DOCUMENTO PROTEGIDO PELA LEI DE DIREITO AUTORAL

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1 UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO SENSO AVM FACULDADE INTEGRADA MACONDO: LIÇÕES APRENDIDAS Por: Anderson Henrique da Silva Fernandes Orientadora: Maria Esther de Araújo DOCUMENTO PROTEGIDO PELA LEI DE DIREITO AUTORAL Rio de Janeiro

2 UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES PÓS-GRADUAÇÃO LATO SENSU AVM FACULDADE INTEGRADA MACONDO: LIÇÕES APRENDIDAS Anderson Henrique da Silva Fernandes Apresentação de monografia à AVM Faculdade Integrada Universidade Candido Mendes como requisito parcial para obtenção do grau de especialista em Gestão Ambiental Orientador: Maria Esther de Araújo Rio de Janeiro

3 AGRADECIMENTOS Felipe Carvalho Daivid Menezes Daniel Martins Manoela Teixeira Daniel Cruz 3

4 DEDICATÓRIA À minha esposa Adriana pelo apoio e atenção. 4

5 RESUMO Em 2010 a plataforma Deepwater Horizon da British Petroleum, sofreu um grave acidente e afundou, provocando um grande vazamento de petróleo para o mar. A poluição atingiu principalmente o litoral dos estados americanos da Flórida, Alabama, Mississipi e Louisiana. Durante uma operação de cimentação do poço de petróleo, no qual a plataforma atuava, ocorreu o Kick de gás no qual não foi detectado a tempo de se fechar o poço. Como resultado, houve um Blowout (erupção do poço), seguido de uma grande explosão, afundamento da plataforma e poluição do mar. Para a realização do trabalho, foram feitas basicamente duas análises. A primeira sobre as falhas das barreiras de segurança que provocaram esse acidente, causado vazamento de petróleo no fundo do mar (Blowout submarino). Através da elaboração de um Bowtie, baseado nas informações da British Petroleum, ficou evidenciado que o projeto do poço foi falho em vários itens de segurança, como mostra o seu relatório do acidente. A segunda análise foi sobre o impacto ambiental provocado pelo vazamento de petróleo no mar. Também foram descritos basicamente a estrutura operacional de uma plataforma de perfuração, com o objetivo de esclarecer um pouco o trabalho off shore de construção e manutenção de poços no mar. Através dessa abordagem em conjunto ficou evidente que as atividades de sondagem no mar são um grande risco para a segurança ambiental se não for adotado a risca modelos de gestão de segurança operacional e de processo. Ficou evidenciado que ações de eliminação das não-conformidades no processo de perfuração e completação de poços também aumentam os níveis de segurança operacional. O desastre com a plataforma de perfuração Deepwater Horizon mostrou que os acidentes de processo podem ocorrer, mesmo numa sonda moderna de ultima geração e com equipes de trabalho experientes. A elaboração de indicadores de segurança para perfuração pode ajudar os gestores a atuarem de forma precisa na elaboração das barreiras de segurança contra esse tipo de desastre. 5

6 METODOLOGIA A metodologia foi baseada primeiramente na pesquisa bibliográfica sobre os temas segurança de poço, gestão de segurança de processo, degradação ambiental e segurança nas operações de perfuração. Buscaram-se também artigos, fotografias, relatórios, etc. relacionados ao acidente de Macondo e a degradação ambiental causada pelo vazamento de petróleo no mar. A internet serviu como ferramenta básica na busca de informações específicas sobre o acidente de Macondo. Numa segunda etapa foi realizado o estudo do material referente à metodologia do Bowtie e sobre o conceito de Segurança Operacional e de Processo. A construção de um Bowtie serviu para a análise de integridade das barreiras de segurança na plataforma de perfuração. Na terceira etapa foi feita o estudo de todo o material, a construção de gráficos e planilhas e a elaboração do presente trabalho escrito. Buscou-se, sobretudo focar as relações entre a gestão de segurança na atividade de sondagem marítima com a segurança ambiental. A abordagem em Segurança de Processo, que se fundamenta na idéia de que a ocorrência de pequenas falhas ao longo de um processo industrial de produção pode culminar com um grande acidente ou um acidente de processo, serviu como referencia ao entendimento teórico das causas que levaram ao acidente e, conseqüentemente, ao desastre ambiental. 6

