD . . . 23

2.9 O Perfil Sˆonico - DT . . . 24

CAP´ITULO 3 Modelagem Num´erica dos Dados . . . 27

3.1 Modelagem Utilizando Equa¸c˜oes Emp´ıricas . . . 29

3.1.1 Equa¸c˜ao do Tempo M´edio de Wyllie . . . 29

3.1.2 Equa¸c˜ao de Raymer . . . 36

3.1.3 Equa¸c˜ao de Gardner . . . 42

3.1.4 Equa¸c˜ao de Smits . . . 48 vii

(9)

3.2.2 Treinamento e Valida¸c˜ao do Modelo de Regress˜ao . . . 60

3.2.3 Aplica¸c˜ao do M´etodo . . . 62

3.2.4 Testes estat´ısticos e An´alise dos Resultados . . . 73

CAP´ITULO 4 Modelagem Para os Demais Po¸cos . . . 77

4.1 Modelagem para o po¸co 7-BLV-004-BA . . . 80

4.2 Modelagem para o po¸co 7-BLV-005-BA . . . 82

CAP´ITULO 5 Conclus˜oes . . . 87

5.1 Recomenda¸c˜oes . . . 88

Agradecimentos . . . 89

APˆENDICE A Desenvolvimento das Equa¸c˜oes Normais . . . 90

Referˆencias Bibliogr´aficas . . . 93

ANEXO I Cartas Estratigr´aficas da Bacia do Recˆoncavo . . . 97

ANEXO II Dados de po¸cos do Campo de Bela Vista, segundo o Banco de Dados de Explora¸c˜ao e Produ¸c˜ao da ANP . . . 99

(10)

´

INDICE DE FIGURAS

1.1 Se¸c˜ao Geol´ogica Esquem´atica da Bacia do Recˆoncavo. Modificado de Pente-ado (1999). Fonte: ANP. . . 4 1.2 Mapa geol´ogico esquem´atico com localiza¸c˜ao do Rifte Recˆ

oncavo-Tucano-Jatob´a, mostrando a distribui¸c˜ao de sedimentos de acordo as megassequˆencias estratigr´aficas. Fonte: Magnavita (1992). . . 5 1.3 Paleogeografia pr´e-rifte da Bacia do Recˆoncavo, modificado de Medeiros e

Ponte (1981). Fonte: Magnavita et al. (2005). . . 7 1.4 Paleogeografia sin-rifte da Bacia do Recˆoncavo, modificado de Medeiros e

Ponte (1981). Fonte: Magnavita et al. (2005). . . 8 1.5 Paleogeografia durante a deposi¸c˜ao da Forma¸c˜ao Taquipe, modificado de

Fi-gueiredo et al. (1994). Fonte: Magnavita et al. (2005). . . 8 1.6 Localiza¸c˜ao dos po¸cos estudados do Campo de Bela Vista. . . 11 1.7 Trecho de um perfil composto elaborado pela Petrobras, apresentando as

prin-cipais curvas dos perfis geof´ısicos. Po¸co 1-BLV-001-BA, Campo de Bela Vista, Bacia do Recˆoncavo. . . 13 2.1 Fragmento do primeiro perfil geof´ısico obtido pelos irm˜aos Schlumberger em

1927. Adaptado de: Chopra et al. (2000). . . 14 2.2 Compartimentos vicinais ao po¸co ap´os invas˜ao do fluido de perfura¸c˜ao. . . . 15 2.3 Gr´afico gerado a partir das equa¸c˜oes 2.1 a 2.6 contendo a representa¸c˜ao das

equa¸c˜oes de argilosidade e seus autores. . . 18 2.4 Compara¸c˜ao entre as fases observadas num sistema de bobinas do Perfil de

Indu¸c˜ao. Adaptado de Serra (1984). . . 23 2.5 Esquema de funcionamento da ferramenta sˆonica com 1 transmissor e 2

re-ceptores, ilustrando ainda a trajet´oria da onda compressional captada pelos receptores. . . 24 3.1 Perfil de po¸co relacionando o valor do perfil sˆonico com a profundidade, para

o Membro Gomo da Forma¸c˜ao Candeias. Os perfis sint´eticos foram gerados utilizando-se a Equa¸c˜ao de Wyllie e os valores de porosidade dos perfis RHOB e NPHI. . . 32 3.2 Distribui¸c˜ao de pontos relacionando os perfis sˆonicos sint´eticos modelados pela

Equa¸c˜ao de Wyllie com o perfil sˆonico real, no intervalo de 1200 a 1431 metros da Forma¸c˜ao Candeias. . . 32

(11)

gerados utilizando-se a Equa¸c˜ao de Wyllie e os valores de porosidade dos perfis RHOB e NPHI. . . 33 3.4 Distribui¸c˜ao de pontos relacionando os perfis sˆonicos sint´eticos modelados pela

Equa¸c˜ao de Wyllie com o perfil sˆonico real, no intervalo de 1448 a 1513 metros da Forma¸c˜ao Itaparica. . . 33 3.5 Perfil de po¸co relacionando o valor do perfil sˆonico com a profundidade, para

a Forma¸c˜ao Sergi. Os perfis sint´eticos foram gerados utilizando-se a Equa¸c˜ao de Wyllie e os valores de porosidade dos perfis RHOB e NPHI. . . 34 3.6 Distribui¸c˜ao de pontos relacionando os perfis sˆonicos sint´eticos modelados pela

Equa¸c˜ao de Wyllie com o perfil sˆonico real, no intervalo de 1513 a 1592 metros da Forma¸c˜ao Sergi. . . 34 3.7 Curvas de contorno representando o relacionamento entre o perfil sˆonico

origi-nal, o perfil sˆonico modelado pela Equa¸c˜ao de Wyllie usando NPHI e o perfil de Raios Gama, para o po¸co 1-BLV-001-BA. . . 35 3.8 Perfil de po¸co relacionando o valor do perfil sˆonico com a profundidade, para

o Membro Gomo da Forma¸c˜ao Candeias. Os perfis sint´eticos foram gerados utilizando-se a Equa¸c˜ao de Raymer e os valores de densidade e porosidade dos perfis RHOB e NPHI. . . 38 3.9 Distribui¸c˜ao de pontos relacionando os perfis sˆonicos sint´eticos modelados

pela Equa¸c˜ao de Raymer com o perfil sˆonico real, no intervalo de 1200 a 1431 metros da Forma¸c˜ao Candeias . . . 38 3.10 Perfil de po¸co relacionando o valor do perfil sˆonico com a profundidade, para o

Membro ´Agua Grande da Forma¸c˜ao Itaparica. Os perfis sint´eticos foram gera-dos utilizando-se a Equa¸c˜ao de Raymer e os valores de densidade e porosidade dos perfis RHOB e NPHI. . . 39 3.11 Distribui¸c˜ao de pontos relacionando os perfis sˆonicos sint´eticos modelados

pela Equa¸c˜ao de Raymer com o perfil sˆonico real, no intervalo de 1448 a 1513 metros da Forma¸c˜ao Itaparica. . . 39 3.12 Perfil de po¸co relacionando o valor do perfil sˆonico com a profundidade, para

a Forma¸c˜ao Sergi. Os perfis sint´eticos foram gerados utilizando-se a Equa¸c˜ao de Raymer e os valores de densidade e porosidade dos perfis RHOB e NPHI. 40 3.13 Distribui¸c˜ao de pontos relacionando os perfis sˆonicos sint´eticos modelados

pela Equa¸c˜ao de Raymer com o perfil sˆonico real, no intervalo de 1513 a 1592 metros da Forma¸c˜ao Sergi. . . 40 3.14 Curvas de contorno representando o relacionamento entre o perfil sˆonico

ori-ginal, o perfil sˆonico modelado pela Equa¸c˜ao de Raymer usando NPHI e o perfil de Raios Gama, para o po¸co 1-BLV-001-BA. . . 41

(12)

3.15 Rela¸c˜oes densidade-velocidade emp´ıricas em rochas de diferentes litologias. Fonte: Gardner et al. (1974). . . 42 3.16 Perfil de po¸co relacionando o valor do perfil sˆonico com a profundidade, para

o Membro Gomo da Forma¸c˜ao Candeias. Os perfis sint´eticos foram gerados utilizando-se a Equa¸c˜ao de Gardner e os valores de densidade do perfis RHOB. 44 3.17 Distribui¸c˜ao de pontos relacionando os perfis sˆonicos sint´eticos modelados

pela Equa¸c˜ao de Gardner com o perfil sˆonico real, no intervalo de 1200 a 1431 metros da Forma¸c˜ao Candeias. . . 44 3.18 Perfil de po¸co relacionando o valor do perfil sˆonico com a profundidade, para

o Membro ´Agua Grande da Forma¸c˜ao Itaparica. Os perfis sint´eticos foram gerados utilizando-se a Equa¸c˜ao de Gardner e os valores de densidade do perfis RHOB. . . 45 3.19 Distribui¸c˜ao de pontos relacionando os perfis sˆonicos sint´eticos modelados

pela Equa¸c˜ao de Gardner com o perfil sˆonico real, no intervalo de 1448 a 1513 metros da Forma¸c˜ao Itaparica. . . 45 3.20 Perfil de po¸co relacionando o valor do perfil sˆonico com a profundidade, para

a Forma¸c˜ao Sergi. Os perfis sint´eticos foram gerados utilizando-se a Equa¸c˜ao de Gardner e os valores de densidade do perfis RHOB. . . 46 3.21 Distribui¸c˜ao de pontos relacionando os perfis sˆonicos sint´eticos modelados

pela Equa¸c˜ao de Gardner com o perfil sˆonico real, no intervalo de 1513 a 1592 metros da Forma¸c˜ao Sergi. . . 46 3.22 Curvas de contorno representando o relacionamento entre o perfil sˆonico

ori-ginal, o perfil sˆonico modelado pela Equa¸c˜ao de Gardner e o perfil de Raios Gama, para o po¸co 1-BLV-001-BA. . . 47 3.23 Perfil de po¸co relacionando o valor do perfil sˆonico com a profundidade, para

o Membro Gomo da Forma¸c˜ao Candeias. Os perfis sint´eticos foram gerados utilizando-se a Equa¸c˜ao de Smits e os valores de resistividade do perfil ILD. . 49 3.24 Distribui¸c˜ao de pontos relacionando os perfis sˆonicos sint´eticos modelados pela

