petróleo de meio ambiente - raquel simas · que o poço atinja a rocha reservatório dentro do...

Instituto Superior de Tecnologia de Paracambi

Petróleo de Meio Ambiente

Curso:Tecnólogo em Gestão Ambiental

Professora: Raquel Simas Pereira

Abril de 2012

Perfuração

Objetivo da Perfuração

As operações de perfuração visam permitir o acesso às

camadas rochosas de sub-superfície e comprovar a existência

de petróleo. Assim como, permitir uma avaliação das

potencialidades econômicas de uma jazida petrolífera, através

de um teste de formação a poço aberto.

Poço de Petróleo

CLASSIFICAÇÃO DOS POÇOS DE PETRÓLEO

Podemos classificar os poços de petróleo quanto à finalidade,

profundidade final e o percurso.

Quanto à finalidade

Um poço de petróleo, dependendo de sua finalidade, deve ser

classificado em uma das nove categorias.

Poço de Petróleo

Finalidade Categoria Classificação

Exploração

Pioneiro 1

Estratigráfico 2

Extensão 3

Pioneiro

Adjacente

4

Jazida mais rasa 5

Jazida mais

profunda

6

Explotação Desenvolvimento 7

Injeção 8

Especial 9

Poço de Petróleo

Quanto a profundidade

Os poços de petróleo podem ser classificados em rasos, médios

e profundos, já que o petróleo é encontrado em vários horizontes

nas diversas bacias sedimentares ao longo do mundo.

A título de referência podemos limitar a 1500 metros a

profundidade máxima de um poço raso é classificar um poço como

profundo quando a profundidade final a ser atingida for superior a

2500 metros.

Poço de Petróleo

Bacia Campo Profundidade

média (m)

Classificação

Sergipe/

Alagoas

Camópolis 150 Raso

Potiguar Fazenda Belém 300 Raso

Sergipe/

Alagoas

Fazenda Treme 300 Raso

Recôncavo Dom João 300 Raso

Recôncavo Fazenda Imbé 1000 Raso

Campos Namorado 2500 Profundo

Solimões Rio Urucu 2500 Profundo

Sergipe/

Alagoas

Pilar 3200 Profundo

Recôncavo Araças 3500 Profundo

Poço de Petróleo

Quanto ao Percurso (Vertical, Direcional)

Sabe-se desde do final da década de 20 que um poço de petróleo

nunca é perfeitamente vertical. São vários os fatores que

influenciam a direção do poço:

dureza das formações a serem atravessadas,

a inclinação,

direção das camadas de rocha e

características da coluna que se está empregando na perfuração.

Poço de Petróleo

Um poço é dito vertical se a sonda e o alvo estão situados na

mesma vertical. A inclinação e direção devem ser controladas para

que o poço atinja a rocha reservatório dentro do limite tolerado

pela geologia.

Se, por alguma razão, a sonda e o alvo não se situam na

mesma vertical, o poço é chamado de direcional pois deveremos

afastá-lo propositadamente da vertical passando pela sonda a fim

de atingirmos o objetivo.

Poço de Petróleo

Projeto de um poço de petróleo

Se perfurarmos um poço de petróleo sem interrupção, é intuitivo

que chegará uma determinada profundidade em que suas paredes

desmoronarão, mesmo sendo as camadas de sub-superfície

rochosas.

Portanto, um poço de petróleo é perfurado em fases, isto é,

perfura-se um determinado trecho e reveste-se com uma tubulação

de aço, denominada revestimento de perfuração ou “casing”.

Projeto de um Poço de Petróleo

Anexos/Perfuração no Mar.pps







Sistema de uma sonda

EQUIPAMENTOS DA SONDA DE PERFURAÇÃO

Todos os equipamentos de uma sonda rotativa responsáveis por

determinada função na perfuração de um poço são agrupados nos

chamados "sistemas" de uma sonda.

Os principais sistemas são:

Sustentação de cargas;

Geração e transmissão de energia;

Movimentação de carga;

Rotação ou torque;


Circulação de fluido;

Segurança do poço;

Monitoração das operações de perfuração;

Sistema de subsuperfície (coluna de perfuração).


Sistema de Suspensão

Função: sustentar e manobrar cargas (como a coluna de perfuração,

revestimentos ou quaisquer outros equipamentos) para dentro ou fora

do poço.

Responsável por realizar duas importantes operações de rotina:

acrescentar um novo tubo à coluna de perfuração (conforme o poço

vai ganhando profundidade);

remover a coluna de perfuração de dentro do poço para troca da

broca desgastada ou de um tubo danificado.


Sistema Rotativo

Responsável pela rotação da coluna de perfuração, compreendendo

todos os equipamentos utilizados para girá-la

Sistema de Circulação de Lama

Responsável pela circulação e tratamento do fluido de perfuração na

sonda.

Funções principais:remover de dentro do poço os cascalhos

formados pela broca, transportando-os para a superfície junto com a

lama de perfuração e manter o equilíbrio de pressões no interior do

poço (com auxílio do fluido de perfuração).


Sistema de Segurnaça do Poço

Deve ser capaz de fechá-lo em caso de kick (fluxo indesejável de

fluidos da formação para dentro do poço) ou blowout (fluência

descontrolada do poço).