7 SUMÁRIO INTRODUÇÃO... 8 CAPÍTULO I A perfuração de poços de petróleo...10 CAPÍTULO II O acidente de Macondo...18 CAPÍTULO III Os danos ambientais versus Gestão de segurança Degradação das barreiras de segurança na Deepwater Horizon Efeito do óleo no mar...38 CONCLUSÃO... Erro! Indicador não definido.44 BIBLIOGRAFIA...46 WEBGRAFIA ANEXOS

8 INTRODUÇÃO A gestão ambiental é imprescindível na indústria petrolífera, sobretudo em atividades críticas como a perfuração de poços de petróleo offshore, em função dos grandes riscos ambientais envolvidos (Santos, 2013; Ziolli, 2013). No Brasil e no mundo o segmento de perfuração de poços de petróleo deverá expandir muito suas atividades nos próximos anos, principalmente em função de novas descobertas como o Pré-sal na plataforma continental brasileira e no Golfo do México (Milani, 2000; Petrobras, 2013). Estima-se que a produção em 2017 no Brasil deverá alcançar um milhão de barris/dia só com a produção do Pré-sal (Petrobras, 2013). A crescente demanda nacional e internacional exige volumes cada vez maiores desse recurso natural fóssil. (EPE, 2008). Diante desse cenário promissor, o número de plataformas de perfuração em atividade vem aumentando rapidamente no mundo, sobretudo no Brasil (EPE, 2008). Concomitantemente, a quantidade de desastres ambientais poderá aumentar (Silva, 2011). Grandes desastres ambientais ocorridos recentemente com plataformas de perfuração no Golfo do México, chamam a atenção devido a sua gravidade (Silva, 2011). Em 2010 a plataforma de perfuração Deepwater Horizon de propriedade da Transocean e contratada pela British Petroleum, sofreu um grave acidente e afundou, provocando um grande vazamento de óleo para o mar. O Blowout submarino que durou vários dias causou grandes danos ambientais na região. A poluição atingiu uma grande área da superfície do mar e alcançou a costa dos estados americanos da Flórida, Alabama, Mississipi e Louisiana. Segundo o ITOPF (2013) foi o maior desastre ambiental marinho dos EUA. Segundo Aleixo (2007) petróleo lançado no mar pode se degradar rapidamente ou não dependendo de vários fatores como a quantidade lançada, localização do acidente e clima. Porém, os ecossistemas marinhos e os próprios seres vivos podem ser gravemente prejudicados quando em contato com o óleo. Várias espécies do fitoplancton (base de a cadeia alimentar marinha), de peixes, pássaros, mamíferos, zooplancton, etc., têm o desenvolvimento de vida prejudicado. Substâncias tóxicas do petróleo podem ir se acumulando na cadeia trófica marinha, podendo ocorrer a biomagnificação (Ziolli, 2013). O objetivo geral do trabalho é discutir as causas e as conseqüências do acidente ambiental com plataforma Deepwater Horizon. O objetivo específico é discutir as questões que * Transocean é um fornecedor internacional líder de serviços de perfuração offshore sob contrato para empresas de energia. 8

9 envolvem segurança operacional e meio ambiente na perfuração e mostrar que ferramentas de suporte a decisão como o Bowtie podem ajudar os gestores na tomada de decisões, tanto na fase do projeto como na operação e ainda na análise e gestão dos riscos. Sobretudo, buscar identificar as lições deixadas. Segundo o relatório da BP (2010) o desastre de Macondo ocorreu devido a uma seqüência de falhas, que resultaram num kick, seguido de um blowout que provocou a perda da plataforma e do poço. O blowout submarino lançou milhões de barris de petróleo no mar, provocando a degradação de ecossistemas marinhos como os salt marshes, corais, contaminação dos sedimentos litorâneos e da água do mar (ITOPF, 2013). A perda do poço e da plataforma foi só uma pequena parcela se comparado com os imensos prejuízos ambientais, financeiros, sociais e com a perda das vidas humanas (ITOPF, 2013). As causas que levaram ao acidente com a plataforma da British Petroleum - Deepwater Horizon e as conseqüências ambientais serão analisadas. 9

