Fraturamento Hidráulico

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Fraturamento Hidráulico: uma abordagem a partir da Resolução ANP nº 21

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Fraturamento Hidráulico: uma abordagem a partir da

Resolução ANP nº 21

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SUMÁRIOINTRODUÇÃOFRATURAMENTO HIDRÁULICORESOLUÇÃO ANP Nº 21/2014

- SISTEMA DE GESTÃO AMBIENTAL;- ESTUDOS E LEVANTAMENTOS PRÉVIOS;- PROJETO DE POÇO PARA FRATURAMENTO HIDRÁULICO;- PROJETO DE POÇO COM FRATURAMENTO HIDRÁULICO;- SIMULAÇÃO DE FRATURAS;- ANÁLISE DE RISCOS;- EXECUÇÃO DAS OPREÇÕES;- RESPOSTAS À EMERGÊNCIA;

CONCLUSÕESREFERÊNCIAS

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INTRODUÇÃOQuando falamos em exploração e produção de hidrocarbonetos, sempre haverá a necessidade de buscar a otimização de tais procedimentos. Esta busca está diretamente ligada a enorme dependência que o setor energético tem em relação ao petróleo, fazendo que a demanda por hidrocarbonetos no mercado internacional seja extremamente elevada. Com isso, se faz necessário o desenvolvimento de novos métodos de exploração e produção que possam vir a ser cada vez mais eficientes e lucrativos.

Um método largamente experimentado nos Estados Unidos, e que tem um grande potencial no que se refere a otimização na recuperação de hidrocarbonetos é o chamado Fraturamento Hidráulico.

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FRATURAMENTO HIDRÁULICOA técnica de fraturamento hidráulico (fracking) começou a adquirir uma crescente notoriedade ao longo dos últimos anos devido a grande necessidade de desenvolvimento de técnicas para estimulação de poços, e ainda no que se refere a produção de hidrocarbonetos em reservatórios ditos não convencionais (reservatórios de petróleo que possuem baixa permeabilidade).

Primeiros registros – final da década de 1940 nos EUA;No cenário nacional o Fraturamento Hidráulico entrou em

evidência após a 12ª rodada de licitações da ANP.

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PERFILAGEM GEOFÍSICA DO POÇOA razão essencial da realização de uma etapa de perfilagem,

antes da operação de fraturamento, é devido a aquisição de dados que são utilizados para o mapeamento geológico do poço fazendo com que haja um amplo conhecimento sobre a estrutura geológica do mesmo, para que a operação seja realizada com segurança.

REALIZAÇÃO DO TESTE DE BOMBEIOO objetivo principal é o conhecimento das propriedades

hidráulicas as quais serão utilizadas para avaliar o aumento da capacidade produtiva do poço, após a operação de fraturamento.

ETAPAS QUE ANTECEDEM O FRACKING

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ETAPAS QUE ANTECEDEM O FRACKINGINSTALAÇÃO DO PACKERDeve ser assentado em local constituído de rocha não

alterada, logo acima do trecho que será submetido a altas pressões. Sua função é a de vedação do intervalo a ser fraturado. Através do packer é injetado o fluido de fraturamento, além de conduzir o agente de sustentação das fraturas abertas durante a operação.

Figura 1: Packer

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FRATURAMENTO (FRAKING)REALIZAÇÃO DO FRATURAMENTO HIDRÁULICO

Inicialmente há a sucção do fluído para um misturador, onde são dosados e misturados os produtos químicos e o agente de sustentação (material propante).

Posteriormente, através de uma bomba de alta pressão, a mistura é injetada no poço através da coluna de assentamento do “packer”.

Toda a operação é controlada na superfície, onde a variação dos valores de pressão é registrada em uma carta de pressão de fraturamento. São controlados também o volume de fluído injetado, a taxa de injeção e a quantidade de agente de sustentação.

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FRATURAMENTO (FRAKING)

Figura 2: International Energy Agency - World Energy Outlook 2012 - Special Report On Unconventional Gas.

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REALIZAÇÃO DO TESTE DE BOMBEIO PÓS-FRATURAMENTOA interpretação dos dados obtidos, nesta fase, serão de grande

importância, a medida que quantifica o resultado da operação são definidos também os parâmetros da nova utilização do poço com relação a vazão e tempo de bombeamento.

PERFILAGEM GEOFÍSICA DO POÇO PÓS-FRATURAMENTOTem o objetivo de calcular o aumento de produtividade do poço,

depois de realizada a operação de fraturamento. Os dados interpretados são comparados com os resultado obtidos para um perfilagem antes do fraturamento.

ETAPAS PÓS-FRATURAMENTO

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ETAPAS PÓS-FRATURAMENTOINTERPRETAÇÃO DOS DADOS OBTIDOSAtravés da interpretação dos dados coletados durante a operação,

conjugando o modelo geométrico das fraturas com a análise do comportamento hidráulico do poço, antes e depois do fraturamento hidráulico, poderá ser verificado o aumento de armazenamento do reservatório.

