Michael Boyd, London Press Service
Poços de petróleo “inteligentes que possam detectar o avanço de água a centenas de metros de distância antes que a produção seja contaminada estão sendo desenvolvidos por pesquisadores do Reino Unido. Não é uma percepção comum fora do segmento que as companhias petrolíferas produzem uma média de três barris de água para cada barril de petróleo produzido. Esta água, primeiramente, entra no reservatório de petróleo, vinda de um aqüífero subjacente. Quando há ruptura, o operador do poço deve decidir entre continuar a recuperação a uma taxa reduzida ou sacrificar o petróleo recuperável.
Caso o poço esteja produzindo de diversas zonas de produção, a situação é mais complicada porque ruptura pode ocorrer em horas diferentes em camadas diferentes. A água também pode ser introduzida deliberadamente de postos de injeção projetados para manter a pressão do reservatório e, nesta versão, sua produção é um efeito colateral indesejado da produção de petróleo. Infelizmente, em ambos os cenários, isso representa um problema considerável, já que a produção de água é cara e prejudica o meio ambiente, pois, obviamente, é contaminada no processo e, eventualmente, deve ser tratada e descartada responsavelmente.
A equipe que está desenvolvendo os poços inteligentes de petróleo é liderada pelo Dr. Matthew Jackson, professor no Departamento de Ciências da Terra e Engenharia do Imperial College, em Londres. Ele planeja utilizar uma combinação de sensores sísmicos e eletrocinéticos para monitorar a vazão de fluido em reservatórios ao redor de poços de petróleo. Este projeto, com dois anos de duração, é respaldado por um amplo consórcio formado da empresa de tecnologia para fundo de poço de petróleo Sondex, o Conselho de Pesquisas em Engenharia e Ciências Físicas e a Royal Society – com investimentos adicionais do governo malásio.
Provavelmente, muito mais petróleo poderia ser retirado se os poços conseguissem se preparar para um influxo de água e isso é especialmente pertinente agora, à medida que a demanda internacional aumenta consideravelmente, aliada a uma diminuição dos recursos recuperáveis. De acordo com Jackson, a maioria dos poços de petróleo é bastante primitiva e não consegue reagir a uma possível contaminação. Embora algumas companhias petrolíferas já utilizem válvulas de fundo de poço para controlar a vazão de fluidos não-petrolíferos, elas não podem prever com precisão a vazão de tais líquidos além de poucos metros de distância do poço.
“A forma como gerenciamos um reservatório é muito diferente de outros processos industriais complexos, como uma refinaria de petróleo ou uma fábrica de produtos químicos, em virtude do alto nível de incerteza e à natureza reativa de nossa resposta a alterações nas condições”, diz Jackson. “Gostaríamos de ver um campo inteiro de petróleo com sensores de fundo de poço provendo informações para as válvulas e continuamente monitorando os poços para otimizar seu desempenho”, acrescenta. Os sensores eletrocinéticos utilizados neste projeto podem detectar mudanças no potencial elétrico a centenas de metros nos reservatórios ao redor dos poços. Enquanto a água atravessa rocha porosa, forma-se uma corrente causada pelo fluxo de íons no fluido, relativos aos íons estacionários grudados à superfície dos grãos de rocha. A água gera um potencial elétrico mais alto que o petróleo ou gás, e isso será detectado pelos sensores.
Os sensores sísmicos medem a refração e reflexão de uma onda sonora quando ela encontra camadas de rocha, produzindo uma imagem similar a uma seção transversal geológica. Os pesquisadores alegam que, além de fornecer detalhes sobre as camadas de rocha dos reservatórios, as ondas sísmicas podem, também, ampliar a extensão dos sensores eletrocinéticos para muitas centenas de metros ao oscilar os íons acoplados aos grãos de rocha. Os íons oscilantes criam uma corrente alternada em vez de uma direta, produzindo uma diferença maior de potencial – e um sinal mais forte.
“É incrivelmente novo e muito empolgante”, diz Jackson. “Seria um enorme avanço na medição de fundo de poço”, completa. Essencialmente, os poços inteligentes de petróleo envolvidos irão responder adequadamente ao avanço de água ao ajustar válvulas ou conectar dispositivos para evitar ou minimizar a produção de água enquanto mantêm a produção de petróleo. O objetivo do projeto é identificar e quantificar os benefícios oferecidos por poços verdadeiramente inteligentes. Isso será obtido com a utilização de técnicas numéricas para simular a vazão de petróleo e água dentro de um reservatório durante a produção e, portanto, prever as condições sob as quais o avanço de água pode ser detectado precisamente e simular a reação do poço inteligente.
Resumindo sua filosofia sobre poços inteligentes, Jackson observa: “Estou bastante empolgado com este projeto de pesquisa. Ele irá acelerar significativamente o desenvolvimento de uma nova tecnologia que tem imensa relevância financeira e ambiental”.
Contato: j.h.moore@imperial.ac.uk – www.imperial.ac.uk
Prêmio
O programa de pesquisas do Imperial College foi agraciado com o prestigiado Brian Mercer Junior Award for Innovation da Royal Society. Este prêmio oferece fundos para pessoas ou grupos desenvolverem idéias, produtos ou processos atuais na área geral do ambiente construído a um ponto em que uma aproximação ao capital de risco se torna realidade.
Isso abrange engenharia civil, geomecânica, assuntos de água e meio ambiente, energia, ciência de edifícios, preservação e construção, meio ambiente e sustentabilidade, novos materiais, entre outros.
Dúvidas
Os pesquisadores admitem que a indústria de petróleo precisa ser convencida do valor de tal monitoração. “Os poços inteligentes de petróleo são caros e tecnologicamente desafiadores, o que desencoraja o mercado”, alega Jackson. “Não sabemos quão confiável a tecnologia é e, até recentemente, não estávamos muito certos de como usá-la. A indústria está interessada, mas quer ver mais resultados”. Um problema com os sensores e válvulas de poços de petróleo é que, se funcionam incorretamente, é impossível fixar o fundo do poço, forçando os engenheiros a reverter para métodos tradicionais de produção. “A tecnologia para reparos em fundo de poço é praticamente zero”, diz Jackson. “Mas as empresas petrolíferas estão pesquisando formas possíveis de executar tais reparos, incluindo o uso de robôs. É difícil instalar dispositivos para poços inteligentes de petróleo sem danificá-los e a tecnologia tem tido uma taxa relativamente alta de falhas até agora”.
Problemas comuns que sua equipe tentará resolver incluem falhas na comunicação do sensor com a superfície e a formação de depósitos, bloqueando as válvulas.
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