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O incrível mundo das Plataformas de Petróleo
Plataformas perfuram e produzem em locais com Lâminas d´água Ultra-Profundas
A engenharia acompanhou rapidamente a descoberta de campos de petróleo e gás em profundidades cada vez maiores, desenvolvendo plataformas específicas para cada situação. E seguindo o ritmo das descobertas do pré-sal, a encomenda de novas plataformas não pára. Em setembro, a Petrobras anunciou que contratará até 28 novas sondas de perfuração, a serem construídas no Brasil, com conteúdo nacional crescente, para exploração em águas ultraprofundas, incluindo justamente os campos localizados do pré-sal. A entrega dessas sondas está prevista para ocorrer entre 2013 e 2018.

Numa primeira fase, está prevista a contratação de um lote mínimo de nove sondas. Desse primeiro lote, sete unidades serão do tipo navio, que utilizarão projeto consolidado e de amplo domínio no mercado mundial. As outras duas unidades, que poderão ser tanto do tipo navio quanto plataforma semi-submersível, serão contratadas separadamente e poderão utilizar novas tecnologias que incorporem conceitos ainda pioneiros na indústria, mas que proporcionem grandes benefícios econômicos e operacionais para a Petrobras.

Devido às características dessas sondas, a sua construção no País também irá gerar um enorme incremento na indústria de bens e serviços responsável pela cadeia produtiva desses estaleiros. Para viabilizar todo esse enorme empreendimento, que poderá gerar mais de 40.000 novos empregos diretos e indiretos, quando todas as encomendas estiverem colocadas, o Governo Federal irá alocar, através do Fundo Garantidor da Construção Naval, R$ 4 bilhões exclusivamente para garantia da construção dessas 28 sondas de perfuração.
Tipos de plataformas

A indústria do petróleo utiliza atualmente duas famílias de plataformas, segundo a função a que se destinam: plataformas de perfuração ou sondas de perfuração marítima e as plataformas de produção.

As plataformas ou unidades de perfuração submarina são de três tipos: autoelevatória, semisubmersível e navios sonda. Estes três tipos de unidades de perfuração têm, em comum, além das utilidades (alojamentos, refeitório, geradores, laboratório, heliporto e outros) a sonda de perfuração que fica no centro da plataforma.

Nas perfurações submarinas a sonda é instalada sobre plataformas fixas ou móveis e navios de perfuração e as operações são semelhantes às de terra, com riscos e complicadores inerentes às atividades em alto mar

A sonda, equipamento utilizado para perfurar poços, é composta por uma torre, da altura de um edifício de 15 andares que sustenta os tubos de perfuração. Estes tubos que conduzem a broca passam por uma mesa giratória, na base da torre e, por rotação, vão atravessando as camadas do subsolo.
Por dentro dos tubos corre um produto, denominado lama de perfuração, que serve como lubrificante da broca, age como reboco das paredes do poço, mantém a pressão da perfuração evitando erupções e funciona como veículo para trazer à superfície os fragmentos da perfuração que são examinados em laboratório na própria sonda, fornecendo informações importantes sobre as camadas atravessadas. A lama, que é um composto de betonita, argila, óleo e água, depois de separada dos fragmentos da rocha é reutilizada na perfuração.

A perfuração é um trabalho duro e ininterrupto. A cada 27 m os sondadores encaixam um novo tubo. Como a vida útil da broca, que está na extremidade do primeiro tubo, é relativamente curta, em comparação com a duração da perfuração, ela precisa ser trocada várias vezes durante a sondagem. Para realizar esta operação é preciso retirar todos os tubos em seções de 27 m e, depois da troca da broca, recolocar tudo de novo no poço, sempre mantendo a pressão.

Se o poço estiver a 4 mil metros, o que é comum, serão necessárias mais de 200 operações com tubos, para retirar e colocar a nova broca. Em alguns intervalos da perfuração retiram-se cortes (testemunhos) da seção atravessada pela broca para serem analisados, fornecendo dados importantes para a continuação ou não da perfuração.
Depois da perfuração, a produção

Na atividade de produção de petróleo no mar são utilizados quatro tipos principais de plataformas: fixas, semisubmersíveis, FPSP (sigla em inglês de navio plataforma que produz, processa, armazena e escoa petróleo e gás natural) e plataformas de pernas atirantadas (tension leg plataform –TLP). A Petrobras utiliza em suas atividades de produção no mar os tipos fixa, semisubmersíveis e FPSO. No mar brasileiro a empresa tem, em operação 117 plataformas de produção.