Sistema de Monitoramento do Poço

Registra e controla parâmetros que auxiliam na análise da perfuração,

possibilitando detectar rapidamente possíveis problemas relativos à

perfuração.

São utilizados manômetros para indicar as pressões de bombeio,

torquímetros para informar o torque na coluna de perfuração, tacômetros

para indicação da velocidade da bomba de lama e indicadores de peso e

torque sobre a broca.

Demais parâmetros monitorados incluem profundidade de perfuração,

taxa de penetração, velocidade de rotação, taxa de bombeamento,

densidade, salinidade e temperatura da lama, conteúdo de gás na lama,

conteúdo de gases perigosos no ar, nível de lama e taxa de fluxo da

lama.


Sistema de Força

Permeia todos os demais, consistindo no modo como as sondas de

perfuração podem transmitir energia para seus equipamentos, por via

mecânica ou diesel-elétrica.

Os equipamentos das sondas modernas são geralmente movidos a

motores a diesel.

Perfuração no mar SONDAS MARÍTIMAS

Os principais tipos de sondas marítimas usadas nas operacões de

perfuração estão relacionadas a seguir:

Plataforma Fixa (Fixed Platform);

Plataforma Submersível (Submersible);

Plataforma Auto-elevável (Jack Up);

Plataforma Semisubmersível Ancorada (Semi Submersible/SS) e com

Posicionamento Dinâmico (SSDP);

Navio Sonda Ancorado (Drill Ship/DS) e com Posicionamento Dinâmico

(DSDP);

Tension Leg Platform (TLP);

Spar buoy.

Sondas Marítimas

Plataforma Fixa

A sonda de perfuração / completação é denominada de sonda modulada

(SM).

Perfuram somente no campo em que estão locadas.

Se o campo tiver uma área muito extensa, os poços mais afastados

serão perfurados por outros tipos de plataforma;

· Limitação de lâmina d`água em até 200 metros.

Sondas Marítimas

Plataforma Auto-elevável (Jack Up)

Possui grande mobilidade, ou seja, pode perfurar poços em vários

campos. Contudo, há limitação de LDA até 200 metros;

Apoia-se no fundo quando está na locação, através de sapatas de aço.

Quando termina a perfuração recolhe-se as pernas com as sapatas, o

casco flutua e a plataforma é transportada com auxílio de rebocadores para

a nova locação;

·

Sondas Marítimas

Possui baixo custo e grande oferta para locação no mercado;

Não é necessário compensador de movimentos, visto que se apoiam no

fundo e não respondem dinamicamente à ação das ondas;

· Em geral possui formato em planta triangular.

Plataforma Semi-submersivel

São chamadas de semi-submersivél devido ao fato de navegaram com os

pontoons (flutuadores) em parte fora da água e ao chegarem na locação, os

tanques de lastro são enchidos e a plataforma afunda parcialmente, com o

objetivo de ficarem mais estáveis à ação da onda;

São as plataformas de perfuração mais usadas;

Possui boa estabilidade à ação dinâmica das ondas, quando comparada

com os navios sonda;

Sondas Marítimas

Sondas Marítimas

Podem ser ancoradas ou com posicionamento dinâmico;

Apresentam alto custo;

Grande procura , quando o mercado está aquecido, pode

comprometer o cronograma de alguns empreendimentos;

Possuem grande mobilidade.

Sondas Marítimas

Navio sonda

Possui grande capacidade de carga para transportar os consumíveis

de perfurácão;

Não há limite de LDA, sendo este limite daddo pelos equipamentos da

sonda;

Respondem mais a ação das ondas, quando comparado as

plataformas do tipo semi-submersível;

Possuem grande mobilidade.

Sondas Marítimas

Tension Leg Platform (TLP)

É uma plataforma de produção, com facilidades para perfurar;

Devido ao seu sistema de ancoragem, tendões com alta rigidez,

apresentam baixa resposta dinâmica à ação da onda;

Não apresenta mobilidade, ou seja, é capaz de perfurar somente no

campos em que está locada.

Sondas Marítimas

Spar buoy

Assim como a TLP, também, é uma plataforma de

produção, com facilidades para perfurar;

Devido ao seu calado profundo, apresenta baixa

resposta dinâmica à ação da onda;

Não apresenta mobilidade, ou seja, é capaz de

perfurar somente no campos em que está locada.

Perfuração de um poço

Durante a perfuração de um poço de petróleo, o

fluido de perfuração circula num sistema fechado,

sendo bombeado pelo interior da coluna de

perfuração, passando pela broca, e voltando para a

superfície pelas laterais do poço, o anular.

Em seguida o fluido passa por peneiras e

centrífugas para a retirada dos cascalhos. Caso

haja a necessidade, o fluido sofre uma rápida

correção em sua formulação e volta para o tanque

de onde será novamente bombeado para o poço.

Fluido de Perfuração

São geralmente sistemas líquidos multifásicos compostos por

água, sólidos em suspensão, sais dissolvidos e materiais

orgânicos.

