Quanto você sabe sobre perfuração de petróleo? iStockphoto / Thinkstock A perfuração de petróleo existe há mais de um século. Mas, devido aos inúmeros desenvolvimentos na tecnologia, ele cresceu aos trancos e barrancos nessa época. 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 o período, o óleo era usado principalmente para fazer querosene para fins de iluminação. Mas o desenvolvimento da indústria automobilística logo acendeu 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 o broca rotativa , usado pela primeira vez na década de 1880. Isso usava uma broca rotativa para cavar no solo (em oposição ao método de Drake de perfuração de ferramenta de cabo que levantava e deixava cair uma broca no poço). Para mais informações sobre broca rotativa, bem como uma visão geral do processo de perfuração de petróleo, dê uma olhada em "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 XX. Algumas das mais notáveis que discutiremos ajudaram a melhorar a eficiência da produção de petróleo, tornando mais fácil encontrar petróleo.
Os perfuradores de petróleo perceberam rapidamente que os poços próximos à 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, perfuradores ergueram plataformas em cais. Mas foi só em 1947 que uma empresa de petróleo construiu o primeiro verdadeiro poço de petróleo longe da terra.
Desde então, e depois de uma longa disputa política nos Estados Unidos sobre quem tem o direito de arrendar áreas offshore para fins de perfuração, a indústria de perfuração offshore de petróleo decolou. Uma das tecnologias que impulsionou o desenvolvimento da perfuração offshore foi veículos operados remotamente , ou ROVs , que os militares já estavam usando para recuperar equipamentos perdidos debaixo d'água. Porque 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 os braços robóticos de um ROV executarem funções diferentes, como conexões submarinas e instalações em águas profundas, tão profundo quanto 10, 000 pés (3, 048 metros).
Desenvolvido na década de 1940, o processo de fraturamento hidráulico tornou-se 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 tirará muito do petróleo.
Para ajudar a estimular o poço e expulsar o óleo preso, perfuradores empregam 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 fechem novamente, sondadores enviam um propante , que é uma mistura de fluidos, areia e pelotas. Essas fraturas permitem que o óleo flua mais livremente da rocha.
De acordo com o American Petroleum Institute, só nos Estados Unidos, o fraturamento hidráulico ajudou a bombear mais 7 bilhões de barris de petróleo do solo.
Inicialmente, procurar um bom lugar para cavar em busca de óleo simplesmente dependia de descobrir onde ele havia borbulhado para a superfície. Mas porque os reservatórios de petróleo podem ser enterrados profundamente na terra, nem sempre é óbvio na superfície. E porque é caro montar uma plataforma e cavar um poço profundo, as empresas não gostam de perder tempo e dinheiro em locais improdutivos. Eventualmente, geólogos foram trazidos para descobrir onde provavelmente estaria o petróleo estudando as formações rochosas da superfície, campos magnéticos e até mesmo 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 ricocheteia e viaja por diferentes materiais de maneiras ligeiramente diferentes. Nesse processo, uma fonte de energia como um caminhão vibrador envia ondas sonoras para o fundo da terra. Dispositivos especiais chamados geofones são posicionados na superfície, que recebem os sons que voltam a subir e enviam as informações para caminhões gravadores.
Engenheiros e geofísicos estudam as ondas sonoras registradas (na forma de linhas irregulares) para interpretar que tipos de camadas de formação rochosa existem naquele local. Por aqui, eles podem construir imagens 3-D do que está sob a superfície (a imagem 4-D também explica a passagem do tempo). Embora esta tecnologia avançada ajude a reduzir o número de furos perfurados e torne os poços mais produtivos, não é infalível:os engenheiros têm sorte se puderem prever com precisão a localização dos reservatórios de óleo na metade das vezes.
Como acabamos de ver, mesmo com as tecnologias avançadas de imagens sísmicas de hoje, 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 era cavado. Este desafio foi superado por medição durante a perfuração ( MWD ) tecnologia.
MWD permite que os operadores recebam informações em tempo real sobre o status da perfuração, bem como a capacidade de conduzir o poço em outras direções. Relaciona informações como raios gama, temperatura e pressão, bem como a densidade e ressonância magnética das formações rochosas. Isso tem uma infinidade de funções. Ele ajuda os operadores a perfurar com mais eficiência, evitando rupturas e falhas na ferramenta. Também ajuda os operadores a mostrar que não estão perfurando áreas não autorizadas.
O que talvez seja mais surpreendente é como essas informações são transmitidas à superfície. Porque não é prático amarrar um fio ou cabo no poço da superfície até a broca, MWD, em vez disso, depende de m telemetria de pulso ud . Uma pasta de lama que é enviada para o poço para carregar detritos de volta (através da coluna externa do poço) fornece um canal acústico conveniente para enviar pulsos de lama para cima em um código binário que é decodificado na superfície.
Uma das vantagens do MWD mencionada anteriormente é que ele ajuda o operador a dirigir a furadeira em diferentes direções. A capacidade de dirigir uma perfuratriz em outras direções que não diretamente para baixo tem sido um dos avanços mais significativos na história da perfuração de petróleo.
Como muitos reservatórios de óleo estão espalhados horizontalmente, poços verticais podem não extrair óleo suficiente de forma eficiente deles. UMA poço horizontal é perfurado profundamente verticalmente no início, mas então muda de direção (no que é chamado de ponto inicial ) antes de encontrar o reservatório (no ponto de entrada ) e se estende horizontalmente através dele. Mas as vantagens da perfuração horizontal vão além de aumentar a 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, Contudo, tornou a perfuração horizontal uma opção mais viável na década de 1980.
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