10 CAPÍTULO I A perfuração de poços de petróleo Para manter a produção de petróleo é necessário haver continuamente a perfuração de novos poços (EPE, 2008). Os poços cuja produção decaiu com o passar do tempo, necessitam de um workover ou uma intervenção de manutenção (Almeida, 2006). Poços que já não produzem mais são abandonados e tamponados com cimento. Todas essas atividades requerem uma sonda de perfuração, na qual possui equipamentos apropriados que possuem robustez e confiabilidade exigidas nas atividades diárias (Almeida, 2006). Os riscos são minimizados através de procedimentos operacionais especiais e com pessoal altamente capacitado (Thomaz, 2004). Muitos campos petrolíferos no mundo estão localizados nas plataformas marítimas de alguns continentes (EPE, 2008; Milani, 2001). Normalmente, segundo Santos (2013), atividades de exploração de petróleo no mar requerem um planejamento minucioso das operações para se prevenir acidentes e diminuir os riscos. É comum um poço de petróleo atravessar rochas porosas que contém fluidos em alta pressão (Rocha, 2009). Durante a perfuração de um poço, o que mantém esses fluidos retidos nas formações rochosas é a pressão hidrostática gerada pelo fluido de perfuração, que possui uma determinada massa específica (Rocha, 2009). O fluido de perfuração, nesse contexto, é considerado a primeira barreira de segurança, pois dentre as suas várias funções, também impede que os fluidos da formação invadam o espaço anular do poço ou que ocorra um influxo indesejável chamado de kick (Santos, 2013). O BOP (fig. 1), sigla de Blowout Preventer (Preventor de Erupção) é um equipamento robusto e complexo que possui um conjunto de válvulas ou preventores que fecham o espaço anular do poço, com ou sem coluna de perfuração no seu interior, a comando do Sondador. Esse procedimento ocorre principalmente em função da perda da primeira barreira de segurança do poço (Rocha, 2009). Os Equipamentos do Sistema de Controle de Poço Submarino (ESCP) são fundamentais para garantir a segurança das operações de perfuração e/ou intervenções em poços, por isso são considerados equipamentos críticos para a segurança e geralmente possuem um plano de manutenção especial para aumentar a confiabilidade (Thomas, 2004). Os ESCP incluem o BOP, válvulas de segurança de coluna, Diverter, Separador Atmosférico e a vácuo, Choke manifold e o Trip tank. Os ESCP têm como funções principais: circular gás do riser (riser de perfuração é um tipo de conduto que liga o BOP no fundo do mar - mud line até a sonda), fechar o poço, circular kick, detectar kick, monitorar o poço etc. O BOP deve fechar o poço em qualquer situação, mesmo havendo um blowout ou um blackout na sonda. Deve ainda possuir redundâncias de acionamento e funcionamento dos seus sistemas. Esse conceito visa diminuir o 10

