Rochas

Para entender o que é uma rocha, temos antes que definir mineral. Mineral é uma substância química natural, sólida,inorgânica e homogênea, que possuiu composição química definida e estrutura atômica característica.

Ele é caracterizado por apresentar um arranjo atômico com uma unidade química básica, denominada célula unitária, que se repete organizada e tridimensionalmente (rede cristalográfica) pela extensão do mineral a que e reflete, frequentemente, em sua superfície externa com formas geométricas e faces caracterizadas com um cristal.

Exemplos de minerais: Feldspato, a mica, o quartzo, a grafite e o diamante.

Após essas definição, podemos dizer que rocha é um corpo sólido natural, resultante de um processo geológico determinado, formado por agregados de um ou mais minerais, arranjados segundo as condições de temperatura e pressão existentes durante sua formação, constituindo parte da crosta terrestre. Em outras palavras : "rocha é um sólido consolidado, formado por um ou vários minerais".

As rochas podem ser classificadas em três grandes grupos: Rocha Ígnea ou Magmáticas, Rochas Metamórficas e Rochas Sedimentares.

1) Rocha Ígneas ou Magmáticas : São aquelas resultantes da consolidação do magma.

Ex: Granitos e Basaltos.

2) Rocha Metamórficas : Resultam da transformação de rochas preexistentes sob novas condições de temperatura e pressão.

Ex: Mármore e Gnaisses.

3) Rocha Sedimentares: Resultam da deposição de detritos de outras rochas ( magmáticas, metamórficas ou sedimentares) ou do acúmulo de detritos orgânicos ou, ainda, de precipitação química.

Ex: Arenitos, Calcáreos e Folhelhos.

Rochas Sedimentares

De acordo com sua origem, as rochas sedimentares podem ser classificadas em Clásticas ( ou Detríticas). Químicas e Orgânicas. As rochas clásticas são oriundas da desagregação de rochas preexistentes. Já as químicas são formadas pela precipitação química de sais dissolvidos nas águas dos rios, lagos e mares. E, por último, as orgânicas, que se originam da acumulação de substâncias orgânicas animais ou vegetais.

Uma das características mais importantes das rochas sedimentares é sua formação em camadas, denominada estratificação. Cada uma dessas camadas possui características específicas, que refletem as condições predominantes de quando as rochas foram originalmente depositadas.

Com base na classificação das rochas sedimentares, vamos agora analisar os principais tipos de rochas encontrados durante a perfuração de poços de petróleo e como elas podem influencias no processo de perfuração.

A) Rochas Sedimentares Clásticas

O ciclo das formação das rochas sedimentares clásticas, também chamadas detríticas, é constituído pelas seguintes etapas: intemperismo, erosão, transporte, deposição, litificação e a partir daí inicia-se um novo intemperismo, conforme descrito a seguir.

O intemperismo é o conjunto de transformações de origem física (desegregação) ou química (decomposição) de qualquer rocha próxima à superfície, seja ela magmática, metamórfica ou sedimentar. Sua ação é controlada por diversos fatores, tais como a variação sazonal das chuvas, da temperatura e do relevo. A erosão atua retirando fragmentos da rocha matriz e levando-os para regiões mais baixas por meio de agentes transportadores, tais como águas correntes, chuvas, vento, geleiras e mar. As regiões onde esse material sedimentar é depositado formam as chamadas Bacias Sedimentares.

Uma vez depositado, o material o material sedimentar passa a responder às condições de um novo ambiente. Diagênese é o nome dado ao conjunto de transformações físico-químicas que ocorrem nos sedimentos após a deposição. O processo termina na transformação do depósito sedimentar ( material friável e incosolidado) em rocha maciça, a chamada Litificação. Os processos diagenéticos mais comum que levam à litificação de sedimentos são a compactação, cimentação e cristalização.

A classificação dos sedimentos clásticos, e das rochas derivadas deles, podem ser feita pelo tamanho dos grãos; Desta forma, na tabela abaixo podemos ver a escala de classificação granulométrica dos sedimentos clásticos , sendo esses explicados a seguir.

Classificação Granulométrica dos Sedimentos Detríticos

1. Argila

A argila é constituída essencialmente por um grupo de minerais que recebe o nome de argilominerais. Quimicamente os argilominerais são formados por silicatos hidratados de alumínio ou magnésio, podendo conter também outro elementos como ferro, potássio e lítio. Eles são classificados em grupos com base nas semelhanças em composição química e na estrutura cristalina. Dentre os vários argilos minerais, os mais comumente encontrados são: ilita, clorita, montmorolonita e caolinita.

Como exemplos de rochas da classe argila temos os folhelhos e os argilitos.

Folhelhos é o termo utilizado para nomear algumas rochas formadas por sedimentos argilosos com ótima estratificação. Apresenta formato de lâminas finas, paralelas e com tendência esfoliável, especialmente quando exposto a alta compactação e pressões.

