Projeto de quatro anos reúne especialistas da Unicamp para enfrentar desafios técnicos em modelagem do acoplamento poço-reservatório, fraturamento hidráulico, injeção de CO₂ e sismos induzidos.
O Centro de Estudos de Energia e Petróleo (CEPETRO) da Unicamp deu início a um ambicioso projeto de pesquisa em parceria com a ExxonMobil Brasil. Com duração de quatro anos, o projeto visa desenvolver ferramentas numéricas e computacionais capazes de simular fenômenos complexos em reservatórios de petróleo e gás. A iniciativa é financiada pela ExxonMobil Brasil no âmbito da cláusula de investimentos obrigatórios em pesquisa no Brasil e conta com uma equipe multidisciplinar da Universidade Estadual de Campinas.
Coordenado pelo professor Philippe Devloo, da Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo (FECFAU) da Unicamp, o projeto envolve também os professores Nathan Shauer, Gustavo Henrique Siqueira e Thiago Dias dos Santos, todos da FECFAU. A proposta está estruturada em quatro linhas principais de pesquisa, voltadas à simulação de situações críticas que afetam a segurança e o desempenho da produção em campos petrolíferos.
Modelagem poço-reservatório – A primeira linha, sob responsabilidade de Philipe Devloo, busca melhorar a representação do poço nos modelos de reservatórios. O desafio está na diferença de escala entre os elementos: o poço, com diâmetro típico de cerca de 25 centímetros, precisa ser modelado com precisão dentro de um reservatório que pode se estender por dezenas de quilômetros. “É um problema multiescala. Em geral, os modelos de reservatório não incluem a geometria do poço com a devida resolução, o que compromete a utilidade da simulação para o engenheiro de poço”, afirma Devloo.
O grupo pretende desenvolver um modelo que represente fielmente essa interação e permita prever impactos locais da produção ou da injeção sobre propriedades como temperatura, porosidade e estado de tensão.
Fraturas sob controle – A segunda linha, coordenada por Nathan Shauer, concentra-se na modelagem do fraturamento hidráulico, técnica em que fluidos são injetados sob alta pressão para induzir trincas em rochas porosas, facilitando a extração de petróleo. Apesar de amplamente utilizada, essa técnica ainda apresenta incertezas operacionais devido à dificuldade de visualizar e controlar a propagação das fraturas em grandes profundidades. “O problema ocorre a vários quilômetros de profundidade, onde não se vê a fratura. Saber onde ela está, como se propagou, é fundamental para tomar decisões sobre tempo de bombeamento, tipo de fluido e outros parâmetros operacionais”, explica Shauer.
O projeto busca expandir um software tridimensional desenvolvido por ele durante o doutorado nos Estados Unidos — segundo o pesquisador, o único que ele conhece com verificação analítica e validação experimental já publicados — incorporando novas variáveis físicas e tornando-o mais completo para uso industrial.
CO₂ em profundidade – A terceira frente, liderada por Thiago Dias dos Santos, investiga os efeitos da injeção de dióxido de carbono no subsolo, prática empregada tanto na recuperação avançada de petróleo quanto no sequestro geológico de carbono. Apesar do uso crescente pela indústria, há incertezas importantes sobre o comportamento do CO₂ em condições reais de reservatório. “O CO₂ é um gás extremamente complexo. Ele pode formar sais que obstruem poros, alterar a acidez e até interferir na qualidade do petróleo”, afirma Philippe Devloo.
A equipe busca desenvolver modelos capazes de simular com maior precisão esses fenômenos e prever riscos associados ao deslocamento e ao comportamento do CO₂, inclusive em cenários de longo prazo. O objetivo é fornecer ferramentas que ajudem a prever efeitos indesejados da injeção e orientar decisões técnicas com menor risco e maior confiabilidade.
Segurança geológica – A quarta linha de pesquisa, coordenada por Gustavo Henrique Siqueira, estuda a reativação de falhas geológicas provocada por mudanças no estado de tensão do subsolo durante a exploração de petróleo. A produção de óleo — que reduz a pressão nos reservatórios — e a injeção de fluidos podem desestabilizar fraturas antigas, levando ao deslizamento dessas estruturas e à ocorrência de sismos induzidos.
“Essas falhas estão sob tensão há milhares de anos. Quando o equilíbrio é alterado, mesmo minimamente, o deslizamento pode ocorrer e causar um tremor”, explica Nathan Shauer. A proposta é desenvolver modelos que ajudem a prever esses eventos e orientar decisões técnicas e preventivas, especialmente em áreas sensíveis à atividade sísmica.
Formação e legado – O projeto também fortalece a formação de novos especialistas e a infraestrutura computacional da Unicamp. Participam alunos de graduação, mestrado, doutorado e pós-doutorado, além de um analista de sistemas responsável pela manutenção dos códigos. Parte dos recursos será destinada à aquisição de computadores de alto desempenho e serviços especializados de processamento.
Para Devloo, iniciativas como essa mostram a importância de transformar conhecimento científico em soluções aplicáveis. “A indústria exige resultados. Ao final dos quatro anos, precisamos entregar ferramentas sólidas e funcionais. A responsabilidade é grande, mas o potencial de impacto também”, afirma.
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Sobre o CEPETRO: O Centro de Estudos de Energia e Petróleo (CEPETRO) é um centro de pesquisa da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), com mais de 35 anos de história, focado em petróleo, gás, energias renováveis e transição energética. Instalado, atualmente, em cinco prédios com mais de 5 mil metros quadrados de área, possui dez laboratórios próprios e conta com mais de 350 pesquisadores. Além de executar projetos de pesquisa e desenvolvimento (P&D), o CEPETRO presta serviços técnicos e de consultoria, forma recursos humanos altamente qualificados e promove a disseminação do conhecimento. Seus projetos de P&D são financiados por empresas, fundações e agências governamentais de fomento à pesquisa. O CEPETRO é um dos maiores captadores de recursos via cláusula de PD&I da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP).
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