Contribuição para o planejamento brasileiro de exploração de petróleo e gás natural através da formulação de uma política nacional de uso sustentável das reservas de petróleo e gás natural

Petróleo e gás natural são recursos naturais não renováveis que possuem grande participação na matriz energética mundial e tendência de crescimento na matriz nacional, cujo marco regulatório limita-se a definir critérios técnicos e procedimentais sem incorporar o modelo de sustentabilidade instituído pela Constituição Federal de 1988. A natureza finita dos recursos não renováveis, como o petróleo e o gás natural, exige uma visão do planejamento de sua exploração de longo prazo na definição dos objetivos e metas. Essa perspectiva de longo prazo traduz uma das preocupações do desenvolvimento sustentável: a garantia de direitos para as futuras gerações. Assim, ao procurar fornecer elementos para a tradução do modelo de desenvolvimento sustentável no arcabouço institucional e legal da indústria petrolífera vigente no Brasil, o presente trabalho busca contribuir para o aprimoramento da regulação petrolífera nacional e a qualidade de vida das gerações presentes e futuras. E, mais do que propor a elaboração de um projeto de lei, como modalidade de implantação de uma política pública, queremos contribuir para o fortalecimento das práticas e ações governamentais voltadas para a aplicação do desenvolvimento sustentável, consoante apregoa a Constituição Federal brasileira. Trata-se aqui de demonstrar, através de metodologia quali-quantitativa, a tese de que é possível incorporar o princípio constitucional de desenvolvimento sustentável na atividade de exploração e produção de petróleo e gás natural, formulando uma política pública que incorpore, no regime de propriedade do petróleo, a variável ambiental e o uso intergeracional que já haviam sido e continuam sendo aplicados a algumas fontes renováveis de energia. Inicialmente, identificamos a composição da matriz energética brasileira desde a inserção do petróleo como uma questão de Estado a partir dos anos 50 do século XX. Em seguida, analisamos a concepção legal e doutrinária para propor, então, a conceituação de um modelo de desenvolvimento energético sustentável, estruturante para a proposição de uma política nacional para a indústria petrolífera. Com base nessa conceituação, analisamos o marco regulatório e os procedimentos institucionais praticados atualmente para identificar as lacunas existentes no ordenamento a serem supridas pela política nacional proposta. A partir da análise dos contextos legal e institucional, e das políticas energética e ambiental, propomos a tradução de conceitos, objetivos, princípios e instrumentos num projeto de lei de Política Nacional de Uso Sustentável das Reservas de Petróleo e Gás Natural. Concluímos tecendo considerações gerais e específicas sobre a proposição aqui formulada com vistas ao aprimoramento do modelo nacional de gestão de recursos energéticos e ao fomento das discussões voltadas para a sustentabilidade das políticas públicas e as práticas privadas enraizadas na exploração irracional de recursos não renováveis

A práxis educativa na gestão ambiental pública: uma análise crítica dos programas de educação ambiental do licenciamento offshore de petróleo na Bacia de Campos (BC), RJ.

