Atelier1

Neste atelier trataremos sobretudo da preparação à interpretação das novas linhas sísmicas, tiradas recentemente pela Sonangol, do onshore da bacia do Kwanza, onde, praticamente, nenhum outro trabalho de pesquisa petrolífera foi feito desde 1972. Isto quer dizer, que as linhas sísmicas utilizadas pela Petrangol (Petrofina) e Total CAP (Compagnie Française des Pétroles, que hoje se chama Total), as únicas companhias petrolíferas que até hoje trabalharam neste onshore, eram linhas sísmicas não migradas e difíceis de interpretar, como ilustrado na figura seguinte (Campo Petrolífero de Quenguela).

Esta tentativa de interpretação geológica de uma linha sísmica do onshore de Angola (bacia do Kwanza), tirada nos anos sessenta (linha sísmica não migrada), é aproximadamente a mesma que a proposta pelos geocientistas da Petrangol (antiga filial da Petrofina), antes da descoberta do campo petrolífero de Quenguela Norte. Como se pode constatar, os geocientistas encarregados da interpretação geológica tentaram unicamente seguir em continuidade os reflectores sísmicos afim de pôr em evidência estruturas antiformes capáveis de armadilhar hidrocarbonetos. Nos anos 60, os geocientistas da Petrangol, que trabalhavam no onshore da bacia do Kwanza, avançaram a hipótese que certas estruturas e variações de espessura de determinados intervalos sedimentares, observados no campo e nas linhas sísmicas, podiam ser explicadas, unicamente, pela fluagem ou escoamento lateral e vertical do horizonte salífero, reconhecido em vários poços de pesquisa. As variações de espessura dos horizontes suprasalíferos tinham já sido descritas pelos geocientistas da companhia Sinclair, que trabalharam na bacia do Kwanza entre 1904 e 1922. Brognon e Verrier (1966) e, mais tarde, Masson (1972), explicaram a estrutura ilustrada nesta tentativa de interpretação (estrutura de Quenguela Norte) por um alongamento mínimo (ausência de um regímen tectónico) e uma redução (escoamento) máximo do sal. Nos anos 90, Duval, Cramez e Jackson (1992), tendo em linha de conta o importante encurtamento (compressão) dos sedimentos observado nas linhas sísmicas do offshore profundo, proposeram um modelo, completamente, diferente, baseado num alongamento máximo e uma redução mínima do sal. Localmente, ou seja, fora do contexto geológico regional, pode dizer-se que : (i) A estrutura antiforma de Quenguela ; (ii) As variações de espessura dos sedimentos do Miocénico e (iii) A ausência de sedimentos do Cretácico no núcleo (parte interna) da antiforma, podem ser explicadas pelos dois modelos. Todavia, tendo em linha de conta o contexto geológico regional, as estruturas compressivas observadas nas partes profundas do offshore são, sem dúvida, a contrapartida do alongamento dos sedimentos observado nas parte internas e proximais do offshore do Kwanza. Em outros termos, o modelo proposto pelos geocientistas da Petrangol é refutado pela presença de uma cintura dobrada no offshore profundo.

Antes de iniciarmos este atelier é bom lembrar uma das principais mensagens de Sir K. Popper (1963) no que diz respeito às Ciências Naturais :

"O principal equívoco relativamente às Ciências Naturais é a crença de que a Ciência - ou o Geocientista - parte da observação e recolha de dados ou factos ou medidas e daí prossegue para os ligar e relacionar entre si e assim chega - de algum modo - a Generalizações e Teorias. "

O trabalho do cientista, e particularmente do geocientista encarregado das tentativas de interpretação geológicas das linhas sísmicas, não começa com a recolha de dados. Ele não começa com o ponteado de horizontes sísmicos, mas com a formulação de um problema científico significativo que ele deve tentar resolver, o que é muito mais interessante do que uma simples recolha ou colecção de observações. Para aqueles que ainda pensam que a Observação precede os Problemas, K. Popper, nas suas conferências e cursos fazia uma experiência muito significativa :

"Vou pedir-vos que observem, aqui e agora. Espero que todos estejam a cooperar e observar ! Receio contudo, que alguns de vocês, em vez de estarem a observar, sintam uma enorme vontade de perguntar : O que quer que eu observe? "

Nesta visão popperiana do método científico, o problema precede as observações, o que quer dizer que as linhas sísmicas são tiradas não para que o geocientistas descubra qual é o problema científico que tem que resolver, mas para testar ou criticar as conjecturas e hipóteses que ele avançou para tentar resolver o problema. Esta visão do método científico pode resumir-se por quatro palavras (K. Popper (1963, 1964) :

(i) Problema - selecção de um problema científico ;

(ii) Hipótese - solução tentativa para resolver o problema ;

(iii) Crítica ou Teste - discussão crítica da hipótese ou hipóteses avançadas, o que permite aumentar o conhecimento pela eliminação de alguns erros e assim compreender o problema ;

(iv) Novos problemas - A discussão crítica mesmo das melhores hipóteses revela sempre novos problemas.