O processo de produção é idêntico em terra e nas plataformas no mar. Depois que um poço perfurado descobre petróleo, começa a fase de avaliação da descoberta, com objetivo de definir se é ou não um reservatório com volumes comercialmente recuperáveis. Este processo envolve testes de produção do poço descobridor, perfuração de novos poços de delimitação da jazida e análises de informações geológicas e geofísicas da área. Declarada a capacidade comercial do reservatório, é realizado o projeto de desenvolvimento da produção que envolve a definição de quantas plataformas serão necessárias e quantos poços precisam ser perfurados para drenar da melhor forma possível o petróleo e o gás descobertos. Para produzir, cada poço precisa ser preparado. São introduzidos tubos de aço, revestidos com cimento, cuja finalidade é evitar o desmoronamento das paredes e a entrada de materiais indesejáveis.

Através desta coluna, é descido um instrumento que, a semelhança de um mini-canhão, vai ser detonado para abrir furos no tubo por onde serão escoados o petróleo e o gás, empurrados pela pressão da jazida, até a superfície, onde estão instaladas as válvulas de produção, conhecidas como “árvores de natal”.

Os poços podem produzir através de energia própria da jazida (poço surgente) ou através de ação externa (quando o petróleo é muito viscoso, a rocha reservatório é pouco permeável, a quantidade de gás e água na jazida não é suficiente para impulsionar o petróleo ou em poços mais antigos cuja pressão natural foi reduzida pelo tempo de produção). Nestes casos são utilizados processos mecânicos para bombeio (conhecido como cavalo de pau), injeção de fluidos (água, gás, vapor, polímeros e outros produtos) e métodos mais sofisticados e, por isso, de aplicação restrita e em casos específicos como a combustão in-situ (frente de calor no interior da jazida) e poços horizontais. Estes processos de elevação artificial da produção são especialmente empregados para recuperação complementar de petróleo de uma jazida que, pelos métodos tradicionais jamais poderiam ser extraídos.

Para a produção de petróleo no mar são utilizadas plataformas cujos tipos, dimensões e sofisticação variam de acordo com a profundidade da água, a vazão dos poços, as características locais do oceano, a distância do litoral, etc. As plataformas de exploração e produção constituem verdadeiras ilhas artificiais de trabalho e tecnologia. O Brasil, através da Petrobras, em parceria com empresas privadas e centros de tecnologia, domina todo o processo de construtivo de plataformas de vários tipos, desde o projeto básico até às operações de instalação nas mais severas condições oceanográficas.

As primeiras produções marítimas de petróleo saíram do Lago Maracaibo, na Venezuela, ainda na década de 1940. Eram, entretanto, em águas rasas e calmas e as operações se processavam quase como em terra, com equipamentos de perfuração e produção colocados em plataformas fixadas no fundo do mar por estacas.

Nos primeiros campos submarinos brasileiros, em lâminas d’água inferiores a 150 m foram utilizadas plataformas fixas, construídas em terra e posteriormente transportadas por barcaças e navios guindastes para instalação em pleno oceano, a dezenas e até centenas de quilômetros do litoral.
A medida em que as descobertas foram atingindo águas mais profundas a utilização de equipamentos fixos no fundo do mar passou a ser impossível. A opção técnica foram as plataformas flutuantes, também conhecidas como semi-submersíveis, antes utilizadas apenas para perfuração, e os navios-plataforma (FPSO).

No inicio da exploração submarina os campos demoravam de quatro a oito anos para entrarem em produção comercial. Com objetivo de reduzir estes prazos, os técnicos da Petrobras desenvolveram sistemas de antecipação que em poucos meses podem extrair petróleo de um novo campo. Estes sistemas foram a base para os atuais processos de produção dos poços em águas profundas e ultra-profundas, que variam de 300 a 3.000 m de lâmina d’água.
Conheça a seguir mais detalhes sobre os diferentes tipos de plataformas existentes.
Plataformas ou Sondas de Perfuração Submarina
Plataformas Auto-Eleváveis

São constituídas basicamente de uma espécie de balsa ou pranchão, onde estão localizadas todas as facilidades de operação e de apoio, como sonda de perfuração, alojamentos, refeitórios, laboratórios, salas de controle, heliporto, etc. Possuem três ou quatro pernas, que, acionadas mecânica ou hidraulicamente, movimentam-se para baixo até atingirem o fundo do mar. Em seguida, inicia-se a elevação da plataforma acima do nível da água, a uma altura segura e fora da ação das ondas. Essas plataformas são móveis, sendo transportadas por rebocadores ou por propulsão própria. Destinam-se à perfuração de poços exploratórios na plataforma continental, em águas consideradas rasas para a indústria offshore , em profundidades que variam de 5 a 200 m. Termina a perfuração de um determinado poço, o convés da plataforma desce até o nível do mar e a unidade pode ser rebocada parta outra locação.
Plataformas Semi-Submersíveis

