EXXONMOBIL E CEPETRO ESTÃO DESENVOLVENDO NOVAS FERRAMENTAS PARA APRIMORAR SIMULAÇÃO EM RESERVATÓRIOS DE PETRÓLEO

O Centro de Estudos de Energia e Petróleo (CEPETRO), da Unicamp, deu início a um projeto de pesquisa de grande porte em colaboração com a ExxonMobil Brasil. Com duração prevista de quatro anos, a iniciativa tem como meta criar ferramentas numéricas e computacionais capazes de simular fenômenos complexos em reservatórios de petróleo e gás natural. Sob a coordenação do professor Philippe Devloo (foto), da Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo (FECFAU) da Unicamp, o projeto reúne também os professores Nathan Shauer, Gustavo Henrique Siqueira e Thiago Dias dos Santos, todos da mesma unidade acadêmica. A iniciativa é financiada pela ExxonMobil Brasil, dentro da cláusula de investimentos obrigatórios em P&D no país, e mobiliza uma equipe técnica multidisciplinar da universidade.

A proposta está organizada em quatro grandes linhas de pesquisa, voltadas à simulação de cenários críticos que afetam a segurança e a eficiência da produção em campos petrolíferos. A primeira delas, sobre Modelagem poço-reservatório, é coordenada por Philipe Devloo e busca aprimorar a representação dos poços nos modelos de reservatório. Um dos principais desafios está na diferença de escala: o poço, com diâmetro médio de 25 centímetros, precisa ser modelado com precisão dentro de um reservatório que pode se estender por dezenas de quilômetros. “É um problema multiescala. Em geral, os modelos de reservatório não incluem a geometria do poço com a devida resolução, o que compromete a utilidade da simulação para o engenheiro de poço”, afirma Devloo.

O grupo pretende construir um modelo que represente com fidelidade essa interação e permita estimar impactos locais da produção ou da injeção sobre propriedades como temperatura, porosidade e estado de tensão.

A segunda vertente, sob coordenação de Nathan Shauer, foca na modelagem do fraturamento hidráulico, técnica em que fluidos são injetados sob alta pressão para provocar fissuras em rochas porosas, facilitando a extração de petróleo. Embora amplamente adotada, a técnica ainda apresenta incertezas operacionais devido à dificuldade de monitorar e controlar o avanço das fraturas em grandes profundidades. “O problema ocorre a vários quilômetros de profundidade, onde não se vê a fratura. Saber onde ela está, como se propagou, é fundamental para tomar decisões sobre tempo de bombeamento, tipo de fluido e outros parâmetros operacionais”, explica Shauer.

O trabalho prevê a expansão de um software tridimensional desenvolvido por Shauer durante seu doutorado nos Estados Unidos — segundo ele, o único com verificação analítica e validação experimental publicadas —, agora com novas variáveis físicas e mais funcionalidades voltadas à aplicação industrial.

A terceira linha, liderada por Thiago Dias dos Santos, investiga os efeitos da injeção de dióxido de carbono no subsolo, prática utilizada tanto para aumentar a recuperação de petróleo quanto para o sequestro geológico de carbono. Apesar do uso crescente pela indústria, o comportamento do CO₂ em condições reais de reservatório ainda apresenta incertezas. “O CO₂ é um gás extremamente complexo. Ele pode formar sais que obstruem poros, alterar a acidez e até interferir na qualidade do petróleo”, afirma Philippe Devloo.

A proposta é desenvolver modelos mais precisos para simular esses efeitos e prever os riscos associados à movimentação e ao comportamento do CO₂, inclusive em horizontes de longo prazo. O objetivo é fornecer ferramentas para mitigar riscos e embasar decisões técnicas com mais confiabilidade.

A última frente, coordenada por Gustavo Henrique Siqueira, analisa a possibilidade de reativação de falhas geológicas provocada por alterações no estado de tensão do subsolo durante operações de produção. A retirada de óleo — que reduz a pressão interna dos reservatórios — e a injeção de fluidos podem reativar fraturas antigas, gerando deslizamentos e até tremores induzidos. “Essas falhas estão sob tensão há milhares de anos. Quando o equilíbrio é alterado, mesmo minimamente, o deslizamento pode ocorrer e causar um tremor”, explica Nathan Shauer. A proposta é criar modelos capazes de antecipar esses eventos e subsidiar decisões operacionais e preventivas, especialmente em regiões sensíveis à atividade sísmica.