Dissertação_-_GEMINSON_A_PAULA_-_ENGENHARIA_PETROLEO_E_GAS_-_03-7-14.pdf

8/18/2019 Dissertação_-_GEMINSON_A_PAULA_-_ENGENHARIA_PETROLEO_E_GAS_-_03-7-14.pdf

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UNIVERSIDADE POTIGUARESCOLA DE ENGENHARIAS E CIÊNCIAS EXATAS

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PETRÓLEO EGÁS – PPGEPG

MESTRADO PROFISSIONAL EM ENGENHARIA DE PETRÓLEO E GÁS -MPEPG

GÊMINSON DE ARAÚJO PAULA

AVALIAÇÃO DO RESÍDUO DE CASCALHO DE PERFURAÇÃO DE POÇOS

DE PETRÓLEO DA BACIA POTIGUAR E ALTERNATIVAS PARA SUADESTINAÇÃO E REAPROVEITAMENTO

NATAL

2014


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AVALIAÇÃO DO RESÍDUO DE CASCALHO DE PERFURAÇÃO DE POÇOSDE PETRÓLEO DA BACIA POTIGUAR E ALTERNATIVAS PARA SUA

DESTINAÇÃO E REAPROVEITAMENTO

Dissertação apresentada ao Programade Pós-Graduação em Engeharia dePetróleo e Gás. Escola de Engenhariase Ciências Exatas, UniversidadePotiguar, como requisito parcial para aobtenção do título de Mestre emEngenharia de Petróleo e Gás Natural.

Orientadora: Profª. Drª. Carla GracyRibeiro Meneses.

Co-orientador: Profº. Drª. Marcilio

Pelicano Ribeiro

NATAL2014


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AVALIAÇÃO DO RESÍDUO DE CASCALHO DE PERFURAÇÃO DE POÇOS

DE PETRÓLEO DA BACIA POTIGUAR E ALTERNATIVAS PARA SUADESTINAÇÃO E REAPROVEITAMENTO

Dissertação apresentada ao Programade Pós-Graduação em Engeharia dePetróleo e Gás. Escola de Engenhariase Ciências Exatas, UniversidadePotiguar, como requisito parcial para aobtenção do título de Mestre emEngenharia de Petróleo e Gás Natural.

APROVADO EM: _____/______/_______

BANCA EXAMINADORA

______________________________________________Profª. Drª Carla Gracy Ribeiro Meneses

OrientadoraUniversidade Potiguar

______________________________________________Profª. Drª. Ana Catarina Fernandes Coriolano

Examinadora InternaUniversidade Potiguar

______________________________________________Prof. Dr. Franklin Silva Mendes

Examinador InternoUniversidade Potiguar

______________________________________________Profa. Dra. Regina Celia Oliveira Brasil Delgado

Examinadora ExternaUniversidade Federal Rural do Semi-Árido


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Dedico este trabalho a Marize, Vitor, Raquel e Carolina, pelo amor, incentivo e

inspiração prestados.


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AGRADECIMENTOS

Aos meus pais Aluisio Paula (in memorium) e a Francinete Paula pela graça da

vida e pelo infinito amor a mim dedicado.

Aos professores deste Programa de Mestrado Franklin Silva Mendes, Regina

Celia Oliveira Brasil Delgado e Ana Catarina Fernandes Coriolano pelo

relevante apoio prestado.

À amiga Netinha, pela presteza na disponibilização de laudos técnicos do

IDEMA/RN.

À minha orientadora Carla Gracy Ribeiro Meneses pela paciência, estimulo e

dedicação.


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vi

RESUMO

A atividade petrolífera envolve grande potencial de riscos ao meio ambiente,

entre os quais se destaca a produção de grandes volumes de cascalhos na

perfuração de poços de petróleo. Tem se tornado grande desafio para os

governos e as empresas envolvidas a destinação final deste resíduo de forma

adequada às exigências ambientais. Para isso, faz-se necessário inicialmente

classificá-lo conforme a legislação ambiental pertinente para situá-lo ou não

entre os resídos potencialmente mais perigosos. Com base nesta classificação

e mediante pesquisa bibliográfica lastreada em artigos científicos que tratam do

assunto, é fundamental a relização de investigação de alternativas por meio de

pesquisa bibliográfica para solucionar o problema do acúmulo de grandes

volumes deste resíduo na superfície, considerando-se as exigências

ambientais e as técnicas atuais disponíveis, seja na forma de deposição em

aterros com tratamento térmico ou não, seja por meio de sua reciclagem a

partir de outros processos industriais. Concluiu-se pela viabilidade ambiental

tanto de sua destinação em aterros sanitários, como de sua reciclagem como

matéria prima na indústria da construção civil, sugerindo-se como melhor

alternativa o coprocessamento do resíduo de cascalho de perfuração em fornos

de clínquer para fabricação de cimento.

Palavras-Chave: Cascalho. Perfuração. Poluição. Fluido de perfuração.

Resíduo sólido. Reciclagem.


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viii

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 Desenho equemático da broca atuando no fundo do poço com

o auxílio da potência hidráulica promovida pelo fluido de

perfuração pressurizado ao passar pelos jatos da broca........ 24

Figura 2 Esquema gráfico da circulação do fluido de perfuração.............. 26

Figura 3 Dique para deposição provisória dos cascalhos e outros

materiais descartados.................................................................. 26

Figura 4 Perfil litoestatigráfico das formações rochosas de um poço do

campo de Canto do Amaro (Bacia Potiguar

terrestre)....................................................................................... 30

Figura 5 Diagrama esquemático da injeção do cascalhos em cavidades

subterrâneas de mina de salgema.............................................. 57


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ix

LISTA DE QUADROS

Quadro 1 Evolução histórica da Bacia Potiguar........................................ 31

Quadro 2 Classificação dos resíduos sólidos com base na norma ABNT

NBR 10004:2004....................................................................... 37

Quadro 3 definições contidas na Instrução de Trabalho nº 3 – IT – RN –

003, item 3................................................................................ 52


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x

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 Formulações adequadas para fluidos aquosos e não aquosos 28

Tabela 2 Formações geológicas de poços de petróleo da Bacia

Potiguar.......................................................................................... 29

Tabela 3 Volumes de Cascalhos de Perfuração gerados em algumas

regiões do Mundo........................................................................... 43

Tabela 4 Composição dos cascalhos de perfuração................................. 43

Tabela 5 parâmetros inorgânicos (mg/l) que ultrapassaram os limites da

NBR 10004:2004............................................................................ 46Tabela 6 parâmetros orgânicos (mg/l) que ultrapassaram os limites da

NBR 10004:2004............................................................................ 46

Tabela 7 Valores médios obtidos pela média aritmética dos parâmetros

inorgânicos (tabela 5) e orgânicos (tabela 6) em

desconformidade com a NBR 10004:2004.................................. 47

Tabela 8 Formulações de misturas argila e cascalhos (% em peso)......... 63

Tabela 9 Resultados de massa bruta constantes nos laudos amostraiscom base na Norma NBR 10004 (anexo

1).................................................................................................... 72

Tabela 10 Resultados de lixiviado constantes nos laudos amostrais com

base na Norma NBR 10005 (anexo 2)......................................... 73

Tabela 11 Resultados do solubilizado constantes nos laudos amostrais

com base na Norma NBR 10006 (anexo

3).................................................................................................... 75

Tabela 12 Resultados obtidos que ultrapassam os valores máximos

permitidos pela norma NBR 10004 relativos à amostra nº 1

(anexo 4)........................................................................................ 76



(anexo 5)........................................................................................ 77




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xi

(anexo 6)........................................................................................ 78



(anexo 7)........................................................................................ 79



(anexo 8)........................................................................................ 80



anexo 9)......................................................................................... 81



(anexo 10)...................................................................................... 82



(anexo 11)...................................................................................... 83


permitidos pela norma NBR 10004 relativos à amostra nº 9(anexo 12)...................................................................................... 84



(anexo 13)...................................................................................... 85



(anexo 14)...................................................................................... 86Tabela 23 Resultados obtidos que ultrapassam os valores máximos


(anexo 15)...................................................................................... 87


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LISTA DE GRÁFICOS

Gráfico 1 Resultados obtidos na análise de solubilizados em relação ao

Alumínio......................................................................................... 47


Cloreto........................................................................................... 48


Ferro.............................................................................................. 48


Sódio............................................................................................. 49


Sulfato........................................................................................... 50


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xiii

LISTA DE FLUXOGRAMAS

Fluxograma 1 Blendagem de resíduos......................................................... 53

Fluxograma 2 Coprocessamento de resíduos............................................. 54


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xiv

LISTA DE ABREVIATURAS

ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas ANP Agência Nacional de Petróleo