Equa¸c˜ao de Smits com o perfil sˆonico real, no intervalo de 1200 a 1431 metros da Forma¸c˜ao Candeias. . . 49 3.25 Perfil de po¸co relacionando o valor do perfil sˆonico com a profundidade, para

o Membro ´Agua Grande da Forma¸c˜ao Itaparica. Os perfis sint´eticos foram gerados utilizando-se a Equa¸c˜ao de Smits e os valores de resistividade do perfil ILD. . . 50 3.26 Distribui¸c˜ao de pontos relacionando os perfis sˆonicos sint´eticos modelados pela

Equa¸c˜ao de Smits com o perfil sˆonico real, no intervalo de 1448 a 1513 metros da Forma¸c˜ao Itaparica. . . 50

(13)

de Smits e os valores de resistividade do perfil ILD. . . 51 3.28 Distribui¸c˜ao de pontos relacionando os perfis sˆonicos sint´eticos modelados pela

Equa¸c˜ao de Smits com o perfil sˆonico real, no intervalo de 1513 a 1592 metros da Forma¸c˜ao Sergi. . . 51 3.29 Curvas de contorno representando o relacionamento entre o perfil sˆonico

origi-nal, o perfil sˆonico modelado pela Equa¸c˜ao de Smits e o perfil de Raios Gama, para o po¸co 1-BLV-001-BA. . . 52 3.30 Relacionamento entre o perfil sˆonico real e todos os outros perfis, para todos

os trˆes intervalos escolhidos, para o po¸co 1-BLV-001-BA. . . 55 3.31 Relacionamento entre o perfil sˆonico real e todos os outros perfis, para todos

os trˆes intervalos escolhidos, para o po¸co 1-BLV-001-BA. . . 56 3.32 Relacionamento entre o perfil sˆonico real e a profundidade do po¸co

1-BVL-001-BA englobando todos as litologias. . . 57 3.33 Relacionamento entre o perfil sˆonico real e os perfis de predi¸c˜ao CAL e GR,

para todos os trˆes intervalos escolhidos do po¸co 1-BLV-001-BA . . . 57 3.34 Relacionamento entre o perfil sˆonico real e os perfis de predi¸c˜ao ILD e GR,

para todos os trˆes intervalos escolhidos do po¸co 1-BLV-001-BA. . . 58 3.35 Relacionamento entre o perfil sˆonico real e os perfis de predi¸c˜ao SFLA e GR,

para todos os trˆes intervalos escolhidos do po¸co 1-BLV-001-BA. . . 58 3.36 Relacionamento entre o perfil sˆonico real e os perfis de predi¸c˜ao RHOB e GR,

para todos os trˆes intervalos escolhidos do po¸co 1-BLV-001-BA. . . 59 3.37 Relacionamento entre o perfil sˆonico real e os perfis de predi¸c˜ao NPHI e GR,

para todos os trˆes intervalos escolhidos do po¸co 1-BLV-001-BA. . . 59 3.38 Gr´aficos com curvas de modelos univari´aveis linear (Y = α0+α1·X) e potˆencia

(Y = α0· Xα1) e seus respectivos valores de coeficiente de detemina¸c˜ao (R2)

para pontos do Membro Gomo da Forma¸c˜ao Candeias. . . 67 3.39 Gr´aficos com curvas de modelos multivari´aveis linear (Y = α0+ α1· X1+ α2·

X2 + α3 · X3 + ... + αn· Xn.) e potˆencia (Y = α0 · X1α1 · ... · Xnαn)

e seus respectivos valores de coeficiente de detemina¸c˜ao (R2) para pontos do

Membro Gomo da Forma¸c˜ao Candeias. . . 68 3.40 Gr´aficos com curvas de modelos univari´aveis linear (Y = α0+α1·X) e potˆencia

(Y = α0· Xα1) e seus respectivos valores de coeficiente de detemina¸c˜ao (R2)

para pontos do membro ´Agua Grande da Forma¸c˜ao Itaparica. . . 69 3.41 Gr´aficos com curvas de modelos multivari´aveis linear (Y = α0+ α1· X1+ α2·

X2 + α3 · X3 + ... + αn· Xn.) e potˆencia (Y = α0 · X1α1 · ... · Xnαn)

e seus respectivos valores de coeficiente de detemina¸c˜ao (R2) para pontos do

membro ´Agua Grande da Forma¸c˜ao Itaparica. . . 70

(14)

3.42 Gr´aficos com curvas de modelos univari´aveis linear (Y = α0+α1·X) e potˆencia

(Y = α0· Xα1) e seus respectivos valores de coeficiente de detemina¸c˜ao (R2)

para pontos da Forma¸c˜ao Sergi. . . 71 3.43 Gr´aficos com curvas de modelos multivari´aveis linear (Y = α0+ α1· X1+ α2·

X2 + α3 · X3 + ... + αn· Xn.) e potˆencia (Y = α0 · X1α1 · ... · Xnαn)

e seus respectivos valores de coeficiente de detemina¸c˜ao (R2) para pontos da

Forma¸c˜ao Sergi. . . 72 3.44 Gr´afico com as curvas do sˆonico - tanto aquelas modeladas com maior valor

de R2 quanto o sˆonico original. O intervalo utilizado foi o correspondente `a

forma¸c˜ao Itaparica. . . 76 4.1 Gr´afico com as curvas do sˆonico modeladas para o po¸co 7-BLV-004-BA, Forma¸c˜ao

Candeias . . . 81 4.2 Gr´afico com as curvas do sˆonico modeladas para o po¸co 7-BLV-005-BA, Forma¸c˜ao

Candeias . . . 84 4.3 Gr´afico com as curvas do sˆonico modeladas para o po¸co 7-BLV-005-BA, Forma¸c˜ao

Itaparica . . . 85 4.4 Gr´afico com as curvas do sˆonico modeladas para o po¸co 7-BLV-005-BA, Forma¸c˜ao

Sergi . . . 86 I.1 Carta Estratigr´afica da Bacia do Recˆoncavo. Fonte: Silva et al. (2007) . . . 97 I.2 Carta Estratigr´afica da Bacia do Recˆoncavo. Fonte: Silva et al. (2007) . . . 98

(15)

A geof´ısica se destaca como uma importante ferramenta na prospec¸c˜ao de hidrocarbo-netos. O Brasil tem se mostrado um pa´ıs inovador e est´a inserido no cen´ario mundial por ter aceitado os desafios tecnol´ogicos relacionados a campos de dif´ıcil acesso, seja em terra ou em ´aguas profundas.

No processo explorat´orio e de avalia¸c˜ao dos campos de petr´oleo, a geof´ısica como um todo pode nos direcionar na procura das solu¸c˜oes `as seguintes quest˜oes:

- Onde se encontrar o petr´oleo? - Onde est˜ao os reservat´orios? - Quais as dimens˜oes das jazidas? - Qual o valor econˆomico da reserva?

Por sua vez, os dados de perfilagem geof´ısica de po¸cos constituem importantes in-forma¸c˜oes devido `a sua riqueza de detalhes (com taxas de amostragem de ordem centim´etrica) e grande variedade de informa¸c˜oes (depende do conjunto de ferramentas utilizadas). Assim, a perfilagem pode nos fornecer parˆametros petrof´ısicos importantes (tais como densidade, porosidade, velocidade de ondas compressionais, etc.) das rochas situadas em subsuperf´ıcie. O tratamento e a interpreta¸c˜ao dos dados de po¸co constituem uma importante ferra-menta no processo de an´alise explorat´oria dos campos de petr´oleo, bem como seus potenciais de produ¸c˜ao. `As vezes por quest˜oes econˆomicas ou ferramentais, n˜ao se disp˜oe de todos os perfis ou curvas necess´arios para uma completa an´alise petrof´ısica. Outras vezes, deseja-se fazer um controle de qualidade, predizendo a resposta de um perfil antes mesmo que ele seja adquirido. Dessa forma, muitos m´etodos de gera¸c˜ao de perfis sint´eticos de boa qualidade s˜ao desenvolvidos. Segundo Bucheb e Rodrigues (1997), o emprego de m´etodos de regress˜ao para estimar propriedades petrof´ısicas, utilizando as curvas de perfis como vari´aveis inde-pendentes, ´e um procedimento de rotina em diversos segmentos da ´area de E&P da ind´ustria do petr´oleo.

Neste trabalho, ser˜ao apresentados alguns destes m´etodos de modelagem, aplicados em dados de perfis do po¸co 1-BLV-001-BA, do campo de Bela Vista, Bacia do Recˆoncavo, disponibilizado pelo PCE. As equa¸c˜oes criadas s˜ao extrapoladas para os po¸cos adjacentes 7-BLV-004-BA e 7-BLV-005-BA do mesmo campo.

O objetivo deste trabalho ´e o de criar tempos de trˆansito sint´eticos (perfil sˆonico), 1

(16)

2

com a finalidade de proporcionar dados de velocidades s´ısmicas para futuros trabalhos de recupera¸c˜ao ou perfura¸c˜ao que venham a ser feitos no campo.

