PET 001 - Formação do petróleo

Existem muitas teorias acerca da origem do petróleo. Elas podem ser divididas em:

• Teoria abiótica – que supõe que o petróleo seja formado a partir de materiais inorgânicos existentes na crosta terrestre e
• Teoria biótica – que propõe que o petróleo seja o resultado da decomposição de seres vivos.

A teoria abiótica encontra mais simpatizantes no leste Europeu, particularmente na Rússia e na Ucrânia, e a teoria biótica é preferida no mundo ocidental. As teorias abióticas vão desde a origem cósmica que admite que o petróleo formou-se junto com o planeta até as teorias que ele é formado pela reação de carbetos metálicos, principalmente carbeto de ferro, existentes na crosta terrestre.

A presença de porfirinas e a ocorrência de atividade ótica em alguns petróleos apontam para uma origem biótica. As porfirinas são substâncias orgânicas muito estáveis, que fazem parte da estrutura química das hemoglobinas, mioglobinas, clorofilas e citocromos, cuja presença no petróleo é muito difícil de ser explicada por teorias exclusivamente abióticas. A atividade ótica, por outro lado, revela a predominância de um dos compostos quirais, o que também só pode ser explicada por teorias biológicas, uma vez que as vias inorgânicas resultam, invariavelmente, em compostos racêmicos, sem atividade ótica. Outro argumento em favor da origem biológica vem do uniformitarianismo, teoria que afirma que os fenômenos geológicos ainda ocorrem da mesma forma como ocorreram no passado. Assim, as teorias sobre a formação do petróleo devem envolver etapas que ainda estão ocorrendo e que podem ser observadas hoje em dia.

Segundo a teoria biótica mais aceita, a primeira etapa na formação do petróleo consiste na deposição de organismos vivos, juntamente com partículas de areias e argilas, no fundo de lagos e mares costeiros. Os organismos vivos depositados podem ser plânctons, algas lacustres e marinhas, fragmentos de animais terrestres e aquáticos, microrganismos, polens e esporos. Disto resulta a formação de uma camada de lodo orgânico denominado sapropel. Sapropel é um termo de origem grega que significa lodo fétido.

Na segunda etapa, o sapropel sofre ação microbiana anaeróbia com formação intensa de gases e de substâncias solúveis na água. O processo continua até a formação de uma camada orgânica estável. O gás liberado nesta etapa, constituído principalmente por metano, mas também por gás sulfídrico e amônia, é denominado gás biogênico. Ele normalmente borbulha e se perde na atmosfera, raramente pode se acumular. O maior depósito de gás do mundo, localizado na Sibéria, é formado por gás biogênico retido por um solo permanentemente congelado.

O resultado desta decomposição é a formação de uma camada orgânica estável (areia + argila + material orgânico) conhecida como folhelho, que vai sendo soterrada por sucessivos sedimentos. A matéria orgânica contida no folhelho é conhecida como querogênio. Para a formação do petróleo o teor de querogênio no folhelho deve superar 4%.

Num processo que dura milhões de anos, o folhelho vai sendo soterrado atingindo profundidades cada vez maiores até alcançar a chamada janela de formação do petróleo. Esta janela é atingida quando a temperatura alcança cerca de 60ºC e vai até em torno de 150ºC. Considerando o gradiente geotérmico médio de 1ºC a cada 30 metros e uma temperatura ambiente de 20ºC, esta janela corresponde a profundidades entre 1200m e 3900m. Obviamente, os limites desta janela dependem do gradiente geotérmico que é bastante variável e está associado à atividade geotérmica da área, variando entre um máximo de 1ºC para cada 10m e um mínimo de 1ºC para cada 80m.

Na janela de formação, a matéria orgânica é lentamente liquefeita, num processo provavelmente catalisado por argilas, transformando-se em petróleo. O óleo formado nas temperaturas menores desta janela resulta em petróleos imaturos e pesados e os formados nas temperaturas maiores em petróleos maduros e leves. Abaixo da janela de formação, onde a temperatura supera 150ºC, o querogênio é gaseificado transformando-se totalmente em gás natural.

Como o petróleo quase nunca é encontrado nas rochas formadoras, admite-se que, durante a liquefação, a matéria orgânica sofra expansão produzindo micro-fraturas na rocha. Através destas, num processo ainda não completamente esclarecido, mas que se supõe ser predominantemente difusivo, o petróleo migra para uma rocha porosa vizinha. Esta migração é conhecida como migração primária.

Uma vez na rocha porosa, o petróleo segue o movimento geral das águas migrando para longe da rocha formadora. Esta migração, que obedece às leis do escoamento de fluídos em meios porosos, é conhecida como migração secundária. Neste movimento o petróleo pode acabar aflorando, formando, por evaporação, os chamados lagos de asfalto. Uma pequena porção do petróleo, contudo, encontra, no caminho, uma armadilha geológica ou trapa. A trapa é uma formação geológica favorável ao acumulo e armazenamento do petróleo. Ela é composta por uma rocha armazenadora que deve ser porosa e permeável, usualmente um arenito ou um calcário. Ela deve ser encimada por uma rocha selante cuja característica principal é a baixa permeabilidade. Duas classes de rochas são selantes por excelência : os folhelhos (rochas argilosas laminadas) e os "evaporitos" (sal). Outros tipos de rochas também podem funcionar como tal, como por exemplo, rochas carbonáticas, rochas ígneas, etc. A eficiência selante de uma rocha não depende só de sua espessura, mas também de sua extensão. Na trapa, o petróleo permanece até ser encontrado pelo homem. Estima-se que menos de 10% do petróleo produzido na rocha formadora encontre uma trapa.

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