Como se faz a Recuperação de Campos Maduros?

Revitalizar um campo significa tomar medidas que aumentem o valor extraído do campo além da expectativa original. Campos maduros são aqueles que, após atingirem o pico de produção, estão em um estado de produção em declínio e se aproximando o fim de suas vidas produtivas. Maximizar a produção de campos e estender o período de produção com vazão estável são as prioridades das empresas de exploração e produção.

Uma variedade de medidas pode ser usada, com a aplicação de tecnologia adicional para monitorar e gerenciar o reservatório produtor com o objetivo melhorar a perfuração de novos poços e aumentar o fator de recuperação (percentual produzido sobre o total existente no reservatório). Conseguir uma redução significativa de custos nas operações de um campo, seja através da aplicação de tecnologia ou processos de trabalho e práticas de negócios mais eficazes, também pode desempenhar um papel importante.

Todo campo possui uma curva de produção sobre a qual a produção aumenta para um nível de pico e depois diminui até atingir o ponto em que a operação não é mais econômica, conforme observado no gráfico abaixo. A revitalização estende a curva de declínio natural para aumentar a produção econômica total de hidrocarbonetos.

Gráfico 1 – Exemplo de Curva de Produção de um Campo

Campos maduros são considerados a espinha dorsal da indústria por sua grande quantidade, enquanto novas descobertas e campos em desenvolvimentos e ramp-up de produção assumem o centro das atenções por indicar o futuro das curvas de produção nas bacias sedimentares. De acordo com um relatório da consultoria americana IHS Cambridge Energy Research Associates, cerca de dois terços da produção diária de petróleo do mundo vêm de campos maduros. Para fins do estudo, foram considerados campos maduros os que estavam produzindo além de 50% de suas estimativas mais prováveis de recursos ou os que estivessem produzindo por mais de 25 anos.

Muitos campos maduros possuem poços e equipamentos antigos, alguns com infraestrutura com avaliação de risco acima da média para questões ambientais ou de segurança, uma situação inaceitável. Para estes campos, existem muitos métodos e tecnologias disponíveis para revitalizar campos maduros. Isso exige uma abordagem sinergética que envolve uma coordenação entre várias disciplinas da indústria do petróleo – engenharia de instalações, infraestrutura de superfície, perfuração subsuperfície e completação de poços – para atingir o objetivo de maximizar a produção e a recuperação.

De fato, existem várias técnicas, que podem ser usadas conjuntamente, para revitalizar um campo de petróleo em declínio. Primeiro, é necessário determinar qual é o alvo do projeto para selecionar o melhor método a ser usado. Antes de iniciar um projeto de revitalização de campos maduros ou abandonados, a petroleira precisa ter uma imagem clara dos recursos remanescentes. A análise do reservatório é o melhor ponto de partida, avaliando a situação cuidadosamente, para que reduzir as incógnitas relacionadas ao projeto, incluindo a quantidade de hidrocarbonetos nos reservatórios e suas características.

Métodos geoquímicos são empregados para encontrar reservas até então ignoradas e compartimentos de reservas que ficaram perdidos em campos de petróleo maduros ou abandonados. Estes métodos também são empregados para encontrar reservas sob os campos existentes e ou em áreas superiores às da produção existente. É importante confirmar antes de nova perfuração se as estruturas sísmicas estão carregadas com hidrocarbonetos e se essa perfuração está sendo executada nos locais ideais. Pesquisas com técnicas geológicas, magnéticas e sísmicas no solo ou fundo do mar sobre campos maduros podem encontrar reservas não-descobertas, em regiões da coluna estratigráfica. Atualmente, existe uma grande variedade de softwares disponíveis para ajudar no processo de visualização e modelagem para ajudar a identificar reservas de petróleo em conjunto com estas ferramentas.

Empresas aplicam várias ferramentas para identificar estes reservatórios ainda não explorados antes de tomar uma decisão final de aplicar técnicas de recuperação ou iniciar novas campanhas de perfurações. Isso se torna ainda mais desafiador quando há baixo contraste de resistividade, como em ambientes de água doce ou em certos casos em que a exploração dos poços de petróleo existentes não é possível devido às más condições dos poços.

Entre as técnicas inicialmente planejadas mais comuns para revitalização de campos maduros estão as perfurações verticais continuadas em poços existentes com otimização do fluxo contínuo de água. Perfurar através de reservatórios esvaziados e com várias camadas em zonas mais profundas não-exploradas é uma tarefa desafiadora. Conhecimento robusto das propriedades das rochas, das pressões de formações, magnitude das tensões in situ e sua evolução com a produção e o esgotamento do campo é essencial para a perfuração bem-sucedida de novos poços na revitalização de campos maduros.