Os m´etodos anal´ıticos, baseados no desenvolvimento de equa¸c˜oes emp´ıricas relacionando as propriedades f´ısicas das rochas constituem o primeiro grupo de m´etodos utilizados. Desta forma, c´alculos de tempos de trˆansito sint´eticos podem ser feitos com express˜oes bastante conhecidas na literatura.

O segundo bloco faz referˆencia aos m´etodos estat´ısticos, que s˜ao bastante eficientes na an´alise e modelamento de dados. Aten¸c˜ao especial ser´a dada `a an´alise multivari´avel de dados, com o objetivo de atribuir um relacionamento entre uma vari´avel dependente e um certo n´umero de vari´aveis independentes. Segundo Kleinbaum (1998), a regress˜ao merece destaque visto que ´e a t´ecnica mais utilizada e, provavelmente, a mais simples de se implementar.

(17)

Geologia e Geof´ısica da Bacia do Recˆ

oncavo

1.1

O Projeto Campo Escola

Na d´ecada de 90 a explora¸c˜ao e produ¸c˜ao de petr´oleo no Brasil passou por grandes transforma¸c˜oes, dentre elas a abertura da Petrobras ao capital internacional, e a outorga da Lei no 9.478/97, que criou o Conselho Nacional de Pol´ıtica Energ´etica (CNPE) e a Agˆencia

Nacional do Petr´oleo, G´as Natural e Biocombust´ıveis (ANP), quebrando o monop´olio do petr´oleo exercido at´e ent˜ao pela Petrobras.

Dentro deste cen´ario surgiu um novo mercado no ramo, destinado `a produ¸c˜ao de ´oleo e g´as em campos marginais. Segundo a defini¸c˜ao da ANP, campos marginais de petr´oleo s˜ao campos que produzem predominantemente petr´oleo, cuja produ¸c˜ao n˜ao ultrapasse os 500 barris di´arios e sua ´ultima previs˜ao de produ¸c˜ao n˜ao ultrapasse este limite. Um campo marginal ´e produtor, n˜ao necessariamente maduro e nem pequeno, mas possui um VPL (valor presente l´ıquido) j´a no limite da economicidade. A classifica¸c˜ao de um campo como marginal engloba fatores econˆomicos e de mercado. Na pr´atica, o termo campos de acumula¸c˜oes marginais envolve principalmente campos inativos explorados e desenvolvidos pela Petrobras, nas ´ultimas d´ecadas, tendo sido retornados `a ANP.

´

E papel da ANP incentivar e viabilizar a reativa¸c˜ao destes campos, n˜ao somente pela sua fun¸c˜ao como agˆencia reguladora, mas porque este se tornou um meio de promo¸c˜ao e desenvolvimento socioeconˆomico, distribui¸c˜ao de renda e melhoria da qualidade de vida das regi˜oes adjacentes aos campos marginais. Neste intuito, a ANP deflagrou um processo de incentivo `a implanta¸c˜ao deste novo segmento de produtores independentes, que culminou em 2003, com a parceria com a Universidade Federal da Bahia (UFBA) na cria¸c˜ao do Projeto Campo Escola (PCE). Este projeto tem como principais objetivos a capacita¸c˜ao de m˜ao de obra especializada para pequenas e m´edias ind´ustrias de petr´oleo e g´as natural, bem como a dissemina¸c˜ao de tecnologias para testes de equipamentos e dessa forma, otimizar a produ¸c˜ao di´aria.

Cinco campos foram cedidos `a UFBA pela ANP para compor o PCE na Bahia: Qui-ambina, Bela Vista, Caracatu, Riacho Sesmaria e Fazenda Mamoeiro. Estes campos foram escolhidos de forma a representar as principais quest˜oes relativas `a produ¸c˜ao de ´oleo e g´as

(18)

4

em campos marginais. O objetivo ´e a troca de tecnologia, realiza¸c˜ao de estudos geol´ogicos e geof´ısicos e capacita¸c˜ao de m˜ao de obra especializada.

Nos dias de hoje, torna-se imprescind´ıvel a otimiza¸c˜ao da caracteriza¸c˜ao e desenvolvi-mento dos reservat´orios para o sucesso da ind´ustria do petr´oleo. Antes, por´em, do tratamento de dados dos campos marginais propriamentes ditos, ser´a discutido um pouco sobre a Bacia do Recˆoncavo, uma vez que ´e nela que est˜ao os campos em quest˜ao, e ´e a sua geologia que vai definir seus dados geof´ısicos.

1.2

A Bacia do Recˆ

oncavo

1.2.1 Aspectos Geol´ogicos da Bacia

A Bacia do Recˆoncavo localiza-se no Nordeste do Brasil, e ocupa uma ´area terrestre de aproximadamente 11.500 km2, estando limitada a norte e noroeste pelo Alto de Apor´a;

a sul, pelo Sistema de Falhas da Barra; a oeste pela Falha de Maragogipe; e a leste pelo Sistema de Falhas de Salvador (sistema muito expressivo, podendo atingir mais de seis mil metros de rejeito). A forma da bacia ´e a de um meio-gr´aben orientado na dire¸c˜ao NE-SW, compondo um rifte intracontinental com dire¸c˜ao geral N-S.

Figura 1.1: Se¸c˜ao Geol´ogica Esquem´atica da Bacia do Recˆoncavo. Modificado de Penteado (1999). Fonte: ANP.

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O Rifte do Recˆoncavo-Tucano-Jatob´a foi gerado pelo processo de estiramento crustal que resultou na fragmenta¸c˜ao e rifteamento do supercontinente Gondwana e na abertura do Oceano Atlˆantico.

Nas bacias costeiras brasileiras ´e comum a presen¸ca de quatro megassequˆencias estra-tigr´aficas: do continente, do lago, do golfo e do mar. A Bacia do Recˆoncavo apresenta somente as duas primeiras, uma vez que no final do Eocret´aceo, o ramo oeste do sistema de riftes foi abortado, n˜ao permitindo a deposi¸c˜ao de sedimentos marinhos em sua coluna. A sequˆencia do continente corresponde aos sedimentos depositados durante a fase pr´e-rifte e a sequˆencia dos lagos, aos sedimentos depositados durante a fase rifte.

Figura 1.2: Mapa geol´ogico esquem´atico com localiza¸c˜ao do Rifte Recˆ oncavo-Tucano-Jatob´a, mostrando a distribui¸c˜ao de sedimentos de acordo as megassequˆencias estratigr´aficas. Fonte: Magnavita (1992).

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6

1.2.2 Evolu¸c˜ao Tectono-Sedimentar O Embasamento Cristalino

O embasamento cristalino da Bacia do Recˆoncavo ´e composto, principalmente, por gnaisses granul´ıticos do per´ıodo arqueano pertencentes ao Bloco Serrinha (a oeste e norte), aos cintur˜oes Itabuna-Salvador-Cura¸c´a (a oeste-sudoeste) e Salvador-Esplanada (a leste-nordeste). Ao norte ocorrem ainda rochas metassedimentares brasilianas do Grupo Estˆancia.

Supersequˆencia Paleozoica

Sequˆencia depositada sob paleoclima ´arido e em situa¸c˜ao de bacia intracratˆonica. As unidades apresentam tendˆencia geral regressiva, com transi¸c˜ao de uma sedimenta¸c˜ao marinha rasa, marginal, a bacias evapor´ıticas isoladas ou at´e sistemas lacustres. ´E composta pela Forma¸c˜ao Afligidos, que cont´em os membros Pedr˜ao (inferior) e Cazumba (superior).

A Fase Pr´e-rifte

Os sedimentos jur´assicos da fase pr´e-rifte foram depositados num per´ıodo de estabi-lidade tectˆonica, antecedendo `a ruptura do supercontinente. Eles s˜ao representados pelo Grupo Brotas, constituido pelas Forma¸c˜oes Alian¸ca (folhelhos avermelhados e arenitos) e Sergi (arenitos fluviais e e´olicos) e pela base do grupo Santo Amaro (Forma¸c˜ao Itaparica e Membro Tau´a da Forma¸c˜ao Candeias). A ´area passava por um est´agio de subsidˆencia que propiciou o desenvolvimento de uma sedimenta¸c˜ao continental numa bacia intracratˆonica, rasa e de tectonismo incipiente. Assim, as forma¸c˜oes Alian¸ca e Sergi representam um com-plexo sistema aluvial, onde se alternam lamitos lacustres vermelhos e arenitos fluviais, finos a conglomer´aticos, caracterizando um pacote de red-beds. Ambas as forma¸c˜oes apresen-tam suas maiores espessuras na ´area sul da Bacia do Recˆoncavo. No final dessa sequˆencia, depositaram-se os lamitos cinzas e marrons e os arenitos finos a m´edios da Forma¸c˜ao Ita-parica, representando um sistema fl´uvio-lacustre, seguidos pelos sedimentos fluviais com retrabalhamento e´olico do Membro ´Agua Grande e depois por folhelhos do Membro Tau´a da forma¸c˜ao Candeias. Paralelamente, ocorre o in´ıcio do rompimento da crosta e o estabe-lecimento de um ambiente francamente lacustre, prenunciando a fase rifte que viria.