As plataformas semi-submersíveis são compostas de uma estrutura de um ou mais conveses, apoiada em flutuadores submersos. Uma unidade flutuante sofre movimentações devido à ação das ondas, correntes e ventos, com possibilidade de danificar os equipamentos a serem descidos no poço. Por isso, torna-se necessário que ela fique posicionada com estabilidade na superfície do mar. Dois tipos de sistema são responsáveis pelo posicionamento e estabilidade da unidade flutuante: o sistema de ancoragem e o sistema de posicionamento dinâmico. O sistema de ancoragem é constituído por 8 a 12 âncoras com cabos ou correntes que atuam como molas, produzindo esforços capazes de restaurar a posição da plataforma, quando ela é modificada pela ação das ondas, ventos e correntes marítimas.

No sistema de posicionamento dinâmico, não existe ligação física da plataforma com o fundo do mar (ancoragem), exceto a dos equipamentos de perfuração que têm que atingir o leito marinho. Sensores acústicos determinam a deriva da unidade flutuante, e propulsores no casco, acionados por computador, restauram a posição da plataforma.
As plataformas semi-submersíveis podem ou não ter propulsão própria. De qualquer forma, apresentam grande mobilidade e são utilizadas para a perfuração de poços e para produção em águas profundas e ultra profundas (acima de 200 m).
Navios-Sonda

Navio-sonda é um navio projetado para a perfuração de poços submarinos. Sua torre de perfuração localiza-se no centro do navio, onde uma abertura no casco permite a passagem da coluna de perfuração. O sistema de posicionamento do navio-sonda, composto por sensores acústicos, propulsores e computadores, anula os efeitos do vento, ondas e correntes que tendem a deslocar o navio de sua posição. Os navios–sonda, assim como as plataformas semisubmersíveis, são destinados à perfuração de poços em águas profundas e ultraprofundas.
Plataformas de Produção
Plataformas Fixas

Destinam-se às águas rasas (até 200 m). Foram as primeiras unidades de produção utilizadas no mundo, nos campos localizados em lâminas d`água de até 400 m. Exatamente porque as primeiras descobertas no mar foram em profundidades menores. Geralmente as plataformas fixas são constituídas de estruturas modulares de aço, instaladas no local de operação, com estacas cravadas no fundo do mar. Primeiro é construída a jaqueta, que é a base da plataforma, a ser fixada no fundo do mar. A construção da jaqueta é feita nos estaleiros na posição horizontal. Concluída a construção, a jaqueta é levada para a sua locação em barcaças de grande porte e lançada ao mar na posição vertical, no ponto onde vai operar. Depois de devidamente fixadas no fundo do mar, a jaqueta recebe as partes superiores da plataforma, que constituem os equipamentos de perfuração, estocagem de materiais, alojamento de pessoal, bem como todas as instalações necessárias para a produção dos poços. Escoam a produção diretamente por dutos ou para navios, uma vez que não possuem tanques de armazenamento. Este tipo de plataforma é projetado para uma determinada locação onde permanece até o esgotamento da jazida, porque não pode ser transferida para outro campo. A vida média útil de um reservatório de petróleo é de 30 anos, podendo ser menor ou maior, dependendo de diversos fatores, como tamanho do reservatório e porosidade da rocha armazenadora. Quando desativadas, as plataformas fixas podem se transformar em atratores de peixes, como arrecifes artificiais.
Plataformas Semisubmersíveis

Basicamente são estruturas idênticas às plataformas do mesmo tipo para perfuração acima detalhadas. A diferença e que, ao invés de sonda de perfuração, têm, sobre o convés, equipamentos de processamento da produção. Como não têm propulsão própria, são rebocadas para as locações de produção. Ao contrário das fixas as semisubmersíveis podem ser transferidas para outra locação.
Navios Plataforma tipo FPSO

Os FPSOs (Floating, Production, Storage and Offloading) são navios com capacidade produzir, processar e armazenar o petróleo, e fazer a transferência do petróleo e/ou gás natural para terra, através de navios - tanque ou, por dutos.Grande parte deste tipo de plataforma é resultado de conversão de navios – tanque (petroleiros) desativados, convertidos para plataforma, com retirada dos motores e outros componentes e instalação de equipamentos de produção, como separadores de óleo, gás e água, geradores, turbinas, além de instalações de apoio como alojamentos, refeitórios, heliporto e outros.No convés do navio é instalada uma planta de processo para separar e tratar os fluidos (petróleo, gás e água) produzidos pelos poços. Depois de separado da água e do gás, o petróleo é armazenado nos tanques do próprio navio, sendo transferido para um navio aliviador de tempos em tempos. O navio aliviador é um petroleiro que atraca na popa da FPSO para receber petróleo que foi armazenado em seus tanques e transportá-lo para terra. O gás comprimido é enviado para terra através de gasodutos e/ou re-injetado no reservatório. Os maiores FPSOs têm sua capacidade de processo em torno de 200 mil barris de petróleo por dia, com produção associada de gás de aproximadamente 6 milhões m3 por dia.
Plataformas de pernas atirantadas (tension leg plataform –TLP)

