Petróleo

Equipe e Interlocutores

A. Loula, D. Marchesin, A. Nachbin, M. Tygel

J. Glimm

 

Tópicos de Pesquisa

Existem dois problemas em ciência de petróleo que utilizam técnicas matemáticas avançadas e simulação sofisticada em computadores. Os dois problemas são: (i) encontrar o petróleo e (ii) retirá-lo de maneira eficiente. No Brasil, estes problemas representam um desafio científico e tecnológico adicional, pois grande parte das reservas petrolíferas encontram-se sob águas marítimas profundas. De fato, o país é lider mundial de produção em águas profundas.

Para encontrar o petróleo, o método tradicional é o método sísmico, onde ondas de som são enviadas para o subsolo, e, pelas características das ondas refletidas, determina-se a natureza e a localização de estruturas geológicas favoráveis à presença de petróleo. M. Tygel tem larga experiência em pesquisa nesta área. Em termos mundiais, esta é provavelmente a aplicação de computação de alto desempenho civil que mais tempo de computador consome. Levando-se em conta que tais ondas sonoras são captadas na superfície do mar, o problema torna-se ainda mais difícil. Por isto, melhorias de métodos matemáticos, de algoritmos e de sua implementação em computadores com arquitetura de alto desempenho são absolutamente cruciais.

Ao mesmo tempo, é importante a pesquisa em tratamento de dados para a localização de petróleo usando outros métodos, como por exemplo, ondas eletromagnéticas. As metodologias matemáticas para estes promissores métodos ainda estão pouco desenvolvidas.

Retirar o petróleo eficientemente é de extrema importância, pois o petróleo, com raras excessões, não jorra. É preciso que seja deslocado através da injeção de água ou de outros fluidos, ou por métodos mais sofisticados. O método mais barato e comumente utilizado no Brasil e no mundo consiste em injetar água em alguns poços, deslocando o petróleo e produzindo-o em outros poços. Este método, por várias razões, pode deixar no lugar até 80% do petróleo existente. Simulações em computador são usadas corriqueiramente visando aumentar esta recuperacão. Entretando, o problema de dinâmica dos fluidos do escoamento de petróleo, água, e freqüentemente gás que ocorrem na rocha porosa do reservatório escapa às técnicas matemáticas comuns. Os algoritmos numéricos deixam a desejar e sua implementação em computador é de baixa qualidade. Para dificultar ainda mais, os reservatórios são altamente heterogêneos, e não é fácil levar este fato em conta de maneira prática. Assim, esta é uma área de pesquisa importante na engenharia de petróleo, na matemática e na computação de alto desempenho. D. Marchesin e A. Loula tem larga experiência nesta área de pesquisa.

Finalmente, novos tipos de reservatórios começam a ser explorados; por exemplo, reservatórios com petróleo altamente viscoso (como alguns grandes reservatórios na Bacia de Campos), reservatórios de gás condensado (que acredita-se existir na Bacia Amazônica). Novas técnicas de transporte (dutos, navios com tanques refrigerados) tornam estas jazidas de alto valor comercial. Entretanto, a exploração e o transporte destes hidrocarbonetos representam desafio para o qual técnicas matemáticas e computacionais podem ajudar em muito.