Desafios do pré-sal: anticorrosivos e novas ligas

Enviado por Roberto São Paulo

Superligas para o pré-sal

Da Petrobras Magazine

Não é difícil entender porque o nome de Carlos José Bandeira de Mello Joia é referência em inúmeras teses de mestrado e doutorado em engenharia das universidades brasileiras. Formado em engenharia Metalúrgica e de Materiais, Joia (como é conhecido pelos colegas) tem 35 anos de Petrobras, 21 deles no Centro de Pesquisas da companhia (Cenpes). Há cinco é o responsável pelo desenvolvimento e seleção de materiais para os equipamentos usados nos campos do pré-sal. Uma atividade complexa que tem contribuído para a geração de soluções inovadoras, que permitem à Petrobras superar os desafios da produção em águas profundas.

As bacias brasileiras estão entre os ambientes mais adversos do mundo para ação de agentes corrosivos nos equipamentos de produção de óleo e gás, em função de suas diferentes profundidades, temperaturas e pressões. Condições que tornam a atuação de Joia, à frente da equipe do Laboratório de Corrosão e Seleção de Materiais, cada vez mais fundamental para o alcance das metas da Petrobras. Ao mesmo tempo em que planeja aumentar a produção, atualmente em cerca de 2 milhões barris por dia no Brasil, para 3,2 milhões em 2018 – 52% oriundos do pré-sal –, a companhia tem como meta aumentar a produtividade, reduzindo custos operacionais.

“Pelas grandes demandas do pré-sal, precisamos acelerar o desenvolvimento de materiais anticorrosivos que aumentem a sobrevida ou apontem para o uso de novas ligas, ao mesmo tempo em que a questão de redução de custos é primordial”, diz Joia.

O engenheiro que, no início de 2013, passou a integrar o grupo de 45 consultores máster da Petrobras – função de reconhecimento aos profissionais que possuem maior expertise e abrangência de atuação, desenvolvendo soluções inovadoras em atividades estratégicas –perdeu a conta dos inúmeros projetos que ele e sua equipe desenvolveram e que culminaram em patentes para a Petrobras.

Esses projetos têm gerado soluções inovadoras a partir de uma grande sinergia com a indústria metalúrgica e os centros acadêmicos – parceiros no desenvolvimento de ligas, resistentes e de alta tenacidade, que atendam à demanda acelerada do pré-sal, em preço e prazo de entrega. Focam, ainda, o estudo para aumentar a sobrevida dos equipamentos utilizados nos campos de produção.

Entre 2010 e 2012, eles concluíram, em parceria com a indústria metalúrgica internacional, o desenvolvimento do aço inoxidável 17 Cromo e a avaliação da adequação do uso do aço inoxidável Super Martensítico 13Cr para as condições do pré-sal. As duas ligas já foram aplicadas em campos do pré-sal na costa sudeste do Brasil, gerando uma economia de US$ 300 milhões à Petrobras.

Na tarde de uma segunda-feira, nossa equipe de reportagem conversou com Joia, em meio a uma mudança provisória de seu Laboratório de Corrosão e Seleção de Materiais para o prédio da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), para uma ampliação em suas instalações.

PMGC – Por que as bacias brasileiras são consideradas ambientes tão desafiadores para a produção de petróleo?

Joia – Podemos dizer que as condições de nossos campos são únicas. No pré-sal, por exemplo, estamos falando de múltiplas pressões e temperaturas que determinam os tipos de agentes corrosivos que atuam sobre os equipamentos de produção. Eles agem em colunas, linhas rígidas, dutos flexíveis e chapas, entre outros componentes da linha de produção, e sempre de forma variada, provocando graus distintos de corrosão.

PMGC – Eles variam conforme o campo nas diferentes bacias petrolíferas do Brasil?

Joia – Sim. No caso da Bacia de Santos, estamos falando de profundidades e lâminas d’água maiores, que significam pressões mais altas e reservatórios mais fundos. Ou seja, quanto maior a pressão, maior a ação corrosiva. Ao mesmo tempo, em virtude das características dos reservatórios e de como o petróleo foi obtido, os teores de contaminantes são muito altos, como particularmente é o caso do C02 (gás carbônico). De campo para campo, em uma mesma bacia, chega a variar de 5% a 20%. E estou falando apenas da parte de colunas de produção, sem contar as linhas e dutos conectados à árvore de natal, além do riser que sai do fundo do mar até a plataforma, que apresentam outro tipo de corrosão.

PMGC – Cada campo de petróleo exige o reconhecimento destes agentes para a definição de ligas e materiais mais resistentes. Como são as etapas deste processo?

