Como é controlado o fluxo de petróleo dos poços

O controle do fluxo de entrada e saída em um poço de produção de petróleo se dá pela operação de um equipamento que chamamos de “Árvore de Natal”, que funciona tanto para operação terrestre e offshore. Para este equipamento, existem dois modos de instalação em operações de exploração e produção (E&P) de petróleo em alto mar. O primeiro é classificado como “Árvore de Natal Seca”, que é quando este equipamento é instalado na plataforma, ou seja, seu controle é visível ao olho humano, com válvulas mecanizadas e operadas manualmente por funcionários petroleiros. O outro modelo é denominado “Árvore de Natal Molhada”, que consiste na instalação no fundo do mar, e o processo de instalação e operação torna-se totalmente mecanizado e automático. Este equipamento, quando terrestre, também é denominado “Árvore de Natal Seca”.

O nome “Árvore de Natal” surgiu na década de 1930, quando a popularização dos Estados Unidos levou os habitantes locais de províncias petrolíferas terrestres a associarem o equipamento a um pinheiro de natal, quando estava coberto de neve. Na década de 60, com a completação dos primeiros poços submarinos, aderiu-se o termo “Molhada”, conforme representado pela Figura 1, para instalação do equipamento no fundo do mar.

Figura 1: Exemplo de Árvore de Natal Molhada

Fonte: FMC Technologies

O equipamento consiste em um sistema seguro e inteligente de válvulas instalado para controlar o fluxo de entrada e saída do poço, capaz de suportar elevadas pressões e temperaturas. Sua principal função é abrir e fechar válvulas nas tubulações onde passa o petróleo. Sua operação ideal responde a mudanças de pressão, vazão e temperatura, garantindo a segura movimentação do fluxo de petróleo. Na ocorrência de algum problema, a árvore de natal é a primeira linha de defesa, sendo responsável pelo fechamento de válvulas em caso de vazamentos. Dependendo da vazão, ela é capaz de bombear de 5 a 15 mil barris de petróleo por dia, segundo dados operacionais de uma importante fabricante deste equipamento, a Baker Hughes, subsidiária da GE.

Em casos de poços offshore, a ANC ou ANS (Árvore de Natal Convencional ou Seca), apresentada na Figura 2, é instalada no topo do riser (tubulação por onde passa a produção submarina) na plataforma. Em caso de poços de petróleo onshore, o equipamento é instalado direto na superfície. Toda unidade da Árvore de Natal é constituída por um conjunto de válvulas mestras, laterais e de pistoneio (uso manual). Elas controlam o fluxo, direcionam a produção, controlam a vazão e fecham o poço.

Figura 1: Exemplo de Árvore de Natal Molhada em Campo Terrestre

Fonte: Reprodução Internet

A “Árvore de Natal Molhada” (ANM), mostrada na Figura 1, constitui um conjunto de válvulas gaveta, linhas de fluxo e um sistema de controle interligado a um painel na plataforma e é instalada na cabeça de poço submarino, através do suporte de mergulhadores em profundidades de até 300 metros ou, em águas profundas e ultra-profundas (geralmente entre 2.000 e 2.500 metros), com o auxílio de veículos robotizados de operação remota (ROV) e faz a ligação entre o sistema submarino de produção e o poço de petróleo.

A ANM mais utilizada na prospecção de petróleo no Brasil e no mundo pode ser do tipo convencional ou vertical. Ela é encaixada na cabeça de poço e conectada ao BAP (Base Adaptadora de Produção), conjunto que suporta as linhas de controle e de fluxo, conectadas ao poço. Existe ainda, a árvore de natal molhada horizontal, que opera de forma similar, mas não necessita de uma base adaptadora de produção. Sendo assim, a própria ANM também opera como base e suas válvulas são montadas na lateral.

Por fim, quando um poço já não corresponde o retorno econômico esperado ou ocorre algum problema operacional que desencadeie o término de sua operação, ocorre o abandono de poço. Ele pode ser permanente e definitivo, ou pode ser do tipo temporário, podendo retornar as atividades no futuro. Neste último caso, a árvore de natal, tanto do tipo seca ou molhada, geralmente não são retiradas e continuam sendo verificados e monitorados. No caso do abandono permanente, a árvore de natal pode ser retirada, pois não faz parte das diretrizes para abandono de poços e não compõem o Conjunto Solidário de Barreiras (CSB), de acordo com o Caderno de Boas Práticas de E&P do Instituto Brasileiro de Petróleo (IBP).

(Fonte: CBIE)