A Fase Rifte

Com o aumento da taxa de subsidˆencia e a passagem de um clima de relativa aridez para um clima ´umido, implantou-se a fase rifte, dando in´ıcio `a sequˆencia dos lagos, com amplia¸c˜ao do sistema lacustre. S˜ao delineados os contornos da bacia rifte. Espessos pacotes

(21)

Figura 1.3: Paleogeografia pr´e-rifte da Bacia do Recˆoncavo, modificado de Medeiros e Ponte (1981). Fonte: Magnavita et al. (2005).

de pelitos s˜ao depositados, intercalados a calc´arios (calcarenitos ostracoidais e calcilutitos) e arenitos turbid´ıticos (associados a pulsos tectˆonicos), dos Membros Gomo e Maracangalha da Forma¸c˜ao Candeias. Existem ainda os arenitos maci¸cos do Membro Pitanga. A espessura total dos sedimentos da Forma¸c˜ao Candeias ultrapassa os trˆes mil metros nos grandes baixos regionais, alcan¸cando menores espessuras em ´areas mais est´aveis.

Com o cessar da atividade tectˆonica, a subsidˆencia torna-se tˆenue e a sedimenta¸c˜ao lacustre come¸ca a progradar, a partir de NO, num sistema deltaico. Sucedem-se ent˜ao os arenitos da Forma¸c˜ao Marfim e a intercala¸c˜ao c´ıclica de arenitos, folhelhos e calc´arios da Forma¸c˜ao Pojuca, todos relativos ao Grupo Ilhas. Antes do final da deposi¸c˜ao da Forma¸c˜ao Pojuca, implantou-se na parte oeste do Compartimento Sul da bacia uma fei¸c˜ao erosiva preenchida por lamitos e arenitos, que s˜ao denominados de Forma¸c˜ao Taquipe.

Outra fei¸c˜ao importante ocorreu junto `as bordas da bacia, onde depositou-se de ma-neira individualizada, ou interdigitada com outras forma¸c˜oes da fase rifte, uma espessa cu-nha de conglomerados sintectˆonicos correspondentes `a Forma¸c˜ao Salvador, quando os pulsos tectˆonicos mais violentos permitiam sua entrada na bacia.

O assoreamento final do sistema de riftes ocorreu com a deposi¸c˜ao dos arenitos fluviais do grupo Massacar´a (Forma¸c˜ao S˜ao Sebasti˜ao), encerrando desta forma a fase rifte.

A Fase P´os-Rifte

Iniciando a fase p´os-rifte est˜ao os arenitos e conglomerados aluviais da Forma¸c˜ao Mari-zal, assentados de forma discordante1 sobre o Grupo Massacar´a. Depois desta forma¸c˜ao, em

1Uma discordˆancia angular separa a tectono-sequˆencia do Cret´aceo Inferior dos dep´ositos aluviais de

(22)

8

Figura 1.4: Paleogeografia sin-rifte da Bacia do Recˆoncavo, modificado de Medeiros e Ponte (1981). Fonte: Magnavita et al. (2005).

alguns pontos localizados, ocorrem folhelhos, calc´arios e arenitos de origem marinha, per-tencentes `a Forma¸c˜ao Sabi´a. Finalmente, durante o Cenozoico, depositaram-se os arenitos continentais da Forma¸c˜ao Barreiras.

Figura 1.5: Paleogeografia durante a deposi¸c˜ao da Forma¸c˜ao Taquipe, modificado de Figueiredo et al. (1994). Fonte: Magnavita et al. (2005).

(23)

1.2.3 Importˆancia Econˆomica e Perspectivas

A bacia do Recˆoncavo tem se mostrado ao longo dos anos bastante prol´ıfica no que diz respeito `a produ¸c˜ao de petr´oleo. As rochas geradores s˜ao os folhelhos da Forma¸c˜ao Candeias, em especial os dos Membros Tau´a e Gomo. As acumula¸c˜oes de petr´oleo da Bacia do Recˆoncavo podem ser agrupadas e trˆes sistemas: pr´e-rifte, rifte-Candeias e rifte-Ilhas.

A estrutura¸c˜ao da bacia em blocos altos e baixos fez com que os reservat´orios do primeiro sistema ficassem em contato lateral com o folhelhos geradores, situa¸c˜ao em que ocorreu migra¸c˜ao direta. O sistema pr´e-rifte ´e respons´avel por quase 60% do volume provado de ´

oleo na Bacia, sendo que a Forma¸c˜ao ´Agua Grande e Sergi s˜ao os mais importantes plays explorat´orios.

Existe tamb´em a situa¸c˜ao em que os reservat´orios est˜ao envoltos pelos folhelhos do Membro Gomo, no sistema rifte-Candeias, onde tamb´em ocorre migra¸c˜ao direta. Neste caso, o sistema apresenta condi¸c˜oes de trapeamento estratigr´afico ou misto, com as acumula¸c˜oes restringindo-se a uma por¸c˜ao da bacia.

Nas demais situa¸c˜oes, os falhamentos atuam como condutos de hidrocarbonetos. Este ´

e o caso do sistema rifte-Ilhas, caracterizando-se pela presen¸ca de estruturas dˆomicas origi-nadas por falhas de crescimento e compacta¸c˜ao diferencial.

Embora muitos campos j´a tenham atingido a maturidade, muitos destes podem ainda produzir bastante ´oleo. O Campo de Quiambina, por exemplo, foi devolvido `a ANP pela Petrobras e depois cedido `a UFBA, pelo Projeto Campo Escola, que reativou a produ¸c˜ao do po¸co 1-QB-04A-BA, gerando cerca de 15 barris/dia, um potencial baixo, por´em relevante para o contexto.

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10

1.2.4 O campo de Bela Vista

O campo de Bela Vista localiza-se no compartimento nordeste da Bacia do Recˆoncavo, pr´oximo ao munic´ıpio de Entre Rios (BA). Os principais reservat´orios deste campo s˜ao formados por arenitos das Forma¸c˜oes Candeias, ´Agua Grande/Itaparica e Sergi. Trata-se de um campo raso, submetido a inje¸c˜ao de ´agua. Neste campo foram perfurados os po¸cos 1-BLV-001-BA, 3-BLV-002-BA, 3-BLV-003-BA, 7-BLV-004-BA, 7-BLV-005-BA, 7-BLV-006-BA e 7-BLV-007-7-BLV-006-BA. As principais informa¸c˜oes sobre o campo constam na tabela abaixo, adaptada de Ferreira (Org.) (2009).

Per´ıodo de Produ¸c˜ao 1984-1996 ´

Area (km2) 2,1

N´umero de Po¸cos 7

Volume in situ de ´oleo 9,7 bilh˜oes de bbl Volume in situ de g´as 63,4 bilh˜oes de m3

Fluido principal Oleo leve de 28,4´ ◦ API Produ¸c˜ao acumulada de ´oleo / FR 1 170 mil bbl (FR = 1,8%)

Produ¸c˜ao acumulada de g´as / FR 2,4 milh˜oes de m3 (FR = 3,8%)

A figura 1.6 mostra a localiza¸c˜ao dos po¸cos 1-BLV-001-BA, 004-BA e 7-BLV-005-BA, que s˜ao os po¸cos cujos dados foram fornecidos pelo Projeto Campo Escola e ser˜ao aqui analisados.

1Fator de Recupera¸c˜ao - ´ındice que reflete a efic´acia das t´ecnicas dispon´ıveis para a recupera¸ao do volume

(25)
(26)

12

1.3

Os Dados Geof´ısicos

Os dados dispon´ıveis do Campo de Bela Vista correspondem `a se¸c˜oes s´ısmicas e dados de po¸cos. Foram perfurados sete po¸cos no campo, sendo que nos foram disponibilizados os dados de perfilagem de trˆes destes.

Os dados de po¸cos correspondem aos dados num´ericos dos perfis (arquivos no formato TIF, os quais foram convertidos para o formato LAS), os perfis compostos elaborados pela Petrobras, a pasta do po¸co, contendo informa¸c˜oes sobre a opera¸c˜ao de perfilagem, a per-fura¸c˜ao, a descri¸c˜ao de amostra de calhas, os testemunhos, a avalia¸c˜ao dos testes de forma¸c˜ao, a avalia¸c˜ao geoqu´ımica, e todo o hist´orico de perfura¸c˜ao e completa¸c˜ao desses po¸cos.

As tabelas abaixo relacionam o po¸co com as curva dos perfis geof´ısicos utilizados neste trabalho.

Po¸co 1-BLV-001-BA

Curvas Corridas (Ferramenta) Nome da Curva Intervalo Perfilado (m) Sˆonico (BHC) DT 296 - 1621

C´aliper CAL 296 - 1614 Raios Gama GR - 1 296 - 1612 Indu¸c˜ao (ISF) ILD 296 - 1628 Esf´erica Focalizada SFLA 296 - 1628 Potencial Espontˆaneo SP 296 - 1628 Raios Gama GR - 2 1198 - 1621 Densidade (FDC) RHOB 1198 - 1630 Neutrˆonico (CNL) NPHI 1198 - 1624

Po¸co 7-BLV-004-BA

Curvas Corridas (Ferramenta) Nome da Curva Intervalo Perfilado (m) C´aliper CAL 507 - 1696 Raios Gama GR - 1 507 - 1696 Indu¸c˜ao (ISF) ILD 507 - 1696 Esf´erica Focalizada SFLA 507 - 1696 Potencial Espontˆaneo SP 507 - 1696 Raios Gama GR - 2 1240 - 1670 Densidade (FDC) RHOB 1250 - 1690 Neutrˆonico (CNL) NPHI 1250 - 1690

Po¸co 7-BLV-005-BA

Curvas Corridas (Ferramenta) Nome da Curva Intervalo Perfilado (m) C´aliper CAL 217 - 1692 Raios Gama GR 217 - 1692 Indu¸c˜ao (IEL) ILD 217 - 1692 Raios Gama (2) GR 1300 - 1652 Densidade (CDL) RHOB 1300 - 1686 Neutrˆonico (DSN) NPHI 1300 - 1681

(27)

A figura a seguir mostra um trecho do perfil composto do po¸co 1-BLV-001-BA. Na pista 1, em escala linear, est˜ao representadas as curvas de raio gama (GR), potencial espontˆaneo (SP) e diˆametro do po¸co (CAL). Na pista 2, em escala logar´ıtmica, est˜ao os perfis de resis-tividade profunda (ILD) e rasa (SFLA). Na pista 3, em escala linear, encontram-se os perfis de porosidade: o sˆonico (DT), densidade (RHOB) e neutrˆonico (NPHI).

