As empresas operadoras na indústria de óleo e gás reconhecem cada vez mais a necessidade de uma avaliação e gerenciamento sistemático da integridade de risers flexíveis e rígidos. Isso se deve aos seguintes fatores:
• Grande economia financeira obtida devido ao gerenciamento dos fatores que podem causar falhas estruturais nos ativos (quase sempre com elevados valores envolvidos);
• Redução do risco operacional dos risers e aumento da confiabilidade do sistema;
• Redução do risco de danos ambientais, que comprometem a imagem da empresa ante investidores e opinião pública;
• Maior disponibilidade operacional das estruturas, resultante da forma estruturada como são planejadas as atividades de intervenção nas mesmas.
As atividades de gerenciamento da integridade de risers constituem-se como uma importante ferramenta para redução de custos de CAPEX e OPEX para os operadores. A retroalimentação do projeto de risers com informações obtidas durante a vida útil das estruturas, é uma forma de minimizar riscos operacionais futuros.
Além disso, o fato de acompanhar a degradação da estrutura durante a sua utilização, permite reduzir paradas indesejáveis na operação do ativo, bem como programar, de forma eficiente, possíveis necessidades de intervenção nos componentes do mesmo.
A 4subsea possui longa experiência no gerenciamento de integridade de risers e na extensão de vida destas estruturas, incluindo análise de risco, desenvolvimento de planos de gerenciamento de integridade, execução de avaliações anuais de integridade, monitoramento de movimentos/pressão/temperatura e realização de testes automatizados no anular de risers flexíveis.
Exigências regulatórias
O marco normativo de segurança da Agência Nacional do Petróleo (ANP) para exploração e produção de petróleo compreende
diversas resoluções, que estabelecem requisitos para as áreas específicas do setor de óleo e gás. A Resolução ANP nº 41/2015
institui o Sistema de Segurança Operacional de Sistemas Submarinos e aprova o Regulamento Técnico do Sistema de Gestão da Segurança Operacional de Sistemas Submarinos (SGSS).
O SGSS especifica os requisitos essenciais e os padrões mínimos de segurança operacional e preservação do meio ambiente a serem atendidos pelos agentes autorizados ou concessionárias responsáveis pela movimentação de petróleo, gás natural e seus derivados por dutos submarinos.
De acordo com o Artigo 23 do SGSS, o operador do sistema submarino é responsável por assegurar a integridade mecânica do sistema. Para tal, deve estabelecer, implementar e documentar um Programa de Gerenciamento da Integridade (PGI) cíclico, integrado e contínuo durante todo o ciclo de vida do sistema submarino.
As estratégias típicas para o desenvolvimento de um PGI são um tema presente em diferentes manuais da indústria.
Boas práticas da indústria
O gerenciamento da integridade em risers flexíveis e rígidos é um tema abordado por diferentes manuais de boas práticas da
indústria. Entre os quais o API 17B (Recommended Practice for Flexible Pipe), a DNV-RP-206 (Riser Integrity Management) e a DNV-RP-F116 (Integrity Management of Submarine Pipeline
Systems).
O primeiro passo para o desenvolvimento de um programa de gerenciamento da integridade de risers flexíveis e rígidos consiste na disponibilização da documentação existente do ativo, desde o seu projeto até o presente, como, por exemplo, os seguintes documentos:
• Relatórios e documentos da fase de projeto;
• Relatórios e pareceres de inspeção;
• Dados de monitoração (pressão, temperatura, aproamento etc.);
• Dados ambientais medidos (onda, correnteza, vento);
• Relatórios de testes de anular;
• Relatórios de intervenções realizadas nos ativos;
• Registros de anomalias.
A análise dessa documentação permite estabelecer o “status” de integridade do ativo. Se na avaliação da documentação, algo relevante ou fora do que foi considerado como limites aceitáveis na fase de projeto for detectado, uma reavaliação da vida útil dever ser realizada para determinar as condições para a operação do ativo.
Realizada uma primeira avaliação da documentação existente do ativo, desenvolve-se o diagrama de processo para o gerenciamento da integridade de risers proposto abaixo. Ao longo do tempo, a execução do plano de gerenciamento de integridade por meio de diferentes atividades – inspeção, monitoramento, teste, análise, manutenção e reparo – resulta em um grande volume de dados e documentos a serem analisados. Nesse momento, a utilização de tecnologias pode e deve ser utilizada a favor do processo, visando ao aumento de eficiência na tomada de decisões.
Digitalização
A transformação digital já é realidade na indústria de óleo e gás e se mostra como forte aliada no gerenciamento de
integridade de ativos. O avanço da computação em nuvem e a resultante diminuição de custos de armazenamento e processamento de dados são os principais impulsionadores desse processo.
