Como é feita a extração do petróleo nos depósitos de areia betuminosa?

O petróleo é produzido (extraído) usando diferentes métodos, dependendo da geologia e localização. Depois de recuperado, o petróleo é enviado para as refinarias para criar produtos refinados que usamos no dia a dia, como a gasolina.

Os primeiros esforços para explorar o recurso de areias betuminosas começaram em  meados do século 20,  usando água quente para separar o betume da areia. Desde então, o processo evoluiu para os métodos sofisticados que usamos para extrair petróleo hoje.

O óleo  é um líquido preto, acastanhado ou âmbar. Uma mistura complexa de hidrocarbonetos incluindo carbono, hidrogênio, enxofre, nitrogênio, oxigênio e metais, óleo formado há milhões de anos a partir de restos de animais e plantas depositados em areia e lodo e pressurizados por camadas de rochas sedimentares.

O petróleo é classificado como leve, médio, pesado ou extrapesado. O petróleo leve e médio pode fluir naturalmente para a superfície da Terra e geralmente é extraído do solo por meio de perfuração e bombeamento verticais – isso inclui  o petróleo offshore do Canadá . Algum óleo leve está preso em formações rochosas “apertadas” (não porosas), geralmente xisto. Este “óleo estanque leve” pode ser recuperado usando perfuração horizontal e  fraturamento hidráulico . O óleo pesado tem uma consistência espessa que não flui facilmente, muitas vezes exigindo tecnologia avançada para extração.

As regiões canadenses com reservatórios de petróleo compactos incluem Bakken, que se encontra principalmente em Saskatchewan; vários campos em Alberta, incluindo Cardium e Viking; e o Montney e Duvernay em Alberta e BC

O petróleo é recuperado (extraído) usando diferentes métodos, principalmente dependendo da geologia.

O petróleo convencional é extraído de reservatórios subterrâneos usando métodos tradicionais de perfuração e bombeamento. O petróleo convencional é um líquido à temperatura e pressão atmosférica, de modo que pode fluir através de um furo de poço e uma tubulação – ao contrário do betume (óleo de areia betuminosa) que é muito espesso para fluir sem ser aquecido ou diluído. É mais fácil e barato recuperar o óleo convencional e requer menos processamento após a extração. O desenvolvimento de petróleo convencional é baseado em terra e no mar.

ÓLEO NÃO CONVENCIONAL

O petróleo não convencional não pode ser recuperado usando métodos convencionais de perfuração e bombeamento. Técnicas avançadas de extração, como mineração de areias betuminosas e desenvolvimento in situ, são usadas para recuperar o óleo mais pesado que não flui por conta própria. O óleo encontrado em formações geológicas que dificultam a extração, como o óleo leve e apertado (LTO), também é chamado de óleo não convencional porque são necessárias técnicas não tradicionais para extrair o óleo do reservatório subterrâneo.

O petróleo leve é ​​encontrado em grande parte da Bacia Sedimentar do Canadá Ocidental (WCSB), além do centro e leste do Canadá. O LTO é encontrado nas profundezas da superfície da Terra, principalmente em formações rochosas de baixa permeabilidade, incluindo reservatórios de xisto, arenito e argilito. Esse tipo de extração de petróleo utiliza perfuração horizontal e fraturamento hidráulico.

Mineração de Superfície

A recuperação de petróleo nas areias betuminosas usa dois métodos principais: mineração ou in situ, dependendo da profundidade dos depósitos de areias betuminosas.

A mineração de superfície é usada quando os depósitos de areia betuminosa ficam a 70 metros (200 pés) da superfície da Terra. Vinte por cento das reservas de areias betuminosas estão próximas o suficiente da superfície para serem extraídas. Grandes pás recolhem a areia betuminosa em caminhões de transporte que  a transportam  para trituradores onde grandes aglomerados são quebrados. A areia betuminosa é então misturada com água quente e bombeada por oleoduto até uma usina chamada de melhorador, onde o betume (óleo) é separado dos demais componentes como areia, argila e água.

As lagoas de rejeitos  são comuns em todos os tipos de mineração de superfície em todo o mundo. Nas areias betuminosas, os rejeitos – que consistem em água, areia, argila e vestígios de óleo – são bombeados para lagoas onde a areia e a argila se depositam gradualmente no fundo. A água próxima ao topo é reaproveitada no processo de mineração e separação de betume.

Uma vez que uma lagoa de rejeitos não é mais necessária, ela é  recuperada . As empresas de areias betuminosas que têm operações de mineração estão pesquisando muitas técnicas para solidificar os rejeitos mais rapidamente, para que as lagoas possam ser secas, recobertas com solo e plantadas com espécies de árvores e arbustos locais.

Desenvolvimento de Baixo Impacto

Você sabia que apenas aproximadamente 0,04% da floresta boreal do Canadá foi perturbada pela mineração de areias betuminosas?

Recuperação In Situ

O betume mais profundo deve ser recuperado usando a tecnologia in situ. “In situ” significa “no local”, porque o betume é separado da areia abaixo do solo, bem no próprio depósito. Isso é feito aquecendo o betume para que ele se torne fluido o suficiente para poder ser bombeado para a superfície.