API American Petroleum Institute

CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente

DBO Demanda Bioquímica de Oxigênio

CAP I Cascalho de perfuração gerado na primeira fase de perfuração

CAP III Cascalho de perfuração gerado na terceira fase de perfuração

DIGUAR Distrito de Produção da Bacia PotiguarDQO Demanda Química por Oxigênio

E&P-RN/CE Exploração e Produção do Rio Grande do Norte e Ceará

IDEMA Instituto de Desenvolvimento Sustentável e Meio Ambiente do Rio

Grande do Norte

IT Instrução de Trabalho

LCE Lei Complementar Estadual

LQ Limite de quantificação

Ma Milhões de anos

mg/l Miligrama por Litro

PNRS Política Nacional de Resíduos Sólidos

pH Potencial hidrogeniônico

RPNS Região de Produção do Nordeste Setentrional

SISNAMA Sistema Nacional do Meio Ambiente

SUASA Sistema Unificado de Atenção à Sanidade Agropecuária

SNVS Sistema Nacional de Vigilância Sanitária

t/a Toneladas por ano

VMP Valor Máximo Permitido


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xv

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO.................................................................................... 19

1.1 OBJETIVO GERAL.............................................................................. 21

1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS............................................................... 21

2 REFERENCIAL TEÓRICO.................................................................. 22

2.1 A ATIVIDADE DE PERFURAÇÃO...................................................... 22

2.2 O FLUIDO DE PERFURAÇÃO............................................................ 22

2.3 CARACTERIZAÇÃO DA BACIA POTIGUAR...................................... 28

2.4 HISTÓRICO DA ATIVIDADE DE PERFURAÇÃO TERRESTRE NA

BACIA POTIGUAR.............................................................................. 31

2.5 ASPECTOS LEGAIS PERTINENTES................................................. 33

2.6 O PROBLEMA DA DESTINAÇÃO FINAL DO CASCALHO............... 38

2.7 POSSIBILIDADES QUANTO AO MANUSEIO E DESTINAÇÃO

FINAL DOS CASCALHOS................................................................. 39

2.8 CARACTERIZAÇÃO DOS CASCALHOS........................................... 41

3 MATERIAIS E MÉTODOS.................................................................. 44

3.1 ANÁLISE DOS DADOS DA COMPOSIÇÃO QUÍMICA DOSCASCALHOS...................................................................................... 44

3.2 ANÁLISE E SUGESTÃO DE ALTERNATIVAS PARA A

DESTINAÇÃO E RECICLAGEM DO CASCALHO DE

PERFURAÇÃO.................................................................................... 45

4 RESULTADOS.................................................................................... 46

4.1 ANÁLISE DOS DADOS QUE APRESENTAM NÃO

CONFORMIDADES COM A NORMA NBR 1004:2004....................... 464.2 A DESTINAÇÃO FINAL DO CASCALHO DE PERFURAÇÃO........... 50

4.2.1 O processo de incineração dos cascalhos..................................... 51

4.2.2 A deposição do cascalho em aterros sanitários............................ 54

4.2.3 A alternativa de destinação de resíduos de cascalhos de

perfuração em mina de salgema..................................................... 55

4.3 TÉCNICAS DE RECICLAGEM DO CASCALHO DE

PERFURAÇÃO.................................................................................... 58

4.3.1 O emprego do cascalho de perfuração na confecção de tijolos


16/86

xvi

solo-cimento...................................................................................... 58

4.3.2 O coprocessamento do resíduo de cascalho de perfuração em

fornos de clínquer para fabricação de cimento.............................. 59

4.3.2.1 O coprocessamento de cascalho realizado pela CINPOR –

cimentos de Portugal, SGPS, S.A....................................................... 60

4.3.3 O estudo do potencial de aplicação do cascalho de perfuração

em concreto....................................................................................... 61

4.3.4 O emprego do cascalho de perfuração na fabricação de

material cerâmico.............................................................................. 62

5 CONCLUSÃO..................................................................................... 65

6 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS................................. 67

7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS................................................... 68

ANEXO 1 - resultados de massa bruta constantes nos laudos

amostrais............................................................................................ 72

ANEXO 2 - resultados de lixiviado constantes nos laudos

amostrais com base na Norma NBR 10005..................................... 73

ANEXO 3 - resultados do solubilizado constantes nos laudos

amostrais com base na Norma NBR 10006..................................... 75ANEXO 4 - resultados obtidos que ultrapassam os valores

máximos permitidos pela norma NBR 10004 relativos à amostra

nº 1...................................................................................................... 76

ANEXO 5 - resultados obtidos que ultrapassam os valores


nº 2...................................................................................................... 77

ANEXO 6 - resultados obtidos que ultrapassam os valoresmáximos permitidos pela norma NBR 10004 relativos à amostra

nº 3...................................................................................................... 78



nº 4...................................................................................................... 79



nº 5...................................................................................................... 80


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nº 6...................................................................................................... 81



nº 7...................................................................................................... 82



nº 8...................................................................................................... 83



nº 9...................................................................................................... 84



nº 10.................................................................................................... 85



nº 11.................................................................................................... 86ANEXO 15 - resultados obtidos que ultrapassam os valores


nº 12.................................................................................................... 87


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19

1 INTRODUÇÃO

Há mais de meio século que a indústria de petróleo vem se

desenvolvendo no Brasil em busca da independência em relação à sua

importação e a de seus derivados.

Para tanto, rastreando as jazidas geológicas existentes, a PETROBRAS

tem posicionado suas sondas ao longo do território brasileiro em sua

plataforma continental.

Não obstante o predomínio da produção de petróleo off-shore, a

atividade terrestre vem sendo exercida em alguns estados brasileiros, entre os

quais figuram Bahia, Sergipe, Alagoas, Espírito Santo, Amazonas e Rio Grande

do Norte.

Geograficamente, esta pesquisa se delimita aos contornos da Bacia

Potiguar em sua porção terrestre, que abrange os Estados do Rio Grande do

Norte e Ceará.

No Estado do Rio Grande do Norte, a exploração e a produção de

petróleo se desenvolvem no litoral e em algumas regiões continentais, em

especial nos campos de petróleo terrestres, situados nos municípios de

Mossoró, Areia Branca, Alto de Rodrigues, Apodi e Macau, notadamente na

região oeste do Estado.

A escolha desta região como cenário para a pesquisa ora em comento

se deve à sua relevância entre os campos produtores de petróleo em nosso

país, uma vez que já figurou em primeiro lugar na produção de petróleo e gás

terrestre, à época sendo o Canto do Amaro considerado o maior campo de

petróleo terrestre em atividade no país, bem como que atualmente representauma bacia madura e consolidada, que responde por grande parte da produção

nacional terrestre de petróleo e gás.

A indústria petrolífera, durante suas operações, gera grandes volumes

de resíduos líquidos e sólidos nocivos ao meio ambiente e à saúde pública.

Evidentemente, quando adequadamente tratados, destinados e até reciclados,

com balizamento em padrões internacionais inclusive, seus efeitos nefastos

podem ser reduzidos a níveis aceitáveis.


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1.1 OBJETIVO GERAL

Avaliar o cascalho de perfuração de poços na Bacia Potiguar terrestre e

analisar possíveis alternativas de sua destinação final e reaproveitmento

ambientalmente adequadas.

1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Analisar dados obtidos a partir de laudos técnicos junto ao IDEMA

contendo ensaios em relação à massa bruta, lixiviado e

solubilizado do cascalho de acordo com a norma ambiental – NBR

10004:2004.

Investigar e sugerir alternativas de destinação final e

reaproveitamento do cascalho, com base na análise acima.


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2 REFERENCIAL TEÓRICO

2.1 A ATIVIDADE DE PERFURAÇÃO

A atividade de perfuração de poços de petróleo é imprescindível para a

confirmação da existência de hidrocarbonetos no reservatório com viabilidade

econômica de produção, bem como para propiciar a sua produção, uma vez

que após a perfuração do poço, este é equipado para produção, confirmada

sua economicidade.

Após os estudos sísmicos e geológicos realizados indicando provavél

existência de reservatórios contendo hidrocarbonetos, faz-se necessária a

intervenção nas formações rochosas através da perfuração do poço, com

vistas à comprovação da ocorrência da jazida, bem como à sua extração por

meio dos métodos de produção em momento posterior.

A sonda de perfuração é montada na locação e inicia-se a perfuração do

poço. Para avançar ao longo das formações, a coluna com a broca necessita

de rotação, peso sobre broca e potência hidráulica. Enquanto a potência

hidráulica, traduzida no binômio vazão-pressão, é proporcionada pelas bombasde lama, toda a movimentação da coluna de perfuração é realizada mediante a

energia promovida pelo guincho, sob o comando do sondador.

2.2 O FLUIDO DE PERFURAÇÃO

O fluido de perfuração é definido pelo Instituto Americano de Petróleo –

API como sendo qualquer fluido circulante capaz de tornar a operação deperfuração viável (GUIMARÃES & ROSSI, 2008). Para Thomas (2001), os

fluidos de perfuração são misturas complexas de sólidos, líquidos, produtos

químicos e, por vezes, até de gases. Do ponto de vista químico, eles podem

assumir aspectos de suspensão, dispersão coloidal ou emulsão, dependendo

do estado físico dos componentes (THOMAS, 2001). Do ponto de vista físico,

os fluidos de perfuração assumem comportamentos de fluidos não-

newtonianos, ou seja, a relação entre a taxa de cisalhamento e a taxa de


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23

deformação não é constante (MACHADO, 2002, apud GUIMARÃES & ROSSI,

2008).