Figura 1.7: Trecho de um perfil composto elaborado pela Petrobras, apresentando as principais curvas dos perfis geof´ısicos. Po¸co 1-BLV-001-BA, Campo de Bela Vista, Bacia do Recˆoncavo.

(28)

CAP´

ITULO 2

A Perfilagem Geof´ısica de Po¸

cos

A origem do termo perfilagem de po¸co remonta do francˆes carottage ´electrique, que foi traduzido para o espanhol como perfilaje e ajustado em portuguˆes para perfilagem. A express˜ao original traduzida para o inglˆes ´e electrical coring, ou literalmente, testemunhagem el´etrica. De fato, ´e uma descri¸c˜ao justa para a ´epoca que foi inventada a perfilagem, em 1927. A perfilagem consiste na medida de propriedades f´ısicas das rochas, de maneira di-reta ou indidi-reta, continuamente, dentro de um po¸co. Tendo sido criada para correlacionar padr˜oes semelhantes de condutividade el´etrica entre po¸cos, a t´ecnica evoluiu, agregou ou-tras propriedades petrof´ısicas, ganhou novas ferramentas, e hoje, segundo Nery (2009), ´e um procedimento padr˜ao para a totalidade dos po¸cos de petr´oleo.

As propriedades das rochas s˜ao registradas atrav´es de ferramentas que se deslocam no po¸co e ap´os um est´ımulo f´ısico (ou n˜ao), medem uma resposta geof´ısica. Os perfis geof´ısicos resultantes s˜ao gr´aficos da varia¸c˜ao de uma propriedade medida com a profundidade. Atrav´es da obten¸c˜ao dos parˆametros petrof´ısicos, ´e poss´ıvel se caracterizar a geologia ao redor do po¸co. O objetivo ´e a avaliar as forma¸c˜oes atrav´es de perfis e localizar as zonas produtoras, bem como recuperar informa¸c˜oes sobre os reservat´orios: porosidade, satura¸c˜ao, tipo de fluido, etc.

Trataremos um pouco sobre o meio ambiente da perfilagem, os principais perfis utiliza-dos neste trabalho, e a interpreta¸c˜ao dos dados. Para uma leitura mais aprofundada sobre o assunto, recomenda-se a bibliografia no final deste trabalho.

Figura 2.1: Fragmento do primeiro perfil geof´ısico obtido pelos irm˜aos Schlumberger em 1927. Adaptado de: Chopra et al. (2000).

(29)

2.1

O Ambiente da Perfilagem

A perfura¸c˜ao de um po¸co envolve os efeitos causados pela press˜ao sobre os fluidos de perfura¸c˜ao, que tendem a perturbar as forma¸c˜oes originais do po¸co, ocorrendo invas˜ao do filtrado nas rochas, quando estas possuem permeabilidade o suficiente para tal. ´E poss´ıvel dividir ent˜ao o meio ambiente da perfilagem em zona lavada (completamente alterada), zona de transi¸c˜ao e zona virgem (inalterada) (Figura 2.2). A entrada de um fluido de perfura¸c˜ao com caracter´ısticas diferentes dos fluidos originalmente existentes nas forma¸c˜oes causa mudan¸cas nas propriedades f´ısicas, como resistividade, densidade, velocidade de ondas compressionais e potencial el´etrico. Essa mudan¸ca seria, a princ´ıpio, indesej´avel. No entanto, para se controlar efeitos de extravas˜ao de fluidos (blowouts), ´e prefer´ıvel manter esse ambiente de invas˜ao de lama, permitindo maior seguran¸ca `a opera¸c˜ao. Outro ponto positivo ´e o de se ter conhecimento exato de qual fluido encontra-se na zona invadida, fluido este de propriedades controladas em laborat´orio. Dessa forma, a utiliza¸c˜ao de ferramentas que investiguem diferentes profundidades pode minimizar o efeito da invas˜ao.

(30)

16

2.2

O Perfil C´

aliper - CAL

A ferramenta do c´aliper ´e utilizada na medi¸c˜ao do diˆametro do po¸co com a profundidade, atrav´es de bra¸cos pressionados contra a parede do po¸co, enquanto a ferramenta ´e corrida. Os bra¸cos v˜ao abrindo e fechando a depender do espa¸co dispon´ıvel e as informa¸c˜oes acerca do diˆametro do po¸co v˜ao sendo registradas.

Um po¸co normalmente n˜ao permanece com diˆametro constante. Na perfura¸c˜ao, s˜ao utilizadas diferentes tamanhos de brocas. Al´em disso, fatores ambientais podem causar mudan¸cas no valor do c´aliper:

• Litologias j´a dissolvidas, ou que podem ser dissolvidas pela lama, tendem a aumentar o diˆametro do po¸co;

• Litologias como folhelhos podem estar associados com absor¸c˜ao do fluido de perfura¸c˜ao, com posterior desmoronamento;

• Litologias perme´aveis e porosas tendem a ser capeadas por uma pel´ıcula denominada de reboco1, diminuindo o diˆametro do po¸co.

Na interpreta¸c˜ao, o c´aliper ´e usado como avaliador da integridade do po¸co ou qualidade da sua perfura¸c˜ao (refletindo diretamente na qualidade das curvas dos perfis). Zonas mais desmoronadas requerem aten¸c˜ao redobrada, uma vez que o diˆametro do po¸co pode influenciar nas medidas de todos os demais perfis. Deve-se lembrar que quanto maior seu diˆametro, maior ser´a o volume de lama dentro do po¸co, e maior seu efeito sobre as medidas.

1Fra¸ao mais viscosa da lama, que adere `a parede do po¸co. A espessura do reboco, e

reboco, pode ser

calculada (se for o caso) por: ereboco= (dcaliper− dbroca)/2, onde dcaliper representa o diˆametro medido pela

(31)

2.3

O Perfil de Raios Gama - GR

Trata-se de um m´etodo nuclear que mede a radioatividade natural das forma¸c˜oes, a partir da intera¸c˜ao da radia¸c˜ao gama emitida naturalmente pelas rochas. O sinal ´e composto de emiss˜oes de v´arios n´ıveis energ´eticos de radiois´otopos, especialmente na faixa energ´etica dos elementos 40K, 232T h e 238U e dos elementos resultantes de seus decaimentos. Embora emita radia¸c˜ao num menor n´ıvel energ´etico do que os outros dois elementos citados2, o40K ´

e bastante abundante nos minerais mais comuns da crosta terrestre, como o K-feldspato, micas (muscovita, biotita, etc.) e sais de pot´assio.

Em rochas sedimentares, os valores de GR (Gamma Ray) s˜ao interpretados como uma fun¸c˜ao do teor do volume de folhelhos (que al´em de concentrar mat´eria orgˆanica, s˜ao cons-titu´ıdos de minerais ricos em40K e por este motivo, apresentam maior atividade radioativa) e por correspondˆencia, do tamanho dos gr˜aos3. ´E comum ent˜ao, na pr´atica, associar-se que nos intervalos de maior contagem do GR est˜ao localizados os folhelhos e nos intervalos de menor contagem est˜ao os reservat´orios (carbonatos, arenitos, etc.). ´E claro que se trata de uma aproxima¸c˜ao. Arenitos arcosianos, por exemplo, cont´em alto teor de feldspatos e tende a possuir maiores valores de GR do que um arenito quartzoso. Deve-se permanecer atento `

as exce¸c˜oes.

Uma importante propriedade dos reservat´orios ´e o volume de argila, que pode ser cal-culado a partir do perfil de Raios Gama. O c´alculo consiste em reescalonar os intervalos dos perfis, a partir da propor¸c˜ao entre os valores de GR nos folhelhos mais argilosos (desde que n˜ao representem anomalias de radioatividade) e nas areias limpas. A partir dessa propor¸c˜ao, faz-se um c´alculo linear inicial para o chamado ´Indice de Argilosidade (IGR) que muitas vezes

´

e utilizado como o pr´oprio Vsh4 :

Vsh(linear) = IGR =

GRlog − GRmin

GRmax− GRmin

(2.1) Para o c´alculo de Vsh utilizam-se ainda outras express˜oes n˜ao lineares, que consideram

efeitos de compacta¸c˜ao ou idade das rochas. O Vsh pode ser calculado utilizando as seguintes

f´ormulas:

Express˜ao de Larionov (1969) para rochas terci´arias:

Vsh(Larionov,1) = 0, 083(23,7·IGR− 1) (2.2)

Express˜ao de Larionov (1969) para rochas mais antigas:

Vsh(Larionov,2) = 0, 33(22,0·IGR− 1) (2.3)

2Existem ferramentas mais sofisticadas, que descriminam e totalizam a contagem correspondente de cada

um dos trˆes elementos.

3Folhelhos s˜ao compostos de minerais de granulometria argila, isto ´e, fra¸ao fina. 4Volume of Shale ou Volume de Argila ou de Folhelho.