O estudo partiu do diálogo entre as políticas públicas de meio ambiente e o referencial teórico crítico da educação e da justiça ambiental. Ancorada na filosofia da práxis, uma categoria central do materialismo-histórico, busca ir além dos aspectos teóricos. A pesquisa tem o objetivo de contribuir para o entendimento e melhoria dos processos complexos e contraditórios de implementação da educação ambiental como condicionante de licença de operação e produção da indústria de petróleo e gás no Brasil. Tais projetos mitigatórios são conduzidos e monitorados pelo órgão ambiental, mas devem ser implementados e executados pelos próprios empreendedores que causam os impactos socioambientais nas localidades. Em contrapartida, projetos de educação ambiental crítica e participativa, desenvolvidos compulsoriamente no licenciamento offshore, estão voltados para os grupos socioambientais impactados. Preconizam o fortalecimento e a integração desses grupos diante do Estado e do próprio empresariado e devem estimular participação em processos decisórios da gestão ambiental local. A tese a ser demonstrada é a de que, neste campo de disputas pelo uso e gestão do território, os PEAs em sua práxis educativa e enquanto política pública no âmbito do licenciamento, constitui-se em um instrumento em potencial na construção de cidadania política. Na busca por investigar a efetividade desses PEAs, implementados na maior bacia petrolífera do país, a bacia de campos, a pesquisa faz primeiramente um estudo documental e posteriormente um estudo empírico com os atores sociais participantes dos projetos. A pesquisa documental revelou que existiam cinco PEAs desenvolvidos entre os anos de 2010 e 2012: o Projeto Pólen e o NEA-BC (Petrobras); o PEA ObservAção (PetroRio, antiga HRT); o PEA FOCO (Statoil) e o QUIPEA (Shell). A pesquisa empírica foi feita nos municípios de São Francisco de Itabapoana, São João da Barra, Armação dos Búzios e Cabo frio, contemplados com 80% dos projetos desenvolvidos na região e percorreu 17 localidades dos municípios e foram realizadas 52 entrevistas. Esta etapa da pesquisa traz as motivações acerca dos projetos, opiniões sobre o processo formativo, as transformações práticas vividas pelos atores a partir das vivências nos projetos e aspectos da participação desses atores sociais dentro e fora dos PEAs. 70% dos entrevistados trazem as crenças nos projetos devido às: propostas, objetivos e metodologias (discussões participativas, encontros de comunidades) e à equipe de executores (com os quais os atores têm uma relação de afeto e admiração); 28% abarcam as descrenças: lentidão e subjetividade dos resultados; o não entendimento acerca da origem dos projetos (mitigatórios, compesatórios, etc); conflito nas relações entre os quilombolas e os empresários; gastos com os projetos e não com a comunidade. Outras categorias surgem: remuneração/contratação; Obtenção de uma sede para o projeto; a excelência no processo formativo (onde alguns métodos devem ser repensados); a interação e a articulação entre os projetos. O estudo também revelou que os participantes passaram a participar de instâncias da gestão pública de seus territórios. As questões são apontadas para que esses projetos possam ser aperfeiçoados, mesmo diante de todas as contradições, tensões e conflitos que isso impõe em uma sociedade desigual, reduzindo a natureza, a mercadoria e a relações precificadas.

Gestão integrada das atividades de exploração, perfuração e produção de petróleo em uma unidade operacional

Este trabalho tem como objetivo central o crescimento da competividade de uma Companhia de Petróleo. Propõe melhoramentos operacionais continuos através de uma metodologia de gestão integrada das atividades de exploração, perfuração e produção fundamenta-se na teoria das restrições de Eliyahu M. Goldratt, este ilustre físico israelense

Determinantes da exploração de petróleo na indústria brasileira

Este estudo analisa os fatores que influenciaram a escolha de empresas de petróleo no Brasil a explorar os blocos licitados pela Agencia Nacional de Petróleo (ANP). Os acordos de Exploração & Produção da ANP definem um Programa Exploratório Mínimo a ser feito no bloco licitado, mas os resultados mostram que em muitos casos esse programa exploratório não foi cumprido. Os resultados empíricos mostram que vários fatores afetam a decisão de perfurar poços, entre elas o bonus final oferecido pelo bloco, a participação da Petrobras e a localização geográfica do bloco. A regulação também teve uma influência importante na exploração de blocos, pela indicação da intensidade de poços a ser perfurados e pela flexibilidade de cessão no controle dos blocos. Os resultados também mostram que novas informações têm um papel importante na decisão de perfuração, especialmente informações sobre o preço do petróleo, o prêmio pago pelo lance vencedor e as atividades prévias de perfurações em blocos vizinhos após a licitação. O estudo utiliza uma amostra de 88 blocos licitados durante as quatro primeiras rodadas de licitações da ANP e a incidência de perfurações de poços nesses blocos entre o período de 1999 a 2009.

Proposta de metodologia de avaliação de portfólio por opções reais, considerando o valor da informação: um estudo de caso em exploração de petróleo

A pesquisa será realizada comparando-se as metodologias de avaliação de oportunidades exploratórias. Para tanto, será feito um estudo de caso, tomando como base uma carteira de oportunidades formada para avaliar os blocos do 2° leilão da ANP, em que se obtêm o VME de cada oportunidade com a característica geológica (litologia) definida previamente pelo leilão. Posteriormente, com base em informações dos poços perfurados desde o leilão até os dias atuais, far-se-á a valoração das oportunidades com plays correlacionados aos poços já perfurados. Entende-se que a correlação ocorre quando a oportunidade exploratória possuir a mesma formação geológica dos poços perfurados. Para regiões onde não houve perfurações será utilizada a opção de se investir em sísmica em busca de informações sobre a oportunidade. Com o resultado ex-post dos poços, calcula-se os valores monetários da árvore de decisão, evidenciando a opção de espera do resultado dos poços e quantificando o valor da informação adquirido com as informações dos poços e/ou sísmicas. A pesquisa utilizou dados fornecidos pela ANP, por meio do Banco de Dados de Exploração e Produção (BDEP) e também dados do 2° leilão realizado pela ANP em novembro de 2000.

