Segurança no armazenamento de CO2
Projeto de pesquisa do Instituto do Petróleo e dos Recursos Naturais (IPR), financiado pela Petrobras, vem alcançando sucesso na busca de aditivos para cimentos utilizados na construção de poços de petróleo. O objetivo é utilizar materiais que têm maior resistência química em ambientes ricos em dióxido de carbono (CO2), como os encontrados nos poços dos campos de óleo. O grupo chegou a fórmulas utilizando polímeros e cargas minerais, com bons resultados em laboratório, tanto que a iniciativa está na segunda fase, tendo recebido mais que o dobro dos recursos previstos no começo, em 2015. Até o momento, foram feitos 100 experimentos diferentes incluindo acima de 20 compostos. O estudo da segunda fase tem a duração de mais dois anos e meio.
O dióxido de carbono é produzido durante diversas atividades industriais, como a exploração e produção de hidrocarbonetos (óleos e gás). Como alternativa à redução das emissões de CO2 na atmosfera, o armazenamento geológico tem se apresentado como uma boa opção para minimizar os impactos ambientais associados às mudanças climáticas. “Em presença de água, o CO2 em altas concentrações corrói o aço de revestimento dos poços e degrada o cimento utilizado para produzir o isolamento entre as formações geológicas e o aço. Ambos os materiais estão presentes na estrutura dos poços utilizados para a produção de hidrocarbonetos e também para o armazenamento geológico do CO2”, descreve o diretor do IPR, Felipe Dalla Vecchia, atual coordenador do projeto e professor da Escola Politécnica.
Com esse contexto, os pesquisadores sugeriram à Petrobras a realização de pesquisa e desenvolvimento de materiais que assegurem a funcionalidade e a segurança dos processos de extração de óleo/gás e reinjeção de CO2. O projeto foi iniciado no curso de Química, sob a liderança da professora Sandra Einloft, decana da Escola Politécnica.
Amostra de cimento com aditivos para aumentar a resistência química
NOVOS TESTES NA FASE II
Nessa segunda etapa, serão adquiridos equipamentos que permitirão a reprodução do ambiente do pré-sal, no qual os reservatórios podem estar a mais de 7 mil metros de profundidade, mostrando como se comportarão os aditivos. Um reator, por exemplo, foi feito sob demanda para o Instituto. “Começamos a fazer testes de longa duração nos três materiais que tiveram melhor resultado, para ver como esse comportamento se projeta com o tempo porque quando falamos em armazenamento de CO2 nos referimos a centenas de anos”, aponta Dalla Vecchia.
Agora, novos componentes serão avaliados. O grupo também analisará a sua utilização como alternativa para recuperação de poços antigos ou que apresentem vazamento e visando ao tamponamento para abandono das estruturas, feito com o cimento.
Até o momento, o projeto rendeu a publicação de três artigos em revistas científicas internacionais. A professora Marta Schütz, da Politécnica e do IPR, destaca o diferencial do trabalho: “Até se encontram cimentos modificados com materiais poliméricos, mas sempre em situações muito mais brandas de temperatura e pressão, diferentemente do que vemos no caso do armazenamento de CO2”. O ambiente chega a 65ºC, com pressões de até 300 bar (kgf/cm2 – quilograma-força por centímetro quadrado). “Atendemos a especificações reais”, complementa Dalla Vecchia.
Para avaliação da aplicação do estudo, o pesquisador do IPR, Victor Hugo dos Santos, ficará uma semana no Rio de Janeiro, no Centro de Pesquisas da Petrobras, acompanhando testes com as novas formulações desenvolvidas. A empresa quer verificar como a incorporação desses aditivos se projeta em outras propriedades físicas do cimento, especialmente quando ainda não está endurecido. “Desde a fase I do projeto, nos preocupamos em usar materiais comerciais, facilitando a transição do laboratório para a aplicação prática. Testamos métodos que sejam simples de transferir. Alguns cimentos podem vir da cimenteira com o aditivo”, informa o diretor do IPR. “Pensamos em evitar que o processo se modifique em campo e seja inviabilizado pelo custo ou pelas dificuldades operacionais”, explica Marta.
O projeto conta com a participação de alunos da iniciação científica ao pós-doutorado, a maioria ligada à Escola Politécnica e ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia de Materiais.