Além das dimensões das fraturas abertas, são interpretadas as situações de permeabilidade e porosidade, especialmente quando se constatar a interligação de sistemas de fraturas do poço com outros sistemas armazenadores de hidrocarbonetos, o que deverá possibilitar o aumento de produtividade.

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RESOLUÇÃO ANP Nº 21/2014As empresas detentoras de direitos de Exploração e

Produção de Petróleo e Gás Natural no Brasil, ao executarem a técnica de fraturamento hidráulico em reservatório não convencional* devem seguir o que está estabelecido na Resolução da ANP nº 21, de 10 de Abril de 2014.

*rocha com permeabilidade inferior a 0,1 mD contendo hidrocarbonetos

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A MESMA ABORDA OS SEGUINTES TÓPICOS:Sistema de Gestão Ambiental;Estudos e levantamentos prévios;Projeto de poço com fraturamento hidráulico;Simulação de fraturas;Análise de riscos;Execução das operações;Resposta à emergência.

RESOLUÇÃO ANP Nº 21/2014

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As empresas devem estabelecer e garantir o cumprimento de um Sistema de Gestão Ambiental. Neste, deve estar contido um plano detalhado de controle, tratamento e disposição de Efluentes Gerados pela operação.

Água utilizada: Efluente Gerado, água imprópria, ou baixa aceitação para uso humano.

SISTEMA DE GESTÃO AMBIENTAL

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SISTEMA DE GESTÃO AMBIENTAL

O OPERADOR DEVE:Estabelecer e divulgar Indicadores Proativos e Reativos;Publicar no seu site:

Relatório Anual de avaliação de impactos e dos resultados das ações de responsabilidade social e ambiental;

Relação de produtos químicos nocivos utilizados no processo; Informações específicas sobre a água utilizada nos

fraturamentos, como origem, volume captado, tipo de tratamento adotados e disposição final.

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ESTUDOS E LEVANTAMENTOS PRÉVIOS

Para que o fraturamento hidráulico seja autorizado pela ANP, o operador deve garantir através de testes, modelagens e estudos que o alcance das fraturas se mantenha a uma distância segura dos corpos hídricos existentes.

Fica vedado o fraturamento hidráulico em poços cuja distância seja inferior a 200 m de poços de água utilizados para fins de abastecimento doméstico, público, industrial, irrigação, dessedentação de animais.

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Só serão aceitos poços integralmente revestidos nos intervalos anteriores ao Reservatório Não-Convencional.

Análise da influência do fraturamento hidráulico sobre poços adjacentes.

ESTUDOS E LEVANTAMENTOS PRÉVIOS

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Os seguintes documentos devem ser apresentados a ANP com antecedência mínima de 60 dias do início da perfuração:

Licença ambiental do órgão competente;Outorga ou autorização para utilização de

recursos hídricos;Laudo fornecido por laboratório

independente para os corpos d’água superficiais e poços de água em um raio de 1000 m horizontais a partir da cabeça do poço a ser perfurado.

ESTUDOS E LEVANTAMENTOS PRÉVIOS

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Projeto de poço para fraturamento hidráulico;

Declaração de Responsável Técnico Designado pela empresa de que o projeto atende os requisitos legais aplicáveis e que foram realizados os testes e modelagens necessários;

Estudos e avaliação de ocorrências naturais induzidas de sísmica.

ESTUDOS E LEVANTAMENTOS PRÉVIOS

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PROJETO DE POÇO PARA FRATURAMENTO HIDRÁULICO

O PROJETO DE POÇO PARA FRATURAMENTO HIDRÁULICO CONTEMPLARÁ:

Projeto de poço com fraturamento hidráulico;Simulação de fraturas;Análise de riscos.

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PROGRAMA DE REVESTIMENTO E CIMENTAÇÃOParâmetros críticos da cimentação como densidade da

pasta, tempo de endurecimento, controle de perdas de fluido, etc;

Teste do revestimento com pressão e tempo de duração apropriado para os fins;

Realização do Leakoff Test (LOT) e Formation Integrity Test (FIT) a cada início de fase do Poço;

Dimensionamento dos revestimentos de modo que suportem as tensões previstas e sejam resistentes aos fluidos produzidos, injetados e recuperados. Projeto de poço com fraturamento hidráulico;

PROJETO DE POÇO COM FRATURAMENTO HIDRÁULICO

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PROGRAMA DE REVESTIMENTO E CIMENTAÇÃOPerfilagem a poço aberto, contemplando no mínimo

potencial espontâneo, raios gama, resistividade, densidade, sônico e calibre;

Após a cimentação ou término da Fase de Poço, efetuar corridas dos perfis de avaliação da cimentação nas formações a serem fraturadas;

Garantir a existência e integridade de, ao menos, duas Barreiras de Segurança permanentes, independentes e solidárias;

Armazenamento do registro das pressões no anular durante o Fraturamento Hidráulico por no mínimo 5 anos.