Para que o fluido funcione de maneira satisfatória é necessário

que ele seja pseudoplástico, ou seja, seja capaz de apresentar

alta viscosidade a baixa taxa de cisalhamento (para ser capaz de

suspender os cascalhos) e baixa viscosidade a alta taxa de

cisalhamento (para ser bombeável).

Funções do

Fluido de Perfuração Carrear os cascalhos gerados pela broca;

Funções do

Fluido de Perfuração Lubrificar e esfriar as brocas;

Funções do


Garantir a estabilidade química e mecânica do poço e estabilizar

as paredes do poço;

Controlar a penetração de filtrado na formação;

Equilibrar as pressões exercidas pelas formações;

Evitar danos à formação.

Funções do


Para cumprir suas finalidades, o fluido necessita possuir a

capacidade de não reagir com as formações com as quais entre

em contato.

Dois tipos de formações podem ser encontrados:

Formações com rochas ativas: são aquelas em que as rochas, devido

às suas características argilosas, podem interagir com o fluido,

absorvendo água do mesmo e causando a hidratação das argilas ou

folhelhos, o que causa o inchamento da rocha;

Formações com rochas inertes: são aquelas em que as rochas não

sofrem interação com a água do fluido, como por exemplo os arenitos.


Em conjunto com as funções citadas, é importante ainda que os

fluidos de perfuração apresentem outras características como:

Ser biodegradável e não tóxico;

Ser economicamente viável;

Não ser corrosivo.


O fluido de perfuração representa de 5 a 15 % do custo da

perfuração. Uma incorreta formulação do fluido pode causar sérios

problemas durante a operação, podendo até mesmo levar à perda

do poço. Dentre os problemas relacionados à incorreta formulação,

pode-se destacar:

Erosão, inchamento, desmoronamento das paredes do poço;

Enceramento da broca;

Invasão e dano à formação;

Blowout.

Blowout.wmv

Anexos/Blowout.wmv

Anexos/Blowout.wmv

Tipos de fluidos

Base Aquosa

fase continua :água

polímeros

sais

argilas



Base Orgânica

emulsão inversa (água em oleo)

aditivos

argilas

Tipos:

Oleo mineral:

diesel

n-parafinas

Compostos Sintéticos:

- PAO (polialfaolefinas)

- Eteres

- Esteres

- Acetais


Aditivos

Os aditivos são substâncias químicas que quando adicionadas ao

fluido, conferem propriedades especiais, requeridas durante as

atividades de perfuração. Esses aditivos podem desempenhar uma

serie de funções (Baker Hughes,1995)

* Surfactantes

São adicionados para reduzir a tensão interfacial. Dependendo das

superfícies envolvidas, os aditivos podem agir como emulsificantes,

floculantes ou dispersantes e umidificantes.


* Dispersantes (Defloculantes)

São usados para reduzir a atração entre as partículas de argila,

melhorando assim a capacidade de bombeamento do fluido. Vários

polifosfatos, lignita e ligno-sulfonatos são utilizados.

* Floculantes

Promovem a floculação das partículas coloidais em suspensão, formando

flocos e com isso aumentam a viscosidade para melhorar a limpeza do

poço. Os mais comuns são cal hidratada, gesso e tetrafosfato de sódio.


* Lubrificantes

Estes são usados para lubrificar a coluna de perfuração e a broca,

reduzindo assim o coeficiente de atrito metal/metal e meta/rocha. São

utilizados óleos, sabão e líquidos sintéticos.

* Emulsificantes (tensoativos)

Adicionados ao fluido para criar uma emulsão de dois líquidos imiscíveis,

como por exemplo óleo e água. Dependendo do aditivo, a emulsão pode

ser catiônica (carga positiva), aniônica (carga negativa) ou não iônica

(neutra). Os mais comuns são os ácidos graxos e aminas (fluido base

óleo), e ácidos orgânicos (fluidos de base aquosa).


* Redutores do filtrado

Estes são usados pra diminuir a perda de fluido durante a perfuração, isto

é, diminuir a tendência da fase liquida do fluido de perfuração de passar

através do reboco de filtração para dentro da formação. Os mais comuns

são argilas de bentonita e lignita, CMC (carboximetil celulose) e poliacrilato.

* Inibidores do inchamento de folhelhos

Reduzem a hidratação de folhelhos para prevenir o alargamento excessivo

do poço e o desabamento das paredes do poço, quando folhelhos

sensíveis à água estão sendo perfurados. São utilizados fontes de cálcio

solúvel e potássio, e sais orgânicos.


* Controle de pH

Designados para controlar o grau de acidez ou alcalinidade do fluido. Os

mais comuns são soda caústica, bicarbonato de sódio e ácidos comuns.

* Redutores de cálcio

Estes são usados para impedir, reduzir e superar os efeitos da

contaminação de sulfato de cálcio.Os mais comuns são soda caústica e ,

bicarbonato de sódio e determinados polifosfatos.


* Viscosificantes

Usados para aumentar a viscosidade, melhorando a limpeza do poço e

suspensão de sólidos. Os mais comuns são bentonita e

carboximetilcelulose.

