Como encontrar petróleo!

1. Antigamente, o óleo era coletado na superfície.
2. No século 19, eram perfurados poços de algumas dezenas de metros de profundidade.
3. Hoje, os poços atingem vários milhares de metros.

Desde os tempos antigos, na Mesopotâmia, o óleo que exudava para a superfície era coletado para uso medicinal e também usado como combustível para iluminação e impermeabilização de barcos. Depois de termos extraído óleo de reservatórios acessíveis por 150 anos, hoje está cada vez mais difícil encontrar rochas impregnadas por hidrocarbonetos. Os exploracionistas atuais precisam olhar centenas e até milhares de metros abaixo do solo.

1. Mapa
2. Martelo
3. Ácidos
4. Lupa
5. Livro de registros (Logbook)

A tarefa do geólogo é observar, explorar e meticulosamente registrar todas as pistas da possível presença de hidrocarbonetos abaixo do solo. Geólogos são pessoas de ação e naturalistas. Eles examinam rochas e levam amostras para comprovar sua natureza e registrar a camada de onde foi retirada. Eles então procurarm reconstituir o cenário que pode ter sido desenhado há bilhões de anos.

1. Levantamento aéreo
2. Levantamento por satélite

Combinando fotografias aéreas e de satellites as observações do geólogo servem para formular a hipótese inicial. Sim, pode haver óleo em baixo do solo e poderá valer a pena pesquisar com mais profundidade.

Agora é a vez do geofísico estudar as propriedades físicas do subsolo. Diversos métodos são utilizados nessa fase e uma comparação dos resultados serve para enriquecer as conclusões dos geólogos. A Gravimetria mede o campo gravitacional e fornece alguma idéia da natureza e da profundidade das camadas, dependendo de sua densidade. A Magnetometria (técnica geralmente executada pelo ar) mede as variações do campo magnético. Ela fornece uma idéia da distribuição da profundidade de terrenos cristalinos que não apresentam nenhuma chance de conter óleo.

1.  Sinal emitido por caminhão vibrador
2. Ondas refletidas são recebidas por geofones
3. Dados transmitidos ao laboratório-móvel

Um choque na superfície gera uma onda sonora que é refratada e refletida no subsolo. O modo como as ondas se propagam varia conforme elas passam através das diferentes camadas. Por meio de um microfone altamente sensível, conhecido como geofone, o geofísico escuta e registra o eco dessas ondas.

1. Isócronas
2. Mapas sísmicos 3D

Os registros sísmicos do geofísico são processados por poderosos computadores. O terreno é mapeado por meio de pontos ligados em linhas isócronas no solo no qual as ondas levam exatamente o mesmo lapso de tempo para serem refletidas de volta à superfície. Esse método produz imagens bi e tri-dimensionais das camadas do subsolo e os mapas sísmicos daí resultantes contribuem para inferir se alguma camada poderá conter hidrocarbonetos.

1. Embarcação Sísmica
2. Hidrofones

No jargão petroleiro, a exploração e a produção no mar é chamada de "offshore." Devido ao fato de ser impraticável pesquisar o terreno no fundo do mar, os métodos sísmicos são usados sistematicamente. Já que os barcos podem navegar facilmente em qualquer direção, os levantamentos sísmicos são, de fato, mais fáceis de serem realizados no mar do que em terra.

O geofísico pode portanto obter mais dados offshore do que em terra e imagens tridimensionais mais precisas, uma vez que os dados tenham sido processados.

Todos esses resultados são reunidos e estudados. Geólogos e geofísicos, em conjunto com engenheiros de perfuração, produção e reservatório, fornecem dados aos economistas e analistas financeiros. Pela comparação de números, parâmetros e probabilidades eles buscam uma estratégia para o desenvolvimento do reservatório, no caso de confirmação da presença dos hidrocarbonetos.

1. Geofísico
2. Geólogo

Cada membro da equipe de exploração contribui para executar a missão. Ao se reunirem e compararem suas experiências, conhecimentos e descobertas, sua conclusão final é o resultado do esforço conjunto de uma equipe e são anunciadas resumidamente:

Não: as chances de resultados são mínimas; ou...
Sim: o "prospecto", isto é, esse reservatório é altamente promissor, vale apostar nele. O grupo vai “pagar para ver” e decide pela perfuração.

Geólogos, geofísicos e engenheiros de reservatório concluíram que há um “prospecto” ou uma possível área de produção. Mas para descobrir se ali de fato existem hidrocarbonetos cativos na rocha, eles terão que perfurar até aquela região.

1. É comum a perfuração ser ajustada diretamente sobre a camada mais grossa de hidrocarbonetos.

Alguns campos estão posicionados a profundidades equivalentes a 12 vezes a Torre Eiffel...

O posicionamento da sonda de perfuração é baseado no conhecimento existente das condições de subsolo e da topografia do terreno. Geralmente, esse ponto é situado verticalmente acima da parte mais espessa da camada do estrato que supostamente contém hidrocarbonetos. A operação de perfuração é geralmente realizada sobre condições difíceis. Um buraco inicialmente pequeno, com um diâmetro entre 20 e 50 centímetros, desce a uma profundidade entre 2.000 e 4.000 metros. Em alguns casos poderá ir além e chegar a mais de 6.000 metros. Há casos que a  perfuração já atingiu a profundidade de 10 quilômetros.