Para realização da perfuração de poço de petróleo, imprescindível se faz

a retirada dos fragmentos de rochas perfurados do interior do poço também

denominados de cascalhos, o que possibilita o avanço da broca ao longo das

formações a serem perfuradas e realizada a análise geológica dos mesmos.

Historicamente, quando primeiro se pensou em retirar do interior do

poço estas porções de rochas perfuradas, utilizou-se a lama que havia

disponível na locação,1 o que resultou em sucesso dada a pequena

profundidade do poço. Porém, com a necessidade de se alcançar

profundidades cada vez maiores, vieram dificuldades a serem vencidas, tais

como a existência de formações geológicas com diferentes pressões de poro e

composições químicas (argilosas, salinas, etc.), submetidas a altas pressões e

temperaturas, a trajetória do poço (poços verticais ou direcionais), condições

ambientais adversas (presença de aquíferos) e riscos de danos à formação

(GUIMARÃES & ROSSI, 2008), surgindo, assim, a necessidade de se

aperfeiçoar as propriedades do fluido de perfuração visando a atender a uma

gama de outras finalidades, até os dias atuais quando se reveste da maiorimportância o programa projetado do fluido de perfuração para a perfuração de

poços.

Esta função primordial do fluido de perfuração é desempenhada

mediante a injeção do fluido de perfuração (mud ) pelo interior da coluna de

perfuração, que, ao passar pelos jatos da broca, desenvolve energia hidráulica

hábil a potencializar a eficiência da perfuração das formações, ao mesmo

tempo em que retorna pelo espaço anular (coluna/paredes do poço),arrastando até a superfície o volume cortado de rochas, que passa a ser

denominado de cascalhos de perfuração.

A ação do fluido de perfuração de limpar o fundo do poço e trazer para a

superfície o cascalho perfurado é mostrada na figura 1.

1 Este é o motivo pelo qual a indústria do petróleo consagrou a expressão ‘mud’ comodenominação do fluido de perfuração, que significa ‘lama’ em inglês.


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Figura 1 - Desenho equemático da broca atuando no fundo do poço com o auxílio da potênciahidráulica promovida pelo fluido de perfuração pressurizado ao passar pelos jatos da broca

Fonte: CHIPALAVELA, 2013

Porém, além de realizar a limpeza do poço, outras são as funções

desempenhadas pelo fluido de perfuração, com vistas a possibilitar umaperfuração segura, econômica e rápida, entre as quais exercer pressão

hidrostática sobre as formações, de modo a evitar o influxo de flluidos

indesejáveis e estabilizar as paredes do poço (THOMAS, 2001).

São consideradas imprescindíveis à sua operacionalidade as seguintes

características (THOMAS, 2001):

Ser estável quimicamente; Estabilizar as paredes do poço, mecânica e quimicamente; Facilitar a separação dos cascalhos na superfície; Manter os sólidos em suspensão quando estiver em repouso; Ser inerte em relação a danos às rochas produtoras; Aceitar qualquer tratamento, físico e químico; Ser bombeável; Apresentar baixo grau de corrosão e de abrasão em relação à

coluna de perfuração e demais equipamentos do sistema decirculação;

Facilitar as interpretações geológicas do material retirado dopoço;

Apresentar custo compatível com a operação.


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Para o bom desempenho das funções acima elencadas, faz-se

necessário a preparação e contínuo tratamento do fluido segundo

determinadas propriedades físicas e químicas, dentre as quais se destacam a

densidade, os parâmetros reológicos, as forças géis, os parâmetros de

filtração, o teor de sólidos, o pH, as alcalinidades, o teor de cloreto (salinidade)

e o teor de bentonida (ou de sólidos ativos) (THOMAS, 2001).

Essa injeção do fluido para o interior do poço dá-se por meio de bombas

de lama que o succiona dos tanques de lama e o faz chegar até o interior da

coluna de perfuração direcionando-o através da mangueira de lama, passando

pela cabeça de injeção (swivel ) até a haste quadrada (kelly ) conectada no topo

da coluna, conforme se vê na figura 2.

Em seguida, o fluido de perfuração circula pelo interior da coluna de

perfuração passando pelos jatos da broca que atua no fundo do poço mediante

parâmetros de perfuração (vazão e pressão), ocasião em que limpa o fundo do

poço (retirando daí os pedaços de rochas perfurados), otimiza a taxa de

penetração da broca na formação e inicia o seu retorno até a superfície

deslocando-se pelo espaço anular (annulus) situado entre o poço e a coluna de

perfuração, carreando os cascalhos perfurados. Ao chegar à superfície, a mistura de fluido de perfuração e cascalhos é

despejada numa peneira de lama vibratória, onde os cascalhos são separados

e direcionados para um dique onde permanecerão depositados até o final do

poço, enquanto que o fluido de perfuração passa pelo sistema de tratamento

composta de desareiadores, dissiltadores, centrifugadores e desgaseificadores,

retornando aos tanques de lama quando a sua injeção no poço é retomada,

submetendo-se ainda a tratamento químico se necessário. A figura 2 mostra o esquema do sistema de circulação do fluido de

perfuração.


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Figura 2 - Esquema gráfico da circulação do fluido de perfuração

Fonte: SOUZA & LIMA, 2002

A figura 3 contempla um dique para deposição provisória dos resíduos

sólidos oriundos do poço em perfuração e já separados do fluido de perfuração.

Figura 3 - Dique para deposição provisória dos cascalhos perfurados

Fonte: SOUZA & LIMA, 2002


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Basicamente, os fluidos de perfuração se classificam em duas

categorias: fluidos à base de água e à base de óleo, não obstante existir outros

tipos de fluidos normalmente empregados em situações específicas de

perfuração, como é o caso dos fluidos aerados, o que certamente eleva o custo

da perfuração.

Os fluidos de perfuração à base de água são formulados a partir de

água, barita, argila, soda cáustica, polímeros solúveis e sais, provendo a água

o meio para dispersão dos materiais coloidais. Classificam-se em inibidos ou

não-inibidos a depender de haver ou não tratamento químico. São os mais

usados na perfuração de poços onshore, principalmente por apresentarem

como caracterísitcas (STEFAN, 1982):

Custo mais baixo; Facilidade com que é encontrada a água na natureza; Atendem, na maioria dos casos, às exigências operacionais.

Os poços de petróleo perfurados na Bacia Potiguar terrestre não

apresentam grandes profundidades, bem como não demandam alta tecnologia

para o seu desiderato, tendo sido possível a obtenção de água em quantidadesuficiente, em que pese sua situação geográfica na região semi-árida brasileira,

razão pela qual optou-se pelo emprego de fluido à base água.

Os fluidos à base de óleo possuem a fase contínua constituída por uma

fase óleo geralmente composta de hidrocarbonetos líquidos, e por pequenas

gotículas de água acreescidas ou não de sólidos coloidais (de natureza

orgânica ou inorgânica) como fase dispersa (THOMAS, 2001).

São bastante utilizados na perfuração off-shore (plataformas marítimas)

devido ao seu alto custo e por ser necessário que atendam a diversas

exigências técnicas ineretnes a poços de grande profundidade. Apresentam as

seguintes características (THOMAS, 2001):

Grau de inibição elevado em relação às rochas ativas; Baixíssima taxa de corrosão; Propriedades controláveis a temperaturas acima de 350 ºF até

500 ºF; Grau de lubrificidade elevado; Amplo intervalo de variação de densidade – 0,89 a 2,4;

Baixíssima solubilidade de sais inorgânicos.


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Em síntese, as composições adequadas para um fluido à base água e

para um fluido à base óleo são mostradas na tabela 1.

Tabela 1 – Formulações adequadas para fluidos aquosos e não aquosos

Fluido à base aquosa Fluido à base de óleoControladores de densidade 6% Controladores de densidade 9%Sólidos de perfuração 5% Aditivos 3%Controladores de viscosidade 3% Água 30%Emulsificador 6% CaCl2 ou NaCl 4%Fase aquosa 80% Óleo diesel 54%

Fonte: GUIMARÃES & ROSSI, 2008

2.3 CARACTERIZAÇÃO DA BACIA POTIGUAR

A Bacia Potiguar situa-se no extremo leste da Margem Equatorial

brasileira, compreendendo um segmento emerso e outro submerso ao longo

dos Estados do Rio Grande do Norte e Ceará, ao longo de uma área de 48.000

km2, destes 21.500 km2 correspondem à sua parte emersa (FILHO, 2007), que

se limita ao norte com o Oceano Atlântico, ao sul, com o embasmento

cristalino, a noroeste com o Alto de Fortaleza/CE e ao leste com a Bacia

Pernambuco-Paraíba pelo Alto de Touros/RN (SOARES et al, 2003, apud LIMA, 2006, apud CASTRO et al, 2010).

A porção terrestre da Bacia Potiguar se estende ao longo do território de

15 municípios produtores de petróleo no Rio Grande do Norte: Alto do

Rodrigues,Apodi, Areia Branca, Assu, Caraúbas, Carnaubais, Felipe Guerra,

Governador Dix-Sept Rosado, Guamré, Macau, Mossoró, Pendências, Porto do

Mangue, Serra do Mel e Upanema (ARAÚJO, 2010).

