Navegar

17/12/2024

IMPA desenvolve algoritmo para otimizar extração de petróleo

Pesquisadores do IMPA e de outras universidades desenvolveram um algoritmo capaz de otimizar a extração de petróleo em grandes profundidades. O novo modelo matemático foi criado a partir de equações diferenciais parciais aliadas ao estudo de topologia, que resultaram em imagens 3D capazes de representar geometricamente o movimento dos fluidos. As estruturas obtidas permitem indicar pontos de perfuração mais apropriados e, consequentemente, maiores taxas de recuperação de petróleo.

Leia mais: Centro Pi seleciona bolsista de pós-doutorado
IMPA Tech está com inscrições abertas até 27 de dezembro
Folha: ‘QR code: o que é, de onde vem e para onde vai?’

O estudo apresenta a teoria e o algoritmo desenvolvido para calcular uma solução exata para o problema de escoamento trifásico em uma dimensão espacial. Nele também foram apresentados vários exemplos sobre como as figuras tridimensionais ajudam na compreensão do problema. Uma versão reduzida da pesquisa foi publicada, recentemente, no Journal of Differential Equations – importante periódico da área.   

As imagens geradas representam, mais especificamente, as ondas de pressão, que se propagam através do óleo, facilitando a sua extração. Os novos gráficos permitem ampliar a visualização e o entendimento sobre a movimentação dos fluidos em meios porosos, levando em consideração pressão, velocidade e densidade. 

De acordo com a pesquisa, o modelo não se aplica apenas ao petróleo, mas também à extração de demais fluidos como água e outros diferentes tipos de líquidos. Existe também a possibilidade de aplicações em modelos meteorológicos e previsão de clima

O trabalho foi desenvolvido no Fluid (Grupo de Dinâmica dos Fluidos do IMPA) pelo pesquisador Dan Marchesin e pelo então pós-doc do IMPA Marlon López em colaboração com Cesar Eschenazi (UFMG), Wanderson Lambert (UNIFAL-MG), Carlos Frederico Palmeira (PUC-Rio) e Bradley Plohr (Los Alamos, Novo México). 

Para Marchesin, uma das principais vantagens do resultado é minimizar as perdas que ocorrem durante as operações de extração. “As maneiras tradicionais de extrair  petróleo são antieconômicas. Depois que a perfuração é feita, três quartos do petróleo existente continuam lá e, até então, era muito difícil determinar qual é a melhor maneira de extrair esse petróleo. A teoria que desenvolvemos permite resolver, de maneira exata, um problema muito próximo daquele que se enfrenta na base da extração. O petróleo na maioria das vezes encontra-se a vários quilômetros de profundidade, onde as condições do entorno nem sempre são fáceis de determinar. Somente era possível fazer aproximações sobre essas condições”, explicou o pesquisador do IMPA.

Os estudos sobre o tema começaram há 45 anos, na Universidade de Rockefeller, em Nova Iorque (EUA), através da parceria entre Marchesin e o pesquisador americano Eli Isaacson. Desde o início, a motivação da dupla foi pensar estratégias melhores para extração de petróleo. De início, a aposta era de que esse seria um estudo de resolução simples, fato que não se confirmou durante as quatro décadas de pesquisa. 

Para alcançar o resultado mais promissor, Marchesin destaca o avanço dos computadores como essencial. Os gráficos que antes eram representados de forma manual, agora ganharam uma visualização aprimorada e automatizada. Neste caso, figuras tridimensionais que fornecem mais informações. 

“Cada uma das estruturas obtidas representa uma parte diferente do problema físico, o que ajuda a compreensão do processo de extração de petróleo. As imagens geradas permitem uma extração mais eficiente”, destaca López. 

Próximos passos

Após os resultados, o grupo passou a concentrar esforços em um novo problema: mitigar o retorno de dióxido de carbono (CO₂) à atmosfera durante o processo de extração de petróleo, utilizando uma técnica conhecida como “sequestro de carbono”. O processo envolve a injeção do gás em meios porosos, como reservatórios subterrâneos, com o objetivo de armazená-lo de forma segura. 

O estudo desenvolvido pelo grupo foca em mecanismos para prevenir a fuga do gás desses reservatórios, além de investigar as interações entre o CO₂ e as estruturas do meio onde é armazenado. Esse trabalho busca garantir que o processo não cause alterações indesejadas nas condições químicas ou físicas do ambiente, promovendo uma solução segura e eficiente para a redução das emissões de CO₂. O dióxido de carbono é um dos principais gases responsáveis pelo efeito estufa que contribui significativamente para mudanças climáticas e problemas ambientais.

Leia também: PAPMEM será entre 27 e 31 de janeiro
Palestras e aulas de informática marcam Encontros do PIC