* Adesantes (materiais que aumentam a densidade)

Usados para controlar as pressões de formação por possuírem alta

densidade. Os mais utilizados são barita, compostos de chumbo, óxidos de

ferro, carbonatos de cálcio e compostos similares que possuem alta

densidade.

Os impactos ambientais da

poluição decorrente

perfuração de petróleo e gás

Impactos Ambientais

A atividade de Perfuração tem duração variável em função do

número de poços a serem perfurados.

Uma única licença pode permitir a perfuração de vários poços

(até mais de 10), com a utilização de mais de uma plataforma, e a

licença pode ter validade de mais de um ano.

Considera-se que os impactos ambientais se elevam de acordo

com a quantidade de poços, devido ao fato de que um número

maior de poços perfurados resulta em aumento nos volumes de

resíduos gerados pela atividade, principalmente cascalho e fluido

de perfuração.

Impactos Ambientais

Os impactos ambientais que podem advir da atividade de

perfuração de um poço de petróleo podem ser resumidos em:

danos à fauna e flora devido à remoção da vegetação no local onde será

perfurado o poço;

erosão provocada pela destruição da vegetação;

agressões ao meio ambiente causadas pelos resíduos dos fluidos de

perfuração, fragmentos das rochas (cascalhos) perfuradas dispostos em

diques de perfuração e/ou percolação de contaminantes para lençóis

freáticos;

e contaminação dos lençóis freáticos e aqüíferos subterrâneos, causada

por perdas dos fluidos de perfuração para as formações geológicas durante

a perfuração.

Produtos da Perfuração de

Poços de Petróleo Cascalhos

Os fragmentos das rochas cortados pela broca (cascalhos) são

carreados pelo fluido de perfuração até as peneiras vibratórias na

superfície, onde são separados do fluido e descartados em um dique.

Por não haver uma remoção total do fluido impregnado nos cascalhos,

estes podem conter contaminantes, tais como:

a) Metais pesados;

b) Alta salinidade, uma vez que os fluidos, em sua maioria têm sais em

sua composição, cujo objetivo é o de minimizar o inchamento das

formações argilosas perfuradas, promovendo a estabilidade do poço;


Poços de Petróleo c) Óleos e graxas;

d) Elementos que causam Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO);

e) Elementos que causam Demanda Química de Oxigênio (DQO);

f) Elementos que causam alcalinidade.

Metais Pesados

Principal risco para o meio ambiente: associado a metais pesados

está em suas formas solúveis em água ou trocáveis.

Essas formas, entretanto, estão presentes em quantidade mínimas

nos rejeitos sólidos da perfuração.


Poços de Petróleo Sais Solúveis

Sais solúveis, como cloreto de sódio e cloreto de potássio, fazem

parte da composição básica dos fluidos de perfuração de poços de

petróleo.

A disposição desses sais no solo, dissolvidos nos resíduos da

perfuração, pode trazer conseqüências graves ao meio ambiente.


Poços de Petróleo A concentração excessiva de sal solúvel no solo aumenta o potencial

osmótico, que é a causa principal do dano e morte das plantas.

O potencial osmótico é a força com que os constituintes dissolvidos

tentam reter as moléculas de água, ou seja, o sal no solo compete com

as plantas pelas moléculas de água.

Excesso de sal no solo faz com que as plantas tenham,

prematuramente, stress por secura, mesmo que quantidades

substanciais de água estejam disponíveis.

Além disso, a lixiviação desse sal (por exemplo, pela chuva) pode vir a

transportá-lo até lençóis de água doce subterrâneos, alterando a

qualidade dessas águas.


Poços de Petróleo Hidrocarbonetos

Quando derramados na superfície, penetram a diferentes

profundidades, dependendo do tipo de solo.

Devido à baixa permeabilidade dos solos argilosos, os

hidrocarbonetos não penetram tão profundamente nestes solos, como o

fazem em solos arenosos.

Alteração da qualidade de água

e do sedimento

Esgotos sanitários tratados, águas oleosas provenientes do

sistema de drenagem, resíduos alimentares triturados podem

resultar em:

alteração das características físico-químicas da água,

contaminação pelos produtos químicos presentes na composição do

fluido,

diminuição do oxigênio dissolvido e

diminuição da incidência de raios solares.

Alteração da qualidade do ar

Operação da sonda de perfuração e das embarcações de apoio

resultam na:

emissão atmosférica de uma quantidade de poluentes (incluindo CO2,

CO, hidrocarbonetos, SO2, fuligem e óxidos de nitrogênio) associados à

queima de gás no teste de formação e à combustão do óleo diesel usado

na geração de energia para o funcionamento das embarcações.

Disposição dos Rejeitos da

Perfuração

Disposição dos Rejeitos da

Perfuração

Durante a perfuração do poço, os resíduos são armazenados em

diques.

Além dos cascalhos, os diques recebem também os efluentes

líquidos oriundos das operações (restos de lama, água contaminada na

área operacional da sonda, restos de cimento oriundos das

cimentações).

Diques de perfuração devem ser impermeabilizados para garantir que

não ocorra a percolação de contaminantes que venham a ser neles

depositados durante a perfuração.

Com o término dos trabalhos de perfuração, esses rejeitos devem

receber uma disposição adequada, a fim de minimizar a agressão ao

meio ambiente.

