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O acelerador de partículas brasileiro, o Sirius, localizado em Campinas (SP), promete ampliar exponencialmente o conhecimento da indústria de petróleo e gás sobre a estrutura de reservatórios e a recuperação de óleo. Uma nova linha de luz síncronton do Sirius, batizada de Mogno, deve ser inaugurada até o último trimestre de 2021, trazendo muitos benefícios para a indústria petrolífera. “O que podemos esperar é que vamos conseguir fazer experimentos que não são feitos em nenhum outro lugar do mundo, em condições de reservatório de pré-sal”, explicou a coordenadora da linha Mogno do Sirius, Nathaly Archilha. A pesquisadora detalhou que o laboratório vai permitir simular com maior precisão as condições reais de um reservatório. Assim, petroleiras poderão estudar e definir quais as melhores estratégias para aumentar a recuperação de óleo residual em determinados campos. “Existem 50 outros laboratórios desse tipo espalhados pelo mundo. Mas a Mogno é única, uma vez que é rápida o suficiente para fazer tomografia 4D e acompanhar a movimentação de fluido no meio poroso em tempo real”, acrescentou Nathaly.

Gostaria de começar nossa conversa pedindo que explique um pouco sobre a linha Mogno.

A Mogno é uma linha de tomografia de raio X. Isso facilita o entendimento, por conta do paralelo direto com a tomografia médica. A ideia da nossa linha é criar imagens tridimensionais de forma não destrutiva. Conseguimos resoluções muito maiores, o que possibilita estudar os pormenores dentro de uma determinada amostra.

Outro diferencial é o fator tempo. Conseguimos fazer imagens de forma muito mais rápida. Para se ter ideia, planejamos a nossa linha de luz para fazer imagens tridimensionais a cada segundo. Isso abre possibilidades para o que chamamos de tomografia 4D, que é a tomografia resolvida no tempo. Ou seja, é como se fizéssemos um filme 3D ao longo do tempo. Isso pode trazer benefícios para diversas áreas.

Poderia detalhar os benefícios específicos para a indústria de petróleo?

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Primeira linha de luz do Sirius, Manacá, foi inaugurada em outubro. Já a Mogno tem previsão de início de operação para o último trimestre de 2021

Podemos desenhar um ambiente onde nossa amostra fica em determinadas condições experimentais – como pressão, temperatura e vazão de algum fluido. Assim, é possível estudar esses fenômenos ao longo do tempo.

Nós podemos colocar uma rocha dentro de uma célula de fluxo para simular o fluxo de fluidos dentro de um espaço poroso. Nesse caso, saturamos esse espaço poroso com água e injetamos óleo para simular uma condição inicial de reservatório de petróleo. A partir de então, fazemos uma imagem tridimensional para enxergar a distribuição de água e óleo dentro do espaço poroso da rocha. Com a Mogno, conseguimos uma resolução espacial suficiente para conseguir distinguir dois ou mais fluidos dentro da rocha.

Já realizamos um experimento envolvendo recuperação avançada de petróleo [EOR, na sigla em inglês]. Em um primeiro momento, saturamos uma rocha com água e óleo. Depois, simulamos como seria uma produção natural dessa amostra, injetando apenas água. Após um determinado período, não conseguimos mais extrair o óleo só com a injeção de água.

Para recuperar o óleo residual, podemos usar um surfactante ou um nanofluido para tentar retomar a recuperação de óleo dentro do espaço poroso. Isso só é possível porque conseguimos fazer tomografias tão rápidas que acompanham o óleo sendo remobilizado.

Vamos supor que um poço que está fluindo há 10 ou 15 anos e sua produção está em declínio. A nossa ideia é trazer uma amostra de rocha para a linha de luz e testar diferentes fluidos, concentrações e vazões para ver qual é a condição que, experimentalmente, melhora a  recuperação de óleo. Isso é fundamental para ajudar a indústria do petróleo no melhor desenho de recuperação avançada.

Podemos fazer o teste com diferentes surfactantes ou nanopartículas e selecionar os dois ou três melhores candidatos. Também é viável otimizar a concentração desse surfactante ou nanopartícula. No laboratório, conseguimos controlar as propriedades de pressão, concentração, vazão e a parte térmica para alcançar a otimização. Isso ajuda as petroleiras na operação real de um poço, pois elas já sabem de antemão se determinada nanopartícula vai ou não funcionar com determinada rocha ou fluido. É um teste que permite você ser mais certeiro na hora de ir a campo.