(32)

18 Express˜ao de Stieber (1970): Vsh(Stieber)= IGR 2, 0 − IGR (2.4)

Express˜ao de (Clavier et al., 1977):

Vsh(Clavier)= 1, 7 − (3, 38 − (IGR + 0, 7)2)2 (2.5)

Neste trabalho, usaremos a m´edia aritm´etica das trˆes equa¸c˜oes acima:

Vsh =

Vsh(Larionov,2)+ Vsh(Stieber)+ Vsh(Clavier)

3 (2.6)

Figura 2.3: Gr´afico gerado a partir das equa¸c˜oes 2.1 a 2.6 contendo a representa¸c˜ao das equa¸c˜oes de argilosidade e seus autores.

(33)

2.4

O Perfil de Densidade - RHOB

O Perfil de Densidade (RHOB ou ρb) ´e outro perfil do tipo radioativo. Neste caso,

uma fonte de 137Cs emite raios gama artificiais com energia abaixo da eventualidade de promoverem eventos outros que n˜ao o Espalhamento Compton. Os f´otons incidem sobre as rochas e interagem com os el´etrons e tˆem sua energia reduzida, atenuada. O n´ıvel de ate-nua¸c˜ao da energia dos raios gama est´a relacionado com a densidade eletrˆonica das forma¸c˜oes (abundˆancia de el´etrons presentes por volume investigado), que por sua vez ´e fun¸c˜ao da densidade (massa espec´ıfica) da forma¸c˜ao. Faz-se uma extrapola¸c˜ao do n´ıvel atˆomico para o n´ıvel molecular. Dessa forma, a densidade das rochas ´e estimada medindo-se a propor¸c˜ao de radia¸c˜ao gama que retorna para o detector na ferramenta. Na verdade, as ferramentas mais atuais utilizam dois ou mais detectores - s˜ao as ferramentas compensadas, que utilizam um detector mais pr´oximo da fonte e um mais afastado. A ideia ´e minimizar a influˆencia do reboco, ficando com valores mais pr´oximos da densidade desejada da rocha.

A porosidade (φd) pode ser estimada a partir das medidas de densidade. Neste caso

consideraremos a densidade da rocha (ρb) como uma soma das contribui¸c˜oes da densidade

da matriz (ρm) e dos fluidos nos poros (ρf). Assim:

ρb = φd· ρf + (1 − φd) · ρm (2.7) Ou ainda: φd= ρm− ρb ρm− ρf (2.8) Uma an´alise mais completa leva em considera¸c˜ao tamb´em a presen¸ca de outros fluidos e matriz de composi¸c˜ao variada:

φdc,HC =

(Pn

i=1ρm,i· Pi) − ρb

(Pn

i=1ρm,i· Pi) − (ρmf · Sxo+ ρH2O,irr· SH2O,irr + ρoleo,res · Soleo,res+ ρgas· Sgas)

(2.9) Onde φdc,HC ´e porosidade calculada pelo perfil de densidade, corrigida pelo tipo de

fluido e matriz variada; ρm,i ´e a densidade do elemento i-´esimo da matriz com participa¸c˜ao

Pi(%) do total da fra¸c˜ao s´olida; ρmf ´e a densidade do filtrado da lama, de satura¸c˜ao Sxo;

ρH2O,irr ´e a densidade da ´agua irredut´ıvel dos poros, com satura¸c˜ao SH2O,irr; ρoleo,res ´e a

densidade do ´oleo residual, de satura¸c˜ao Soleo,res; ρgas a densidade do g´as presente nos poros,

com satura¸c˜ao Sgas.

Costuma-se tamb´em considerar o efeito da porosidade devido `a presen¸ca de argila: φdc = φd− Vsh· φd,sh (2.10)

Onde φd,sh ´e o valor da porosidade aparente dos folhelhos, obtida a partir do perfil de

(34)

20

A ferramenta de densidade ´e do tipo sapata, isto ´e, vai sendo pressionada na parede do po¸co. Assim, em intervalos onde o diˆametro do po¸co encontra-se irregular, as medidas s˜ao influenciadas pela rugosidade das forma¸c˜oes.

2.5

O Perfil Neutrˆ

onico - NPHI

O Perfil Neutrˆonico ´e um perfil radioativo, ´util para obter o valor das porosidades das forma¸c˜oes, a partir da ferramenta do tipo mandril e excentralizada. Neste caso, uma fonte bombardeia com nˆeutrons em velocidade os elementos n˜ao radioativos da forma¸c˜ao, resultando numa perda de energia dos nˆeutrons ocasionada pelos sucessivos choques com os n´ucleos dos elementos. As ferramentas capturam esses nˆeutrons amortecidos.

Os nˆeutrons colidem com os n´ucleos atˆomicos na rocha. Quando os n´ucleos tem muito mais massa que os nˆeutrons, estes retornam aos receptores com pouca perda de energia. No entanto, o ´ıon de hidrogˆenio tem praticamente a mesma massa que um nˆeutron e, neste caso, a colis˜ao transfere muita energia cin´etica, tornando o nˆeutron lento ou levando-o a um estado termal, coincidente com o existente no meio ambiente, pass´ıvel de ser detectado pela ferramenta que traduz em medida do ´Indice de Hidrogˆenio da rocha, ou IH.

Em arenitos e calc´arios, os ´ıons de hidrogˆenio est˜ao presentes nos fluidos das rochas, de forma que sua concentra¸c˜ao ´e inteiramente dependente da porosidade. Nos folhelhos, entretanto, o hidrogˆenio pode resultar dos ´ıons H+ adsorvidos pela ´agua intersticial dos minerais de argila. Assim, a ferramenta neutrˆonica ´e dependente da calibra¸c˜ao em fun¸c˜ao da litologia. A estimativa da porosidade ´e calculada pela ferramenta, com base no IH e na litologia considerada.

Os valores de porosidade medidos pela ferramenta neutrˆonica (φn) pode ser compensada

tamb´em pela influˆencia da argilosidade, num procedimento an´alogo ao do perfil de densidade: φnc = φn− Vsh· φn,sh (2.11)

Onde φn,sh ´e o valor da porosidade aparente dos folhelhos, obtida a partir do perfil

(35)

2.6

A Lei de Archie

Para rochas em que a ´unica forma de condu¸c˜ao el´etrica ´e a eletrol´ıtica, pode ser aplicada a equa¸c˜ao de Archie (1942). Segundo esta equa¸c˜ao, a condutividade da rocha saturada por um fluido ´e proporcional `a condutividade do fluido. Por exemplo, uma rocha saturada por ´agua tem sua condutividade proporcional `a condutividade dessa mesma ´agua. Como resultado desta proporcionalidade, Archie apresentou o conceito de fator de forma¸c˜ao F . Este fator de forma¸c˜ao ´e dependente da estrutura da rocha e da porosidade. Para o caso em que a satura¸c˜ao em ´agua ´e parcial, isto ´e, o espa¸co poroso ´e ocupado tamb´em por outros fluidos, a resistividade da rocha ´e proporcional `a resistividade da rocha 100% saturada em ´

agua. Esta proporcionalidade depende da satura¸c˜ao da rocha. A f´ormula de Archie pode ser ent˜ao escrita como:

Rt= a φm Rw Sn w (2.12) Onde, segundo Schon (1996):

• m: Expoente de cimenta¸c˜ao. E adimensional e varia de 1,3 para rochas arenosas´ consolidadas at´e 1,8 a 2,0 para arenitos consolidados.

• φ: Porosidade efetiva da rocha, adimensional.

• a: Coeficiente adimensional, que varia com a litologia, o tamanho dos gr˜aos e n´ıvel de compacta¸c˜ao da rocha. Os valores m´edios est˜ao entre 0,62 e 1,4.

• Sw: ´e a satura¸c˜ao em ´agua da rocha, adimensional.

• n: ´e o expoente de satura¸c˜ao, adimensional, obtido empiricamente. Varia entre 1,42 e 2,55 nos arenitos.

• Rw: ´e a resistividade da ´agua da forma¸c˜ao (em Ω · m @ Temperatura da forma¸c˜ao na

profundidade lida).

• Rt: ´e a resistividade da rocha (em Ω · m).

Segundo Nery (2009), as f´ormulas de Archie s˜ao a base da perfilagem, e devem ser entendidas qualitativamente antes de se fazer a quantifica¸c˜ao.

(36)

22

2.7

O Perfil Esf´

erico Focalizado - SFL

Esta ferramenta est´a inserida no conjunto de perfis el´etricos de eletrodos galvˆanicos, nos quais, a partir de um arranjo de eletrodos de potencial e de corrente localizados no po¸co e em superf´ıcie ´e calculada a resistividade/condutividade el´etrica das forma¸c˜oes. De forma geral, diferentes arranjos de eletrodos s˜ao usados para gerar informa¸c˜oes sobre diferentes zonas ao redor do po¸co. Mais especificamente, as ferramentas esf´ericas focalizadas s˜ao constru´ıdas de forma a ler a condutividade el´etrica das forma¸c˜oes pr´oximas ao po¸co e fornecem a investiga¸c˜ao rasa necess´aria para se avaliar os efeitos da invas˜ao ou ent˜ao da medida de resistividades mais profundas.

Este tipo de perfil sofre grande influˆencia do fluido de perfura¸c˜ao. Quanto mais resistivo (ou condutivo) ele for, mais sinal el´etrico ser´a perdido.

A ferramenta SFL foi desenvolvida para substituir as antigas curvas normais dado ao fato de elas n˜ao terem um sistema que direcionassem (focalizassem) as linhas de corrente radialmente para as forma¸c˜oes, de modo a minimizar o efeito do fluido de perfura¸c˜ao que envolvia os eletrodos (ferramenta). Nas ferramentas focalizadas, a corrente ´e direcionada horizontalmente devido `a utiliza¸c˜ao de eletrodos de bloqueio.

