A perfuração de petróleo existe há mais de um século. Mas por causa dos numerosos desenvolvimentos na tecnologia, cresceu aos trancos e barrancos nesse tempo. E esse crescimento da produção de petróleo também foi essencial para mudar a face da civilização.
Em 1859, Edwin Drake cavou o que é considerado o primeiro poço de petróleo em Titusville, Penn. Durante esse período, o petróleo foi usado principalmente para fazer querosene para fins de iluminação. Mas o desenvolvimento da indústria automobilística logo abriu um novo mercado para o petróleo e estimulou o aumento da produção – de 150 milhões de barris produzidos em todo o mundo em 1900 para mais de um bilhão de barris em 1925.
Uma das primeiras inovações para melhorar a perfuração de petróleo foi a broca rotativa , usada pela primeira vez na década de 1880. Isso usava uma broca rotativa para cavar no solo (em oposição ao método de perfuração de ferramenta de cabo de Drake que levantava e soltava uma broca no poço). Para saber mais sobre a perfuratriz rotativa, bem como uma visão geral do processo de perfuração de petróleo, consulte " Como funciona a perfuração de petróleo ".
Mas a broca rotativa foi apenas o começo de uma longa linha de avanços dramáticos que se desenvolveriam no século 20. Alguns dos mais notáveis que discutiremos ajudaram a melhorar a eficiência da produção de petróleo, ao mesmo tempo em que facilitaram a localização de petróleo.
- Perfuração Offshore e ROVs
- Fraturamento Hidráulico
- Imagens Sísmicas
- Sistemas de medição durante a perfuração
- Perfuração Horizontal
5: Perfuração Offshore e ROVs
Os perfuradores de petróleo perceberam rapidamente que os poços perto da costa geralmente produziam mais petróleo . Era óbvio que havia um futuro lucrativo em encontrar maneiras de extrair petróleo do fundo do mar. Já na década de 1880, os perfuradores erguiam plataformas em cais. Mas foi só em 1947 que uma companhia petrolífera construiu o primeiro poço de petróleo verdadeiro longe da terra.
Desde então, e após uma longa disputa política nos Estados Unidos sobre quem tem o direito de arrendar áreas offshore para fins de perfuração, a indústria de perfuração de petróleo offshore decolou. Uma das tecnologias que impulsionou o desenvolvimento da perfuração offshore foram os veículos operados remotamente , ou ROVs , que os militares já estavam usando para recuperar equipamentos perdidos debaixo d'água. Como mergulhar em águas profundas é perigoso, a indústria do petróleo adaptou o ROVS para perfuração na década de 1970.
Controlado a partir da plataforma acima da superfície da água, um ROV é um dispositivo robótico que permite que os operadores vejam debaixo d'água. Alguns tipos permitem que o operador faça com que os braços robóticos de um ROV executem funções diferentes, como conexões submarinas e instalações em águas profundas, com profundidade de até 3.048 metros (10.000 pés).
4: Fraturamento Hidráulico
Desenvolvido na década de 1940, o processo de fraturamento hidráulico tem se tornado cada vez mais importante na perfuração de petróleo . É útil com reservatórios "apertados" - onde as rochas que contêm o óleo não têm poros grandes. Isso significa que o fluxo de óleo das rochas é fraco, e perfurar um poço simples na rocha não fará com que grande parte do óleo saia.
Para ajudar a estimular o poço e expulsar o óleo retido, os perfuradores empregam o fraturamento hidráulico. Nesse processo, eles injetam água combinada com produtos químicos no poço com pressão suficiente para criar fraturas nas formações rochosas – fraturas que podem se estender por centenas de metros de comprimento. Para evitar que as fraturas se fechem novamente, os perfuradores enviam um propante , que é uma mistura de fluidos, areia e pellets. Essas fraturas permitem que o óleo flua mais livremente da rocha.
De acordo com o American Petroleum Institute, somente nos Estados Unidos, o fraturamento hidráulico ajudou a bombear mais 7 bilhões de barris de petróleo do solo.