Técnicas de Disposição de

Rejeito Várias técnicas de disposição dos rejeitos (cascalhos) são

empregadas pelas empresas que operam com perfuração de

poços de petróleo, visando minimizar o impacto gerado pelos

mesmos ao meio ambiente e à saúde pública.

Estas técnicas podem ser divididas em três grupos de

métodos:

físicos,

químicos e

bio-químicos e termo-químicos.

Métodos Físicos

Nestes métodos, os cascalhos são dispostos sem haver a

influência de processos químicos ou térmicos.

Somente são levados em conta a técnica e o local onde serão

dispostos.

Em uma das técnicas é avaliada a condição de se reduzir a

quantidade de resíduos gerados no ato da perfuração dos

poços.

Métodos Físicos Impermeabilização de Diques de Perfuração

Nos processos de perfuração, os cascalhos após serem separados

do fluido de perfuração, são deslocados para um dique, onde

permanecem com os rejeitos líquidos até o final da perfuração.

Estes resíduos dependendo do tipo de fluido de perfuração utilizado,

podem conter produtos tóxicos.

Sem uma proteção adequada, estes rejeitos que possuem produtos

químicos, metais pesados e sais, com o tempo podem percolar através

da formação, atingindo o lençol freático.

Métodos Físicos

A técnica da impermeabilização consiste em forrar os diques com

uma manta de polietileno de alta densidade (PEAD), com espessura

entre 0,8 e 1,0 mm, antes do início das operações de perfuração.

Esta é a técnica empregada atualmente pela Petrobrás na perfuração

de poços terrestres de petróleo na Bahia.

Métodos Físicos

Após o final dos trabalhos de perfuração é feita a remoção da parte

líquida desses resíduos enviando-a para tratamento em estações, e os

cascalhos são aterrados com a parte pastosa dos rejeitos no próprio local.

Neste caso, poços de monitoramento ao redor do dique devem ser

construídos com a finalidade de se verificar periodicamente o

comportamento de uma possível infiltração no solo, ao redor do dique

aterrado.

Métodos Físicos

Vantagens:

a) Baixo custo: aproximadamente US$ 7.50/m3 de cascalhos;

b) Rápida instalação da manta de polietileno de alta densidade:máximo

de 2 dias, para diques com área de 450 m2;

c) Rejeitos sólidos do poço (cascalhos) são jogados diretamente no

dique, dispensando remoção e transporte;

d) Dique é aterrado com os cascalhos, sendo removida somente a parte

líquida.

Métodos Físicos

Desvantagens

a) Possibilidade de contaminação do subsolo, caso haja problemas com

a manta;

b) Necessidade de acompanhamento através de poços de

monitoramento construídos próximos ao dique;

c) Não há recuperação, reciclagem ou reuso dos contaminantes ou

cascalhos.

Métodos Físicos

Injeção de cascalhos em poços por fraturamento de formações

É uma tecnologia desenvolvida pela indústria do petróleo para descarte

de resíduos líquidos e sólidos, tratados ou não, em formações geológicas

situadas abaixo dos aqüíferos de água potável, de tal maneira que os

líquidos e sólidos injetados não entram em contato com estes mananciais

ou recursos minerais, seja por meios naturais ou por processos induzidos

pela injeção.

Normalmente são utilizadas formações rochosas permeáveis com

centenas de metros de profundidade em bacias geológicas confinadas

por camadas impermeáveis e não fraturáveis.

Métodos Físicos

A escolha das formações que irão armazenar estes cascalhos é um

cuidado a ser tomado, pois a geometria e dimensão das fraturas são a

chave para minimizar riscos ambientais associados com estas

operações.

Tais formações deverão possuir boa permeabilidade e porosidade e

possuir uma pressão de formação baixa para suportar o volume a ser

injetado.

Por isso é um método com aplicação limitada .

Métodos Físicos

Tipos de formação para a injeção

• Os cascalhos podem ser injetados em vários tipos de Formação, mas

dois tipos são usados preferencialmente: folhelhos com cobertura de

arenito ou arenitos inconsolidados limitados por formações de folhelhos.

• Os arenitos são normalmente bem porosos e têm pouca coesão entre

suas partículas. Nesses casos, o processo de injeção pode resultar em

uma fratura distinta ou em uma área de mistura de areia desagregada e

cascalhos. Esse tipo de formação favorece a injeção contínua.

• Já no caso dos folhelhos, a tendência é de formação de fraturas de

menor comprimento, às vezes com bifurcações. Aqui, o uso das

injeções periódicas tem maior eficiência .

Métodos Físicos

Preparo da Pasta

• Os cascalhos retirados do poço perfurado, após passarem pela

peneira de separação de sólidos e líquidos, são transportados para

uma unidade trituradora, onde são triturados de forma a atingirem um

tamanho adequado e uniforme (cerca de 0,5 a 1,0 mm de diâmetro).

•A seguir, são misturados a um líquido (lama ou água) que lhe conferirá

propriedades reológicas adequadas para manter a fluidez e a

manutenção dos resíduos em suspensão durante a operação de

injeção.