Existem várias maneiras de aquecer o betume abaixo do solo. Ambos os métodos comumente usados ​​– SAGD e CSS – usam grandes volumes de água e queimam gás natural para criar vapor que é injetado no depósito de areias betuminosas. Novas pesquisas estão levando a  tecnologias  que reduzem ou eliminam a necessidade de água e gás natural.

Drenagem por Gravidade Assistida por Vapor (SAGD)

Atualmente, a maioria das operações in situ utiliza drenagem gravitacional assistida por vapor (SAGD), que utiliza pares de poços (dois poços, um poço de injeção e um poço de produção, perfurados um acima do outro) para recuperar o betume.

O poço de injeção é perfurado verticalmente no depósito, depois girado 90 graus e perfurado horizontalmente. Um segundo poço, conhecido como poço de produção, é perfurado mais profundamente que o primeiro, paralelamente à porção horizontal do primeiro poço. O vapor é injetado no depósito através do poço superior. O betume aquecido começa a se mover por gravidade em direção ao segundo poço. As bombas do segundo poço puxam o betume para dentro do poço e para a superfície. Vários poços (às vezes mais de 20) podem ser perfurados a partir de um único local de superfície, reduzindo ainda mais a perturbação da superfície.

Estimulação Cíclica de Vapor (CSS)

Este método bombeia vapor para um poço vertical para embeber ou liquefazer o betume, que é então bombeado para a superfície através do mesmo poço. Essa técnica é repetida até que a maior parte do óleo seja removida.

EXTRAÇÃO DE PETRÓLEO OFFSHORE

A extração de petróleo do offshore do Canadá é um processo único em comparação com a extração de petróleo onshore. Inicialmente, as empresas podem iniciar seu processo de exploração revisando os dados geológicos e geofísicos existentes para aprender mais sobre reservatórios potenciais.

Em seguida,  são realizadas pesquisas sísmicas  para mapear as estruturas geológicas sob o fundo do mar. Se uma análise de dados sísmicos mostrar uma estrutura geológica que pode conter recursos de petróleo e gás natural, uma empresa pode decidir perfurar um poço de exploração. as Informações precisas são necessárias antes de investir na perfuração de um poço exploratório devido ao alto custo de perfuração no mar.

Antes que a perfuração e a extração de petróleo offshore possam começar, as empresas devem solicitar as aprovações apropriadas do  órgão regulador relevante  no Canadá Atlântico.

Desenvolvimento offshore

Caso uma empresa decida que deseja prosseguir com a produção offshore de petróleo e gás natural, o próximo passo é o desenvolvimento. A fase de desenvolvimento offshore pode levar de cinco a 10 anos, dependendo do tamanho do projeto.

Durante a fase de desenvolvimento, a empresa desenvolve uma série de planos que definem exatamente como produzir óleo e gás natural em um determinado reservatório, as  medidas de proteção ambiental  que serão implementadas para minimizar qualquer impacto ambiental, as medidas de segurança que ser usado no projeto e os benefícios do projeto para as comunidades relevantes e província como um todo (incluindo emprego, receitas, contratos, etc.).

Produção de Petróleo Offshore

Finalmente, a produção começa no projeto de petróleo offshore. A produção offshore de petróleo e gás natural é um processo complexo devido aos desafios de operar em um ambiente remoto e às vezes hostil. As instalações de produção são construídas para suportar o ambiente offshore e seus desafios, incluindo o potencial de gelo marinho e icebergs em algumas áreas.

Atualizando e refinando

Parte do petróleo pesado e cerca de metade do betume produzido a partir das areias betuminosas é aprimorado para criar petróleo bruto sintético. O óleo sintético geralmente tem baixo teor de enxofre e não contém resíduos (componentes muito pesados). A atualização pode ocorrer na área de produção ou perto dela.

• Coqueamento ou hidrocraqueamento – usado para quebrar as moléculas. O coque remove o carbono, enquanto o hidrocraqueamento adiciona hidrogênio.
• Hidrotratamento – usado para estabilizar o óleo e remover impurezas como o enxofre

A atualização usa temperatura, pressão e catalisadores químicos para quebrar as moléculas grandes e complexas do betume em moléculas menores. Adicionar hidrogênio ou remover carbono do óleo cria moléculas de hidrocarbonetos como as do óleo leve. O óleo sintético atualizado é então refinado, assim como o petróleo bruto convencional, para produzir gasolina, diesel, combustível para aviação e óleo para aquecimento.

Mais de 30% da produção de petróleo canadense é refinada no Canadá, o restante é exportado para refinarias nos EUA. O Canadá está buscando novos  mercados  no exterior para o nosso petróleo, mas é necessária mais  capacidade de oleoduto  para tornar isso uma realidade.

Armando Calmon – Tecnólogo em Petróleo e Gás, Pós-graduado em Gestão Estratégica de Petróleo e Gás. Além de formação em cursos de capacitação sobre perfuração, exploração e extração de petróleo em nível superior. Atualmente domina a produção de artigos e notícias sobre petróleo e gás no site Click Petróleo.