O problema científico mais frequente para os geocientistas que trabalham na pesquisa petrolífera e, em particular, para aqueles que estão encarregados das tentativas de interpretação geológica das linhas sísmicas é evidentemente :

Qual é ou quais são os sistemas petrolíferos mais prováveis nesta bacia sedimentar?

Teoricamente, a melhor maneira de resolver o problema da presença ou não de um sistema petrolífero numa determinada bacia sedimentar (lato sensu, como por exemplo, Bacia Norte de Sumatra, ou Bacia de Campos) é, sem dúvida, a abordagem científica PHT, ou seja, Problema - Hipótese -Teste, que (tendo em conta o conhecimento geológico actual), se pode resolver por várias etapas. Nesta abordagem, cada etapa corresponde, sempre, à resolução de uma problema geológico, avançando, tentativamente, uma hipótese ou conjectura, a qual é submetida a um teste de refutação, que muitas vezes, cria um novo problema, isto é, uma nova etapa e assim por diante :

1) Qual é a idade da "bacia" ?

É ela Paleozóica ou Mesozóica? A resposta a este problema é importante, uma vez que o subsistema gerador petrolífero, ou seja, as rochas-mãe potenciais e sobretudo as rochas-mãe marinhas serão muito diferentes, embora a maneira de as identificar nas linhas sísmicas seja a mesma (realçar a superfície de base das progradações principais do ciclo de invasão continental considerado). No primeiro caso, o subsistema petrolífero gerador é a procurar no ciclo estratigráfico de invasão continental pós-Rodínia (supercontinente do Precâmbrico), enquanto que no segundo caso, ele é a procurar no ciclo de invasão continental pós-Pangeia. Se a hipótese mais provável (menos refutável) é que a " bacia" é de idade Mesozóica , ela põe um novo problema (2).

2) Quantas Bacias Sedimentares da classificação de Bally e Snelson existem nesta "bacia" ?

Corresponde a "bacia" (lato sensum) em causa a uma simples e única bacia sedimentar ou a uma sobreposição de bacias sedimentares? A resposta a esta questão é muito importante, uma vez que no segundo caso, o subsistema petrolífero gerador e o sistema armadilha-reservatório podem estar em diferentes bacias, o que põem problemas adicionais. Suponhamos que a resposta a esta questão é : a "bacia" corresponde a uma sobreposição de diferentes tipos de bacias sedimentares. Esta resposta suscita um novo problema (3).

3) Que tipo de subsidência induziu cada bacia sedimentares?

Esta questão pode ser posta, para cada bacia sedimentar, de outra maneira :

Está ela associada à formação de uma megasutura ou a formação de crosta oceânica ?

A resposta é essencial, uma vez que se a bacia está associada à formação de uma megasutura (por exemplo, bacia interna arco, bacia externa ao arco, antefossa, cintura dobrada, bacia pannónica ou bacia mediterrânica), as armadilhas mais prováveis serão estruturais (com fecho próprio). Se a bacia está associada à formação de nova crusta oceânica (por exemplo, bacia de tipo-rifte, bacia cratónica ou margem divergente), as armadilhas mais prováveis serão por alongamento dos sedimentos (não estruturais, morfológicas por justaposição e estratigráficas).

Suponhamos, sempre a título de exemplo, que a hipótese mais difícil de refutar é : a "bacia" em causa corresponde à sobreposição de duas bacias sedimentares associadas com a formação de crosta oceânica :

(i) Uma bacia de tipo-rifte de idade Jurássico Tardio / Cretácico Inicial, criada por uma subsidência diferencial, subjacente a

(ii) Uma margem divergente do tipo-Atlântico, de idade Meso-Cenozóico.

Esta hipótese cria dois novos problemas (4) e (5).

4) Qual é o potencial petrolífero da bacia de tipo-rifte?

