Otimização da Produção: uma questão com muitas respostas

10.03.2013

 

 

 

 

Assim como a indústria offshore de petróleo e gás natural tenta maximizar a eficiência de uso dos recursos, os engenheiros buscam otimizar a produção de hidrocarbonetos. O fato é que otimizar a produção tem significados diferentes para cada empresa. Para algumas é o fator máximo de recuperação, para outras é a taxa máxima de retorno, mas para a maioria é o retorno do capital aplicado. Assim como não existe um produto único que pode garantir a auto-otimização, não há uma coisa que pode oferecer a otimização da produção.

A intenção não é depreciar as centenas de produtos, tratamentos e as técnicas que melhoram um ou mais aspectos da produção. A ideia é salientar o fato, bem conhecido mas pouco compreendido, que o estado de otimização varia de empresa para empresa e as curas para um desempenho abaixo do ideal também variam. Não há solução mágica.

Uma grande parte do problema está no fato de que muitos operadores não conseguem definir produção otimizada como uma meta alcançável com parâmetros mensuráveis. Como resultado, muitos planos de perfuração e de conclusão omitem medições críticas ou serviços que impactam na produção subseqüente.

Alguns seguem por atalhos, motivados pelo desejo de cortar custos que resultam em custos muito mais elevados posteriormente, nas fases de conclusão ou produção de seus poços. Outros cometem erros fatais durante o planejamento dos poços, que impedem que o poço venha a atingir o seu potencial.

    

Um exemplo bem fácil de ser assimilado é oferecido pelos perfuradores de poços de alcance estendido. Quando solicitados a descrever a parte mais crítica da operação, referem-se à construção da seção vertical e à seção de criação. "Cometa um erro milimétrico na trajetória de superfície do furo e isso pode custar-lhe uma milha para atingir o alvo", dizem eles.  A mesma analogia tem sido descrita por engenheiros da NASA, que têm aprendido por meio de duras experiências que pequenos erros, feitos durante a fase de lançamento traduzem-se em erros gigantescos no espaço. A lição a ser aprendida é que quanto mais complexo é o problema, maiores as chances de que os erros sejam agravados em uma análise final.

Isso não quer dizer que todos os registros possíveis devem ser executados. Isso implica que a modelagem ajuda engenheiros a determinar quais informações serão necessárias antes que o poço seja colocado em produção e, em seguida, determinar a melhor forma ( menos onerosa e menos arriscada) para adquiri-lo.

Considerações financeiras são importantes. Tentar atingir a meta de produção a qualquer custo é bobagem. Modelos ajudam os engenheiros a calcular o potencial de produção dos poços, proporcionando assim um objetivo mensurável. Assim como diferentes ferramentas, técnicas ou serviços são propostos, o valor líquido presente de incremento, adicionado à produção pode ser calculada e então comparado com o custo da solução proposta. Anteriormente considerados uma tarefa onerosa, hoje esses cálculos são facilitados por modelos interativos.

Desde que os modelos são auto-atualizáveis a cada nova informação, seu valor e fidelidade aumenta a cada dia do projeto. Muitos softwares usados nessa área contém

Programas financeiros complementares que mostram as previsões de custos/valores rapidamente e com consistência, de modo a permitir que diferentes propostas de soluções sejam comparadas com objetividade.

O risco tem aparecido recentemente como um fator importante em todas as decisões - alguns mais do que outros. Com o custo de uma única intervenção de poço, na porção terciária mais baixa do Golfo do México variando entre US$ 30 milhões e US$ 50 milhões, o tempo gasto tentando otimizar construção de poços, conclusão e produção é um tempo bem gasto.

 

Soluções que valeram a pena

 

A começar pelo poço, propriamente dito, uma das primeiras coisas é a localização do poço. Aqui, uma das técnicas mais confiáveis é a pré-escavação para o mapeamento estrutural utilizando instrumentos de medição sísmica de superfície. Nos últimos anos, a qualidade e a eficiência da aquisição sísmica offshore tem aumentado exponencialmente. Técnicas como  o  ‘coil-shooting’ permitem que os operadores adquiram dados de alta qualidade e alta densidade em um tempo menor e utilizando menos barcos.  O processamento sísmico paralelo deu aos operadores respostas em uma fração do tempo necessário anteriormente.  O mapa sísmico em 3D é a pedra angular de um modelo de reservatório preciso. Conjuntos de sensores permanentes no fundo do mar eliminam muitas barreiras na aquisição da sísmica em lapso de tempo de alta qualidade (4D), que é tão valiosa durante a fase de produção.

Apesar de seu percebido custo inicial elevado, as matrizes do fundo do mar provaram em pesquisas posteriores que se pagam rapidamente. Um operador foi capaz de realocar 20 poços previamente planejados em uma área submarina muito profunda, que seriam improdutivos, se não fosse a análise sísmica realizada. O retorno do investimento feito, nesse caso, sozinho, foi de mais de 30 vezes.