Unitização de jazidas de petróleo: uma aplicação do modelo de Green e Porter

Neste trabalho abordamos a unitização como uma reinterpretação de cartel, partindo do modelo clássico de Green e Porter. A incerteza geológica é representada por um componente estocástico no custo marginal. Caracterizamos o contrato ótimo e, a partir da estática comparativa, avaliamos a eficiência e a viabilidade da cooperação. O preço e o grau da externalidade afetam positivamente o nível de eficiência do contrato ótimo. Mas enquanto preços elevados viabilizam os acordos, o grau de externalidade elevado pode conduzir a equilíbrios ineficientes ou mesmo inviabilizar a produção. O mesmo resultado ocorre com os custos fixos. Adicionalmente, quanto maior for o número de firmas envolvidas no acordo, menor será a chance de existir um contrato mais eficiente que a regra da captura.

A face inconstitucional do novo marco regulatório do petróleo

A descoberta do pré-sal motivou intensa atividade legislativa que alterou o regime sob o qual o petróleo é explorado no Brasil. Neste contexto, foram instituídas mudanças na distribuição das participações governamentais, notadamente no que se refere ao pagamento dos royalties e participações especiais aos Estados e Municípios produtores de petróleo. Representantes de alguns destes Estados, insatisfeitos frente ao novo marco regulatório, ajuizaram Ações Diretas de Inconstitucionalidade (ADI nº 4.917, ADI nº. 4.916, ADI nº. 4.492 e ADI nº. 4.920) perante o Supremo Tribunal Federal, questionando, em suma, a violação ao pacto federativo, ao ato jurídico perfeito, ao direito adquirido, à segurança jurídica e ao princípio da isonomia.

Aprimoramento da política pública ambiental da cadeia produtiva de óleo e gás offshore no Brasil: o descomissionamento das tecnologias de exploração

A Constituição Federal brasileira de 1988 elevou o meio ambiente sadio e a qualidade de vida das presentes e futuras gerações à categoria de direito fundamental. Esse fato jurídico modifica todas as propostas normativas e de execução de políticas públicas até então vigentes, e exige uma adequaçãodas atividades produtivas para atender a esse novo ideal voltado para uma sociedade sustentável. A presente tese analisa a atividade petrolífera offshore, dando ênfase à fase do descomissionamento da exploração do petróleo, a fim de estudar os mecanismos legais regulatórios incidentes sobre a desativação do sistema de produção, momento em que se constata uma grande vulnerabilidade ambiental. Trata-se de demonstrar a tese de que o sistema legal brasileiro sobre o descomissionamento é inconsistente em relação às normas de direito ambiental e do modelo de desenvolvimento sustentável constitucionalmente instituído. O objetivo central é contribuir para o aprimoramento das políticas públicas de exploração do petróleo, visando consolidar o sistema legal brasileiro sobre o tema, bem como valorizar as questões ambientais no processo de descomissionamento. Através de uma metodologia qualitativa, é identificado, inicialmente, o cenário da indústria petrolífera para discutir o conceito de desenvolvimento sustentável, verificando como ele está sendo incorporado pelas políticas energética e ambiental do país. Em seguida, é descrita e analisada a estruturação e quais são as experiências internacional e brasileira sobre o descomissionamento. Após essa etapa cognitiva, passa-se a detalhar: o arcabouço institucional-legal do descomissionamento da indústria do petróleo no Brasil, com base nos princípios de direito ambiental; a infraestrutura estatal para a consolidação de um novo marco regulatório para essa etapa da produção; a política nacional de resíduos sólidos e o instrumento do licenciamento ambiental. Ao término desse processo, são formuladas duas propostas complementares de instrumentos legais, voltados para a consolidação da regulamentação do descomissionamento da indústria do petróleo offshore, baseado nas orientações do direito ambiental. A tese é concluída com considerações gerais sobre as propostas formuladas, a fim de aprimorar o arcabouço jurídico da indústria do petróleo, visando à proteção ambiental e ao fortalecimento do modelo de desenvolvimento sustentável instituído com a Constituição Brasileira de 1988.