O potencial petrolífero de uma bacia sedimentar determina-se pela presença e qualidade dos principais parâmetros petrolíferos, ou seja, principalmente, da rocha-mãe, rocha-reservatório e armadilha. O parâmetro rocha-mãe é assassínio. Se numa bacia não existe uma rocha-mãe, o estudo dos outros parâmetros (que existem, praticamente, sempre) é irrelevante. A probabilidade de existência um sistema petrolífero é o produto da probabilidade existência dos diferentes parâmetros. Se a probabilidade de uma parâmetro é 0 (zero) a probabilidade do sistema será 0 (zero).

Hoje em dia, sobre esta questão, o conhecimento geológico (hipóteses à priori) diz que :

- Uma bacia de tipo-rifte corresponde ao alongamento (extensão) da litosfera de um supercontinente, que no nosso caso é a Pangeia, uma vez a idade da bacia de tipo-rifte é Jurássico Tardio / Cretácico Inicial.

- Ela é limitada por duas discordâncias. Na base, a discordância antérriftização (anterior ao alargamento induzido por uma subsidência diferencial). No topo a discordância de ruptura da litosfera do supercontinente, que marca o fim do alongamento e o inicio do afundamento induzido por uma subsidência térmica (margem divergente).

- A geometria das bacias de tipo-rifte é, geralmente, a de um hemigrabem e a configuração interna dos sedimentos que a preenchem é, globalmente, divergente.

- Os sedimentos espessam-se contra a falha normal de bordadura, a qual, geralmente, inclina em sentido oposto ao espessamento da litosfera.

- O preenchimento é, geralmente, sintectónico e não marinho. Há casos em que o material vulcânico é preponderante e outros em que a parte superior da bacia é marinha.

- Na maioria das bacias, de baixo para cima, se reconhece uma trilogia típica de fácies (litologias) :

(i) Areias e arenitos fluviais ;

(ii) Argilas lacustres, por vezes ricas em matéria orgânica ;

(iii) Arenitos de leque aluvial,

o que quer dizer que há rochas-mãe e rochas-reservatório potenciais, embora, em certos casos, o fácies do preenchimento seja muito uniforme e muito arenoso.

- Se a configuração interna do intervalo argiloso intermediário é divergente em direcção da falha de bordadura, possivelmente, as argilas não são ricas em matéria orgânica e não podem ser consideradas com rochas-mãe potenciais. Ao contrário, se a configuração interna é paralela, a probabilidade que elas sejam ricas em matéria orgânica é significativa e elas podem ser consideradas como rochas-mães potenciais. A primeira hipótese é plausível quando a taxa de alongamento é compensada pelo acarreio terrigeno ou seja quando não há formação de uma lâmina de água, quer isto dizer, quando não há formação de um lago. A segunda hipótese é verosímil quando a taxa de alongamento (extensão) não é compensada pelo acarreio terrigeno, o que cria, necessariamente, um lago com uma altura de água suficiente para que a matéria orgânica se desenvolva e possa ser preservada quando morta uma vez que que caí no fundo do lago..

- Rochas-reservatório são possíveis quer nos arenitos de leque aluvial quer nas areias fluviais. Contudo, é necessário ter em linha de conta a configuração interna desses intervalo. Se a configuração interna é divergente, em direcção da falha de bordadura, a espessura e as qualidades petrofísicas das rochas-reservatório podem ser apropriadas onde a subsidência foi mais importante (perto da falha). As rochas-reservatório acunham-se e desaparecer costa-acima ("updip" em inglês) o que pode formar armadilhas estratigráficas interessantes.

- Se não houver um regime tectónico compressivo tardio que reactive as antigas falhas normais em falhas inversas (o que é raro numa margem divergente do tipo-Atlântico, mas muito comum nas margem divergente do tipo não-Atlântico), a probabilidade de formação de armadilhas estruturais numa bacia de tipo-rifte é praticamente inexistente. Unicamente armadilhas não estruturais, ou seja, as estratigráficas e morfológicas, en particular, as morfológicas por justaposição (chamadas por muitos geocientistas, de maneira errada, armadilhas contra falha) são possíveis. Uma falha nunca fecha uma rocha-reservatório. O que faz o encerramento (lateral) da rocha-reservatório é quer uma rocha-de-cobertura do outro lado da falha justaposta à rocha-reservatório quer uma argila de falha quando presente (entre os dois blocos falhados).

5) Qual é o potencial petrolíferos da margem divergente do tipo-Atlântico ?