(37)

2.8

O Perfil de Indu¸

ao - ILD

O perfil de indu¸c˜ao ´e um perfil de condutividade. ´E utilizado em po¸cos cujo fluido de perfura¸c˜ao n˜ao seja muito condutivo. O campo eletromagn´etico que energiza as rochas tem frequˆencia de cerca de 20 kHz. Este campo lan¸ca m˜ao de bobinas, a fim de gerar correntes parasitas na forma¸c˜ao por indu¸c˜ao eletromagn´etica. O campo secund´ario criado pela forma¸c˜ao ´e registrado numa bobina receptora que permite uma estimativa direta da condutividade da rocha, e por raz˜ao inversa, da sua resistividade.

Na figura 2.4 tem-se uma representa¸c˜ao da fase das correntes envolvidas no sistema de indu¸c˜ao. A corrente da transmissora ´e aquela que circula na bobina transmissora. A cor-rente de acoplamento direto ´e aquela gerada pela bobina transmissora na bobina receptora. A corrente de Foucalt ´e uma corrente defasada de 90◦ em rela¸c˜ao `a transmissora, e ´e criada nas forma¸c˜oes rochosas por indu¸c˜ao. As correntes induzidas pelas correntes de Foucault s˜ao as correntes geradas pelas forma¸c˜oes rochosas e que s˜ao medidas nas bobinas recepto-ras. As diferen¸cas de fase e amplitude na receptoras individualizam os sinais desejados de condutividade/resistividade para registro.

Figura 2.4: Compara¸c˜ao entre as fases observadas num sistema de bobinas do Perfil de Indu¸c˜ao. Adaptado de Serra (1984).

As ferramentas atuais s˜ao focalizadas, com uma distribui¸c˜ao de bobinas de bloqueio que for¸cam maior penetra¸c˜ao de corrente nas forma¸c˜oes, investigando mais profundamente. Costuma-se considerar a curva ILD como o pr´oprio valor de Rt (resistividade verdadeira da

forma¸c˜ao), muito embora deva-se fazer antes a corre¸c˜ao ambiental para efeito da invas˜ao, lama, etc. Ainda assim, a ILD ´e uma aproxima¸c˜ao que ajuda bastante na primeira inter-preta¸c˜ao e c´alculo da satura¸c˜ao, utilizando a f´ormula de Archie.

(38)

24

2.9

O Perfil Sˆ

onico - DT

O perfil sˆonico ou ac´ustico ´e um perfil que registra o tempo de trˆansito que as ondas compressionais percorrem em um certo espa¸co dentro das forma¸c˜oes atravessadas por um po¸co. As velocidades de deslocamento de uma onda ac´ustica variam de acordo com o meio pelo qual ela percorre, sendo maior para s´olidos e menor para l´ıquidos e gases. Isso significa dizer que se uma onda leva um tempo para percorrer determinada distˆancia num meio s´olido, ela levaria um tempo maior para percorrer a mesma distˆancia num meio fluido.

Pela an´alise anterior, percebe-se que, se fixarmos a distˆancia, a velocidade pode ser escrita em fun¸c˜ao de uma medida de tempo. Este ´e o princ´ıpio da ferramenta sˆonica, que registra intervalos de tempos, que podem ser convertidos em velocidade da onda compressi-onal.

Figura 2.5: Esquema de funcionamento da ferramenta sˆonica com 1 transmissor e 2 receptores, ilustrando ainda a trajet´oria da onda compressional captada pelos receptores.

Para maior entendimento do princ´ıpio deste perfil usa-se uma ferramenta do tipo man-dril com uma fonte que gera impulsos ultrassˆonicos a uma frequˆencia de 20 a 40 kHz, e dois receptores (Figura 2.5). Um impulso sonoro (onda el´astica) ´e emitido pelo transmissor T e propaga-se nas camadas do po¸co, atingindo os receptores R1 e R2. A onda sonora se propaga

tridimensionalmente, mas o raio captado em R1 percorre o menor caminho ABC, e a onda

(39)

o tempo captado pelo receptor R1 desde sua sa´ıda em T ´e: tT ⇒R,1 = A Vlama + B Vf m + C Vlama (2.13)

Onde Vlama ´e a velocidade da onda compressional na lama, e Vf m ´e a velocidade da

onda compressional na forma¸c˜ao. O tempo captado pelo receptor R2 desde sua sa´ıda em T

´ e: tT ⇒R,2 = A Vlama + B Vf m + D Vf m + E Vlama (2.14) A diferen¸ca de tempo ∆t entre os percursos terminados em R1 e R2 ´e:

∆t = tT ⇒R,2− tT ⇒R,1 = D Vf m + E Vlama − C Vlama (2.15)

Entretanto, a ferramentas sˆonica ´e constru´ıda de modo sim´etrico com dois sistemas de pares Transmissor-Receptor para eliminar distor¸c˜oes e situa¸c˜oes em que A 6= C 6= E. Assim,

∆t = D Vf m

(2.16)

Utilizando a medida D como igual a 1 p´e, verifica-se que o tempo de trˆansito sˆonico em segundos correponde ao inverso da velocidade em p´es/segundo. Dessa forma, a velocidade s´ısmica (Vp) em p´es/segundo pode ser convertida em tempo de trˆansito (∆t) atrav´es de raz˜ao

inversa:

∆t = 1/Vp (2.17)

A porosidade φs pode ser estimada a partir das medi¸c˜oes sˆonicas. A equa¸c˜ao de Wyllie

et al. (1956) considera o tempo de trˆansito da onda sonora numa rocha (∆t) igual a soma das participa¸c˜oes dos tempos de trˆansito da onda no fluido (∆tf luido) e na matriz (∆tmatriz):

∆t = φs· ∆tf luido+ (1 − φs) · ∆tmatriz (2.18) Ou ainda, φs = ∆t − ∆tmatriz ∆tf luido− ∆tmatriz (2.19) A partir da Equa¸c˜ao 2.18 e por raz˜ao inversa, obt´em-se:

1 Vp = φs Vf luido + (1 − φs) Vmatriz (2.20)

Onde Vp ´e a velocidade da onda sonora na rocha, Vf luido ´e a velocidade da onda no

fluido e Vmatriz a velocidade da onda na matriz rochosa. As equa¸c˜oes apresentadas acima

(40)

26

tempos de trˆansito e velocidade de ondas compressionais. A equa¸c˜ao de Wyllie, entretanto, calcula porosidades realistas apenas para rochas saturadas em ´agua (Sw = 1), com porosidade

intergranular, compactadas e isentas de argila (Vsh = 0). Na pr´atica, utiliza-se a equa¸c˜ao,

usando o ∆tf luido como o da ´agua, e numa fase posterior faz-se uma corre¸c˜ao por efeito de

hidrocarbonetos. A presen¸ca de argila pode ser retirada de forma an´aloga `aquela vista para outros perfis de porosidade:

φsc = φs− Vsh· φs,sh (2.21)

Neste caso, φs,sh ´e uma porosidade aparente dos folhelhos calculada a partir do

per-fil sˆonico para os folhelhos adjacentes. Outra corre¸c˜ao ´e a do efeito da n˜ao-compacta¸c˜ao. Quando o tempo de trˆansito sˆonico nos folhelhos adjacentes (∆tsh) forem maiores do que

100 µs/p´e, corrige-se com a equa¸c˜ao:

φcorrigido= φs·

100 c · ∆tsh

(2.22)

Onde φcorrigido´e a porosidade sˆonica corrigida pelo efeito de n˜ao-compacta¸c˜ao, ∆tsh ´e o

valor do tempo de trˆansito registrado nos folhelhos soto e sobrepostos, e c ´e uma constante emp´ırica que depende do ambiente e varia entre 0, 8 a 1, 2.

O perfil sˆonico ´e um perfil important´ıssimo, n˜ao s´o para o c´alculo de porosidades mas tamb´em pelo fato de que os dados s´ısmicos podem ser calibrados, permitindo inclusive a gera¸c˜ao de sismogramas sint´eticos. Estes, segundo Thomas (Org.) (2004) e Chagas et al. (2010), s˜ao obtidos usando-se um algoritmo pr´oprio, com finalidade de auxiliar na inter-preta¸c˜ao dos horizontes s´ısmicos, permitindo correlacionar esses horizontes com os n´ıveis estratigr´aficos atravessados pelo po¸co perfurado, al´em de propiciar a cria¸c˜ao de tabelas de convers˜ao tempo versus profundidade, fato que permite migrar toda uma interpreta¸c˜ao s´ısmica, que est´a no dom´ınio do tempo, para o dom´ınio do espa¸co (profundidade).

As ferramentas sˆonicas mais modernas registram ainda o tempo de trˆansito das on-das ac´usticas Rayleigh e Stoneley, com objetivo de obter informa¸c˜oes sobre propriedades mecˆanicas, fraturas e permeabilidade.

Devido ao seu valor, este trabalho visa a modelagem de perfis sˆonicos utilizando outros perfis de po¸cos. Num primeiro momento, testaremos a validade das equa¸c˜oes emp´ıricas da literatura especializada. No final, ser˜ao testados modelos de regress˜ao. Espera-se que a presen¸ca de um perfil sˆonico nos po¸cos que n˜ao disp˜oem deste perfil possa ajudar nas futuras interpreta¸c˜oes de dados geol´ogicos e geof´ısicos do campo de Bela Vista.

(41)

Modelagem Num´

erica dos Dados

´

E muito comum na ind´ustria do petr´oleo a utiliza¸c˜ao de m´etodos de regress˜ao para se estimar propriedades das rochas, a partir de propriedades petrof´ısicas (obtidas pela perfila-gem geof´ısica, por exemplo). Segundo Bucheb e Rodrigues (1997), como as ferramentas de perfilagem s˜ao projetadas para registrar varia¸c˜oes na porosidade, tipo de fluido e litologia, admite-se que qualquer curva de perfil pode ser considerada fun¸c˜ao de qualquer outra curva, medidas para os mesmos n´ıveis de profundidade. Assim, a an´alise de regress˜ao utiliza um conjunto de vari´aveis independentes e um modelo espec´ıfico para gerar um relacionamento entre estas vari´aveis e a vari´avel dependente. Neste caso, o perfil sˆonico ser´a gerado em fun¸c˜ao das outras curvas dos perfis.