PROJETO DE POÇO COM FRATURAMENTO HIDRÁULICO

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SIMULAÇÃO DE FRATURAS

O operador deverá aplicar métodos de modelagem utilizando dados geomecânicos, para realizar a simulação das operações de fraturamento.

Só poderá dar continuidade ao projeto se a possibilidade das fraturas geradas ou a reativação de falhas preexistentes forem consideradas insignificantes ao alcançar intervalos não permitidos.

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ANÁLISE DE RISCOS

As análises de riscos deverão estar presentes em todas as fases e operações, visando o controle e redução da possibilidade de ocorrências de incidentes.

O operador deverá considerar na Análise de Riscos os cenários de comunicação entre poços devido às operações de fraturamento.

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O operador deverá seguir o que preconiza o item 17 – Operação e Processo do Regulamento Técnico do Sistema de Gerenciamento da Integridade Estrutural das Instalações Terrestres de Produção de Petróleo e Gás Natural – SGI, anexo à Resolução ANP nº 02/2010.

A SABER, ESTE ITEM SE SUBDIVIDE EM:ObjetivoManual de OperaçãoRegistros Operacionais e de SegurançaPermissão de TrabalhoGerenciamento de Mudanças

EXECUÇÃO DAS OPERAÇÕES

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O operador deve previamente à operação de fraturamento hidráulico realizar testes para obter pressões requeridas para início, propagação, fechamento de fraturas, como testes de injetividade, microfraturamentos e “step rate tests”, para comparar com os previstos no projeto e corrigir modelagens e simulações, se necessário.

As linhas de alta pressão utilizadas no fraturamento hidráulico devem ser certificadas quanto à integridade e estar dentro do prazo de validade, além de serem testadas antes de cada operação.

EXECUÇÃO DAS OPERAÇÕES

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EXECUÇÃO DAS OPERAÇÕESOs parâmetros de bombeio (pressão máxima admissível)

deverão ser definidos a partir do limite de ruptura do revestimento, da pressão de Operação dos equipamentos de cabeça de poço e de superfície e de outros riscos identificados na Análise de Riscos.

Os parâmetros de fundo (BHP máxima admissível) devem ser definidos para as diferentes condições de operação, como razão gás-óleo (RGO), proporção de sedimentos e água (BSW), entre outros.

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Durante as etapas de canhoneio e estágios de fraturamento o operador deve utilizar métodos de acompanhamento como microssísmica para assegurar que os limites inferior e superior das fraturas geradas obedecem às simulações do fraturamento hidráulico.

O operador deve garantir que a força de trabalho deve estar devidamente treinada para desempenhar suas funções, e que compreende os riscos identificados na Análise de riscos.

EXECUÇÃO DAS OPERAÇÕES

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RESPOSTA À EMERGÊNCIAPLANO DE EMERGÊNCIA:

conjunto de medidas que determinam e estabelecem as responsabilidades setoriais e as ações a serem desencadeadas imediatamente após um incidente.

O operador deve elaborar e garantir o cumprimento do Plano de Emergência, contendo recursos disponíveis, contatos de emergência e os cenários identificados na Análise de Riscos.

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A ANP deve ser informada de qualquer evento com potencial dano, como falha de integridade de poço, indício de fraturamento que alcance corpo hídrico, ou poço adjacente, conforme Resolução ANP nº 44/2009.

O item 9 – Plano de Emergência do Regulamento Técnico do Sistema de Gerenciamento da Integridade Estrutural das Instalações Terrestres de Produção de Petróleo e Gás Natural – SGI, detalha sobre o Plano de Emergência que deve ser aplicado.

RESPOSTA À EMERGÊNCIA

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CONCLUSÃOO fraturamento hidráulico é uma técnica que tem sido

bastante utilizada na indústria do petróleo, principalmente devido o advento da exploração de reservatórios não-convencionais. Dado os riscos envolvidos na operação de fraturamento hidráulico, uma série de procedimentos deve ser observada a fim de que essa operação se dê seguindo as Melhores Práticas de Engenharia. Atenta a isto, a ANP publicou a Resolução nº 21, orientando e exigindo o cumprimento destas boas práticas por parte dos profissionais envolvidos nestas operações. Sendo assim, é vital para nossa formação profissional conhecer e aplicar, caso venhamos a trabalhar com fraturamento hidráulico, as diretrizes presentes na mesma.

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REFERÊNCIAS

AGÊNCIA NACIONAL DE PETRÓLEO, GÁS NATURA E BIOCOMBUSTÍVEIS. Resolução nº 21/2014, 2014. Brasília, 2014. Disponível em: <www.anp.gov.br>. Acesso em: 19 de Outubro de 2014.

<http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/weo-2012---special-report---golden-rules-for-a-golden-age-of-gas.html>. Acesso em: 19 de Outubro de 2014

<http://vespeiro.com/2013/03/21/shale-gas-e-pre-sal-o-mundo-e-pequeno-para-os-dois>. Acesso em: 19 de Outubro de 2014