Joia – Quando se descobre um novo campo de produção, é preciso extrair amostras de petróleo e gás do fundo do reservatório e levar para avaliação. Quando se extrai petróleo, vêm associados gases ácidos, como o C02 e o H2S (sulfeto de hidrogênio), além de água. Essa junção de água e gás ácido causa a corrosão dos metais. Nossa função é selecionar a liga metálica de menor custo, adequada ao sistema de produção ao longo da vida do campo. É importante ter uma avaliação da velocidade do processo corrosivo e conhecer o desempenho dos materiais nessas diversas condições para indicar o mais adequado e durável.

PMGC – Quanto tempo leva uma pesquisa como esta?

Joia – De dois anos a três anos, às vezes até quatro. Na verdade, é um processo que caminha em função do ambiente. Os testes devem reproduzi-lo até reconhecermos os fenômenos e iniciar o desenvolvimento de uma liga. A primeira dificuldade é precisar o ambiente corrosivo, um processo muito complexo. Só para dar uma noção, a Bacia de Santos, onde estão localizadas as maiores reservas do pré-sal, vai do Sul do Estado de São Paulo até o Espírito Santo. A diversidade de ambientes corrosivos é muito grande e, mesmo prevendo todos os cenários, ainda somos surpreendidos.

PMGC: O Super Martensítico 13 já está sendo aplicado no pré-sal da Bacia de Santos, substituindo um material mais caro. Como foi a avaliação do seu desempenho?

Joia – A pesquisa durou quase quatro anos. Chegamos ao aço inoxidável Super Martensítico, tipo de aço que substitui o super duplex aplicado em condições de alta corrosão, que tem custo mais elevado. Descobrimos que a liga que normalmente não é utilizada em campos com teores mais elevados de CO2 poderia ser utilizada nos materiais para colunas de produção e revestimento, em condições com teores mais elevados de CO2 em função do processo de interação existente entre as rochas do reservatório e a água de formação, que torna o processo corrosivo menos severo. Além de mais barato, o aço tem um prazo de entrega menor dado pelos fornecedores, mais adequado às demandas do pré-sal.

PMGC – E o desenvolvimento do Cr17?

Joia – O Cr17 exigiu quatro anos de pesquisa e vem dando muito retorno à Petrobras no pré-sal, onde a liga já está sendo utilizada. É um tipo de aço inoxidável projetado para revestir as paredes de poços e colunas de produção do pré-sal. Os primeiros testes indicaram a fabricação deste aço, que contém 25% de teor de cromo, além de adições de níquel e molibdênio, uma composição bastante cara. Em todo o mundo, somente os japoneses produzem um aço similar. Entramos em contato com fornecedores e uma empresa japonesa que já havia desenvolvido uma liga menos nobre que a duplex, de 25% de teor de cromo já existente no mercado foi a que nos respondeu mais rápido. Fizemos o programa de testes com eles e foi interessante porque os japoneses normalmente chegam com o produto pronto e, no caso do Cr17, eles aceitaram fazer o desenvolvimento da liga junto com o nosso programa de testes.

PMGC – As parcerias, então, são fundamentais para a inovação na Petrobras e o sucesso dos projetos?

Joia – Hoje, sozinho não se vai muito longe. O Cenpes foi criado há 50 anos próximo a uma renomada instituição de ensino, a UFRJ, consolidando uma visão de que a ciência e a tecnologia devem atuar sempre juntas. Somos parceiros de outros centros de excelência, como a Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRS) e a Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). É muito importante trabalhar em equipe de forma multidisciplinar. No caso do Cr17 e do 13Cr, a interação com o pessoal do Laboratório de Reservatórios e o envolvimento do parceiro internacional foi crucial. Toda essa sinergia impulsiona a indústria brasileira também para atender à demanda e ao cronograma do pré-sal, diferente do que ocorria no passado. Com o tempo e os resultados, o respeito pela Petrobras aumentou. Hoje, há um intercâmbio contínuo de conhecimento e, para mim, essa é a grande liga.

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10 comentários

  1. orgulho
    Excelente matéria!
    Sou Inspetor de Equipamentos na Petrobras.
    Volta e meia atendemos solicitações do Cenpes sobre o envio de amostras de
    materiais para análises…
    A questão do CO2 e do H2S é vital na indústria do petróleo!

  2. QUANDO É IMPORTANTE A

    QUANDO É IMPORTANTE A PETROBRAS PARA O BRASIL E O MUNDO.O SENADOR ALOYSIO NUNES(AQUELE QUE ESQUECEU SEU PASSADO)DEVERIA LER ESTA MATERIA AO INVES DE QUERER PRIVATIZAR ESTA INDUSTRIA DOS BRASILEIRO.