Buscando-se identificar as formações rochosas existentes na BaciaPotiguar, tomou-se como base o campo de petróleo de Canto do Amaro, por

ser este o mais representativo entre os campos desta Bacia, seja por conter

grande quantidade de poços perfurados, seja por ser o campo que apresenta a

maior produção de petróleo.

As formações geológicas que compõem o perfil geológico dos poços do

campo de Canto do Amaro são as mostradas na tabea 2, com pequenas

alterações de profundidades de poço para poço.


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Tabela 2 – Formações geológicas de poços de petróleo da Bacia Potiguar

Formação Barreiras 0 a 30mFormação Jandaíra 30 a 400mFormação Açu 400 a 855mFormação Alagamar 855 a 880 mEmbasamento topo a 880 m

Fonte: PREDA et al, 2012

Conforme Cassab (2003), as formações geológicas presentes na Bacia

Potiguar terrestre se caracterizam da seguinte forma:

Formação Jandaíra - seção carbonática, sobrepostaconcordantemente aos arenitos da Formação Açu, sendo composto

por calcarenitos e calcilutitos bioclásticos, cujas cores variam do cinzaclaro ao amarelado, com um nível evaporítico na base. A ocorrênciade foraminíferos bentônicos de algas verdes, a presença de marcasde raízes e gretas de contração são características que apontam paraum ambiente de planície de maré, embra em alguns locaispredominasse uma plataforma rasa (ARARIPE & FEIÓ, 1994a, apud CASSAB, 2003).Formação Açu - são camadas espessas de arenitos finos e grossos,esbranquiçados, intercalados com folhelhos, argilitos e siltitos,especialmente em direção ao topo. Também são indentificadossedimentos provenientes de leques, aluviais e de sistemas fluviaisentrelaçados e meandrantes e ainda uma transgressão estaurina.Formação Alagamar - constitui-se de arenitos finos a grossos,

intercalados com folhelhos lagunares ricos em matéria orgânica,depositados em ambiente transicional. Também ocorrem camadas decarbonatos fossilíferos, depositados sob influência marinha restrita.Ocorre somente em subsuperfície (BRASIL, 1998, apud CASSAB,2003).Formação Pendência - a idade absoluta do rifteamento foi calculadaem 140 Ma (Berrisiano). Os sedimetnos mais antigos depostados norifte estão associados à parte basal desta formação e foram datadospela presença de pólens característicos do andar Rio da Serra. Emsua maior parte es´ta em subsuperfície, só aflorando ao sul da bacia.Estes sedimentos constituem-se de rochas vulcanoclásticascontemporâneas a rocas siliclásticas, passando a arenitos finosargilosos, intercalados com siltitos e folhelhos ricos em matéria

orgânica. Estes sedimentos foram depositados em ambiente lacustreassociado a deltas progradantes e planícies aluviais (DELLAFÁVERA, 2001, apud CASSAB, 2003).

O perfil litoestratigráfico de um poço perfurado no campo de Canto do

Amaro é mostrado na figura 4.


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Figura 4 – perfil litoestratigráfico das formações rochosas de um poço do campo de Canto do Amaro (Bacia Potiguar terrestre)

Fonte: PREDA et al, 2012.


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2.4 HISTÓRICO DA ATIVIDADE PETROLÍFERA NO ESTADO DO RIO

GRANDE DO NORTE

Conforme Larissa (2008) e Araujo (2010), o levantamento da evolução

histórica da atividade petrolífera na Bacia Potiguar apresenta os seguintes

marcos históricos:

Quadro 1 – Evolução histórica da Bacia Potiguar

Século

XIX

Na segunda metade, o padre Florêncio Gomes de Oliveira, enviou

carta ao cientista francês Jacques Brunet noticiando a ocorrência de

betume na lagoa do Apodi, pedindo que visitasse o Rio Grande doNorte (ARAÚJO, 2010).

1922 Primeiras indicações de caráter científico pelo geólogo John Casper

Branner, que publicou notícia sobre possibilidades de óleo no Brasil

(LARISSA,2008).

1929 Luciano Jaques de Morais reafirmou a suspeita de ocorrência de

petróleo no Rio Grande do Norte apontando a necessidade de

estudos mais minuciosos: “o terreno cretáceo do RN é

particularmente interessante para a possibilidade da ocorrência de

petróleo, por ser marinho, fossilífero e apresentar-se cortado por

eruptivas”. (LARISSA,2008).

1943 Início de pesquisas no Rio Grande do Norte – alguns poços

perfurados apenas com vestígios de óleo (ARAÚJO, 2010).

Década

de 1950

O deputado Floriano Bezerra reivindicou pesquisas no município de

Macau, muito antes de ser descoberto petróleo nessa região

(ARAÚJO, 2010).

1956 A PETROBRAS resolve fazer a primeira sondagem no Rio Grande

do Norte na região de Gangorra/Grossos, com a perfuração do

primeiro poço terrestre (G-1-RN), não surtindo bons resultados

(LARISSA,2008).

1965 Enviada equipe de geólogos para estudar a Bacia Potiguar

(LARISSA,2008).

1966 O prefeito de Mossoró contratou firma para abrir um poço d’água,


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supervisionado pelo geólogo Lúcio Cavalcante, na praça Pe. João

Mota. O poço jorrou petróleo misturado com água e serviu de

combustível para as lamparinas da população pobre “durante

meses” (ARAÚJO, 2010).

1973 Descoberta do campo marítimo de Ubarana com a perfuração do

primeiro poço RNS-1 (ARAUJO, 2010).

1976 Início das atividades petrolíferas do Rio Grande do Norte no campo

de Ubarana (município de Guamaré) (LARISSA,2008). Criado o

DIGUAR (Distrito de Produção da Bacia Potiguar), abrangendo o

Ceará, Rio Grande do Norte e Paraíba, com sede em Natal

(ARAUJO, 2010).

1979 Surgiu óleo nas piscinas do Hotel Termas em Mossoró, quando

foram abertas as torneiras com água. Entrou em operação o poço

MO-14, que produziu o primeiro carregamento de petróleo terrestre

da Bacia (LARISSA, 2008).

Década

de 80

No início, foram intensificadas as perfurações de poços nos

municípios de Macau, Areia Branca, Alto do Rodrigues e Mossoró

(ARAUJO, 2010).1987 Criada a RPNS – Região de Produção do Nordeste Setentrional em

substituição à DIGUAR (ARAUJO, 2010).

1994 O Rio Grande do Norte alcançou a marca de segundo maior

produtor de petróleo do Brasil e primeiro em produção terrestre

ARAUJO, 2010).

1995 A PETROBRAS substituiu RPNS por E&P-RN/ CE (Exploração e

Produção do Rio Grande do Norte e Ceará), resultante dareestruturação das atividades de exploração, perfuração e

produção, anteriormente departamentalizadas. No ano 2000, mudou

novamente a sigla: agora denominada UN-RNCE (Unidade de

Negócios do Rio Grande do Norte e Ceará) (ARAUJO, 2010).

2000 Alcançou-se a marca de 4000 poços terrestres e 200 poços

marítimos na Bacia Potiguar (ARAUJO, 2010).

Fonte: LARISSA, 2008 e ARAUJO, 2010


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2.5 ASPECTOS LEGAIS PERTINENTES

A Constituição Federal prevê em seu artigo 225 que:

“Todos têm direito ao meio ambiente ecologicamente equilibrado,bem de uso comum do povo e essencial à sadia qualidade de vida,impondo-se ao Poder Público e à coletividade o dever de defendê-loe preservá-lo para as presentes e futuras gerações”.

Em consonância com o artigo 225 constitucional, a Política Nacional do

Meio Ambiente contida na Lei nº 6.938/81, tem como objetivos, dentre outros,

conforme o seu artigo 4º:

Art. 4º - A Política Nacional do Meio Ambiente visará:I - à compatibilização do desenvolvimento econômico social com apreservação da qualidade do meio ambiente e do equilíbrio ecológico;II - à definição de áreas prioritárias de ação governamental relativa àqualidade e ao equilíbrio ecológico, atendendo aos interesses daUnião, dos Estados, do Distrito Federal, do Territórios e dosMunicípios;III - ao estabelecimento de critérios e padrões da qualidade ambientale de normas relativas ao uso e manejo de recursos ambientais;IV - ao desenvolvimento de pesquisas e de tecnologias nacionaisorientadas para o uso racional de recursos ambientais;

V - à difusão de tecnologias de manejo do meio ambiente, àdivulgação de dados e informações ambientais e à formação de umaconsciência pública sobre a necessidade de preservação daqualidade ambiental e do equilíbrio ecológico;VI - à preservação e restauração dos recursos ambientais com vistasá sua utilização racional e disponibilidade permanente, concorrendopara a manutenção do equilíbrio ecológico propício à vida;VII - à imposição, ao poluidor e ao predador, da obrigação derecuperar e/ou indenizar os danos causados, e ao usuário, decontribuição pela utilização de recursos ambientais com finseconômicos.