11 risco causado por falhas no equipamento, pois deve haver uma redundância para cada função considerada importante para o controle do poço. Quando há perda dessa redundância diz-se que o equipamento ou a plataforma de perfuração encontra-se em estado degradado, pois ela não se poderá contar com uma segunda alternativa em caso de falha do equipamento degradado. Logo, dependendo da importância do equipamento para a segurança, deve-se fazer uma avaliação dos riscos da situação operacional do momento e efetuar o reparo o mais rápido possível para se recuperar a redundância (Rocha, 2009; Santos, 2013). Numa plataforma de perfuração é fundamental que o programa de manutenção nos equipamentos críticos funcione adequadamente, para que esses equipamentos atendam as exigências extremas das operações. Todos esses equipamentos devem estar sempre funcionais e devem ainda ser testados de acordo com os padrões e normas vigentes. Suas integridades devem ser observadas e monitoradas rotineiramente. Os sensores numa sonda também são elementos fundamentais para a segurança, pois auxiliam na detecção de gases vindos do poço como H 2 S, ocorrência de incêndios, vazamentos, pressão das linhas, etc. No caso das áreas classificadas os equipamentos elétricos devem ser certificados Ex ou a prova de explosão, pois no caso de vazamento de gases inflamáveis não deverá haver pontos de ignição. Algumas ferramentas devem ser especiais como as marretas de bronze, para não produzir faíscas. Essas áreas classificadas são discriminadas devido à possibilidade de formação de atmosfera explosiva em função da possibilidade de vazamento de gases inflamáveis provenientes do poço de petróleo (Thomaz, 2004; Santos, 2013; Rocha, 2009). As atividades com sondas de perfuração são essenciais para construção e manutenção dos poços. Além da perfuração, as sondas ou drilling rigs, são projetadas para construir os poços e ainda intervir neles (poços já construídos) para manutenção ou workover. Não há produção de petróleo se não houver renovação através da perfuração de poços em novos campos e workover em poços antigos, com baixa produção ou depletados. A vida de um poço pode ser resumida da seguinte maneira: elaboração do projeto do poço; perfuração propriamente dita, que envolve uma sonda; completação, no qual o poço é equipado para produzir; produção; intervenção e recompletação (workover) para manutenção da produção; abandono. O abandono se faz quando o reservatório(s) fica depletado e sua estimulação é inviável economicamente. Porém, as exigências para manter a produção total é muito grande. Devido a esse fato e aos altos preços das diárias das sondas, surgem novas tecnologias voltadas para a perfuração, que exige uma atualização dos conhecimentos quase que diariamente, por parte dos trabalhadores da sonda. A Um poço de petróleo pode estar em plena operação, maduro ou depletado (exaurido). 11

12 produção de um poço exige muito investimento, pois sem isso a produção não se mantém (Thomaz, 2007; Corrêa, 2012; Santos, 2013). A construção de um poço no mar (projeto) começa com o estudo da área para obtenção de dados geológicos locais (sísmica, mapas, etc.) e informações obtidas de poços que já foram perfurados na região. Em seguida, deve-se obter os dados da locação (meteorologia, oceanografia, relevo submarino, ecologia local, etc.) quanto maior a quantidade de informações melhor para o projeto e para segurança. Em seguida a determinação das geopressões (pressão dos poros da formação) para se determinar as características do fluido de perfuração que será utilizado e os equipamentos que serão usados na perfuração como tipo de BOP, composição da coluna de perfuração etc. (Rocha, 2009; Thomaz, 2007; Santos, 2013). As características da sonda são fundamentais para se perfurar o poço. Deve haver um critério de requisitos mínimos para escolha da sonda: capacidade máxima do guincho, capacidade do BOP, capacidade de lâmina d água, custos operacionais, Tipo de sonda: posicionamento dinâmico, ancorada ou alto-elevatória, etc. (Thomaz, 2004). As etapas da perfuração no mar (offshore) se iniciam com o posicionamento da plataforma de perfuração sobre o ponto determinado pelas coordenadas geográficas. Se for uma sonda semi-submersível ancorada deve-se primeiramente elaborar o projeto de ancoragem (Anchor Manual, 2013), que irá ser elaborado com base nos dados ambientais coletados na fase de coleta de dados. Os principais dados são profundidade local, correnteza predominante, relevo submarino, presença de corais, tipo de solo marinho, ventos predominantes e ondas predominantes. Deve haver sempre uma preocupação com o meio ambiente local (Rocha, 2009; Santos, 2013; Cedre, 2011-b). Sendo feita a ancoragem da plataforma através dos AHTS (Anchor Handling Tug Supply) ou rebocador de ancoragem, o controle é entregue a sonda de perfuração que dá inicio aos trabalhos, executando a seqüência de operações de perfuração do inicio de poço (Anchor Manual, 2013). A perfuração é realizada através da torre de perfuração e dos equipamentos auxiliares, tais como: bombas de lama; top drive; tanques de lama; compensador de movimento da coluna; coluna de tubos e comandos; heavy weight; mesa rotativa; Iron Rougneck; e outros. A escolha da broca de perfuração é feita em função do diâmetro do poço que se quer, da fase a ser perfurada e da dureza da rocha. A coluna de perfuração, assim montada, irá perfurar as rochas através da rotação, do peso sobre a broca e dos jatos de fluido. A coluna de perfuração é sustentada pela torre, na qual permite também que se faça as conexões de novas seções, conforme o poço vai sendo perfurado. Ao mesmo tempo em que é feita a perfuração, o fluido de 12