Da mesma maneira que em 4), sobre esta questão, o conhecimento geológico (hipóteses à priori) diz que :

- Quando a litosfera adelgaçada do supercontinente se rompeu, devido a injecção de material do manto terrestre, duas placas litosféricas se individualizaram de cada lado da zona de ruptura.

- A litosfera não pode mais alongar-se por falhas normais. A formação e desenvolvimento das bacias de tipo-rifte terminou. Uma superfície de erosão (discordância de ruptura) separa as bacias de tipo-rifte da margem divergente sobrejacente.

- A litosfera começa a alastrar-se, de cada lado da zona de ruptura, devido ao depósito de derrames de lavas expelidos pelos centros de expansão subaérios (ou de alastramento) localizados ao longo da zona de fractura. Estes escoamentos de lava (por definição subaérios, uma vez que a lava não pode escoar-se debaixo de água) são conhecidos, principalmente, por sondagem em todos as margens do Atlântico Norte e Sul, excepto na margem da Galícia e, possivelmente, também, na margem Oeste de Portugal.

- A medida que os derrames de lava se depositam, entre os centros de alastramento subaérios e a crosta continental formam-se pequenos mares epicontinentais ou grandes lagos nos quais se depositam rochas-reservatório potenciais (arenitos, calcários lacustres ou calcários de água pouco profunda) assim como rochas-mães potencias (argilas lacustres). Estes sedimentos que, localmente podem, atingir espessuras consideráveis (depocentros) são, muitas vezes, cobertos por uma espessa camada de sal rico em potássio, o que sugere, fortemente; que as salmouras foram enriquecidas hidrotermalmente por uma reacção entre a água e o material vulcânico subjacente.

- Desde que a sobrecarga dos sucessivos derrames de lava submergiu os centros de alastramento, o nível do mar subiu e invadiu as margens divergentes de cada lado da zona de ruptura. A formação de crosta oceânica começa desde que o material vulcânico expelido pelos centros de alastramento (complexo filoniano) é gelado em lavas de travesseiro, que formam a camada superior da crosta oceânica. Cada injecção de um dique (nos diques anteriores), ao longo da zona de fractura, actua como alimentador da sequência de sobreposição de rochas extrusivas e representa um incremento da expansão dos fundos oceânicos. Este alastramento e a formação de montanhas oceânicas (cristas oceânicas) diminui o volume das bacias oceânicas, o que, para uma quantidade de água, sob todas as suas formas, constante desde a formação da Terra (conjectura geológica que nunca ou ainda não foi refutada) provoca uma subida eustática.

- Esta subida eustática, que atingiu o seu acme no Cenomaniano - Turoniano (SBP. 91,5 Ma) para, em seguida, descer até hoje, forma o segundo o ciclo eustático de 1a ordem do Fanerozóico. Durante este ciclo eustático depositou-se o ciclo estratigráfico de invasão continental pós-Pangeia (Meso-Cenozóico) que está representado na nossa "bacia" pela margem divergente de tipo-Atlântico.

- Teoricamente numa margem divergente deve reconhecer-se, à base, uma fase transgressiva de geometria retrogradante, durante a qual os sedimentos são cada vez mais marinhos e carbonatados, que formam, pouco a pouco, uma plataforma continental. A plataforma atinge o máximo de extensão ao Cenomaniano-Turoniano, quando a ruptura continental está mais afastada da ruptura costeira da inclinação da superfície de deposição (mais ou menos equivalente à linha da costa).

- A partir do Cenomaniano - Turoniano o nível eustático começa a descer (o volume das bacias oceânicas aumenta devido à subducção da crosta oceânica ao longo das zonas de subducção de Benioff), o que permite o depósito da fase regressiva do ciclo de invasão continental. A geometria desta fase é progradante. A profundidade de água de deposição diminui, progressivamente, a medida que as dimensões da plataforma continental diminuem. Ao mesmo tempo, a ruptura costeira da inclinação da superfície de deposição aproxima-se, pouco a pouco, da ruptura continental até que a margem deixou de ter plataforma continental.

- Importantes eventos geológicos globais ocorreram durante esta fase, em particular, a formação da calote glaciária da Antárctica, que provocou uma descida eustática importante, que é responsável da discordância SB. 30 Ma, que marca, mais ou menos, o início do Oligocénico.