Para efeito desta Política Nacional, preocupou-se o legislador emconceituar em seu art. 3º:

Art. 3º - Para os fins previstos nesta Lei, entende-se por:I - meio ambiente, o conjunto de condições, leis, influências einterações de ordem física, química e biológica, que permite, abriga erege a vida em todas as suas formas;II - degradação da qualidade ambiental, a alteração adversa dascaracterísticas do meio ambiente;III - poluição, a degradação da qualidade ambiental resultante deatividades que direta ou indiretamente:a) prejudiquem a saúde, a segurança e o bem-estar da população;b) criem condições adversas às atividades sociais e econômicas;c) afetem desfavoravelmente a biota;


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d) afetem as condições estéticas ou sanitárias do meio ambiente;e) lancem matérias ou energia em desacordo com os padrõesambientais estabelecidos;IV - poluidor, a pessoa física ou jurídica, de direito público ou privado,responsável, direta ou indiretamente, por atividade causadora de

degradação ambiental;V - recursos ambientais: a atmosfera, as águas interiores, superficiaise subterrâneas, os estuários, o mar territorial, o solo, o subsolo, oselementos da biosfera, a fauna e a flora.

A Lei nº 12.305/2010 instituiu a Política Nacional de Resíduos Sólidos,

dispondo sobre seus princípios, objetivos e instrumentos, bem como sobre as

diretrizes relativas à gestão integrada e ao gerenciamento de resíduos sólidos,

incluídos os perigosos, às responsabilidades dos geradores e do poder público

e aos instrumentos econômicos aplicáveis, embora não seja aplicada aos

rejeitos radioativos, trazendo conceituações em seu art. 3º:

Art. 3º Para os efeitos desta Lei, entende-se por:I - acordo setorial: ato de natureza contratual firmado entre o poderpúblico e fabricantes, importadores, distribuidores ou comerciantes,tendo em vista a implantação da responsabilidade compartilhada pelociclo de vida do produto;II - área contaminada: local onde há contaminação causada peladisposição, regular ou irregular, de quaisquer substâncias ou

resíduos;III - área órfã contaminada: área contaminada cujos responsáveispela disposição não sejam identificáveis ou individualizáveis;IV - ciclo de vida do produto: série de etapas que envolvem odesenvolvimento do produto, a obtenção de matérias-primas einsumos, o processo produtivo, o consumo e a disposição final;V - coleta seletiva: coleta de resíduos sólidos previamentesegregados conforme sua constituição ou composição;VI - controle social: conjunto de mecanismos e procedimentos quegarantam à sociedade informações e participação nos processos deformulação, implementação e avaliação das políticas públicasrelacionadas aos resíduos sólidos;VII - destinação final ambientalmente adequada: destinação de

resíduos que inclui a reutilização, a reciclagem, a compostagem, arecuperação e o aproveitamento energético ou outras destinaçõesadmitidas pelos órgãos competentes do Sisnama, do SNVS e doSuasa, entre elas a disposição final, observando normas operacionaisespecíficas de modo a evitar danos ou riscos à saúde pública e àsegurança e a minimizar os impactos ambientais adversos;VIII - disposição final ambientalmente adequada: distribuiçãoordenada de rejeitos em aterros, observando normas operacionaisespecíficas de modo a evitar danos ou riscos à saúde pública e àsegurança e a minimizar os impactos ambientais adversos;IX - geradores de resíduos sólidos: pessoas físicas ou jurídicas, dedireito público ou privado, que geram resíduos sólidos por meio desuas atividades, nelas incluído o consumo;

X - gerenciamento de resíduos sólidos: conjunto de ações exercidas,direta ou indiretamente, nas etapas de coleta, transporte, transbordo,tratamento e destinação final ambientalmente adequada dos resíduos


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sólidos e disposição final ambientalmente adequada dos rejeitos, deacordo com plano municipal de gestão integrada de resíduos sólidosou com plano de gerenciamento de resíduos sólidos, exigidos naforma desta Lei;XI - gestão integrada de resíduos sólidos: conjunto de ações voltadas

para a busca de soluções para os resíduos sólidos, de forma aconsiderar as dimensões política, econômica, ambiental, cultural esocial, com controle social e sob a premissa do desenvolvimentosustentável;XII - logística reversa: instrumento de desenvolvimento econômico esocial caracterizado por um conjunto de ações, procedimentos emeios destinados a viabilizar a coleta e a restituição dos resíduossólidos ao setor empresarial, para reaproveitamento, em seu ciclo ouem outros ciclos produtivos, ou outra destinação final ambientalmenteadequada;XIII - padrões sustentáveis de produção e consumo: produção econsumo de bens e serviços de forma a atender as necessidades dasatuais gerações e permitir melhores condições de vida, sem

comprometer a qualidade ambiental e o atendimento dasnecessidades das gerações futuras;XIV - reciclagem: processo de transformação dos resíduos sólidosque envolve a alteração de suas propriedades físicas, físico-químicasou biológicas, com vistas à transformação em insumos ou novosprodutos, observadas as condições e os padrões estabelecidos pelosórgãos competentes do Sisnama e, se couber, do SNVS e do Suasa;XV - rejeitos: resíduos sólidos que, depois de esgotadas todas aspossibilidades de tratamento e recuperação por processostecnológicos disponíveis e economicamente viáveis, não apresentemoutra possibilidade que não a disposição final ambientalmenteadequada;XVI - resíduos sólidos: material, substância, objeto ou bem

descartado resultante de atividades humanas em sociedade, a cujadestinação final se procede, se propõe proceder ou se está obrigadoa proceder, nos estados sólido ou semissólido, bem como gasescontidos em recipientes e líquidos cujas particularidades torneminviável o seu lançamento na rede pública de esgotos ou em corposd’água, ou exijam para isso soluções técnica ou economicamenteinviáveis em face da melhor tecnologia disponível;XVII - responsabilidade compartilhada pelo ciclo de vida dosprodutos: conjunto de atribuições individualizadas e encadeadas dosfabricantes, importadores, distribuidores e comerciantes, dosconsumidores e dos titulares dos serviços públicos de limpeza urbanae de manejo dos resíduos sólidos, para minimizar o volume deresíduos sólidos e rejeitos gerados, bem como para reduzir osimpactos causados à saúde humana e à qualidade ambientaldecorrentes do ciclo de vida dos produtos, nos termos desta Lei;XVIII - reutilização: processo de aproveitamento dos resíduos sólidossem sua transformação biológica, física ou físico-química, observadasas condições e os padrões estabelecidos pelos órgãos competentesdo Sisnama e, se couber, do SNVS e do Suasa;

A norma ABNT NBR 10004:2004 dispõe sobre a classificação dos

resíduos sólidos, com a finalidade de fornecer subsídios para o seu

gerenciamento e destinação.

Esta classificação envolve:


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a) a identificação do processo ou atividade que lhes deu origem;

b) a identificação de seus constituintes e características;

c) a comparação destes constituintes com listagens de resíduos e

substâncias cujo impacto à saúde e ao meio ambiente é conhecido.

Buscando propiciar sua melhor compreensão, a norma em comento traz

alguns conceitos que merecem ser mencionados em seu item 3:

3 DefiniçõesPara os efeitos desta norma, aplicam-se as seguintes definições:3.1 resíduos sólidos: resíduos nos estados sólido e semi-sólido, que

resultam de atividades de origem industrial, doméstica, hospitalar,comercial, agrícola, de serviços e de varrição. Ficam incluídos nestadefinição os lodos provenientes de sistemas de tratamento de água,aqueles gerados em equipamentos e instalações de controle depoluição, bem como determinados líquidos cujas particularidadestornem inviável o seu lançamento na rede pública de esgotos oucorpos de água, ou exijam para isso soluções técnica eeconomicamente inviáveis em face à melhor tecnologia disponível.3.2 periculosidade de um resíduo: característica apresentada por umresíduo que, em função de suas propriedades físicas, químicas ouinfecto-contagiosas, pode apresentar:a) risco à saúde pública, provocando mortalidade, incidência dedoenças ou acentuando seus índices;

b) riscos ao meio ambiente, quando o resíduo for gerenciado deforma inadequada.3.3 toxicidade: propriedade potencial que o agente tóxico possui deprovocar, em maior ou menor grau, um efeito adverso emconseqüência de sua interação com o organismo.3.4 agente tóxico: qualquer substância ou mistura cuja inalação,ingestão ou absorção cutânea tenha sido cientificamente comprovadacomo tendo efeito adverso (tóxico, carcinogênico, mutagênico,teratogênico ou ecotoxicológico).3.5 toxicidade aguda: propriedade potencial que o agente tóxicopossui de provocar um efeito adverso grave, ou mesmo morte, emconseqüência de sua interação com o organismo, após exposição auma única dose elevada ou a repetidas doses em curto espaço de

tempo.3.6 agente teratogênico: qualquer substância, mistura, organismo,agente físico ou estado de deficiência que, estando presente durantea vida embrionária ou fetal, produz uma alteração na estrutura oufunção do individuo dela resultante.3.7 agente mutagênico: qualquer substância, mistura, agente físico oubiológico cuja inalação, ingestão ou absorção cutânea possa elevaras taxas espontâneas de danos ao material genético e ainda provocarou aumentar a freqüência de defeitos genéticos.3.8 agente carcinogênico: substâncias, misturas, agentes físicos oubiológicos cuja inalação ingestão e absorção cutânea possadesenvolver câncer ou aumentar sua freqüência. O câncer é oresultado de processo anormal, não controlado da diferenciação e

proliferação celular, podendo ser iniciado por alteração mutacional.