Argilitos são rochas formadas por argilas moles, muitas vezes encontrados nas seções mais superiores dos poços e geralmente fáceis de ser perfurados, a não ser pela afinidade com a água. De um modo geral, eles tendem a absorver água, hidratando e, consequentemente, expandido as argilas, causando a redução de diâmetro do poço, aumentando o torque na coluna de perfuração e algumas vezes gerando instabilidade das paredes do poço. Outro problema associado a essas formações é o enceramento da broca de perfuração. Note que se trata de uma rocha de composição semelhante à do folhelho, mas desprovida de sua laminação, apresentando um aspecto mais maciço.

2. Silte

A fração silte é composta por fragmentos de mineral ou de rochas menores do que areia fina e maior do que argila, cujos grãos variam de 0,004 mm, a 0,06 mm. O tamanho de suas partículas é geralmente resultado de uma abrasão extrema, e desta forma seus minerais são: quartzo, feldspato, micas, minerais pesados, minérios de ferro e fosfatos. Como depósito sedimentar, corresponde a um material muito fino e friável, e que à medida que se combina com argila, nos sedimentos síltico-argilosos, torna-se mais coeso e plástico.

3. Areia

Areias são de grande importância econômica , pois possuem muitas vezes grande extensão lateral, além de serem frequentemente porosas e permeáveis. Isto satisfaz as três necessidades básicas para a formação de aquíferos e reservatórios de hidrocarbonetos.

O tipo de rocha formada formada pela fração de areia é o arenito, correspondendo à areia litificada. Os arenitos mais comuns são: arenito quartzoso, arenito arcosiano, arenito lítico e grauvaca, sendo o primeiro mais abundante.

Exemplo de Arenito Quartzoso

4. Cascalho

Os cascalhos são fragmentos de rochas e/ou minerais mais grossos do que a areia. Sua rocha deve conter mais de 25% de seus componentes com diâmetro maior que 2 mm, podendo chegar até a tamanhos métricos.

O formato dos fragmentos de cascalho é muito importante. Fragmentos de rochas arredondados, que sofreram abrasão física, são chamados de conglomerados. Já os angulares, imaturos físicas e quimicamente, são chamados de brechas.

Exemplo de Conglomerado

B) Rochas Sedimentares de Origem Química

As rochas sedimentares de origem química ( ou autigênica) formam-se a partir de soluções químicas, que se depositam por evaporação, precipitação, condições de temperatura, pH, etc. Estes sedimentos são formados em áreas que se encontram protegidas da influência continental, como regiões de águas rasas e quentes.

São fundamentalmente diferentes das rochas formadas por sedimentos clásticos. Enquanto a mineralogia deste últimos é controlada pela área fonte dos sedimentos, o controle da mineralogia e do tipo de sedimento das rochas de origem química é efetuado pelo ambiente deposicional dentro da bacia. Este fato faz com que as rochas de origem química possuam grande afinidade com rochas de origem orgânica.

As rochas sedimentares de origem química podem ser Carbonáticas, Silicosas, Salinas (Evaporitos) e Ferruginosas. Serão abordadas aqui as rochas carbonáticas e os evaporitos.

1. Rocha Carbonáticas ( Carbonatos)

As rochas carbonáticas de origem químicas são formadas pela precipitação de carbonato de cálcio ou magnésio. Os principais exemplos de rochas carbonáticas são os calcários e os dolomitos. Eles são compostos por mais de 50 % de minerais carbonáticos, sendo estes a calcita, carbonato de cálcio que compõe o calcário, e a dolomita, carbonato de cálcio e magnésio que compõe o dolomito. Em geral, eles possuem cerca de 80% a 100% destes minerais. Vale ressaltar que os carbonatos também podem ter origem orgânicas.

Os calcários, quando de origem química, são formados por processos químicos em ambiente marinhos e de água rasas. A marga é um exemplo de calcário argiloso que possui porcentagem de argila superior a 50%. São moles de perfurar, podendo encerar a broca facilmente.

Exemplos de Calcário (esquerda) e de Marga (direita)

2. Evaporitos

São sedimentos que incluem sais minerais, tais como a anidrita, halita, silvinita, taquidrita e carnalita. São depósitos salinos formados pela precipitação e cristalização de sais a partir de salmouras (águas com grande concentração de sal em virtude dos processos de evaporação) ou soluções concentradas por evaporação em ambientes salinos ( mares e lagos salgados) e em regiões áridas.

Os evaporitos são importantes depósitos de minerais, ocorrendo, algumas vezes, em grossas e relativamente puras (um único mineral) camadas. Possuem também um importante papel na geologia do petróleo , sendo ótimas rochas capeadoras para reservatório tanto de óleo quanto de gás. Por serem muito plásticos, permitem que grossas camadas de sal se deformem, produzindo domos salinos. Esse movimento do sal, conhecidos por diapirismo, geram frequentemente trapas, o que possibilita o acúmulo de hidrocarbonetos. A expressão pré-sal, muito utilizada atualmente, refere às rochas que formam reservatórios abaixo da camada de sal, indicando que foram constituídas antes do sal ao longo do tempo geológico.

Referências: Decifrando a terra e Projetos de Poços de Petróleo - Geopressões e Assentamento de Colunas de Revestimentos