Em um estudo inovador, uma equipe de pesquisa que incluía um engenheiro da Johns Hopkins compilou e analisou uma quantidade sem precedentes de dados regulatórios que descrevem a integridade de poços de petróleo e gás em vários estados. Os resultados do estudo, publicado no Proceedings of the National Academy of Sciences , fornece informações valiosas para operadores da indústria e agências regulatórias que buscam evitar vazamento de poços e garantir o sucesso do armazenamento de carbono, produção de petróleo e gás, armazenamento de gás natural, e operações de armazenamento de hidrogênio.

“O estudo se concentra na integridade de poços de petróleo e gás, especificamente em poços de petróleo e gás em terra. Isso é relevante, por exemplo, para avaliar os riscos ambientais relacionados ao desenvolvimento de petróleo e gás não convencional, "disse Harihar Rajaram, um professor de saúde ambiental e engenharia na Escola de Engenharia de Whiting da Universidade Johns Hopkins, coautor do estudo liderado por pesquisadores do Laboratório Nacional de Tecnologia de Energia do Departamento de Energia dos EUA. “Para entender os riscos ambientais do vazamento de poços de petróleo e gás, é importante primeiro estimar qual fração de poços de petróleo e gás experimentou problemas de integridade. "

Os poços de petróleo e gás são projetados para conter totalmente (por meio de uma série de tubos de aço aninhados com cimento no meio) todos os fluidos que estão bombeando dos reservatórios de petróleo e gás. Contudo, devido a tensões subterrâneas, o cimento pode rachar ou se separar do revestimento de aço adjacente, causando problemas de integridade, e, em alguns casos, vazamento.

Embora mais de 900, 000 poços de petróleo e gás estão atualmente ativos nos EUA, estimativas precisas da porcentagem desses poços que tiveram problemas de integridade durante sua vida útil foram limitadas pela disponibilidade de dados. Embora a maioria dos estados exija alguma forma de teste de integridade de poço - por exemplo, usando um medidor de pressão para monitorar o acúmulo de gases fora do revestimento de produção - esses dados não são disponibilizados publicamente em bancos de dados digitais prontamente acessíveis.

No novo estudo, pesquisadores abordam esse problema usando técnicas computacionais avançadas para coletar e extrair dados de mais de 470, 000 registros regulatórios que descrevem os resultados dos testes de integridade de poço realizados no Colorado, Novo México, e a Pensilvânia em mais de 100, 000 poços antes de 2018. Os dados extraídos desses registros representam o maior e mais completo registro já reunido para revisar a integridade dos poços de petróleo e gás dos EUA.

A equipe se concentrou em estimar a porcentagem de poços de petróleo e gás que exibiram pressões e fluxos indicativos de um problema de integridade. Os registros de teste da Pensilvânia mostraram que 14,1% dos poços testados antes de 2018 potencialmente experimentaram um problema de integridade. Dados de diferentes regiões produtoras de hidrocarbonetos dentro do Colorado e Novo México revelaram que os poços tiveram problemas de integridade com uma faixa mais ampla de frequências (0,3% -26,5%) do que relatado anteriormente, que destaca a necessidade de entender melhor as tendências e variações regionais em diferentes campos de petróleo e gás em integridade de poço. Os poços direcionais eram mais propensos a exibir problemas de integridade do que os poços verticais no Colorado e na Pensilvânia. A maioria dos poços com problemas de integridade experimentou vazamento interno ao sistema de poço que não escapou para as águas subterrâneas. Testar em torno de poços para indicadores de vazamento de gás nas águas subterrâneas não é uma prática generalizada, mas 3,0% dos poços do Colorado testados e 0,1% dos poços do Novo México testados exibiram características que os tornaram suscetíveis a vazamentos fora do poço.

"É importante observar que um problema de integridade não significa que os fluidos vazaram para fora de um poço de petróleo e gás e criaram um risco de contaminação das águas subterrâneas, "Rajaram disse." No Colorado, por exemplo, a maioria dos poços em risco de contaminação das águas subterrâneas são poços verticais mais antigos que foram construídos com revestimentos de superfície curtos que não protegem os aquíferos subterrâneos mais profundos que mais tarde foram designados como recursos hídricos. Poços com altas pressões de revestimento de superfície podem ser identificados e corrigidos para evitar problemas de integridade. "

Os pesquisadores dizem que os resultados do estudo demonstram o valor dos programas de teste de poços em todo o estado. Eles também destacam os desafios de interpretar dados de teste de poços interjurisdicionais díspares e sugerem a necessidade de um protocolo de teste de poço padronizado abrangente. Os pesquisadores recomendaram a adoção de um abrangente, protocolo de teste padronizado [para] garantir a compatibilidade dos resultados dos testes de diferentes jurisdições, permitir o estabelecimento de um critério uniforme para identificar problemas de integridade de poço, e facilitar a compilação dos resultados dos testes.

"O monitoramento da integridade do poço de petróleo e gás com base na pressão do revestimento da superfície ou medições do fluxo de ventilação do revestimento é relativamente barato e ajuda a identificar poços problemáticos no início e remediá-los, ", Disse Rajaram." Tornar os dados desses esforços de monitoramento disponíveis abertamente e prontamente acessíveis realmente ajuda:adiciona um nível de transparência para informar todas as partes interessadas sobre os riscos potenciais de contaminação, e ajuda a sinalizar poços com integridade potencialmente comprometida e remediá-los antes que ocorra qualquer vazamento. "

A equipe também recomenda que pesquisas futuras continuem agregando e analisando este tipo de dados, para informar melhor a tomada de decisão das partes interessadas.