São também flutuantes e com estrutura semelhante a das semisubmersíveis. A diferença é na ancoragem, que é realizadada por meio de estruturas tubulares, como tendões, fixados no fundo do mar por estacas, e mantidos esticados pela flutuação da plataforma, ou seja, por tensão entre a superfície do mar e o fundo. Esta tensão, mantida pelos tendões, concede estabilidade à unidade de produção, como se fosse uma plataforma fixa. São utilizadas mais para produção, mas também podem funcionar como sonda de perfuração. Este tipo de unidade ainda não opera no Brasil. É mais comum no Golfo do México. A Petrobras está contratando a sua primeira plataforma TLD para instalação na Bacia de Campos.

A maior Estrutura Metálica off-shore já construída no Brasil
Plataforma fixa Mexilhão, que irá operar na Bacia de Santos, tem 227 m de altura e custou R$ 1,19 bilhão

Quem trafegava pela ponte Rio-Niterói, no Rio de Janeiro, até há poucos dias atrás, se espantava com a enorme estrutura metálica localizada nas instalações do Estaleiro Mauá Jurong, impressionante até mesmo na posição vertical. A estrutura de 227 m de altura (incluindo jaqueta e convés), que corresponde a um edifício de 75 andares, é a plataforma fixa para o campo de Mexilhão (PMXL-1), da Petrobras, localizado na Bacia de Santos.
A plataforma foi transferida, no início de outubro, do estaleiro para a barcaça que vai transportá-la, até o final de novembro, para a sua locação definitiva. A plataforma seguirá na barcaça na horizontal, depois será posicionada verticalmente e só então cravada no fundo do mar. A construção e montagem da plataforma, realizadas pelo estaleiro, custaram R$ 1,19 bilhão.

O campo de mexilhão localiza-se na região dos campos de gás da Bacia de Santos, litoral norte do Estado de São Paulo, a 165 km do litoral de Caraguatatuba e a 225 km da cidade de Santos. Ele fica em águas com profundidade média de 460 m e a plataforma de mexilhão será instalada em uma lâmina d'água de 172 m.
Toda a produção de gás do campo de Mexilhão e das áreas adjacentes será enviada à plataforma através de um sistema de coleta interligado à risers fixados na jaqueta. Após processo na plataforma, os hidrocarbonetos produzidos serão exportados para terra via duto submarino. A capacidade de produção e tratamento será de 15 milhões m3 de gás e 3.200 m3 de condensado leve por dia. A PMXL-1 é composta pela jaqueta, seus acessórios e estacas, torre de telecomunicações e cinco módulos (processo, utilidades, acomodações e heliponto, geração e módulo de tratamento - MEG).
A Companhia Mexilhão do Brasil (CMB), uma sociedade de propósito específico (SPE) é proprietária do ativo, de acordo com a estruturação financeira estabelecida pela Petrobras. As obras foram realizadas nos três canteiros da empresa em Niterói (RJ): Ponta d’Areia, CEC e Caximbau.

A empresa italiana Saibos (pertencente ao grupo Eni), será a responsável pelo transporte da plataforma do estaleiro até a locação em alto mar. O contrato envolve afretamento de embarcações e prestação de serviços de engenharia associados para transporte e instalação da jaqueta, módulos e estacas da plataforma de Mexilhão. No valor de US$ 69,53 milhões, os serviços serão executados pela embarcação Saibos 7000.
Uma velha conhecida

A embarcação Saibos 7000 é uma velha conhecida da Petrobras. Seu nome anterior era Micoperi 7000, na época em que trabalhou para o então Serviço de Engenharia (Segen) na instalação das plataformas do Pólo Nordeste da Bacia de Campos, no final da década de 1980.

Construída no estaleiro de Monfalcone, na Itália, para a empresa Micoperi Offshore, a embarcação foi entregue em 1987, sendo então a maior plataforma-guindaste existente no mundo, com dois guindastes capazes de içar, cada um, 7 mil t.
Seu primeiro trabalho foi para a instalação do Pólo Nordeste da Bacia de Campos composto de sete plataformas fixas: Pargo 1-A e 1-B, Carapeba-1 e 2 e Vermelho 1, 2 e 3.

Perspectivas de Produção do Pólo Mexilhão
Bacia de Santos: Pólo Sul, Merluza e Mexilhão
Fonte: Redação Portal Met@lica
Fotos: Petrobras
Data de publicação: 26/01/2010