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3.9 agente ecotóxico: substâncias ou misturas que apresentem oupossam apresentar riscos para um ou vários compartimentosambientais.

De acordo com a norma NBR 10004:2004, um resíduo sólido éclassificado como Classe I (perigoso), quando um ou mais parâmetros do

lixiviado e/ou massa bruta estiverem acima dos valores máximos permitidos

pelos anexos da NBR 10004:2004.

É classificado como Classe II A (não inerte), quando um ou mais

parâmetros do solubilizado estiverem acima dos valores máximos permitidos

pelos anexos “G” da NBR10004:2004.

É classificado como Classe II B (inerte), quando todos os parâmetros,

tanto da massa bruta quanto dos ensaios de solubilização e lixiviado estiverem

abaixo dos valores máximos permitidos pelos anexos da NBR 10004, conforme

consta do quadro 2.

Quadro 2 – Classificação dos resíduos sólidos com base na norma ABNT NBR 10004:2004Classe I – perigoso

um ou mais parâmetros do lixiviado e/ou massa brutaestiverem acima dos valores máximos permitidos pelos anexosda NBR 10004.

Classe II A – não inerte

um ou mais parâmetros do solubilizado estiverem acima dosvalores máximos permitidos pelos anexos G da NBR10004.

Classe II B – inerte

todos os parâmetros, tanto da massa bruta quanto dos ensaiosde solubilização e lixiviado estiverem abaixo dos valoresmáximos permitidos pelos anexos da NBR 10004.

Fonte: NBR 10004:2004

Os fragmentos de rochas cortados pela broca (cascalhos) são carreados

pelo fluido de perfuração até as peneiras vibratórias na superfície, onde são

separados do fluido e descartados para um dique. Por não haver uma remoçãototal do fluido impregnado nos cascalhos, e ainda pela própria composição da

formações geológicas que compõem o perfil geológico do poço, os cascalhos

podem conter contaminantes, tais como (LUCENA et al, 2007):

Metais pesados; Alta salinidade, uma vez que os fluidos, em sua maioria têm sais em

sua composição, cujo objetivo é o de minimizar o inchamento dasformações argilosas perfuradas, promovendo a estabilidade do poço;

Óleos e graxas;

Elementos que causam Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO); Elementos que causam Demanda Química de Oxigênio (DQO);

Elementos que causam alcalinidade.


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2.6 O PROBLEMA DA DESTINAÇÃO FINAL DO CASCALHO

A indústria petrolífera representa grave risco de poluição do meio

ambiente. Embora se reconheça residir nos derramamentos de petróleo de

poços descontrolados em ambiente marinho as maiores catástrofes ambientais,

a atividade de exploração e produção de petróleo apresenta diversos outros

riscos que lhe são inerentes, tais como a poluição de lençois freáticos situados

próximos à superfície, do solo e do ar, e ainda a poluição relacionada aos

grandes volumes de cascalhos que são carreados à superfície pelo fluido de

perfuração por ocasião da perfuração de poços, dentre outros, o que tem

trazido preocupações aos órgãos governamentais e à sociedade como um

todo.

As perdas condicionadas ao meio ambiente pela utilização de derivados

de petróleo, desde a extração até a distribuição, representam um problema de

extensão mundial com potencial de contaminação ao meio ambiente. A

necessidade crescente de preservação dos recursos naturais e dos espaços

designados à ocupação humana requer a criação de soluções tecnológicas

efetivas para a destinação final dos resíduos gerados nas diversas etapas deprodução, minimizando de forma eficaz os impactos ambientais (GANGHIS et

al, 2009).

Estima-se que na região nordeste do Brasil exista atualmente uma

quantidade de resíduos da ordem de 100 mil m³ oriundos do processo de

perfuração de poços para produção de petróleo e, ainda, em função do

crescente número de poços que estão em fase deconstrução, estima-se uma

geração anual de 50 mil m³. Embora comumente classificado pela legislaçãobrasileira como classe II, a destinação de grandes quantidades deste tipo de

resíduo com as características físico-químicas encontradas tem se mostrado

um grande desafio para as empresas do setor e órgãos ambientais (GANGHIS,

2009).

A acumulação deste resíduo exige a urgente implementação de medidas

ao menos atenuadoras de seus efeitos nefastos ao meio ambiente, já que não

é possível cessar sua geração.


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2.7 POSSIBILIDADES QUANTO AO MANUSEIO E DESTINAÇÃO FINAL

DOS CASCALHOS

A melhor forma de tratar os resíduos é não gerá-los, seguindo a ordem de

prioridade na gestão e gerenciamento de resíduos sólidos prevista no art. 9º,

da Lei nº 12.305/2010 (Plano Nacional de Resíduos Sólidos). Entretanto, a

atividade de perfuração, inevitavelmente, gera o cascalho enquanto resíduo

sólido.

Art. 9º. Na gestão e gerenciamento de resíduos sólidos, deve ser observadaa seguinte ordem de prioridade: não geração, redução, reutilização,reciclagem, tratamento dos resíduos sólidos e disposição finalambientalmente adequada dos rejeitos.

Também, verifica-se não ser possível a redução de sua geração, uma

vez que não se trata de resíduos que são gerados por desperdício, erros

operacionais, etc, mas que são gerados como resultado natural da própria

atividade industrial – à medida que a broca avança no poço, todo o cascalho

perfurado há de ser retirado de seu interior. Pelo mesmo motivo, conclui-se

pela impossibilidade de minimização do volume gerado de cascalho ainda que

por modificações no processo de perfuração de poços (CARVALHO, 1993,

apud TOCHETTO, 2005).

Os estudos para o uso do cascalho em materiais de construção são

recentes. Eles apontam alternativas para a construção de sub-base de

pavimentação, materiais cerâmicos e cimentícios. Essa etapa do estudo tem

por objetivo realizar os ensaios para avaliar a influência da substituição de

parte da areia natural por cascalhos de perfuração em blocos de concretospara pavimentação intertravada.

Segundo Miller (2011), podemos lidar com os resíduos sólidos que

produzimos de duas maneiras: por meio da redução de resíduos e do

gerenciamento.

As seis maneiras de reduzir a utilização de recursos, os resíduos e a

poluição, também chamada de “os seis passos da sustentatibilidade”, são

(MILLER, 2011):


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a) consumir menos;

b) reprojetar processos de fabricação e produtos para que utilizem

menos matéria e energia;

c) reprojetar processos de fabricação para que produzam menos

resíduos e menos poluição;

d) desenvolver produtos fáceis de reparar, reutilizar, remanufaturar,

compostar ou recicilar;

e) reprojetar produtos para durarem mais tempo;

f) eliminar ou reduzir o uso de embalagem.

Quanto ao gerenciamento de resíduos, considera Miller (2011) uma

abordagem ligada à alta produção de dejetos inevitável para o crescimento

humano, buscando-se gerenciar os resíduos advindos do crescimento

econômico a fim de reduzir o dano ao meio ambiente, principalmente

misturando e compactando os resíduos para, depois, incinerá-los, enterrá-los

ou enviá-los para outro país. Ocorre, assim, a mesclagem dos resíduos e sua

transferência de um ambiente para outro.

Na perfuração de poços, levando-se em conta que a produção doscascalhos é inerente à própria atividade, não há como se aplicar os seis passos

da sustentabilidade. Resta, portanto, a possbilidade de aplicação do

gerenciamento destes resíduos.

A Lei nº 12.305/2010 define gerenciamento de resíduos sólidos como

sendo

o conjunto de ações exercidas, direta ou indiretamente, nas etapas decoleta, transporte, transbordo, tratamento e destinação finalambientalmente adequada dos resíduos sólidos e disposição finalambientalmente adequada dos rejeitos, de acordo com plano municipalde gestão integrada de resíduos sólidos ou com plano de gerenciamentode resíduos sólidos, exigido na forma desta Lei.

Segundo Mendes & Sousa (2013), a necessidade de gerenciamento

adequado dos cascalhos é um grande desafio a ser vencido pela indústria

petrolífera em sua atividade de perfuração de poços:


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A necessidade de gerenciar, reduzir e destinar adequadamente osresíduos de cascalhos de perfuração, atendendo às legislações enormas ambientais vigentes, dentro de uma perspectiva social eeconômicamente sustentável, é um grande desafio para a atividadede perfuração dos poços de petróleo, mas torna-se possível mediante

parcerias com empresas que possam desenvolver técnicas detratamento e destinação definitivas, realização de estudos deviabilidade técnica, operacional, assim como testes e ensaioslaboratoriais com a reciclagem do resíduo cascalho, dentro dosparâmetros legais.

