Unconventional methods for unconventional plays: surface geochemical prospecting for hydrocarbon exploration at South Portuguese Zone

Abstract

The price and reliability of energy supplies, electricity in particular, are key elements in a country’s energy supply strategy. Electricity prices are of particular importance for international competitiveness, as electricity usually represents a significant proportion of total energy costs for industrial and service-providing businesses. In Portugal, the price of electricity and natural gas are among the highest in Europe Union. According to International Energy Agency, in 2016 20% of the electricity was generated by natural gas (52% of total electricity generation was made by fossil fuels) in this country. This project aims to identify onshore hydrocarbon emanations by surface geochemical prospecting, rock-eval pyrolysis analysis and thorium normalization/hydrocarbon anomalies, in order to characterized an unconventional petroleum system in South Portuguese Zone (Portugal). This thesis also aims demonstrate a correlation between airborne gamma radiation data and high-resolution satellite images WorldView-2, in order to be an alternative way and facilitate the acquisition of radiometric data, in view of the high costs associated to an airborne gamma ray survey. A total of 31 samples were collected for rock-eval pyrolysis performed by Weatherford Laboratories and Polish Geological Institute, financed by Repsol E&P (Spain), Partex Oil&Gas (Portugal) and Polish Geological Institute (Poland). The collection of all samples for surface geochemical prospecting was performed using Isojars, with distilled water and a bactericide added to inhibit any bacterial activities. Twenty-seven soil samples were collected for this study, using a drilling machine, a metal tube and a hammer. Thirty-one water samples were collected from artesian wells, boreholes and springs. The remote sensing methodologies, used to define the sampling areas, proved to be very efficient to show possible hydrocarbon emanations. From the geological prospecting point of view the presence of hydrocarbon gases in South Portuguese Zone formation is clear and evident. They are present in soil and water, with significantly high levels.

O preço e a confiabilidade dos estoques de energia, eletricidade em particular, são elementos essenciais na estratégia de fornecimento de energia de um país. Os preços da eletricidade são de particular importância para a competitividade internacional, já que a eletricidade geralmente representa uma proporção significativa dos custos totais de energia para a industria e prestação de serviços.

Em Portugal o preço da eletricidade e do gás natural estão estre os mais caros da União Europa. De acordo com a Agência Internacional de Energia, em 2016 20% da eletricidade foi gerada por gás natural (52% do total da geração elétrica foi feita por combustíveis fósseis) neste país.

Este projeto tem como objetivo identificar emanações onshore de hidrocarbonetos através da prospecção geoquímica de superfície, análise de pirólise rock-eval e normalização de tório/anomalia de hidrocarbonetos, a fim de caracterizar um sistema petrolífero não-convencional da Zona Sul Portuguesa (Portugal). Esta tese também pretende demonstrar uma correlação entre dados de radiação gama e imagens de satélite de alta resolução WorldView-2, a fim de ser uma alternativa e facilitar a aquisição de dados radiométricos, tendo em vista os altos custos associados ao levantamento aéreo de radiação gama.

Um total de 31 amostras foram utlizadas para análises de pirólise rock-eval, tendo sido realizadas pelos laboratórios da Weatherford e do Insituto Polaco de Geologia, e sendo financiadas pela Repsol E&P (Espanha), Partex Oil&Gas (Portugal) e Instituto Polaco de Geologia (Polônia).

Toda a amostragem para a prospeção geoquímica de superfície foi feita utilizando frascos Isojars, com água destilada e adicionando bactericida, para inibir qualquer atividade bacteriana. Vinte e sete amostras foram colhidas para este estudo, utilizando uma caroteadora, um tubo metálico e uma marreta. Trinta e uma amostras de água foram colhidas em poços artesianos, furos e nascentes.

As metodologias de detecção remota, utilizadas para definir as zonas de amostragem, mostraram-se bastante eficientes na indicação de zonas com possíveis ocorrências de emanações de hidrocarbonetos. Do ponto de vista da prospecção geológica a presença de hidrocarbonetos gasosos nas formações da Zona Sul Portuguesa é clara e evidente. Eles estão presentes no solo e na água, em quantidades significativas