Análise matemática de soluções descontínuas de leis de conservação hiperbólicas e resoluções numéricas para a captura de ondas de choque em escoamentos multifásicos em meios porosos

O processo de recuperação secundária de petróleo é comumente realizado com a injeção de água ou gás no reservatório a fim de manter a pressão necessária para sua extração. Para que o investimento seja viável, os gastos com a extração precisam ser menores do que o retorno financeiro obtido com a produção de petróleo. Objetivando-se estudar possíveis cenários para o processo de exploração, costuma-se utilizar simulações dos processos de extração. As equações que modelam esse processo de recuperação são de caráter hiperbólico e não lineares, as quais podem ser interpretadas como Leis de Conservação, cujas soluções são complexas por suas naturezas descontínuas. Essas descontinuidades ou saltos são conhecidas como ondas de choque. Neste trabalho foi abordada uma análise matemática para os fenômenos oriundos de leis de conservação, para em seguida utilizá-la no entendimento do referido problema. Foram estudadas soluções fracas que, fisicamente, podem ser interpretadas como ondas de choque ou rarefação, então, para que fossem distinguidas as fisicamente admissíveis, foi considerado o princípio de entropia, nas suas diversas formas. As simulações foram realizadas nos âmbitos dos escoamentos bifásicos e trifásicos, em que os fluidos são imiscíveis e os efeitos gravitacionais e difusivos, devido à pressão capilar, foram desprezados. Inicialmente, foi feito um estudo comparativo de resoluções numéricas na captura de ondas de choque em escoamento bifásico água-óleo. Neste estudo destacam-se o método Composto LWLF-k, o esquema NonStandard e a introdução da nova função de renormalização para o esquema NonStandard, onde obteve resultados satisfatórios, principalmente em regiões onde a viscosidade do óleo é muito maior do que a viscosidade da água. No escoamento bidimensional, um novo método é proposto, partindo de uma generalização do esquema NonStandard unidimensional. Por fim, é feita uma adaptação dos métodos LWLF-4 e NonStandard para a simulação em escoamentos trifásicos em domínios unidimensional. O esquema NonStandard foi considerado mais eficiente nos problemas abordados, uma vez que sua versão bidimensional mostrou-se satisfatória na captura de ondas de choque em escoamentos bifásicos em meios porosos.

Abordagens do tipo livre de jacobiana na simulação do escoamento de fluidos compressíveis em meios porosos

O desenvolvimento de software livre de Jacobiana para a resolução de problemas formulados por equações diferenciais parciais não-lineares é de interesse crescente para simular processos práticos de engenharia. Este trabalho utiliza o chamado algoritmo espectral livre de derivada para equações não-lineares na simulação de fluxos em meios porosos. O modelo aqui considerado é aquele empregado para descrever o deslocamento do fluido compressível miscível em meios porosos com fontes e sumidouros, onde a densidade da mistura de fluidos varia exponencialmente com a pressão. O algoritmo espectral utilizado é um método moderno para a solução de sistemas não-lineares de grande porte, o que não resolve sistemas lineares, nem usa qualquer informação explícita associados com a matriz Jacobiana, sendo uma abordagem livre de Jacobiana. Problemas bidimensionais são apresentados, juntamente com os resultados numéricos comparando o algoritmo espectral com um método de Newton inexato livre de Jacobiana. Os resultados deste trabalho mostram que este algoritmo espectral moderno é um método confiável e eficiente para a simulação de escoamentos compressíveis em meios porosos.

Optimal regulation of oil fields under asymmetric information

Neste trabalho é analisada a relação entre um regulador e uma empresa petrolífera. Há várias incertezas inerentes à essa relação e o trabalho se concentra nos efeitos da assimetria de informação. Fazemos a caracterização da regulação ótima sob informação assimétrica, quando o regulador deve desenhar um mecanismo que induz a firma a revelar corretamente sua informação privada. No caso em que a rma não pode se comprometer a não romper o acordo, mostramos que o regulador pode não implementar o resultado ótimo que é obtido sob informação completa. Nesse caso, o regulador não consegue compartilhar os riscos com a firma de forma ótima. Por fim, é apresentado um exemplo, em que mostramos que a condição de Spence-Mirrlees (SMC) pode não valer. Esse resultado aparece de forma natural no modelo.

Modelagem unidimensional de dados do método MCSEM com variação na resistividade da água do mar e na orientação dos sensores

O Marine Controlled Source ElectroMagnetic (MCSEM) é um novo método geofísico que tem sido empregado para a detecção de camadas resistivas no sub-solo oceânico e tem se mostrado uma ferramenta promissora para a indústria do petróleo. Neste trabalho, é modelado levantamentos do método MCSEM incluindo variações nos valores de resistividade da água do mar. Tais variações podem resultar da influência de correntes marinhas, gradientes de temperatura ou de qualquer fator que possa afetar a salinidade da água. Observamos que os dados do método são afetados de maneira significativa por tais variações. Tanto a variação na resistividade quanto na espessura da camada de água pode afetar os resultados do MCSEM de maneira semelhante. É modelado também o posicionamento aleatório dos receptores, mostrando um decaimento significativo da amplitude do sinal quando os receptores se posicionam a uma certa distância da linha de medidas.

