Inventário do Ciclo de Vida de Fluido de Perfuração Base Olefina

Autores

1Araki, L.Y.; 2Policarpo, N.

Resumo

A indústria petrolífera gera muitos impactos ambientais e, por isso, busca ser mais sustentável, inclusive na perfuração de poços. Nesse contexto, a Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) se mostra importante para determinar os impactos ambientais. Uma etapa da ACV é o Inventário de Ciclo de Vida, que neste trabalho é sobre fluido de perfuração base olefina. Para isso, fez-se pesquisas em bases de dados científicas e relatórios técnicos. Obteve-se informações de um poço na Bacia de Santos, como volume de cascalhos descartados, entre outras, e tomados hipóteses e cenários. Destacou-se no estudo a presença de metais pesados nos cascalhos, a disposição em mar de cascalhos tratados é ambientalmente melhor e os efeitos dos combustíveis fósseis. Ao final, o estudo abriu caminho para uma ACV completa.

Palavras chaves

Fluido de Perfuração; Olefina; ICV

Introdução

A Avaliação do Ciclo de Vida (ACV), nascida em contexto de preocupação ambiental, é uma metodologia que permite identificar os impactos ambientais de um produto ou serviço, do berço ao túmulo, contribuindo para que sejam aplicadas medidas eficazes de melhoria ambiental (KULAY, 2000). De 2016 até 2019, pré-pandemia de Covid-19, o investimento no setor upstream de petróleo vinha sendo intenso e crescente (IEA, 2019). A exploração desse recurso, tanto dos campos desenvolvidos (em produção) como dos novos, foi intensificada, culminando no aumento da atividade de perfuração de poços no mundo. Com a pandemia, o número de poços perfurados decresceu, mas as projeções para os próximos anos indicam uma retomada do crescimento da atividade (IHS Markit, 2021; RYSTAD ENERGY, 2021). Neste cenário, o fluido de perfuração tem uma grande importância. O fluido de perfuração, que apresenta diversas funções na operação, é uma mistura de inúmeros componentes (BOURGOYNE JR. et al., 1986). Em termos de biodegradabilidade e toxicidade, os fluidos base água são melhores, mas são impróprios para poços complexos. Assim, destacam-se os fluidos de perfuração de base sintética, em especial a olefina, que se mostram menos tóxicos e mais biodegradáveis que óleos minerais e diesel, sendo então recomendados por agências reguladoras (BRASIL, 2018; RAZALI et al., 2018). Na busca pelo menor dano possível ao meio ambiente, este tipo de fluido de perfuração se torna atrativo. Entretanto, o estudo de todo o seu ciclo de vida é necessário para elucidar os reais benefícios e identificar as possíveis melhorias nos processos aos quais o fluido faz parte. Portanto, o presente trabalho busca realizar o Inventário do Ciclo de Vida (ICV) de fluido de perfuração base olefina, uma etapa da ACV.

Material e métodos

O trabalho foi desenvolvido seguindo a metodologia de ACV, sendo definidos o objetivo e o escopo e análise do inventário. A perfuração de poços de petróleo se dá em fases e em todas são utilizados fluidos diferentes com objetivo de manter a segurança e a eficiência da perfuração. A utilização do fluido de base olefínica ocorre normalmente nas fases do revestimento intermediário e de produção, pois demandam elevada lubricidade (DUARTE et al., 2021). Portanto, o ICV se destinou a compilar dados da atividade de perfuração, indicando os potenciais impactos ambientais dos fluidos de perfuração olefínicos apenas nessas fases de construção do poço, além dos cascalhos gerados e contaminados com esses fluidos. Esta ICV será realizada de maneira qualitativa em uma perfuração de poços de petróleo offshore, tomando por base os poços perfurados nos Campos do Pré-Sal Brasileiro. A fronteira do sistema considerada no estudo, segundo a metodologia da ACV, se caracteriza do tipo do portão ao túmulo (gate-to-grave). Desta maneira, consideram-se a mistura dos componentes do fluido, a sua injeção, retorno com os cascalhos, tratamento, armazenamento e disposição final dos fragmentos. Os cascalhos, em atendimento a legislação ambiental (BRASIL, 2018), poderão ser tratados ainda na plataforma e descartados no mar ou serem transportados juntos com os fluidos para o devido descarte em aterros sanitários na costa (IOGP, 2021). Para a construção do Inventário foram realizadas buscas online nas principais bases de dados científicas e relatórios técnicos da Petrobras e do IOGP, sendo estes últimos as principais fontes de informação e inferências.