Métodos Físicos Monitoramento

• O acompanhamento da operação de injeção durante e após sua

conclusão poderá fornecer dados importantes quanto à eficácia do

processo.

• Através de perfilagem do poço de injeção, monitoramento sísmico

(com o uso de sensores em várias profundidades em poços de

monitoramento e um sistema receptor e analisador na superfície),

poços de monitoramento laterais e outros, é possível analisar-se a

extensão das fraturas e o comportamento dos líquidos usados na pasta

injetada.

Métodos Físicos

Vantagens;

a) Eliminação dos diques após concluídos os trabalhos de perfuração;

b) Disposição efetiva e final de rejeitos sólidos e líquidos dos diques em

reservatórios que não requerem tratamento prévio de

impermeabilização;

c) Não há necessidade de área na superfície para a disposição dos

cascalhos;

d) Baixo custo operacional: US$ 10.00/m3 de rejeitos injetados.

Métodos Físicos Desvantagens

a) Necessidade de análise prévia das formações a serem usadas como

reservatório dos rejeitos quanto à sua capacidade de receber os

materiais e quanto a seu isolamento de aqüíferos;

b) Disponibilidade de poços para efetuar a injeção;

c) Necessidade de preparo prévio dos rejeitos sólidos (redução do

tamanho dos grãos);

d) Necessidade de transporte dos rejeitos até o local de injeção;

e) Disponibilidade de unidade de bombeio para efetuar a injeção;

f) Necessidade de monitoramento da injeção e do comportamento do

poço após a injeção quanto a possíveis canalizações das fraturas para

formações permeáveis;

g) Restrições impostas pela legislação local.

Métodos Físicos

Aterro com diluição

Técnica de disposição dos rejeitos sólidos na qual utiliza-se solo sem

contaminação, misturado aos resíduos sólidos contaminados, para

reduzir a concentração desses contaminantes a níveis aceitáveis.

Essa mistura é então enterrada em trincheiras tendo pelo menos 1,5

metros de solo não contaminado cobrindo-a.

A diluição e a alteração química são os processos utilizados para

redução dos níveis agressivos dos contaminantes.

Métodos Físicos

A biodegradação é reduzida, devido à criação de um ambiente com

grande deficiência de oxigênio, elemento fundamental à atividade das

bactérias aeróbicas.

Por isso essa técnica não deve ser aplicada a cargas de

hidrocarbonetos no resíduo maiores que 3% em peso, antes do enterro.

Para essa técnica os limites para carga de sal são menos estritos e a

área necessária para tratamento menor.

Métodos Físicos

Tem grande aplicação para terras agriculturáveis, uma vez que as

raízes não penetrarão as áreas remediadas, pois, como foi mencionado

anteriormente,haverá uma camada de solo de 1,5 metros de solo não

contaminado na superfície.

A profundidade do lençol freático para a aplicação dessa tecnologia é

crítica e deve ser pelo menos 6 metros abaixo da superfície do solo.

O fundo da trincheira deve estar 1,5 metros acima da água

subterrânea e o topo da mistura do resíduo pelo menos 1,5 metros

abaixo da superfície do solo. Nestes termos a trincheira deve ser

cavada com uma espessura mínima de cerca de 3 metros.

Métodos Físicos

Vantagens

a) Necessidade de área reduzida para a disposição dos rejeitos;

b) Possibilidade de uso do próprio dique de perfuração para a

confecção das valas;

c) Baixo custo de implementação dessa técnica: US$ 11.00/m3;

d) Devido à profundidade das valas com os rejeitos (topo das valas a

1,5 metro abaixo da superfície), não há contato dos contaminantes com

as raízes das plantas ali colocadas;

e) Monitoramento posterior desnecessário.

Métodos Físicos

Desvantagens

a) Necessidade que o lençol freático esteja a pelo menos 6 metros de

profundidade;

b) Carga de hidrocarbonetos na mistura solo/rejeitos contaminados

deve ser inferior a 3% em peso, uma vez que a biodegradação é

reduzida em função da ambiente anóxico criado após o enterro da

mistura;

c) Não há recuperação, reciclagem ou reuso dos contaminantes ou

cascalhos.

Métodos Químico e

Bio-químicos Micro encapsulamento

A técnica resume-se a dois estágios:

Primeiro: consiste na aplicação de um emulsificante, que vai separar

o hidrocarboneto em gotículas menores que 10 microns.

Segundo: é feita uma aplicação de um silicato alcalino ao óleo

emulsificado. Uma reação instantânea tipo ácido-base ocorrerá

produzindo uma cápsula de sílica inerte ao redor das micro-gotas de

óleo.

Métodos Químico e

Bio-químicos Vantagens

a) Permite a imobilização de rejeitos com qualquer tipo e quantidade de

contaminantes;

b) Possibilidade de reutilização em sub-base de estradas e cobertura

de aterros sanitários.

Desvantagens

a) Alto custo operacional: US$ 112.00/m3;

b) Necessidade de transporte até o local da reutilização;

c) Existem dúvidas sobre os efeito da lixiviação a longo prazo (tempo

superior a 50 anos).

