Potencial das nanopartículas na recuperação de campos maduros

Coautores: Normando Lins e Gerson Menezes

Desde que o campo de petróleo de Candeias, na Bacia do Recôncavo, se tornou o primeiro campo de petróleo descoberto no Brasil, em 1941, mais de 30.000 poços foram perfurados no país, a maioria pela Petrobras, dos quais, mais de 6.000 ainda estão ativos. Praticamente todos os campos descobertos estão na fase final de produção e, com isso, vários processos de recuperação têm sido empregados para manter os níveis de produção e reserva. No mundo, entre diversas alternativas vêm se destacando a utilização da nano tecnologia, por se tratar de ser mais econômica e com resultados mais rápidos.  

Se consideramos que a tecnologia de nanopartículas (Nano) pode aumentar o Fator de Recuperação do oil in place para algo em torno de 50%, poderíamos agregar uma reserva adicional de até 20 bilhões de barris, maior portanto do que as reservas atuais.

Volume estimado de óleo já produzido e de óleo in place nos reservatórios, considerando as reservas reconhecidas pela ANP (2023) e um FR de 30%

A tecnologia de nanopartículas está sendo estudada e avaliada há mais de 20 anos e já está em uso em vários segmentos da indústria de petróleo. A partir dos anos de 2000 começou uma corrida aos estudos teóricos e práticos e na geração de publicações técnicas oriundas de trabalhos feitos por universidades, institutos de pesquisas e empresas de petróleo e de química.

Num primeiro momento todos os estudos foram voltados para E&P, com orientação para gerar mais ganhos nos tempos de perfuração, cimentação de revestimentos em geral e tampões de cimento, para evitar duplicidade de serviços.

O foco em geral era a área de EOR, com o objetivo de recuperar mais óleo in place já descoberto, que no mundo ultrapassa 5 trilhões de barris de óleo e mais de 400 trilhões de m3 de gás, incluído o shale gas. O possível volume adicional de óleo e gás que pode ser recuperado com uso da nano justifica todo esforço que vem sendo feito pela indústria, visto que são reservas adicionais com custo muito baixo de extração.   

As nanopartículas, quando aplicadas para aumentar o Fator de Recuperação, podem atuar em várias etapas do processo de produção, como alterar a aderência do petróleo às rochas, reduzir a tensão interfacial, aumentar a estabilidade e reduzir a viscosidade do óleo.

A aplicação de nano de forma rotineira deverá trazer um ganho muito substancial nos volumes de óleo e gás adicionais às reservas mundiais já calculadas a custos bem reduzidos, visto que toda estrutura já existe e todos os poços também. Com certeza será o óleo mais barato a ser adicionado às reservas atuas.

No mundo, já está ocorrendo uma intensa utilização da nano tecnologia na produção de gás e óleo dos reservatórios não convencionais, principalmente nos Estados Unidos e China, como nos seguintes exemplos:

Oriente Médio - Aplicação de nanopartículas de sílica em vários campos de petróleo, em fase de declínio muito elevado, tem alcançado, em vários casos, recuperação media adicional de 15%.

América do Norte - O Canadá tem a maior reserva de óleo pesado do mundo e há vários anos vem produzindo esse petróleo via poços fraturados de longo alcance, com grande utilização de nano tecnologia, levando o país a se tornar o sexto maior produtor de óleo do mundo. Além do Canadá, os Estados Unidos são um grande usuário na produção de shale gas e tight oil, com resultados muito animadores.

Índia - A Índia, com uma pequena produção de óleo, têm utilizado nanopartículas de oxido de ferro em larga escala. Testes de campo têm obtido resultados bastante promissores no aumento dos volumes e redução nos custos de produção.

China - A China é a maior produtora mundial de produtos de nano tecnologia no polo de Nanopolis, na província de Suzhou. Os campos de petróleo mais antigos da China estão em estágio bastante avançado de produção e há registros que a injeção de água praticamente já não consegue agregar produção adicional, além de gerar custos bastante elevados. O Governo vem incentivando os produtores a usar as estruturas existentes, aplicando todas as tecnologias, incluindo a da nano, para aumentar a recuperação, reduzir os custos e o uso intenso de água de injeção. Há registros de sucesso nas operações.

Os métodos de recuperação secundária de petróleo aos poucos estão sendo substituídos por métodos menos tradicionais como a nano tecnologia principalmente porque todos os métodos tradicionais só conseguem, por vários motivos, produzir um máximo de 30-40% do óleo contido nos reservatórios, ao passo que a nano está indicando possibilidade de recuperação de até 60%, o que seria um ganho extraordinário para aumento das reservas, hoje calculadas em torno de 1,6 trilhões de barris, com recuperação em torno de 30%.

Todos os experimentos feitos pela indústria até hoje apontam para resultados parecidos com o gráfico a seguir, variando apenas em função do tipo de reservatório, tipo de óleo e volume de óleo já produzido.        

Comportamento esperado após tratamento com Nanopartículas.