Resultado e discussão

O poço do pré-sal estudado está localizado na Bacia de Santos e foi escolhido com base no fluido de perfuração utilizado. Os dados foram obtidos no relatório da Petrobras de 2018 e, com auxílio de outros estudos, levantou-se o volume de fluidos e de cascalhos descartados e aderidos, diâmetros de poços, composições típicas de fluidos de base olefina e volume de fluido de perfuração por fase de poço e feitas inferências. Nesta avaliação, destaca-se o estudo da IOGP (2021), em que se pôde observar através dos indicadores de midpoints e endpoints que a disposição final dos cascalhos tratados no mar foi mais ambientalmente amigável que o descarte em aterro sanitário na costa. Embora de menor impacto, um monitoramento realizado pela Petrobras (2018) identificou a presença de metais pesados nos cascalhos descartados no mar em torno do poço de referência, acendendo o alerta do potencial dano ambiental para a biota local. Com relação ao descarte do fluido de perfuração em si, não foram encontradas informações relevantes, com exceção do fato de que o fluido olefínico não é descartado no mar, como orienta o IBAMA. Um fato relevante e que pesa na atividade de perfuração como um todo gerando grandes impactos ambientais é a grande necessidade energética da sonda e do transporte marítimo, que usa combustíveis fósseis na obtenção dessa energia. O diesel foi destacado como principal fonte e foram apresentadas as complicações de sua combustão, que podem levar a danos ao ecossistema e à saúde humana. Por fim, é válido salientar que o estudo desenvolvido sofreu com dificuldades na obtenção de dados referentes a um mesmo local, por se tratar de áreas estratégicas. Entretanto, foram levantados dados que podem servir de base para uma Avaliação do Ciclo de Vida completa.



Fronteira do Sistema

A fronteira do sistema inclui formulação do fluido, injeção, retorno, tratamento, armazenamento e destinação final do fluido e do cascalho.

Cenários do IOGP

O estudo do IOGP considera dois cenários: disposição em terra e disposição em mar dos cascalhos.

Conclusões

Os fluidos de perfuração são importantes no processo de construção de um poço e a sua formulação é decisiva para o sucesso da operação. Diversos compostos químicos são utilizados e muitos com potencial de impacto ambiental. Portanto, no contexto de sustentabilidade, o uso de fluidos que gerem o menor impacto à natureza é indispensável e a ACV auxilia nessa identificação, desde o berço até o túmulo. O presente trabalho buscou produzir um ICV do portão ao túmulo para um fluido de perfuração sintético de base olefina, abrindo caminho para uma ACV completa.

Agradecimentos

Agradeço a minha família, amigos, à Universidade de São Paulo e a minha orientadora Profa. Nara Policarpo.

Referências

BOURGOYNE JR., A. T. et al. Applied drilling engineering. Richardson, TX: Society of Petroleum Engineers, 1986.

BRASIL. MINISTÉRIO DO MEIO AMBIENTE (MMA)/ INSTITUTO BRASILEIRO DO MEIO AMBIENTE E DOS RECURSOS NATURAIS RENOVÁVEIS (IBAMA). Instrução Normativa Nº 1, de 2 de janeiro de 2018. Define diretrizes que regulamentam as condições ambientais de uso e descarte de fluidos, cascalhos e pastas de cimento nas atividades de perfuração marítima de poços e produção de petróleo e gás, estabelece o Projeto de Monitoramento de Fluidos e Cascalhos, e dá outras providências. [S. l.], Ed. 8, Seção 1, p. 7-8-58, 11 jan. 2018.

DUARTE, A. C. R. et al. An experimental study of gas solubility in glycerin based drilling fluid applied to well control. Journal of Petroleum Science and Engineering, v. 207, December, p. 109194, 2021.
IHS MARKIT. 2021 high impact wells mid-year update. [S. l.], 23 jul. 2021. Disponível em: https://ihsmarkit.com/research-analysis/2021-high-impact-wells-midyear-update.html. Acesso em: 12 nov. 2021.
IEA (Paris). Oil 2019. In: Oil 2019: Fuel Report. [S. l.], 2019. Disponível em: https://www.iea.org/reports/oil-2019. Acesso em: 12 jun. 2021.
IOGP. Lifecycle Impact Assessment (LCIA) for drill cuttings waste management decisions. Report 606. 1. ed. 2021.
KULAY, L. A. Desenvolvimento de modelo de análise de ciclo de vida adequado às condições brasileiras: aplicação ao caso do superfosfato simples. 2000. Tese de Doutorado. Universidade de São Paulo.
PETROBRAS. Relatório Técnico de Avaliação Ambiental (RTAA). Projeto de Monitoramento Ambiental da Atividade de Perfuração Marítima na Área Denominada Área Geográfica da Bacia de Santos – Poço Lula-Iracema - IN1. Volume Único. 2018.
RAZALI, S. Z. et al. Review of biodegradable synthetic-based drilling fluid: Progression, performance and future prospect. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 90, p. 171-186, 2018.
RYSTAD ENERGY (Oslo). Drilling activity is set for two consecutive years of growth but will lag pre-pandemic levels. [S. l.], 23 mar. 2021. Disponível em: https://www.rystadenergy.com/newsevents/news/press-releases/drilling-activity-is-set-for-two-consecutive-years-of-growth-but-will-lag-pre-pandemic-levels/. Acesso em: 12 jun. 2021.

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