Métodos Químico e

Bio-químicos Fazenda de Lodos

Os hidrocarbonetos presentes nos fluidos de perfuração à base

de óleo podem ser biodegradados em H2O e CO2 por intermédio

de processos biológicos naturais, sendo a técnica da Fazenda

de Lodos uma das mais utilizadas para tratamento de resíduos

oleosos e, portanto, aplicável aos cascalhos impregnados com

fluidos de perfuração à base de óleo.

Métodos Químico e

Bio-químicos A técnica da Fazenda de Lodos consiste em espalhar os cascalhos

sobre o solo em camadas de até 90 cm, estimulando a atividade micro-

bacteriana aeróbica através da aeração e/ou adição de minerais,

nutrientes e controle da umidade.

As bactérias requerem uma fonte de carbono para o crescimento

celular que é fornecido pelo poluente.

Necessita também de nitrogênio e fósforo para o desenvolvimento

assim como de um agente oxidante que funcione como receptor de

elétrons.

Métodos Químico e

Bio-químicos

Para aumentar a população de bactérias e proporcionar nutrientes

complementares, adiciona-se “in loco” solo enriquecido com culturas de

microorganismos e esterco animal de galinha ou gado.

As bactérias heterotróficas, por utilizarem os constituintes dos

hidrocarbonetos como fonte de carbono, e as aeróbicas, que

consomem oxigênio para obter energia, são as de maior importância

neste processo de degradação.

Métodos Químico e

Bio-químicos Quanto mais pesado for o derivado, isto é, quanto menores frações

voláteis possuir, mais eficaz será o processo de biodegradação.

Derivados leves e portanto mais voláteis como a gasolina, tendem a

evaporar durante a etapa de aeração, que é feita por intermédio da

aragem dos resíduos e solo.

Isto pode levar à necessidade de controlar a emissão de compostos

orgânicos voláteis durante o processo através de dispositivos

adicionais.

Métodos Químico e

Bio-químicos A eficiência da Fazenda de Lodos depende ainda de outros fatores

tais como:

• Características do solo: a permeabilidade, o teor de umidade, o peso específico

e o grau de compactação devem ser observados na escolha do terreno. Solos

argilosos devem ser evitados por serem de difícil aeração e por reterem água;

•Natureza do poluente: derivados leves como a gasolina, nos quais o

mecanismo de volatilização prevalece sobre o de biodegradação, podem

encarecer o processo pela necessidade de adoção de dispositivos de controle

da emissão de compostos orgânicos voláteis durante a aplicação da técnica;

Métodos Químico e

Bio-químicos

• Condições climáticas: sendo as instalações típicas descobertas, ficam

expostas à chuva, ventos e variação de temperatura, tornando o controle da

umidade um fator extremamente importante para manter a integridade física e

biológica do processo;

• Lixiviação do solo: as chuvas podem ainda causar a lixiviação de

contaminantes até os aqüíferos.

Métodos Químico e

Bio-químicos Vantagens:

a) Relativamente fácil de projetar e implementar;

b)Efetivo para constituintes orgânicos com baixas taxas de

biodegradação;

c) Baixo custo operacional: média de US$ 45.00/m3 de material a ser

tratado;

d) Tempo de tratamento biológico curto: de 6 meses a 2 anos, sob

condições controladas.

Métodos Químico e

Bio-químicos Desvantagens:

a)Constituintes voláteis tendem a evaporar antes da biodegradação,

poluindo a atmosfera;

b) Requer extensas áreas;

c) Pode não ser eficaz caso haja alta concentração de metais pesados

nos hidrocarbonetos a serem tratados (> 2.500 ppm), o que inibe o

desenvolvimento dos microorganismos;

d) Pode não ser eficiente para cascalhos com altas concentrações de

hidrocarbonetos (> 50.000 ppm);

e) Necessidade de controle da umidade em função da possibilidade de

lixiviação dos contaminantes antes da biodegradação.

Métodos Termo -Químicos

Nesses métodos são empregadas técnicas onde os cascalhos

são aquecidos para a extração dos contaminantes.

Após aquecidos, os contaminantes são capturados e tratados e

os cascalhos podem, então, ser reciclados, por exemplo, na

pavimentação de estradas.


Extração com CO2 supercrítico

O tratamento de cascalhos impregnados de hidrocarbonetos através da

remoção pelo CO2 Supercrítico (CO2SC), embora em fase experimental,

constitui-se no maior avanço tecnológico nesta área nos últimos

tempos, e é possível que o desenvolvimento desta técnica torne-a

competitiva com outras técnicas em uso.


Fluido supercrítico é qualquer fluido que esteja a uma temperatura

acima da sua temperatura crítica e da sua pressão crítica.

Na zona supercrítica, as propriedades físico-químicas de um fluido

assumem valores intermediários relativos aos estados líquido e gasoso.

Isto proporciona aos solventes supercríticos características tais como

a capacidade de solubilização e densidade próximas à de um líquido e

as de transporte como alta difusividade e baixa viscosidade

semelhantes às de um gás.


A extração supercrítica consiste em comprimir e aquecer o agente

extratante até o estado supercrítico, no qual este consegue solubilizar

rapidamente uma substância ou família de substâncias presentes numa

mistura.