Quando um campo regular chega a sua fase madura, o operador pode iniciar a recuperação primária, em que a produção do reservatório vem de uma série de mecanismos naturais, como Fluxo Natural e Elevação Artificial. Esta inclui a expansão do gás natural que está na parte superior do reservatório e gás do dissolvido no petróleo bruto, com movimentação do óleo que estiver no topo do reservatório para as partes inferiores onde estão localizadas as drenagens dos poços. Durante o tempo de operação do poço a pressão subterrânea vai diminuir, e em algum momento será insuficiente para forçar o óleo à superfície. Após a produção natural do reservatório diminuir, métodos de recuperação secundária e até terciários podem ser aplicados caso seja economicamente viável.

Depois que a decisão da revitalização do campo está tomada, a petroleira está pronta para escolher um método secundário adequado de recuperação, e posteriormente um terciário. Estes métodos são denominados de recuperação aprimorada de óleo (improved oil recovery – IOR) ou recuperação melhorada de óleo (enhanced oil recovery – EOR). Uma técnica comum é utilizar um fornecimento de energia externa para o reservatório na forma de bombas de injeção de fluidos para aumentar a pressão do reservatório, substituindo a vazão natural do reservatório com um meio artificial.

Figura 1 –Técnicas de Revitalização de Campos

Os processos de recuperação secundária do IOR incluem injeção de água e manutenção da pressão, além de perfuração horizontal ou vertical continuada. Entre os diversos processos de EOR se incluem injeção de gases (hidrocarbonetos, N2 e CO2), injeção de álcalis, surfactantes (detergentes), polímeros, e sistemas de tecnologia térmica como a recuperação termicamente melhorada de óleo (thermally enhanced oil recovery – TEOR). Esta técnica de recuperação terciária aquece o petróleo, reduzindo a viscosidade e facilitando a extração. A injeção de vapor é a forma mais comum de TEOR, principalmente em campos de óleo pesado. Devido aos altos custos de capital na instalação de sistemas de injeção de gás, foi desenvolvida uma solução economicamente viável que envolve a injeção de gás e água como alternativa, geralmente chamada de gás alternado de água (WAG). A técnica de recuperação terciária da injeção de surfactantes (detergentes) tem por objetivo alterar a tensão superficial entre a água e o óleo no reservatório e aumentar a mobilização do petróleo, que sem essa técnica ficaria no reservatório como óleo residual.

Alternativamente, algumas empresas trabalhando na recuperação de campos podem optar por reformar suas instalações e poços e manter os mesmos processos de produção.

Os esforços de exploração na indústria tendem a se tornar cada vez mais difíceis, levando em consideração que novos hidrocarbonetos são descobertos em áreas fronteiriças remotas, como campos de petróleo águas ultra profundas e no círculo ártico, além de quase inacessíveis e ambientalmente sensíveis, como os campos de petróleo e gás na Floresta Amazônica. A monetização de hidrocarbonetos em locais tão sensíveis exige tempo e envolve questões complexas de tecnologia, logística, comerciais e ambientais e sociais. O alto custo destas empreitadas reforça a demanda pela revitalização de campos maduros em todo o mundo, inclusive no Brasil.

No Brasil, a revitalização de campos maduros na Bacia de Campos pode render US$ 12 bilhões de investimentos nos próximos 20 anos. Com este montante de investimento neste período, estima-se que será possível elevar o fator de recuperação na Bacia de Campos para cerca de 45%, a partir dos atuais 14%, com efeitos diretos na geração de empregos e na arrecadação de participações governamentais.

Para incentivar e promover estratégias de revitalização de campos maduros, o governo pode proporcionar extensão de contratos, proporcionar incentivos econômicos e adaptações regulatórias. No primeiro caso, um exemplo é oferecer reduções sobre a alíquota de arrecadação de Royalties cobrados sobre a produção incremental de óleo secundário e terciário. Em setembro de 2018, a Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) publicou uma resolução redução de royalties para até 5% (cinco por cento) sobre a produção incremental de campos maduros, cujo efeito pode ser demonstrado pelo gráfico abaixo:

Gráfico 2 – Redução de Royalties sobre a produção incremental
Fonte: ANP / FGV Energia

O gráfico abaixo é um exemplo de que investimentos na revitalização de um campo podem afetar a produção da Bacia de Campos, considerando uma taxa de declínio natural de 12% ao ano, com ganho de produção levando a uma arrecadação maior por um tempo mais longo:

Gráfico 3 – Exemplo de Revitalização de um Campo Maduro na Bacia de Campos
Fonte: Elaboração FGV Energia

(Fonte: CBIE)

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