Fraturamento hidráulico aplicado a gás de folhelho : aspectos teóricos e práticos

Abstract

Neste trabalho estudam-se os reservatórios não convencionais de petróleo, com foco em gás de folhelho e no método de extração desse gás, denominado fraturamento hidráulico. Para alcançar o foco do trabalho, é feita uma abordagem básica sobre engenharia de petróleo. Inicialmente a área de engenharia de petróleo desenvolvida no projeto remete ao processo de produção de petróleo. As etapas desse processo são: prospecção, perfuração e produção. No entanto a etapa mais interessante para esse estudo é a produção, etapa onde pode ser aplicado o método de fraturamento hidráulico. No trabalho também são apresentadas as etapas de formação do petróleo: geração, migração, acumulação e preservação. O petróleo não convencional de folhelho passa pelas mesmas fases, no entanto, o processo de migração é diferente do petróleo convencional. Ao invés de migrar para uma formação mais permeável e porosa, ela migra para uma rocha de baixa permeabilidade ou impermeável, dificultando a produção. Isso dificulta a extração do óleo/gás de folhelho, gerando a necessidade do uso da técnica de fraturamento hidráulico. O fraturamento hidráulico é uma técnica de estimulação de poço, que consiste em injetar um fluido viscoso sob pressão na rocha. O diferencial de pressão gerado pela injeção do fluido inicia uma fratura que se propaga pela rocha, facilitando a extração dos hidrocarbonetos presentes na rocha. Embora seja uma técnica muito eficiente para a estimulação de poços, gera muitas polêmicas ambientais, relacionadas à contaminação de lençóis freáticos. Em alguns países como a França, o fraturamento hidráulico é proibido por lei. Para projetar a perfuração de poço por meio de fraturamento hidráulico é necessário conhecer como a fratura se propaga e para calcular isso há vários métodos, sendo que um dos mais difundido na indústria petrolífera é o PKN. Este método considera que a fratura tem seção elíptica. Neste trabalho foram usadas duas formulações para calcular a propagação das fraturas, além disso, o leak off e a poroelasticidade foram consideradas nos cálculos. Os resultados apresentados demonstram que a formulação utilizada interfere nos resultados finais. Outro aspecto importante é que a simplificação da secção elíptica para uma secção na forma de losango, proposta por Morais (2013), leva a resultados satisfatórios. Além disso, a consideração ou não dos efeitos da poroelasticidade na formulação podem levar resultados distintos.