Aumentar o fator de recuperação dos reservatórios é um dos grandes desafios da Indústria de óleo e gás, pode ganhar um novo aliado: o IBM FlowDiscovery (FD), software baseado em nuvem com IA embutida que analisa o fluxo de líquidos como água, petróleo e dióxido de carbono, em meios porosos, como rochas ou solo.

A tecnologia inédita, ainda em fase de protótipo de pesquisa, foi desenvolvida por pesquisadores do IBM Research Brasil em parceria com a empresa brasileira Solintec e USP São Carlos (IFSC-USP). “Com o protótipo é possível alavancar a nanociência para investigar problemas complexos de fluxo à medida que ocorrem, por exemplo, na recuperação aprimorada de petróleo”, afirma o gerente de Tecnologia Industrial e Ciência da IBM Research Brasil, Mathias Steiner, que lidera o projeto.

“Com as atividades conjuntas de pesquisa e avaliação em andamento, esperamos acelerar o desenvolvimento e reduzir o tempo para a aplicação em larga escala do FlowDiscovery”, pondera Steiner, afirmando que é difícil prever quando a solução poderá ser usada em escala industrial. E como é um projeto ainda em fase de protótipo de pesquisa, fica difícil estabelecer um cronograma. “Esperamos poder dar uma resposta mais específica a esta pergunta em breve”, complementa.

As colaborações de pesquisa entre a IBM Research e o IFSC/USP, iniciadas em 2017, e com a Solintec, consolidada em 2019, começaram formalmente em 2019, visam acelerar esse processo. Isso porque essa solução poderá se transformar em uma poderosa ferramenta para a indústria, uma vez que, em média, mais de 50% do óleo in situ (ou seja, no reservatório), fica retido em capilares rochosos e não pode ser extraído.

Ferramenta de exploração

Segundo Steiner, tudo começou como um projeto científico fundamental há mais de 5 anos. “Inicialmente, nossa equipe de pesquisa avançou no entendimento científico de umedecimento e fluxo em pequenas escalas, do tamanho de capilares, em rochas de reservatórios. Os resultados nos levaram a acreditar que a simulação do fluxo de fluido na rocha do reservatório exigia uma nova abordagem”, pontua.

Observando que, em essência, os processos químicos e físicos fundamentais envolvidos no sequestro de dióxido de carbono ou na recuperação aprimorada de petróleo ocorrem em escala de comprimento molecular, Steiner fala como é possível aplicar essa ferramenta na etapa industrial de exploração de óleo e gás.

“O FlowDiscovery pode ser uma ferramenta de exploração, por meio da qual as propriedades moleculares dos fluidos de reservatório são utilizadas para prever as propriedades de fluxo na rocha”, salienta Steiner, ressaltando que a interação de fluidos com a superfície da rocha nos capilares é de fundamental importância.

“As propriedades geométricas dos capilares podem ser medidas com as mesmas amostras de rocha usadas pelos laboratórios de análise do núcleo. Também usamos esses dados para criar um dispositivo de fluxo dedicado para validação em laboratório dos resultados da simulação de fluxo”, complementa.

Segundo ele, a tecnologia funciona com base em imagens de rocha tiradas em escala microscópica. “As amostras de rocha para criar uma rocha digital podem, em princípio, provir de qualquer reservatório”, afiança. O que tornaria possível a sua aplicação em distintos cenários, como o do pré-sal e do Ártico.

“Desde que seja possível capturar imagens das amostras de rochas e recriar computacionalmente a rede capilar dentro da rocha, podemos aplicar a tecnologia. Se os dados da imagem já foram criados durante a análise principal, a aplicação do FlowDiscovery nesses mesmos dados também é direta”, assegura o líder do projeto.

Em relação aos reservatórios de gás não convencional, como o shale gas, ele lembra que é um trabalho de pesquisa em andamento. “Seguimos a linha atual, devido à importância do dióxido de carbono”, diz Steiner.

Impacto ambiental

Os pesquisadores acreditam que o software poderia ter aplicações no estudo de concreto em engenharia civil e na análise de transporte envolvendo água e nutrientes de plantas no solo. “Em termos mais gerais, também pode ser utilizado no estudo de processos de extração industrial envolvendo fluxo de fluido em meios porosos”, diz Mathias Steiner.

A tecnologia tem um forte apelo ambiental, uma vez que o uso ineficiente da água é um dos maiores problemas na produção de alimentos e na geração de energia. Somente no Brasil, a cada segundo são retirados dos rios 2,3 milhões de litros de água para uso industrial. O desperdício de recursos naturais escassos pode ser drasticamente reduzido usando tecnologias adequadas.

A IBM acredita que o FlowDiscovery poderá reduzir o impacto ambiental provocado pelos mais distintos processos industriais, da extração de petróleo ao cultivo de alimentos. Os bons resultados da parceria podem gerar frutos. “Enquanto trabalhamos juntos no FlowDiscovery, já estamos analisando futuras oportunidades conjuntas com a Solintec e o IFSC-USP”, conclui o gerente de Tecnologia Industrial e Ciência da IBM Research Brasil.