Desenvolvimentos inovadores em tomografia cruzada de poços estão surgindo e permitem que os operadores avaliem não apenas o que está em seus poços, mas o que está no meio deles. Isso pode reduzir drasticamente o risco de desenvolvimento. Empresas que investem em geodirecionamento têm uma possibilidade melhor de colocar seus poços em locais melhores do que aquelas que tentam extrapolar os dados de registro de um furo piloto vertical ou de um poço de compensação.

 

Como diferenciar uma ferramenta de otimização verdadeira de uma fraude

Sem um modelo ou sem capacidade de modelagem, é difícil separar as soluções de otimização de produção das que são somente engenhocas excitantes. Modelos ajudam a tirar a subjetividade das escolhas. Modelos ajudam os engenheiros a relacionar os benefícios da solução proposta para o problema atual. Considerando que modelos podem ser customizados para preencher cada requisito físico e financeiro do operador, eles são capazes de dar uma resposta apropriada a cada usuário. A mesma solução pode variar de operador para operador, de área para área, até mesmo de poço para poço na sua habilidade de interferir na produtividade atual. Dependendo da estratégia de negócios do operador, “ótimo” pode significar vida longa, ou pode significar taxas iniciais altas, ou pode significar baixo custo operacional. Em qualquer caso, as escolhas nunca deveriam ser um resultado adivinhatório. Sem um modelo viável que coloque tudo em perspectiva, o resultado de decisões-chave poderia ser tão aleatório quanto os palpites.  Alguns podem imaginar que os fornecedores de produtos e de tecnologia estão somente tentando vender seus produtos, e eles estão, mas entre esses produtos existem alguns que podem transformar um poço em um sucesso significativo. Com o passar dos anos, os casos de sucesso mais consistentes são contadas por aqueles que tomaram e tomam as decisões baseados em informações, tirando vantagem da tecnologia apropriada para aumentar o retorno do capital investido. Eles são aqueles que usaram seu tempo para estudar objetivamente a situação de perto, as barreiras potenciais para uma finalização bem sucedida, a probabilidade de que uma certa solução aumentará a produtividade e os custos de tudo isso.

A solucão proposta somente deveria ser implementada quando houvesse benefícios positivos.  Caminhe entre as prateleiras de uma farmácia. Você verá dezenas de medicamentos para dezenas de doenças. Normalmente, somente um ou dois são apropriados para o seu mal específico, dadas as suas condições individuais, alergias e o seu orçamento. Seu médico construiu um “modelo” da sua condição de saúde e é a pessoa mais indicada a ajudá-lo a encontrar a melhor e mais efetiva cura.  Felizmente, seja qual for o tipo de remédio contra tosse que você possa escolher, raramente essa será uma decisão de vida ou morte.  Entretanto, quando você se depara com uma decisão que poderia significar a vida ou a morte de um investimento multimilionário na sua empresa, certamente você vai querer olhar com muito cuidado cada “cura” proposta, antes de se decidir a aplicá-la para otimizar a produção.

VANTAGENS DO 4D

O valor da sísmica em 4D, quando aplicada corretamente, continua a crescer. Novas técnicas de aquisição, avanços no processamento e práticas são as razões para que a tecnologia seja valorizada. O crescimento, de ferramenta quantitativa para ferramenta de gerenciamento quantitativo de reservatórios aconteceu em um curto período de tempo.  Simplificando, a sísmica 4D adiciona o elemento “tempo” ao sistema tradicional de aquisição sísmica em 3D. Em suma, enquanto o 3D é uma fotografia, 4D é um filme. Esta capacidade de "enxergar" o reservatório ao longo do tempo é o que deu origem a estrutura de monitoramento do reservatório, durante a produção e resultou no potencial para identificar as zonas de depleção ou inexploradas.

A pesquisa 4D ideal acompanha exatamente o rastro de um estudo de base,  a fim de tornar os resultados tão minimamente comparáveis quanto possível. É esta comparação de resultados, que gera uma simulação de como um reservatório está agindo. Esta repetição pode ser conseguida de duas maneiras.

Planejamento cuidadoso, operações com vários navios, e o trabalho de direcionamento dos marcadores com aplicações de deslocamento. O outro método é a instalação permanente de sensores no fundo do mar. A massa de dados produzidos é ainda mais valorizada pelos métodos de interpretação modernos.

As vantagens específicas dependem do estágio de desenvolvimento do campo. Os benefícios variam de uma localização mais bem sucedida de um poço até o encurtamento do tempo de produção para estender o tempo de vida produtiva do campo.  Ao final, 4D pode ajudar a colocar um novo poço em um local ótimo, por meio da indicação de como o reservatório costuma se comportar.  Ele também pode esticar o tempo de produção entre a conclusão inicial e a saturação antieconômica de água.  Em um campo sob escavação de desenvolvimento, um olho nos dados 4D pode ajudar a determinar como os reservatórios estão agindo para melhorar a colocacão de cada poço sucessivamente. Ele também pode ajudar no aproveitamento de partições produtivas dentro de um campo que, de outra forma, não iria fluir.