Desenvolvimento de um método para correção de curvas de desempenho em bombas centrífugas submersas operando com fluidos viscosos

Electrical Submersible Pump (ESP) is used as an artificial lift technique. However, pumping viscous oil is generally associated with low Reynolds number flows. This condition leads to a performance degradation respect to the performance expected from the regular operation with water that most of the centrifugal pumps are originally designed for. These issues are considered in this investigation through a numerical study of the flow in two different multistage, semi-axial type ESPs. This investigation is carried out numerically using a Computational Fluid Dynamics (CFD) package, where the transient RANS equations are solved numerically. The turbulence is modeled using the SST model. Head curves for several operating conditions are compared with manufacturer’s curves and experimental data for a three-stage ESP, showing good agreement for a wide range of fluid viscosities and rotational speeds. Dimensionless numbers (n, n, n e Re) are used to investigate performance degradation of the ESPs. In addition, flow phenomena through the impellers of the ESPs are investigated using flow field from numerical results. Results show that performance degradation is directly related to rotational Reynolds number, Re. In addition, it was verified that performance degradation occurs for constant normalized specific speedn, which shows that performance degradation occurs similarly for different centrifugal pumps. Moreover, experimental data and numerical results agreed with a correlation from literature between head and flow correction factors proposed by Stepanoff (1967). A definition of modified Reynolds number was proposed and relates the head correction factor to viscosity. A correlation between head correction factor and the modified Reynolds number was proposed, which agreed well with numerical and experimental data. Then, a method to predict performance degradation based on the previous correlations was proposed. This method was compared with others from literature. In general, results and conclusions from this work can also be useful to bring more information about the flow of highly viscous fluids in pumps, especially in semi-axial, multistage ESPs.

Análise microestrutural de tubos API P110, para prospecção de petróleo e gás, soldados pelo processo HF/ERW

On the grounds of the great advances achieved over recent years, the process HF/ERW (High-Frequency/Electric Resistance Welding)welded pipe have played an active role in the oil and gas industry for deep water applications, at high and extremely low temperatures, under high pressure and in highly corrosive environments, gradually replacing manufactured pipes by other processes. However, studies have shown that defects in the welded joints are a the leading causes of pipelines failures, which has required the determination of toughness values in this region, in compliance with the strict recommendations of the codes and standards with manufacturers and construction companies, on the oil and gas sector. As part of the validation process required toughness values, this research project focuses on a microstructural analysis in HF / ERW tubes microalloyed, steel grade API 5CT P110, designed to explore oil and gas in deep waters, the subject of strategic relevance to the country because of the recent discoveries in the Santos mega fields: Tupi and Libra (pre-salt). In this scientific work will be presented and discussed the results of mechanical tensile and Charpy, a few CTOD tests curves (showing the trend of toughness values to be obtained), and the microstructures of the base material obtained by optical microscopy, with special emphasis on the formation of nonmetallic inclusions in the welded joint

Análise microestrutural de tubos API N80 soldados pelo processo HF/ERW para prospecção de petróleo e gás

On the grounds of the great advances achieved over recent years, the process HF/ERW (High-Frequency/Electric Resistance Welding)welded pipe have played an active role in the oil and gas industry for deep water applications, at high and extremely low temperatures, under high pressure and in highly corrosive environments, gradually replacing manufactured pipes by other processes. However, studies have shown that defects in the welded joints are a the leading causes of pipelines failures, which has required the determination of toughness values in this region, in compliance with the strict recommendations of the codes and standards with manufacturers and construction companies, on the oil and gas sector. As part of the validation process required toughness values, this research project focuses on a microstructural analysis in HF / ERW tubes microalloyed, steel grade API 5CT N80, designed to explore oil and gas in deep waters, the subject of strategic relevance to the country because of the recent discoveries in the Santos mega fields: Tupi and Libra (pre-salt). In this scientific work will be presented and discussed the results of mechanical tensile and Charpy, a few CTOD tests curves (showing the trend of toughness values to be obtained), and the microstructures of the base material obtained by optical microscopy, with special emphasis on the formation of non-metallic inclusions in the welded joint