Grafos Conexos e Centralidade de Intermediação: Uma Aplicação à Modelagem de Poços Multilaterais em Reservatórios Petrolíferos

Abstract

Resumo: Este artigo apresenta uma aplicação da centralidade de intermediação da teoria dos grafos como parâmetro para o posicionamento de poços multilaterais em reservatórios de petróleo.Palavras-chave: grafo; centralidade de intermediação; conectividade; poços multilaterais; caracterização de reservatórios. IntroduçãoA atividade exploratória realizada pela indústria de petróleo e gás tem por meta prospectar reservas de recursos em porções das subsuperfícies terrestre (onshore) e marítima (offshore). Juntamente com o gás natural, o chamado "ouro negro" representa mais de 50% da matriz energética global. No Brasil, em particular, o petróleo assumiu uma posição ainda mais proeminente a partir da descoberta das gigantescas reservas offshore do pré-sal. Por esta razão, o desenvolvimento de tecnologias voltadas à engenharia de poços para águas ultraprofundas tem sido um eixo norteador para a pesquisa aplicada à modelagem de reservatórios.Reservas de petróleo são comprovadas através de estudos geológicos de grande porte e extensos ensaios laboratoriais, ambos complementados por simulações numéricas. No que tange à última, é praxe na indústria recorrer a modelos computacionais a fim de se prever comportamentos reais de produção com um custo incomparavelmente menor, já que estratégias otimizadas podem ser formuladas sem que haja necessidade de testes em campo.Encontrar os melhores locais onde os poços de produção devem ser posicionados é, sem dúvidas, um dos grandes desafios da modelagem e caracterização de reservatórios como área de estudo preliminar à implantação de projetos de desenvolvimento de campo. Soluções para este problema têm sido investigadas mediante técnicas derivadas de conceitos da teoria dos grafos e de redes sociais, tais como conectividade, métricas de centralidade e fluxo, como propõem Oliveira et al. Devido à natureza heterogênea das formações rochosas, diversas configurações de poços precisam ser usadas para o atingimento de regiões de difícil acesso. Neste aspecto, à exceção dos poços verticais, tradicionalmente empregados no decurso da história da indústria petrolífera, surgem os conceitos de poço direcional, poço horizontal e, mais amplamente, poço multilateral, resultantes do notável avanço tecnológico galgado pela engenharia de poços nas atividades de perfuração, completação e produção.Poços direcionais são aqueles perfurados em ângulo diferente de noventa graus em relação à superfície e direcionados exatamente à zona produtiva (pay zone). Já os poços horizontais são aqueles que possuem seções paralelas às camadas estratigráficas da subsuperfície. Algumas razões que promovem a opção por poços horizontais em detrimento dos verticais são: (i) maximização da área de contato do poço com a região produtiva; (ii) atraso do fenômeno do "cone de água" (coning), devido à manutenção de uma baixa pressão de drawdown no reservatório e (iii) aumento de eficiência em processos de injeção para recuperação avançada de óleo.Por outro lado, poços multilaterais, praticados em reservatórios de baixa permeabilidad...