Em campos mais antigos, a sísmica 4D pode ajudar a localizar hidrocarbonetos não produzidos. A avaliação dos hidrocarbonetos remanescentes pode determinar se a perfuração adicional é vantajosa economicamente. Com a localização de frentes de fluidos em campos mais antigos o operador poderá ficar alerta para os progressos esperados.

Outro benefício interessante, que provém de um programa 4D, está em fornecer uma maneira de ajustar um modelo de reservatório 3D durante a produção. Isso pode ser utilizado para validar o algoritmo modelo para aplicações futuras, ou também para ajustar o modelo do reservatório que está sendo estudado. A tecnologia é dinâmica e dá uma indicação espacial do movimento dos fluidos que pode ser usada na geração das propriedades do fluxo para determinar os riscos de diversos reservatórios.

Mesmo que o 4D venha sendo usado por uma década ou mais, os avanços recentes o tornaram mais informativo. A tecnologia ainda tem que lidar com muitos dos fatores que influenciam a capacidade de utilização da maioria das outras técnicas sísmicas, como o ruído do deslocamento dos receptores, as mudanças na corrente das águas, influências meta-oceanográficas, acesso limitado ocasionado pelas estruturas existentes e locações de difícil acesso. O uso de instalações permanentes melhora muitos destes e também elimina a necessidade de recolocação exata dos receptores sobre os padrões da pesquisa anterior.

Padrões de pesquisa são agora um objeto para pesquisa e desenvolvimento, também. Um exemplo é o uso de controles de receptores melhorados, para duplicar um padrão de pesquisa anterior. A precisão da posição e a calibração dos marcadores e da fonte são necessários para os marcadores 4D rebocados. E a instalação de instrumentos permanentes fazem a posição do receptor uma questão irrelevante.

A integração da sísmica 4D com o registro de poços e os dados de produção tem mostrado que é possível controlar de forma eficaz o movimento dos fluidos ao longo do tempo.

A análise pode diferenciar entre porções drenadas de um reservatório e porções que contêm fluidos para identificar potencial de produção remanescente e o mapa de reservatórios com

 A análise pode diferenciar entre as porções drenadas de um reservatório e porções com retenção de fluidos para  identificar a produção potencial remanescente e os mapas dos reservatórios com camadas falhas de produção limitada .

Avanços em P&D

À medida que o 4D torna-se popular e mais economicamente viável, as pesquisas e o desenvolvimento de ferramentas, técnicas e tecnologias também avançam. Uma das principais áreas de trabalho envolve o uso de fibras ópticas para transmitir os dados com mais rapidez e fidelidade. Fibras óticas têm muitas vantagens para utilização submarina. Por um lado, o número de canais por fibra, que é alto, tornando mais pontos de dados possíveis com um cordão menor e mais leve do que outros sistemas.

Em um sistema de fibras óticas não é necessário o uso de eletricidade para alimentar o sensor, removendo a demanda de energia elétrica e o risco potencial.

Todos os componentes eletrônicos podem estar na superfície ou debaixo dágua, aumentando e melhorando a vida útil do equipamento.

Atualmente, os fornecedores estão trazendo outras novas ferramentas para o campo. ION Geophysical Corp. Lançou um sistema de aquisição sísmica reimplantado no fundo do mar que pode também operar em profundidades de água muito maiores que antes, chegando a 2.000 m (6.560 pés). ION afirma que o sistema, batizado de Calyso, pode manusear qualquer número de cabos de comprimento longo com uma produtividade melhor.

Além da capacidade de profundidade adicional, sistema microeletromecânicos ION (MEMS) baseados em sensores podem preencher o cabo com até 480 sensores por matriz. Gravações contínuas podem ser feitas de uma bóia na superfície para eliminar a necessidade de um navio de gravação.

Petroleum Geo-Services e SeaBird Exploração estão colaborando para desenvolver uma tecnologia de nó em águas oceânicas profundas.

A CGGVeritas tem mais de 1.000 nós unitários no fundo do oceano e tem um sistema próprio para implantação e recuperação ROV que pode ser utilizado em plataformas ou outras infra-estruturas.

A TGS-NOPEC Stingray Systems está trabalhando em um conjunto de sensores de fibra óptica capaz de medições sísmicas e microsísmicas a partir de uma instalação permanente com 3.000 m (9.840 pés) de profundidade. Stingray está trabalhando com a Atlas Elektronik do Reino Unido, VerdErg Conectores, e o Centro de Pesquisas Optoeletrônicas da Universidade de Southampton. Stingray diz ter entregue sinais a até 500 km (311 milhas) de distância. Este sistema FosarDeep deverá estar no mercado em breve.