13 perfuração é injetado através do swivel pela coluna até a broca, na qual possui saídas por onde o fluido sai sob pressão, fragilizando a formação rochosa, resfriando e lubrificando a broca e carreando fragmentos de rocha resultantes até a superfície (Machado, 2002; Rocha, 2009). A passagem de fluido para a coluna só é possível através de um equipamento chamado swivel, no qual permite a injeção do fluido com rotação de coluna. A equipe de trabalho é composta pelo sondador, plataformista, torrista e colaboradores. O sondador é o responsável pelos trabalhos na sonda, segurança do poço e segurança da equipe, além de deter todo o conhecimento das operações e de todos os equipamentos de perfuração da sonda. Deve ainda possuir habilidades em liderança e coordenação. Os plataformistas e torristas trabalham sob a liderança do sondador, executando os trabalhos na boca da mesa e no Moon Pool, que é a área inferior da sonda de perfuração marítima, onde fica alojado o BOP durante o intervalo das perfurações. (Thomas, 2004; Santos, 2013). A primeira fase do poço se inicia com descida da base guia temporária e com uma coluna de perfuração sem o riser de perfuração, para perfurar a fase de 36 e instalação, em seguida, do revestimento estrutural. Nesse caso como as rochas superficiais não oferecem riscos de kick, a água do mar é utilizada como fluido de perfuração. Todo material perfurado é depositado no fundo do mar. Terminada a perfuração dessa fase, o poço precisa ser revestido por um tubo de revestimento e cimentado por fora entre a sua parede externa e a formação. Nesse caso o diâmetro do revestimento é um pouco menor que o diâmetro do poço aberto (significa que o poço não esta revestido, ou seja, o poço ou determinada fase está com a(s) formação(s) exposta(s)). Terminada a primeira fase, tem inicio a segunda fase com um diâmetro inferior e assim o processo se repete sucessivamente até se chegar à zona(s) produtora(s). Um poço pode ter até oito fases. A partir da perfuração da segunda fase, é necessário instalar o BOP para garantir a segurança. Esse equipamento permite que se feche o poço em situações de emergência (kick) ou mesmo se corte a coluna e feche o poço, para que não ocorra a evolução do kick. Concluída a perfuração e o revestimento com cimentação de todas as fases do poço, é preciso limpar o poço e canhonear a fase produtora para instalação da coluna de produção ou os equipamentos de produção (completação do poço). Completar um poço significa equipar o poço para que produza óleo ou gás (Santos, 2013). A instalação da árvore de natal (ANM) e a realização de testes de produção concluem os trabalhos (Thomaz, 2004; Rocha, 2009). O BOP (Fig. 1) é um equipamento fundamental para os trabalhos de perfuração e completação. Sem o BOP não há segurança contra um kick quando a primeira barreira é rompida (o fluido de perfuração). Dessa forma não é possível perfurar ou completar um poço (Santos 2013). 13

