Garantia de escoamento é um termo da indústria de petróleo cunhado nos corredores da Petrobras que de lá ganhou o mundo, sendo sinônimo da busca por técnicas e estratégias para garantir, como o próprio nome já diz, que os fluidos produzidos nos reservatórios de petróleo e gás — como óleo, gás natural, água e sólidos — possam ser transportados de forma contínua e segura através de todo o sistema de produção. Como sistema entenda-se os poços, linhas de produção, risers e dutos, até as unidades de processamento.

Garantir o escoamento envolve conhecimentos de engenharia de petróleo, termodinâmica, transferência de calor, reologia e química aplicada para prever, monitorar e mitigar problemas que possam comprometer a entrega do que é produzido.

Em ambientes offshore e, mais ainda, nos campos de águas ultra profundas e do pré-sal, o termo se mostra ainda mais complexo, pois as longas linhas de produção, as altas pressões e as baixas temperaturas são fatores que favorecem a ocorrência de problemas como a formação de hidratos de gás, deposição de parafinas, precipitação de asfaltenos, formação de incrustações inorgânicas (scales), arraste de areia e emulsões estáveis, dentre outros como o CO_2, que será tema de outro artigo. Esses fenômenos podem levar, por exemplo, ao entupimento de dutos e à paralisação da produção.

Hidratos de gás são estruturas cristalinas formadas pela combinação de água e gás sob condições de baixa temperatura e alta pressão, podendo bloquear completamente tubulações. A deposição de parafinas ocorre quando o petróleo esfria abaixo da temperatura de aparecimento de cristais, levando ao acúmulo de cristais sólidos nas paredes das linhas. Os asfaltenos podem se precipitar com as mudanças de pressão e temperatura ou composição do fluido e podem também restringir o fluxo. Já os scales são formados por deposições inorgânicas de carbonato de cálcio e outros, vindos do reservatório em diversas condições.

As emulsões de água em óleo formam fluidos de difícil transporte e processamento. Ou seja, todos os problemas podem levar, quando não a paradas – problema mais crítico-, no mínimo a problemas de processamento e redução da produtividade.

Há estimativas de que problemas de garantia de escoamento gerem bilhões de dólares em perdas anuais na indústria global de petróleo e gás, principalmente devido às paradas de produção, intervenções em dutos e danos a equipamentos.

Em grandes sistemas submarinos, como os existentes no Brasil, uma única interrupção pode resultar em perdas de produção de milhões de dólares por dia, considerando o valor do barril de petróleo e os custos operacionais das unidades offshore. E quando há a necessidade de intervenções subsea para remoção de bloqueios ou limpeza de linhas que exigem o uso de embarcações especializadas, há um aumento considerável dos custos.

Além das perdas econômicas, existem riscos operacionais e de segurança associados aos problemas de escoamento. Bloqueios por hidratos ou depósitos sólidos podem levar a aumentos de pressão nas linhas, potencialmente causando falhas estruturais ou vazamentos. A presença de sólidos também aumenta o desgaste de equipamentos, como válvulas, bombas e separadores.

Em ambientes offshore, tais eventos podem representar riscos ambientais relevantes, especialmente em regiões sensíveis ou de grande profundidade, onde intervenções são complexas e demoradas.

Para mitigar esses problemas, a indústria utiliza uma combinação de estratégias térmicas, químicas e operacionais. Entre os métodos mais comuns estão o isolamento térmico de dutos, aquecimento ativo de linhas, injeção de inibidores de hidratos (como metanol ou monoetilenoglicol), uso de químicos dispersantes de parafinas e asfaltenos, além de operações de limpeza mecânica, como pigging.

O monitoramento em tempo real das condições de pressão, temperatura e composição do fluido também é fundamental para prever a formação de depósitos e permitir ações preventivas antes que ocorram bloqueios.

As pesquisas recentes em garantia de escoamento estão no desenvolvimento de modelos termodinâmicos e hidrodinâmicos mais precisos aplicados a escoamentos multifásicos, capazes de prever com maior confiabilidade a formação de hidratos, parafinas e asfaltenos em sistemas complexos.

Também há grande interesse em tecnologias de monitoramento digital, sensores subsea e aplicações de inteligência artificial para previsão de eventos de bloqueio, como observado no esforço do 3W Dataset, e no desenvolvimento recente de melhorias em diversos softwares comerciais.

No Brasil e no mundo, universidades e centros de pesquisa, em parceria com a indústria, investigam novos aditivos químicos, revestimentos internos de dutos para reduzir deposição, novos modelos fenomenológicos de previsão e estratégias de operação mais eficientes para sistemas de produção em águas profundas e ultra profundas, buscando aumentar a confiabilidade dos sistemas, reduzir custos e permitir a exploração de campos cada vez mais complexos.

Um exemplo da importância do tema no cenário brasileiro é que a cada dois anos, no Rio de Janeiro, acontece o Flow Assurance Technology Congress – FATC, maior congresso da área em que especialistas do mundo todo apresentam resultados e discutem os principais avanços. O próximo será este ano, em novembro, com submissão de artigos aberta até maio.