- As rochas-mãe marinhas potenciais (o termo rocha-mãe implica que a sua matéria orgânica esteja matura) estão, evidentemente associadas com a superfície de base das progradações, SBP. 91.5 Ma, que separa a fase transgressiva da regressiva. Rochas-mãe marinhas secundárias são possíveis mas o seu valor petrolífero é insignificante (excepto para as argilas do Kimmeridgiano, no Mar do Norte).

- Rochas-reservatório existem quer na fase transgressiva quer na fase regressiva. Na fase transgressiva as rochas-reservatório carbonatadas são largamente preponderantes, enquanto que na fase regressiva as rochas-reservatório são principal associadas aos sistemas turbidíticos.

- No que diz respeito as armadilhas potenciais, as armadilhas por justaposição são preponderantes na fase transgressiva enquanto que na fase regressivas as armadilhas estratigráficas (turbiditos) e morfológicas por justaposição são as mais frequentes. Praticamente, não existem armadilhas estruturais com valor económico.

- Nas margens em que depositou um importante horizonte salífero, a halocinese produz uma grande quantidade de armadilhas, mas a grande maioria são não-estruturais, uma vez que a halocinese alonga sempre os sedimentos suprassalífero. As excepções são raras.

Tendo em linha de conta todas estas conjecturas, um novo problema deve ser resolvido (6).

6) Quais são os sistemas petrolíferos potenciais da "bacia" ?

Sintetizando pode dizer-se, que tendo em conta o conhecimento geológico (hipóteses à priori) os sistemas petrolíferos mais prováveis são :

a) Rocha-mãe, argilas lacustres da bacia de tipo rifte ;

Rocha-reservatório, arenitos ou areias da bacia de tipo-rifte ;

b) Rocha-mãe, argilas lacustres da bacia de tipo rifte ;

Rocha-reservatório, carbonatos da fase trangressiva da margem ;

c) Rocha-mãe, argilas lacustres da bacia de tipo rifte ;

Rocha-reservatório, arenitos infrasalíferos da base da margem ;

d) Rocha-mãe, argilas lacustres (infrasalíferas) da base da margem ;

Rocha-reservatório, arenitos/calcários (infrassal) da base da margem ;

e) Rocha-mãe, argilas lacustres (infrasalíferas) da base da margem ;

Rocha-reservatório, calcários da fase transgressiva da margem ;

f) Rocha-mãe, argilas marinhas (SBP 91.5 Ma) ;

Rocha-reservatório, calcários da fase transgressiva da margem ;

g) Rocha-mãe, argilas marinhas (SBP 91.5 Ma) ;

Rocha-reservatório - Turbiditos da fase regressiva da margem ;

Finalmente, todas estas hipóteses e conjecturas tem que ser testadas, isto é,seja, criticadas por observações com o objectivo de as falsificar e não de as corroborar, o que cria um novo problema (7).

7) Como testar as hipóteses e conjecturas precedentes?

Se a "bacia" não está coberta por uma densa vegetação ou por espessos aluviões, a melhor maneiras de testar as hipóteses e conjecturas avançadas anteriormente, é de fazer ou de bem interpretar a carta geológica da bacia e de amostrar os principais intervalos sedimentares afim de tentar refutar ou corroborar as características das rochas-mãe e rochas-reservatório. Por outro lado, uma leitura correcta da carta da geológica permitirá, certamente, de pôr em evidência as principais armadilhas. Se isto for o caso, um teste de refutação final é possível com a perfuração de um poço de pesquiza. Se o poço encontrar uma acumulação de hidrocarbonetos toda a gente ficar contente, a começar pelo patrão da companhia. Todavia, ao ponto de vista científico os geocientistas que trabalharam no projecto não apreenderam nada, uma vez que não houve falsificação. O conhecimento geológico progressa quando há refutação, não quando há corroboração.

Se a "bacia" está, em grande parte, coberta por depósitos recentes que ocultam qualquer tipo de afloramento, uma campanha sísmica é necessária para poder testar as conjecturas avançadas acima. Isto quer dizer, que contrariamente a uma ideia muito difundida entre os certos geocientistas, a interpretação geológica das linhas sísmicas serve para testar, quer isto dizer, para tentar refutar as hipóteses emitidas à priori e não para meter em evidência os sistemas petrolíferos potenciais. Obviamente que, como para observar tem que saber o que se quer observar, também para testar qualquer coisa tem que saber o que se quer testar. É por isso que quando um geocientista pretende interpretar, em termos geológicos, os dados sísmicos, ele tem que saber, a priori, o que deve tentar de identificar nos dados sísmicos para pôr à prova as soluções tentativas (hipóteses e conjecturas).

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