14 Fig. 1 - BOP O BOP é um equipamento robusto cuja função principal e mais importante é fechar e vedar o poço quando há risco de blowout. Ele possui um espaço anular, que liga o poço à sonda, por onde passa a coluna de perfuração e havendo necessidade, os preventores ou gavetas específicas fecham esse espaço sem danificar o tubo, vedando o poço. Ele é considerado um equipamento crítico, do ponto de vista da segurança operacional. Pode pesar até quatrocentas toneladas e uma altura em torno de doze metros. Não há perfuração de poços de petróleo sem o BOP, pois é o principal equipamento de segurança do poço durante essa atividade. BOP s podem pesar até 400 toneladas. Fonte: (Thomas, 2004). Um poço de petróleo é uma estrutura que pode ser construída tanto em terra (on shore) quanto em mar (off shore). O alvo do poço é uma formação produtora que, após avaliações indiretas (sísmica e gravimetria, por exemplo), é considerado, a princípio, viável economicamente. Um projeto de poço contém etapas que vão depender de vários fatores que incluem, entre outros: finalidade do poço, zonas anormalmente pressurizadas, zonas com perda de circulação e o máximo comprimento de poço aberto. As diferentes fases são revestidas por tubos de revestimento de diferentes diâmetros e resistência. Esses tubos quando posicionados no poço são revestidos externamente com cimento. A formação produtora é canhoneada para que o hidrocarboneto possa influir para o poço no momento da produção. O poço também pode ser direcional ou vertical de acordo com a necessidade. No caso de poço direcional, a tecnologia usada na perfuração é bem mais sofisticada que num poço convencional. Após a perfuração, o poço tem que ser completado ou equipado com uma coluna de produção para poder entrar em operação (Rocha, 2009; Thomaz, 2004). Durante a perfuração ou completação há muitos riscos operacionais. O momento mais crítico para a segurança é a ocorrência de um kick. O kick (influxo indesejável para o poço) pode ser de óleo, gás ou água, mas o kick de gás é extremamente perigoso e pode evoluir para um 14

15 blowout (erupção do poço), podendo resultar em explosão e possíveis vazamentos de óleo para o mar, com danos aos ecossistemas e as pessoas (Santos, 2013). Segundo Rocha, (2009), todo kick deve ser tratado como kick de gás, até que se tenha certeza de sua composição. O volume de um kick correspondente a um barril de gás poderá chegar à superfície com um volume centenas de vezes maior e com pressões altíssimas (Santos, 2013). Um poço HPHT de gás em águas profundas e ultraprofundas é o que apresenta os maiores riscos, pois o controle do poço é mais complicado devido a uma série de complicações (Santos, 2013). Um desses fatores é a dificuldade de detecção do kick, pois é imperativa a sua identificação o mais cedo possível (Santos, 2013). Outro grande problema é a janela operacional estreita em poços profundos (Santos, 2013; Rocha, 2009). Um kick de gás ocorre principalmente quando o fluido de perfuração tem um peso errado, ou seja, a pressão hidrostática exercida pelo fluido no poço é menor do que a pressão da formação produtora. Porém, se a pressão hidrostática for maior que o necessário, pode provocar rachaduras nas rochas, processo conhecido como fraturamento ou fazer com que ocorra a injeção de fluidos para dentro da rocha (perda de circulação). Portanto, deve haver uma janela operacional, no qual se delimite a máxima e a mínima pressão hidrostática para se operar (Rocha, 2009). Portanto, cada poço possui sua própria janela operacional e o seu monitoramento é fundamental para a segurança (Rocha, 2009). Há vários meios de se identificar a eminência da ocorrência de um kick, alguns dos principais são: aumento da velocidade de perfuração, corte da lama por gás (a incorporação de fluidos da formação no fluido de perfuração é conhecida com o nome de corte de lama ), características da forma dos cascalhos, alterações nas propriedades do fluido de perfuração e aumento da temperatura do fluido de perfuração (Santos, 2013). As contaminações do fluido podem mudar suas características e aumentar os riscos de perda da segurança de poço. A pressão hidrostática do fluido de perfuração é dada pela formula Ph (em PSI) = 0,1704.ρ.h onde 0,1704 é uma constante; ρ é massa específica do fluido e h é a altura em metros (na vertical) da coluna de fluido. A condição ideal é a de que a pressão hidrostática mantenha os fluidos da formação (rochas produtoras) fora do espaço anular do poço, não deixando haver qualquer tipo de kick e ao mesmo tempo sem fraturar a formação (Santos, 2013). Por isso que o fluido de perfuração, que se constitui na primeira barreira de proteção contra o kick, deve ser bem dimensionado. Em resumo, qualquer mudança nos parâmetros do fluido deve ser considerado e avaliado. O fluido de perfuração é uma mistura complexa de sólidos, líquidos e produtos químicos. Ele é projetado de forma a garantir uma perfuração rápida e segura, apresentando as seguintes características: ser bombeável, estabilizar as paredes do poço, resfriar e lubrificar a broca, gerar pressão 15