Atualmente é possível acompanhar o status de integridade de um ativo offshore por meio de seu gêmeo digital (digital twin). A maior visibilidade dos dados do ativo auxilia o processo de tomada de decisão e permite maior agilidade na identificação e tratamento de anomalias. Os principais benefícios desse processo são a redução de custos e redução de risco operacional.
A 4subsea possui uma plataforma que reside na nuvem da Microsoft Azzure chamada 4insight™. A arquitetura da plataforma digital 4insight™ é capaz de receber e computar grandes quantidades de dados, permitindo que, através destes dados, sejam geradas informações, através de um time com elevado expertise de engenharia, que garantam o melhor suporte à tomada de decisão possível por parte dos operadores.
Um princípio fundamental por trás do serviço 4insight™ são suas APIs abertas e acessibilidade aberta. Os operadores são livres para se conectar a qualquer fluxo de dados brutos ou processados por meio de APIs abertas. O operador também é livre para dar acesso à solução e seus dados a qualquer organização terceirizada de sua escolha.
Dentro do escopo de gerenciamento de integridade, algumas das possíveis funcionalidades da plataforma 4insight™ são a integração com sistemas de gerenciamento de informações para visualização de dados operacionais, o armazenamento de documentação histórica do projeto, o recebimento e tratamento de dados de sensores e a visualização de modelos preditivos baseados em técnicas de machine learning e inteligência artificial.
A disponibilização em uma única plataforma de dados originais e também informações resultantes de aplicação de modelos e
avaliações de engenharia permite otimizar o acompanhamento da vida em serviço do ativo, fornecendo ao operador insights para tomadas de decisões eficientes. As informações também são úteis na fase de extensão da vida útil do ativo, permitindo uma operação segura do mesmo após o tempo de vida útil estabelecido em projeto, gerando ganho operacional (e financeiro) para o operador.
Extensão de vida
Um caso de sucesso recente desenvolvido pela 4subsea em parceria com um operador brasileiro, resultou em uma extensão da vida útil dos risers flexíveis em operação no campo. O projeto consistiu na análise de dados operacionais históricos, na
realização de campanhas de monitoramento de movimento dos risers e da plataforma flutuante, no monitoramento do espaço
anular e no desenvolvimento de uma ferramenta digital para cálculo de fadiga acumulada, baseada em dados históricos e
dados monitorados.
O projeto consistiu na avaliação de toda documentação disponível do projeto das estruturas, relatórios de inspeção, dados operacionais e relatórios dos testes de anulares gerados ao longo da vida de cada estrutura. Dadas as características dos ativos analisados, foi realizada campanha de monitoramento dos movimentos da plataforma flutuante e também de alguns risers. Além disso, foram obtidos dados medidos via satélite de ondas e correnteza superficial.
De posse das informações acima, foram realizadas avaliações de degradação para as diversas em camadas dos risers flexíveis (tanto metálicas como poliméricas), e assim a vida remanescente da estrutura foi obtida, considerando-se também os efeitos dinâmicos obtidos através dos sensores de movimento instalados e das informações meteoceanográficas obtidas.
A combinação de um elevado expertise em gerenciamento da integridade de risers, associado com tecnologias de monitoramento e de digitalização que estão no estado-da-arte da indústria offshore, permitiram a extensão da operação dos ativos, trazendo ganhos financeiros consideráveis para o operador.
Todas as tecnologias de monitoramento de movimento das estruturas e do comportamento do anular dos risers utilizadas no projeto são proprietárias da 4Subsea. A figura ao lado, ilustra o esquema de monitoramento e a transferência de dados para a “nuvem”, até a apresentação de dados de entrada e resultados na forma de dashboards na plataforma digital 4insight™ da 4Subsea.
Em resumo, a atividade de gerenciamento de integridade de ativos pode ser significativamente vantajosa para as empresas de óleo e gás, se forem aplicadas de maneira inteligente e eficiente. Os ganhos com a possibilidade de tomadas de decisão otimizadas, reduções de riscos e aumento de disponibilidade dos ativos superam em muito os custos envolvidos.
A utilização de inovações tecnológicas tem permitido a empresas como a 4Subsea a prover serviços de alta confiabilidade com acesso facilitado e baseado em conhecimento especializado. O desenvolvimento interno associado das ferramentas tecnológicas, dos modelos de degradação e de instrumentação dedicada tem se mostrado uma vantagem competitiva para empresas de ponta no aspecto de tecnologia de gerenciamento de integridade.
Helio Alves, engenheiro M.Sc. com mais de 35 anos de experiência na área de óleo e gás com foco em integridade de ativos, seleção de materiais, engenharia de corrosão e inspeção de equipamentos.
Lucas Santos, engenheiro mecânico. Atua na área de garantia da integridade de ativos.