O material solubilizado é levado a um setor de separação, onde por

redução de pressão e/ou de temperatura, reduz-se o poder de

solubilização do fluido supercrítico, o que permite a fácil separação

soluto / solvente.


Remoção de Hidrocarbonetos dos cascalhos


Vantagens

a) A extração é eficiente para diversos fluidos à base de óleo

associados a vários tipos de cascalhos;

b) Com a adição de co-surfactantes as propriedades do CO2SC podem

ser estendidas a compostos formados por moléculas polares (sais);

c) As condições de utilização, 35º C e 100 bar (cerca de 1450 psi de

pressão), são alcançadas sem maiores problemas;

d) Não há alteração na composição do óleo recuperado, assim como na

dos ésteres utilizados em fluidos de perfuração sintéticos, permitindo

reutilização sem tratamento adicional;


e) Relação entre a massa CO2 circulante e a massa de cascalhos a

serem tratados é igual a 1 (relação 1 : 1);

f) Reutilização do CO2 no processo, sem emissão de poluentes para a

atmosfera (sistema fechado);

g) Possibilidade de reuso dos cascalhos na indústria da construção civil

(tijolos e pré-moldados);

h) Baixo custo operacional: US$ 24.00/m3;

i) Pequena área para implantação da unidade (cerca de 100 m2).


Desvantagens

a) A presença de água nos cascalhos acima de 30% afetará a eficiência

do processo negativamente. Para que isto seja evitado é necessário o

funcionamento adequado do sistema de separação de sólidos da

sonda;

b) As unidades experimentais trabalham pelo princípio de batelada.

Para adequação ao nível industrial, necessita-se da associação de

inúmeras pequenas células de extração para que o funcionamento se

assemelhe ao de um processo contínuo;


c) Alto custo de implantação do projeto;

d) Necessidade de transporte dos cascalhos até a unidade de

tratamento;

e) Necessidade de se transportar os cascalhos tratados até o ponto de

destinação final, bem como transportar o óleo recuperado até o ponto

de reutilização.


Desorção Térmica Indireta

Buscando alternativas para a disposição dos cascalhos, a

indústria do petróleo tem desenvolvido novas técnicas de

descontaminação desses rejeitos sólidos tais como as plantas

de desorção térmica indireta.


Dependendo do local onde se vá efetivar a disposição final

dos cascalhos, as plantas de desorção térmica são necessárias

em função de problemas, tais como:

Necessidade de se dispor de formações adequadas para re-injeção

de cascalhos;

Tempo relativamente longo para biodegradação e necessidade de

extensas áreas para o uso da técnica da fazenda de lodo;

Incertezas sobre o resultado de lixiviação, com o decorrer dos anos,

sofrida por material contaminado encapsulado com complexos argilo-

minerais.


A técnica de desorção térmica indireta é um processo de

separação térmica em dois estágios:

Primeiro estágio: é feita uma aplicação de calor de forma indireta em

uma câmara contendo os resíduos contaminados por óleo. Quando a

temperatura na câmara atinge o ponto de evaporação dos

hidrocarbonetos há a volatilização dos mesmos separando-os dos

cascalhos.


Segundo estágio: inicialmente a fase gasosa é filtrada para remoção

de partículas ultrafinas, que serão incorporadas posteriormente aos

cascalhos processados.

A seguir a fase gasosa é direcionada para um compartimento onde é

condensada e passa por um separador de óleo e água.

O óleo recuperado é reutilizado no processo como fonte de energia ou

reciclado na confecção de fluidos de perfuração.

A água é reutilizada no arrefecimento do sistema.


Vantagens

a) Permite a recuperação do hidrocarboneto e seu reuso;

b) Possibilita a reciclagem da água ou sua reutilização no processo;

c) Baixo custo operacional: US$ 24.00/m3;

d) Possibilidade de utilização dos cascalhos tratados em pavimentação

de estradas ou na indústria cimenteira;

e) Pequena área para implantação da unidade (cerca de 900 m2).


Desvantagens:

a) Utilização de equipamento tipo “fim de tubo”(filtro de manga);

b) Emissão de particulados, NOx e SOx devido à combustão de gás ou

óleo no processo;

c) Pode alterar a composição dos hidrocarbonetos recuperados;

d) Alto custo de implantação do projeto;

e)Necessidade de transporte dos cascalhos até a unidade de

tratamento;

f)Necessidade de transportar os cascalhos tratados até o ponto de

destinação final.


Incineração

Técnica na qual o cascalho é aquecido a alta temperatura em um

incinerador, a céu aberto.

Apesar do uso de filtros para gases, a incineração não é empregada

atualmente em função do grau de toxicidade dos gases gerados na

queima dos contaminantes existentes no cascalho e das restrições

severas impostas pelos órgãos ambientais.

TERMO DE REFERÊNCIA PARA

ELABORAÇÃO DO RELATÓRIO DE

CONTROLE AMBIENTAL – RCA, PARA A

ATIVIDADE DE PERFURAÇÃO MARÍTIMA

../Curso de Extensão/Aulas/TR perfurção.doc







petróleo de meio ambiente - raquel simas · que o poço atinja a rocha reservatório dentro do...

Documents