  3. A Petrobrás deveria divulgar mais!

    Antes da operação conjunta dos campos do pré-sal haviam diversas inovações tecnológicas que podiam ser classificadas como segredos industriais, atualmente estes segredos passaram a ser de conhecimento das demais petroleiras, logo não há mais nenhum segredo quanto a isto, entretanto para a população brasileira não há maior divulgação dos êxitos obtidos na empresa na exploração em águas profundas e hiper-profundas.

    Artigos como estes que são divulgados em publicações mais dirigidas ao setor deveriam ser abertos a população geral, para demonstrar que a Petrobrás é bem mais do que uma empresa que se favoreceu em períodos de monopólio e que cria através do CENPES tecnologias inovadoras.

    Outro item que a Petrobrás está devendo ao povo brasileiro é uma boa explicação de divulgação científica sobre as hipóteses exitosas que levaram a perfuração até a camada do pré-sal. O trabalho dos excelentes geólogos da Petrobrás não é divulgado em lugar nenhum, lugar. Algumas imagens de sísmicas mostrando a capacidade de imaginação que deve ter um geólogo na interpretação desses dados, mostraria a dificuldade e a criatividade que deve ter estes profissionais.

    Tem uma parte do mundo do petróleo que é desconhecido pela imensa maioria dos brasileiros, a Petrobrás deve adotar uma política de divulgação diferente das outras empresas, pois enquanto para as outras o interesse é meramente os ganhos nas bolsas, para o povo brasileiro que é dono de 50% da Petrobrás o maior interesse é conhecer a capacidade da empresa em criar novas tecnologias e mostrar a onde estamos na frente das demais.

  4. Mérito e aperfeiçoamento

    É indiscutível a importância da Petrobras na geração de uma cultura de inovação e tecnologia aplicada (inserida num contexto de viabilidade econômica) dentro da universidade.

    Participei de alguns projetos conjuntos e, hoje, a avaliação que faço destes convênios é que eles são extremamente emperrados pela burocracia na implementação. Demora-se entre 1 à 3 anos para iniciar projetos já acertados entre as partes. Pesquisa já é um negócio demorado por si só, mas quando a burocracia ainda joga contra… se, ao menos, fossem medidas para uma gestão eficiente ou evitassem desvios de dinheiro… mas o que vemos é que não evitam a corrupção e apenas dificultam quem quer trabalhar direito.

  5. Fui marítmo há muito tempo

    Fui marítmo há muito tempo atrás. Lembro-me de um episódio em que um engenheiro da Sulzer, um alemão, em um navio do Lloid Brasileiro, ter ficado muito impressionado com o conhecimento de um eletricista. Todos estavam perplexos com um determinado problema, o navio não tinha energia, quando ele resolve imediatamente o problema. De outra feita, o eletricista monta praticamente do zero o tal Regulador Europa, geringonça antes da eletrônica digital, que controlava o uso dos geradores de bordo.

    Em suma, gostaria de falar que não podemos ficar com o famoso complexo de vira-latas, convivi com profissionais brasileiros e outros, não ficamos devendo nada a ninguém. é claro que nos falta muita coisa, laboratórios, escolas.

    Temos aqui muito potencial e desperdício. 

  6. Fui marítmo há muito tempo

    Fui marítmo há muito tempo atrás. Lembro-me de um episódio em que um engenheiro da Sulzer, um alemão, em um navio do Lloid Brasileiro, ter ficado muito impressionado com o conhecimento de um eletricista. Todos estavam perplexos com um determinado problema, o navio não tinha energia, quando ele resolve imediatamente o problema. De outra feita, o eletricista monta praticamente do zero o tal Regulador Europa, geringonça antes da eletrônica digital, que controlava o uso dos geradores de bordo.

    Em suma, gostaria de falar que não podemos ficar com o famoso complexo de vira-latas, convivi com profissionais brasileiros e outros, não ficamos devendo nada a ninguém. é claro que nos falta muita coisa, laboratórios, escolas.

    Temos aqui muito potencial e desperdício. 

  7. DESAFIOS DO PRÉ-SAL: ANTICORROSIVOS E NOVAS LIGAS.

    Cada vez mais fica evidente de o quanto “O Desafio é a nossa Energia!” . Sinto muito orgulho de fazer parte de uma Empresa que conta com pessoas de alta performance profissional para criar, inovar e transformar! Parabéns, Joia! Você de fato, é uma JÓIA! 

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