2.8 CARACTERIZAÇÃO DOS CASCALHOS

Conforme Serra (2003), apud Moraes (2010), o cascalho representa os

fragmentos de rocha deslocados pela broca e carreados para a superfície nofluido de perfuração. São também denominados de amostra de calha. Essas

amostras de calha quando estão lavadas e secas, são analisadas pelos

geólogos para a obtenção de informações sobre as formações perfuradas. O

termo cascalho é utilizado na indústria do petróleo para qualquer sedimento

retirado do poço, seja de granulametria fina ou grossa.

Ao retornar à superfície, o fluido de perfuração traz consigo o cascalho,

além de lodo, areia e gases, quando é submetido a um processo de separação

de sólidos e, uma vez apresentando as características desejadas, é

rebombeado para o poço fechando, assiim, o ciclo de bombeamento.

Estima-se que cerca de 10 a 15% do volume do fluido de perfuração

permanece aderido aos cascalhos após o processo de separação (MORAES,

2010), o que, indubitavelmente, irá influenciar a composição do resíduo sólido a

ser transportado e destinado a aterro, reaproveitamento ou mesmo sua

incineração.

Desta forma, tem-se a composição do cascalho determinada,

fundametalmente, pela composição da rocha cortada, que deixa o poço

bombeado pelo fluido de perfuração, predominando, assim, a composição

mineral da formação perfurada.

O volume de cascalhos produzidos durante a perfuração teoricamente

corresponde ao volume do poço acrescido de 20% em decorrência de

eventuais desmoronamentos das formações para dentro do poço de forma que

para cada 100 metros perfurados, produz-se cerca de 13 metros cúbicos de

cascalho (FIALHO, 2012).


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Assim, um poço com profundidade de 900 metros (Canto do Amaro) e

diâmetro médio de 8,75 polegadas geraria em média o volume de 41,9 metros

cúbicos de cascalhos. Considerando-se uma densidade média do cascalho de

2,6 kg/dm3 (FIALHO, 2012), este volume corresponderia a 108,9 toneladas.

Da mesma forma, considerando 600 metros como profundidade média

dos poços da Bacia Potiguar terrestre e diâmetro médio do poço de 8,75

polegadas, e ainda o número de poços perfurados de 7.703 desde o início de

sua exploração até o ano de 2012 (ANP, BDEP-Banco de Dados de

Exploração e Produção. POÇOS – DADOS ESTATÍSTICOS - 2012), obtém-se

o volume gerado de cascalhos da ordem de 215.170 m3, que correspondem à

massa de 559.443,2 toneladas, sendo necessário para o seu transporte a

utilização de cerca de 25.429 carretas com capacidade de carga de 22

toneladas.

Os resultados acima são elucidados a partir dos cálculos seguintes.


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3 MATERIAIS E MÉTODOS

Visando obter dados inerentes à composição química dos cascalhos

oriundos de poços perfurados após o seu término, buscou-se junto ao IDEMA

informações a respeito existentes em processos de licenceamento ambiental

relativos à destinação final destes resíduos.

Os dados correspondem a análise de cascalhos provenientes de poços

perfurados no campo de Canto do Amaro, concluída em 04/12/2009 feita por

empresa inteessada com vistas à caracterização de resíduo segundo

parâmetros da NBR 10004:2004, constantes do processo de requerimento de

licença de operação nº 2008-021678/TEC/LO-0387, tendo como objetivo a

instalação para recebimento e disposição final de resíduos, situados no

Município de Mossoró/RN.

O referido requerimento teve como objetivo o recebimento e disposição

final de resíduos inertes (Classe II) em empreendimento situado no município

de Mossoró/RN (BR-304, Km 50,5, na localidade do Rancho Santo André, s/n;

zona rural), datado de 10/07/2008, como base na LCE nº 272/2004 e

alterações introduzidas pela LCE nº 336/2006.

3.1 ANÁLISE DOS DADOS DA COMPOSIÇÃO QUÍMICA DOS CASCALHOS

As metodologias utilizadas para a elaboração dos laudos foram

baseadas na “SW 846 (USEPA 1986, Test Method for Evaluating Solid Waste

Report Number 846, Washington DC” e as referências são:

Norma NBR 10004:2004 da ABNT – Classificação de Resíduos

Sólidos; Norma NBR 10005:2004 da ABNT – Ensaio de Lixiviação;

Norma NBR 10006:2004 da ABNT – Ensaio de Solubilização.

Foram analisadas pela empresa 12 amostras no processo nº 2008-

021678/TEC/LO-0387. Basicamente, as análises foram feitas em relação à

massa bruta, ao lixiviado e ao solubilizado encontrado nas amostras, que são

mostradas nos anexos 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13,14 e 15.

O procedimento para o ensaio de massa bruta é feito a partir deamostras coletaddas no resíduo total e com base na norma NBR 10004:2004


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para os parâmetros Ponto de fulgor, pH (suspensão 1:1), sulfeto (como H2S)

porcentagem de sólidos e cianeto (como HCN) (IDEMA, processo nº 2008-

021678/TEC/LO-0387).

O procedimento para o ensaio de lixiviado é descrito pela norma NBR

10005:2004 (Procedimento para a obtenção de extrato lixiviado de resíduos

sólidos), que define lixiviação como sendo o processo pelo qual se determina a

capacidade de transferências de substâncias orgânicas e inorgânicas

presentes no resíduo sólido por meio de dissolução no meio exerior. A

lixiviação da amostra é feita por meio de filtração através de filtro de fibra de

vidro isento de resinas com porosidade entre 0,6 µm a 0,8 µm, após agitação

(por aproximadamente 18 horas, a 25 °C e a 30 rpm). O extrato lixiviado obtido

será objeto da análise, cuja classificação é feita por comparação dos dados

obtidos com os constantes do anexo “F” da norma NBR 10004:2004.

O procedimento para o ensaio de solubilizado é descrito pela norma

NBR 10006:2004 (Procedimento para a obtenção de extrato solubilizado de

resíduos sólidos):

a) Adicionar água destilada, desionizada e isenta de orgânicos à

amostra do resíduo seco a 42 °C e agitar com baixa velocidade por 5minutos;

b) cobrir o frasco com filmes de PVC e deixar em repouso por 7 dias à

temperatura de 25° C;

c) Filtrar a solução com aparelho de filtração guarnecido com

membrana filtrante com 0,45 µm de porosidade, obtendo-se o extrato

solubilizado a ser analisado, cujos dados serão comparados aos

constantes do anexo “G” da norma NBR 10004:2004.

3.2 ANÁLISE E SUGESTÃO DE ALTERNATIVAS PARA A DESTINAÇÃO E

RECICLAGEM DO CASCALHO DE PERFURAÇÃO

A partir de pesquisa bibliográfica, analisou-se diversas alternativas

ambientalmente adequadas para a reciclagem dos cascalhos gerados na

perfuração de poços na Bacia Potiguar, sugerindo-se, ao final, a mais

adequada a ser empregada no âmbito local.


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Tabela 7 – Valores médios obtidos pela média aritmética dos parâmetros inorgânicos (tabela 5)e orgânicos (tabela 6) em desconformidade com a NBR 10004:2004

Número da amostraMÉDIA

ValorNBR

100041 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Al 0,282 0,596 0,600 0,100 0,704 0,488 1,500 0,880 1,190 0,461 0,731 0,955 0,692 0,2

Cl- 2036 1760 1764 1728 1686 1434 1563 1425 1277 1446 1351 1851 1581 250

Fe 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,695 0,645 0,000 0,499 0,000 0,153 0,3

Na 920 925 873 1020 809 752 903 809 565 759 713 849 815 200

SO4 336 336 446 433 323 381 336 398 216 478 432 328 378 250

Fonte: IDEMA, processo nº 2008-021678/TEC/LO-0387

Plotando-se os valores da tabela 7 em função de cada substância com

não conformidades em relação à norma NBR 10004:2004 (alumínio, cloreto,

ferro, sódio e sulfato), são gerados os gráficos 1, 2, 3, 4 e 5.

Gráfico 1 – resultados obtidos na análise de solubilizados em relação ao Alumínio

Fonte: IDEMA, processo nº 2008-021678/TEC/LO-0387

Com relação ao alumínio, verificou-se a presença de não conformidades

em todas as amostras analisadas exceto na amostra nº 4, cujos valores médios

de solubilizados ultrapassaram o limite da norma,. O valor médio do desvio é

0,692 mg/l, quando o limite máximo permitido pela norma é 0,2 mg/l,

correspondentes a 3,46 vezes o valor permitido, conforme se vê no Gráfico 1.

Com relação ao cloreto, verificaram-se não conformidades em todas asamostras analisadas. O valor médio do desvio é 1.561 mg/l, quando o limite


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máximo permitido pela norma é 250 mg/l – o desvio médio coresponde a 6,244

vezes o limite da norma, de acordo com o gráfico 2.