Os modelos utilizados foram uni e multivari´aveis, de express˜ao linear e de potˆencia. Os coeficientes da regress˜ao podem ser calculados por m´etodos de minimiza¸c˜ao de erros, como o M´etodo dos M´ınimos Quadrados, enquanto a qualidade do resultado pode ser medida por m´etodos estat´ısticos, fechando o conjunto de procedimentos que possibilitam a modelagem de dados gerando as equa¸c˜oes para o perfil sˆonico.

Bastante comuns na ind´ustria s˜ao tamb´em as equa¸c˜oes emp´ıricas que descrevem relaci-onamentos entre propriedades f´ısicas das rochas. A Equa¸c˜ao de Wyllie et al. (1956), citada anteriormente, ´e o mais cl´assico exemplo: relaciona a velocidade das ondas compressionais (e, consequentemente, os tempos de trˆansito registrados no perfil sˆonico) com a porosidade da rocha. Embora a equa¸c˜ao proposta seja usada rotineiramente com poucas restri¸c˜oes, no trabalho original, Wyllie et al. (1956) fizeram diversas considera¸c˜oes acerca das condi¸c˜oes ambientais necess´arias `a validade da express˜ao obtida. Na se¸c˜ao destinada aos modelos emp´ıricos, a validade dessas express˜oes ser˜ao discutidas.

Para a modelagem dos dados sint´eticos, utilizou-se primeiramente o conjunto de perfis do po¸co 1-BLV-001-BA, dotado dos perfis GR, CAL, ILD, SFLA, DT, RHOB e NPHI. Este po¸co foi dividido em trˆes intervalos, de acordo com a forma¸c˜ao geol´ogica:

• Forma¸c˜ao Candeias / Membro Gomo - com o registro completo de todos os perfis entre as profundidades de 1200 a 1431 metros.

• Forma¸c˜ao Itaparica / Membro ´Agua Grande - com o registro completo de todos os 27

(42)

28

perfis entre as profundidades de 1448 a 1513 metros.

• Forma¸c˜ao Sergi - com o registro completo de todos os perfis entre as profundidades de 1513 a 1592 metros.

Esta divis˜ao foi baseada de acordo com o Relat´orio Geol´ogico do Po¸co, elaborado pela Petrobras. A faixa de profundidades de 1431 a 1448 metros n˜ao se faz presente porque segundo os relat´orios, ´e uma zona de falha correspondente ao Membro Tau´a, n˜ao tendo sido utilizada para a regress˜ao dos dados.

Os dados foram modelados utilizando-se os pacotes de software Microsoft Office Excelr, Originr e SPSS Statisticsr.

(43)

3.1

Modelagem Utilizando Equa¸

oes Emp´ıricas

As equa¸c˜oes emp´ıricas s˜ao baseadas em estudos espec´ıficos de relacionamento entre parˆametros petrof´ısicos, resultando em leis ou princ´ıpios que, dentro de condi¸c˜oes experi-mentais determinadas, expressem uma liga¸c˜ao entre as propriedades f´ısicas. Como exemplos neste trabalho, j´a foram citadas as equa¸c˜oes de Wyllie et al. (1956) e de Archie (1942). As equa¸c˜oes emp´ıricas podem muito bem lan¸car m˜ao de ferramentas estat´ısticas para o c´alculo de constantes e valida¸c˜ao da sua generalidade.

3.1.1 Equa¸c˜ao do Tempo M´edio de Wyllie Base Te´orica

Conforme descrito em Wyllie et al. (1956), medidas revelaram que uma rela¸c˜ao simples muitas vezes pode ser encontradas entre velocidade de ondas compressionais e porosidade nas rochas sedimentares sob certas condi¸c˜oes (que ser˜ao analisadas posteriormente).

As rela¸c˜oes foram aproximadas e deram origem `a Equa¸c˜ao de Wyllie: 1 Vp = φ Vf luido + (1 − φ) Vmatriz (3.1)

Onde Vp, Vf luido e Vmatriz representam, respectivamente, a velocidade da onda

com-pressional na rocha saturada, no fluido constituinte e na matriz mineral. φ ´e a porosidade efetiva.

Por relacionamento inverso, pode-se escrever a Equa¸c˜ao de Wyllie como:

∆t = φ · ∆tf luido+ (1 − φ) · ∆tmatriz (3.2)

Onde ∆t, ∆tf luidoe ∆tmatriz representam, respectivamente, o tempo de trˆansito da onda

sonora numa rocha saturada, no fluido e na matriz mineral.

Suposi¸c˜oes e Limita¸c˜oes

Segundo Mavko et al. (2009), a equa¸c˜ao de Wyllie et al. (1956) pode ser usada para os seguintes fins:

• Dada a porosidade, constitui¸c˜ao mineral e conhecimento do fluido dos poros, estimar a velocidade de ondas compressionais na rocha;

• Dada a velocidade da onda compressional e em cada elemento (matriz mineral e fluido), estimar a porosidade.

(44)

30

Algumas limita¸c˜oes foram feitas por Wyllie et al. (1956) para a validade da equa¸c˜ao: • A rocha ´e isotr´opica e de mineralogia relativamente uniforme;

• A rocha deve ser 100% saturada por ´agua;

• As amostras est˜ao sujeitas a uma alta press˜ao efetiva;

• A equa¸c˜ao n˜ao deve ser utilizada para relacionar velocidade e porosidade em rochas n˜ao-consolidadas;

• A equa¸c˜ao funciona melhor para porosidade prim´aria. Corre¸c˜oes devem ser feitas para porosidade secund´aria;

• A equa¸c˜ao foi feita com porosidades intermedi´arias. Para porosidade muito altas, deve-se buscar outros modelos.

Aplica¸c˜ao em dados reais

A partir da equa¸c˜ao 3.2, ´e poss´ıvel ent˜ao fazer a primeira modelagem de dados (figuras 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5 e 3.6), fazendo o caminho inverso da Equa¸c˜ao de Wyllie, ou seja, calcular o tempo de trˆansito ∆t a partir de valores de porosidade obtidos dos perfis RHOB e NPHI. Foram utilizados os valores de tempos de trˆansito e densidade como aqueles mais uti-lizados na ind´ustria, sabendo-se que se comete um erro pois a litologia n˜ao ´e constante. Os valores foram aqueles convencionais bibliogr´aficos: ∆tf luido = 189 µs/p´e e ∆tmatriz = 55, 5

µs/p´e, ρf = 1, 0 g/cm3 e ρm = 2, 65 g/cm3.

An´alise dos Resultados

De fato, observando as condi¸c˜oes impostas por Wyllie et al. (1956), era de se esperar certas limita¸c˜oes do m´etodo: a geologia de subsuperf´ıcie n˜ao ´e isotr´opica e as rochas n˜ao s˜ao 100% saturadas em ´agua (nem gostar´ıamos que fossem!). Algumas das condi¸c˜oes poss´ıveis de se fazer foram realizadas para este estudo: foram retirados os efeitos da argilosidade e foram utilizadas outras equa¸c˜oes para valores de porosidade muito altas.

Deve-se ter ainda em mente de que as curvas de porosidade utilizadas (RHOB e NPHI) s˜ao bastante sens´ıveis `a presen¸ca de porosidade secund´aria, enquanto o sˆonico n˜ao ´e. Al´em disso, os valores utilizados como tempo de trˆansito da matriz e do fluido s˜ao conven¸c˜oes cient´ıficas e n˜ao o valor retirado de amostras do po¸co.

A modelagem pela Equa¸c˜ao de Wyllie et al. (1956) mostrou-se mais efetiva (dados modelados mais pr´oximos dos dados obtidos pela ferramenta) na porosidade medida pelo

(45)

perfil neutrˆonico, e principalmente nas ´areas com menor valor de tempo de trˆansito (maior velocidade) e menor valor de argilosidade. Tendo em vista os valores de R2, a melhor

correla¸c˜ao entre o perfil sˆonico e o neutrˆonico, em detrimento do perfil de densidade, j´a era esperado em virtude do princ´ıpio de funcionamento dos perfis serem semelhantes em rela¸c˜ao a Vsh e presen¸ca de fluido.

Outro fator que deve ser levado sempre em considera¸c˜ao ´e que as ferramentas dos perfis sˆonico e neutrˆonico s˜ao do tipo mandril, enquanto que a ferramenta do perfil de densidade ´e do tipo sapata. Isso explica o fato de a curva calculada pela porosidade de densidade sempre se afastar das demais no caso em que o c´aliper encontra-se inst´avel, uma vez que neste caso a sapata sofre os efeitos da rugosidade do po¸co.

Deve-se lembrar que os c´alculos de porosidades s˜ao feitos admitindo-se o fluido como ´

agua. Onde quer que haja hidrocarbonetos, comete-se um erro neste c´alculo, afastando o intervalo de sua porosidade real, e modelando um tempo de trˆansito distorcido da realidade. Foi plotado ainda o gr´afico “Perfil Sˆonico Sint´etico (Wyllie NPHI) versus Perfil Sˆonico Original”(figura 3.7), mostrando em terceira dimens˜ao as curvas de n´ıvel referentes ao perfil de raios gama, com objetivo de facilitar a descriminaliza¸c˜ao da litologia.

Referências

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