1. Hoist attachment / Ligação do Hasteamento (literal ???)
2. Derrick (mast) /Torre de perfuração
3. Traveling block / Bloco de viagem (literal ???)
4. Hook /Gancho
5. Injection head / Cabeça de injeção
6. Mud injection column / coluna de injeção de lama
7. Turntable driving the drilling pipes/ volante para os tubos de perfuração
8. Winches / Guinchos
9. Motors / Motores
10. Mud pump / Bomba de lama
11. Mud pit / Receptor de lama
12. Drilling pipe / Tubo de perfuração
13. Cement retaining the casing / Cemento para revestimento de proteção
14. Casing / Revestimento de proteção
15. Drill string / Coluna de perfuração
16. Drilling tool / (broca de perfuração)

A torre de perfuração é a parte visível do poço. É uma torre metálica bem alta que serve para abaixar as colunas de perfuração verticalmente no subsolo. Essa coluna, de fato, é um conjunto de tubos aparafusados uns nos outros pelas pontas. Na perfuração rotativa, esses cabos movimentam a ponta da broca de perfuração (drill-bit) e, à medida que a operação avança, elas canalizam a lama para o fundo do poço.

1. Three-cone rock bit / Ponta da broca tri-cônica
2. Diamond drill bit / Ponta da broca diamantada

O sistema de perfuração consiste em haste, cabo de perfuração, alavanca direcional e broca de perfuração (drill-bit). A broca mais comum consiste em três cones feitos de aço extremamente resistente capaz de penetrar no interior da rocha. Quando esta é muito dura, é utilizada uma broca tipo monobloco com ponta de diamante.

1. Mud pit / Reservatório de lama
2. 2.Pump / Bomba
3. Injection line / Linha de injeção
4. Injection head / Cabeça de injeção
5. Drilling pipes / Tubos de perfuração
6. Descending mud (in pipes) / Lama injetada nos tubos
7. Returning mud (in annular space) / Lama de retorno (no espaço anular)
8. Filter / Filtro
9. Mud return for recycling / Retorno de lama para reciclagem

Uma lama especialmente formulada e preparada sob a supervisão do engenheiro de poço é injetada através da cavidade do cabo de perfuração para resfriar a broca e consolidar as paredes do poço. A lama auxilia também a prevenir que o óleo, gás ou água espirrem até a superfície. E por fim, a lama limpa o fundo do poço e carreia o resíduo de rocha resultante da perfuração pelo tubo até a superficie. O geólogo analisa estas amostras para entender a natureza das rochas e detectar sinais de hidrocarbonetos.
 

1. Well casing / Revestimento de proteção do poço
2. Cable retaining the downhole probe
3. Downhole Probe / Sonda de poço
4. First probe sensor / Primeiro sensor da sonda
5. Second probe sensor / Segundo sensor de sonda
6. Third probe sensor / Terceiro sensor de sonda
7. Measurements obtained by the sensors / Medidas obtidas pelos sensores

Quando uma certa profundidade é atingida, a equipe de exploração realiza uma série de medições  conhecidas como well-logging (perfilagem de poço). Um sensor eletrônico é baixado no poço para medir as propriedades físicas das rochas poligonais. Estas medições verdadeiras podem confirmar ou não a hipótese formulada antes da perfuração e geralmente provê dados mais acurados. As laterais do poço são então consolidadas por meio de tubos de aço aparafusados uns nos outros e o revestimento de proteção é cimentado ao terreno a fim de manter os estratos separados uns dos outros.

1. Coring tool / Ferramenta de cortar testemunho de sondagem
2. Core sample / Testemunho de sondagemIndications concerning height of beds / Indicações referentes a altura das camadas
3. Clues concerning type of rock / Pistas sobre o tipo de rocha

Os fragmentos de rochas trazidas à superfície não fornecem informações suficientes para uma compreensão mais detalhada das rochas poligonais: é aí que os testemunhos desempenham importante papel. A broca de perfuração é substituida por uma broca oca chamada de ferramenta de cortar testemunhos, que extrai amostras cilíndricas da rocha de vários metros de comprimento. Um estudo dos testemunhos produz informações sobre a natureza da rocha, sua declividade, estrutura, permeabilidade, porosidade, fluidez, presença de fósseis, etc.

1. Neste exemplo, um poço a cada cinco perfurados encontra óleo.

A perfuração avança gradualmente, a uma velocidade de alguns metros por hora, reduzindo para um metro por hora quando tiver atingido os 3.000 metros abaixo da superfície. Obstáculos são encontrados de tempos em tempos e toda a coluna de perfuração tem que ser puxada para cima a fim de proceder a troca da ponta da broca.

Um poço exploratório leva de três a seis meses para ser perfurado. Quatro de cada cinco, ou até mesmo seis de cada sete poços em áreas de fronteira exploratória, fracassam na questão da viabilidade comercial do óleo ou gás. Ás vezes, porém, a broca atinge uma rocha impregnada de hidrocarbonetos, a partir daí a equipe de perfuração intensifica a pesquisa e a perfilagem do poço para descobrir mais óleo.
 

1. Dados econômicos
2. Escolha de métodos de operação 
3. Dados geológicos 

A fase exploratória foi um sucesso: um reservatório foi identificado como prospecto de uma produção lucrativa.  Baseado em projeções dos preços futuros de óleo e gás, o próximo passo é determinar se as vendas da produção explotada do reservatório serão suficientes para cobrir os elevados custos dos estudos, desenvolvimentos, construção e financiamento, assim como os custos de produção apropriados. Colocar o reservatório em produção requer uma decisão importante, já que o desembolso de investimentos pode representar diversas centenas de milhões, até bilhões de dólares.