3: Imagens Sísmicas
No início, procurar um bom lugar para escavar o petróleo dependia simplesmente de descobrir onde ele havia borbulhado na superfície. Mas como os reservatórios de petróleo podem ser enterrados nas profundezas da terra, nem sempre é óbvio da superfície. E como é caro montar uma plataforma e cavar um poço profundo, as empresas não gostam de desperdiçar seu tempo e dinheiro em um local improdutivo. Eventualmente, os geólogos foram chamados para descobrir onde o petróleo provavelmente estaria estudando formações rochosas da superfície, campos magnéticos e até pequenas variações na gravidade.
Uma das inovações mais importantes na exploração de petróleo foi a imagem sísmica 3-D. Isso se baseia na ideia de que o som é refletido e viaja através de diferentes materiais de maneiras ligeiramente diferentes. Nesse processo, uma fonte de energia, como um caminhão vibrador, envia ondas sonoras para as profundezas da terra. Dispositivos especiais chamados geofones são posicionados na superfície, que recebem os sons que voltam e enviam as informações para os caminhões gravadores.
Engenheiros e geofísicos estudam as ondas sonoras gravadas (na forma de linhas onduladas) para interpretar que tipos de camadas de formação rochosa estão naquele local. Dessa forma, eles podem construir imagens em 3-D do que está sob a superfície (imagens em 4-D também explicam a passagem do tempo). Embora essa tecnologia avançada ajude a reduzir o número de furos perfurados e torne os poços mais produtivos, ela não é infalível: os engenheiros têm sorte se puderem prever com precisão a localização dos reservatórios de petróleo na metade do tempo.
2: Sistemas de medição durante a perfuração
Como acabamos de ver, mesmo com as tecnologias avançadas de imagens sísmicas atuais, é difícil para os operadores de perfuração saber exatamente o que encontrarão ao cavar um poço de petróleo. E até a década de 1980, também era difícil saber detalhes sobre o que estava acontecendo com a broca enquanto o buraco estava sendo cavado. Esse desafio foi superado pela tecnologia de medição durante a perfuração ( MWD ).
O MWD permite que os operadores recebam informações em tempo real sobre o status da perfuração, bem como a capacidade de direcionar o poço em outras direções. Relaciona informações como raios gama, temperatura e pressão, bem como a densidade e ressonância magnética das formações rochosas. Isso serve uma infinidade de funções. Ele ajuda os operadores a perfurar com mais eficiência, evitando explosões e falhas de ferramentas. Também ajuda os operadores a mostrarem que não estão perfurando áreas não autorizadas.
O que talvez seja mais surpreendente é como essa informação é transmitida até a superfície. Como não é prático enfiar um fio ou cabo no poço da superfície até a broca, o MWD conta com a telemetria de pulso de lama . Uma pasta de lama que é enviada para dentro do poço para transportar detritos de volta (através da coluna externa do poço) fornece um canal acústico conveniente para enviar pulsos de lama em um código binário que é decodificado na superfície.
1: Perfuração Horizontal
Uma das vantagens da MWD mencionada anteriormente é que ela ajuda o operador a dirigir uma perfuratriz em diferentes direções. A capacidade de direcionar uma perfuratriz em direções diferentes das diretas foi um dos avanços mais significativos na história da perfuração de petróleo .
Como muitos reservatórios de petróleo estão espalhados horizontalmente, os poços verticais podem não extrair óleo suficiente deles com eficiência. Um poço horizontal é perfurado verticalmente no início, mas depois muda de direção (no que é chamado de ponto de partida ) antes de encontrar o reservatório (no ponto de entrada ) e se estender horizontalmente através dele. Mas as vantagens da perfuração horizontal vão além do aumento da produtividade do poço. Também permite que poços sejam cavados com segurança em terras ambientalmente sensíveis e protegidas.
Embora o primeiro poço horizontal tenha sido perfurado em 1929, eles eram caros, e o desenvolvimento do fraturamento hidráulico logo melhorou a produtividade dos poços verticais. Avanços como MWD e conjuntos de motores direcionáveis, no entanto, tornaram a perfuração horizontal uma opção mais viável na década de 1980.