Gráfico 2 – resultados obtidos na análise de solubilizados em relação ao Cloreto

Fonte: IDEMA, processo nº nº 2008-021678/TEC/LO-0387

Gráfico 3 – resultados obtidos na análise de solubilizados em relação ao Ferro



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Detectou-se a presença de ferro apenas nas amostras nºs. 8, 9 e 11,

que apresentaram não conformidades (gráfico 3). Considerando-se todas as

amostras, o valor médio do desvio é 0,153 mg/l, abaixo do limite máximo

permitido pela norma que é 0,3 mg/l. Porém, se considerarmos a média apenas

dos valores obtidos com as três amostras desconformes (amostra 8 = 0,695

mg/l; amostra 9 = 0,645 mg/l; amostra 11 = 0,499 mg/l), o valor médio passa a

ser 0,613 mg/l, que ultrapassa o valor 0,3 mg/l permitido pela Norma NBR

10004:2004 em 104,3%.

Gráfico 4 – resultados obtidos na análise de solubilizados em relação ao Sódio


Com relação ao sódio, houve não conformidades em todas as amostras

analisadas. A média do desvio é 815 mg/l, quando o limite máximo permitido

pela norma é 200 mg/l, portanto, equivalente a mais de quatro vezes o limite

permitido pela Norma NBR-10004:2004, conforme demonstrado no gráfico 4.

Também, com relação ao sulfato (gráfico 5), houve não conformidades

em todas as amostras analisadas, cujo valor médio do desvio é de 378 mg/l,

enquanto que o valor máximo permitido pela norma NBR 10004:2004 é de 250

mg/l, estando o valor médio acima do permitido em mais de 50%.


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Gráfico 5 – resultados obtidos na análise de solubilizados em relação ao Sulfato


Desta forma, com base na análise dos dados avaliados, constata-se

que os cascalhos de perfuração analisados se classificam como resídos sólidos

classe II-A – não inertes.

4.2 A DESTINAÇÃO FINAL DO CASCALHO DE PERFURAÇÃO

Tendo em vista a preocupação dos órgãos governamentais e da

sociedade com o risco de poluição ambiental causado pelos resíduos da

atividade de perfuração de poços, passou-se a se pesquisar alterantivas

ambientalmente adequadas para a solução do problema.

Assim, os cascalhos gerados na perfuração de poços de petróleo vem

sendo dispostos em aterros sanitários ou reciclados como matéria prima na

confecção de artefatos diversos da construição civil, em que pese serem

recentes os estudos realizados a respeito da matéria (FIALHO, 2012).

Atualmente, encontra-se em prática na Bacia Potiguar a deposição dos

cascalhos provenentes da perfuração em aterros sanitários situados no campo

de Canto do Amaro, conforme demonstram os processos de licença ambiental

nºs. 2006-005332/TEC/LP-0153, 2008-021312/TEC/RLO-0850 e 2008-021678/TEC/LO-0387.


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O reaproveitamento do cascalho mediante sua reciclagem como material

de construção vem trazendo benefícios econômicos para a indústria civil, além

de atenuar o volume depositado em aterros, contribuindo para atenuar a

poluição ambiental, uma vez que faz desaparecer o resíduo indesejado, ao

contrário do que ocorre com a sua deposição em aterro sanitário.

4.2.1 O processamento de incineração dos cascalhos

A incineração dos cascalhos constitui etapa que antecede a destinação

final a ser dada aos cascalhos, podendo servir de fase de preparação tanto

para a sua deposição em aterros como para a sua reciclagem.

Conforme consta no processo nº 2008-021312/TEC/RLO-0850 do

IDEMA (Renovação de Licença de Operação de 02/07/2009), a operação da

Unidade de Blendagem de Resíduos, situada no Canto do Amaro, no Município

de Areia Branca/RN consiste no manuseio, movimentação, segregação, pré-

acondicionamento e blendagem de resíduos industriais oriundos do dique mãe

e Central de Resíduos, ambos do campo de petróleo do Canto do Amaro,

situado em Areia Branca/RN. A Unidade de Incineração para o tratamento térmico dos resíduos

blendados do Canto do Amaro se encontra instalada na Unidade de

Blendagem de Resíduos.

De acordo com a Instrução de Trabalho nº 3 – IT – RN – 003, que define

práticas para a produção de blends para co-processamento e incineração, os

primeiros blends enviados para os fornos serão utilizados como substitutos

energéticos e/ou matéria prima de forma segura e em conformidade com osrequisitos internos e os requisitos legais. Já os blends preparados para

incineração in sito, sofrerão descontaminação através de destruição térmica da

sua carga orgânica.

Foram referenciadas as resoluções CONAMA 264 (procedimentos,

critérios e aspectos técnicos específicosde licenciamento ambiental para o co-

processamento de resíduos em fornos rotativos de clinquer, para a fabricação

de cimento) e CONAMA 316 (procedimentos e critérios para o funcionamento

de sistemas de tratamentos térmicos e resíduos).


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O item 3 da instrução acima mencionada traz algumas definições

importantes para a compreensão da rotina dos serviços listadas no quadro 3:

Quadro 3 – definições da Instrução de Trabalho nº 3 – IT – RN – 003, item 3Blend Mistura de resíduosPlanta de Blend Área disponibilizada para recebimento de resíduos a granel ou em

qualquer recipiente aprovado. Nessa área, são realizadas as atividadesde blendagem, segregação, manipulação e expedição de resíduos

Resíduoscoprocessáveis

Resíduos que após a análise técnica de suas características pelo centrotécnico, gestores de contratos e operação, são aprovados o aceite paraco-processamento

Coproces-samento

Técnica de destruição para resíduos por via térmica em fornos de altatemperatura durante o processo de fabricação de cimento em unidadesdevidamente licenciadas para este fim, com aproveitamento energéticoe/ou de matéria prima sem geração de novos resíduos, contribuindo para

a redução de combustíveis e matéria prima sem alterar a qualidadeManuseio Qualquer atividade onde o resíduo ou seus continentes possam entraremcontato com os operadores e/ou meio ambiente

Armazenamento Ato ou efeito de guardar provisoriamente o resíduo até uma posteriordestinação

Transporte Ato ou efeito de traportar um resíduo, por via rodoviária, ferroviária,marítima ou aérea

Mistura/blendagem

Misturar com o auxílio de pá mecânica os resíduos a fim de homogeneizaro material para preparação do blend; o blend deve serestocado/empilhado e posteriormente ser amostrado de formarepresentativa e enviado para o laboratório para avaliação e garantia daqualidade.

Peneiramento deresíduos

Iniciar a segregação de material impróprio para o peneiramento ainda nos

diques e no piso do galpão (material de grandes dimensões, materialmetálico como tambores, tampas, etc.); verificar se o sistema depeneiramento (alimentador vibratório, correia transportadora e peneiravibratória) encontra-se em condição de operação, observando todas aspartes moveis – polias, correias, rolamentos, corpo da peneira, etc.); coma unidade de classificação granulomética (alimentador vibratório, correiatransportadora e peneira vibratória) em funcionamento; utilizar a pácarregadeira para alimentar o material a ser peneirado; limpar a grelha doalimentador vibratório e a tela da peneira vibratória sempre que houveracúmulo de material que impeça a operação normal.

Análise química

A análise química deve atender aos parâmetros definidos paracoprocessamento e incineração conforme especificação técnica em anexopara lotes 1.000 ton (+/- 200 ton). Ressalte-se que os resíduos nao tendo

grande variabilidade em função da sua origem conhecida e única,poderemos autmentar a quantidade de resíduos por lote.

Fonte: IDEMA, processo nº 2008-021312/TEC/RLO-0850

O fluxograma 1 mostra a rotina da blendagem de resíduos (IDEMA,

processo nº 2008-021312/TEC/RLO-0850):


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Fluxograma 1 – Blendagem de resíduos


O fluxograma 2 mostra as etapas do coprocessamento de resíduos:

início

Estocar resíduos

Segregar resíduos

Misturar previamente

peneirar

Analisar quimicamente

fim

Adicionar resíduos

Blend atende

especificação?

não

sim

Liberar Blend

para envio


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Fluxograma 2 – coprocessamento de resíduos


4.2.2 A deposição do cascalho em aterros sanitários

Sendo o cascalho classificado como resíduo sólido não inerte (classe II-

A), portanto não perigoso, a sua deposição em aterros sanitários deve seguir a

NBR-13.896/1997, que dispõe sobre “aterros de residuos não perigosos –

critérios para projeto, implantação e operação”.

Conforme a Norma NBR-13.896/1997, deve-se atentar para os seguintes

critérios:

Impermeabilização: propiciada a partir de deposição de camadas de

materiais artificiais ou naturais, que impeça ou reduza

substancialmente a infiltração no solo dos líquidos percolados,

através da massa de resíduos.

Localização: deve ser tal que:

a) o impacto ambiental a ser causado seja minimizado;

b) a aceitação da instalação pela população seja maximizada;

c) esteja de acordo com o zoneamento da região;

d) possa ser utilizado por um longo espaço de tempo, necessitando

de um mínimo de obras para o início da operação;

Licen as Ambientais

Segregar pré- condicionare/ou blendar os resíduos

Carregamento de caminhões

Transporte de resíduos

Co-processamento dos resíduos

nas cimenteiras

Controle de qualidade doslotes para expedição

Controle de qualidade do

processo produtivo e

ambiental

Entrega de certificado de

Tratamento Térmico


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e) recomenda-se locais com declividade superior a 1% e inferior a

30%;

f) não deve o aterro ser executado em áre

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