Para facilitar o entendimento de nossos leitores, pode descrever como é essa célula de fluxo citada em sua resposta anterior?

A célula de fluxo é o que chamamos de ambiente de amostra, permitindo simular uma condição real. Podemos colocar uma rocha em uma condição mais próxima possível da condição de um reservatório. Assim, o experimento dá resultados mais próximos do real.

Então, a Mogno vai abrir um novo horizonte para a indústria de petróleo em termos de estudos de reservatórios e recuperação de óleo?

De fato, essa linha foi pensada para resolver problemas de óleo e gás. É óbvio que ela consegue atender diversas outras áreas do conhecimento, mas foi desenhada especificamente para petróleo e gás.

Quando desenhamos a Mogno, pensávamos em fazer esses experimentos in situ, usando células de fluxo para colocar a amostra em condições reais ou mais próximas do real. Mas, para isso, precisamos de condições muito específicas, que não são encontradas em outros síncrotrons do mundo.

Existem 50 outros laboratórios desse tipo espalhados pelo mundo. Mas a Mogno é única, uma vez que é rápida o suficiente para fazer tomografia 4D e acompanhar a movimentação de fluido de meio poroso em tempo real.

O que podemos esperar é que vamos conseguir fazer experimentos que não são feitos em nenhum outro lugar do mundo, em condições de reservatório de pré-sal. Se consultarmos a literatura e ver os experimentos de tomografia em condição de reservatório, encontraremos alguns com condição do Oriente Médio, por exemplo, onde os reservatórios são muito rasos, e a pressão e temperatura não são elevadas.

A Mogno foi desenvolvida com foco na condição brasileira, que é extrema em termos de pressão. Estou conversando há quase dois anos com uma empresa para ter essa célula, que coloca a amostra em condição de pré-sal. Isso nos permitirá trabalhar com óleo vivo, em super alta pressão e com gás na sua composição. É nesse nicho que queremos responder perguntas, porque é um caso muito específico do Brasil.

Como está o progresso de desenvolvimento da linha Mogno?

A Mogno é uma das linhas da fase 1A do Sirius, com quase 40 metros de comprimento. No final do ano passado, montamos um setup experimental muito simplificado da Mogno, com o objetivo de comissionar interfaces, movimentações de motores, entre outras coisas, enquanto terminamos o design da linha de luz. A nossa previsão é começar, em março/abril de 2021, a comissionar e testar a Mogno em sua versão final.

Gostaria que fizesse uma comparação entre as tecnologias atuais disponíveis para as petroleiras e a linha Mogno.

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As empresas de petróleo têm acesso a tomógrafos de bancada, isto é, equipamentos prontos vendidos por fornecedores. Eles também geram imagens tridimensionais, só que demoram, às vezes, entre quatro e 48 horas para fazer uma imagem. Então, só olhando para esse ponto, você consegue entender que não é possível fazer uma tomografia 4D resolvida no tempo com esses equipamentos. Os fluidos se movimentam em velocidade muito maior do que esses tempos de medida.

Algumas empresas de petróleo têm acesso a síncrotrons no mundo, com linhas de micro e nanotomografia de raio X. Mas, como lhe disse, esses núcleos de pesquisa trabalham com condições experimentais de pressão e temperatura muito menos severas. Essas linhas não permitem experimentos com a célula de fluxo e pressão que estamos desenhando. Isso porque a energia do raio X desses equipamentos não foi otimizada para receber esse tipo de célula.

Entrando em operação, quando o setor poderia começar a ser beneficiado com as pesquisas?

A nossa ideia é iniciar o comissionamento técnico em março/abril do ano que vem. Provavelmente, devemos ficar seis meses em comissionamento técnico, porque temos que garantir que a linha está funcionando de acordo com o projeto e que dará as respostas prometidas. Então, esperamos que até o final do ano que vem, provavelmente no último trimestre de 2021, já comecemos a abrir a linha de luz para pesquisadores ou indústrias.

Importante ressaltar que o período de seis meses de comissionamento técnico é uma previsão. Estamos montando um projeto do zero. Não compramos nada de prateleira. Estamos desenhando as peças, projetando cada uma delas e mandando para fabricação. É realmente um processo muito complexo. Por isso, não é possível precisar uma data. Mas a nossa meta é que, antes do final de 2021, estejamos abertos para usuários e indústria.