16 hidrostática, transmitir potencia hidráulica, etc. podendo ser classificado da seguinte forma (Santos, 2013): a) Base d água b) Base óleo usado principalmente em poços HPHT e formações como o pré-sal. c) Base ar usado em zonas com perda de circulação severas O conhecimento prático das operações e o treinamento das equipes são essenciais para o sucesso das operações, sem ocorrência de acidentes (Reason, 1997). Em resumo, o importante é que quando houver a expectativa de hidrocarbonetos, devem existir pelo menos duas barreiras de segurança não degradadas (principio da redundância) e independentes entre si que são o fluido de perfuração e o BOP (Rocha, 2009; Santos, 2013). O tempo em que o sondador percebe o kick e o fechamento do poço deve ser o mais curto possível, pois quanto mais demorar mais gás poderá entrar no poço, tornando o seu controle mais difícil ou até mesmo impossível. Mesmo que não se tenha certeza do tipo de kick (gás, água ou óleo) ele deve ser tratado como gás (Santos, 2013). Toda a equipe de trabalho deve possuir uma certificação de Controle de Poço e os conhecimentos necessários para ser prevenir ou amenizar os riscos de kick. A manutenção dos equipamentos de perfuração é também extremamente importante para segurança e o controle do poço. A utilização do conceito de requisitos mínimos para a escolha das plataformas de perfuração é fundamental, pois permite com que não se contrate uma sonda que seja inadequada ao projeto do poço. Por exemplo: uma sonda que tenha um BOP com capacidade máxima de pressão igual a cinco mil psi (psi = pound force per square inch) não poderá trabalhar num projeto de poço onde as pressões esperadas são superiores a este valor (Rocha, 2009; Santos, 2013). Existem particularidades associados à perfuração que interferem diretamente na segurança das operações. Essas particularidades poderão representar um risco a mais às atividades e exigem um desempenho mais atencioso das equipes de trabalho com a segurança. Segue abaixo alguns exemplos dessas características especiais mais críticas (Rocha, 2009): a) Geohazards: é qualquer processo geológico ou hidrológico que possa oferecer riscos aos trabalhadores ou às instalações de perfuração. São exemplos de alguns geohazards: gases rasos, hidratos, deslizamentos, terremotos, etc. antes de iniciar o trabalho de perfuração, deve ser feito um trabalho de investigação de possíveis geohazards para escolha correta da sonda e da locação. 16

17 b) Perfuração em zonas de sal: o planejamento do poço deve considerar que a camada de sal pode se comportar como um fluxo plástico e, dessa forma, colapsar o poço. Os fluidos de perfuração não podem solubilizar o sal da formação. c) Poços HPHT: são poços que atravessam zonas anormalmente pressurizadas e com altos gradientes de temperatura. São poços com janelas operacionais estreitas e com problemas de manutenção dos parâmetros reológicos do fluido de perfuração. d) Falsos kicks: são influxos resultantes do retorno do fluido de perfuração por alivio da pressão no poço, causado pela pressão de bombeio da sonda. Esse fenômeno pode mascarar um kick verdadeiro. 17

18 CAPÍTULO II O acidente de Macondo Segundo o relatório da BP (2010), o acidente de Macondo mostrou que a segurança operacional deve ser prioridade nas atividades de perfuração de poços. Segundo Milani (2001), o Golfo do México é uma região rica em petróleo, mas não tanto quanto a Venezuela. Ele salienta que desde 1985 até os dias de hoje, tem ocorrido uma acelerada busca pelas riquezas petrolíferas situadas em águas profundas (lâminas d água superiores a 401m) e ultraprofundas (lâminas d água superiores a 1500m) dos taludes e sopés das margens continentais de determinadas regiões do planeta. Por se tratar de poços mais profundos, feitos a partir do leito marinho, a grandes profundezas de lâmina d água, são mais complexos e envolvem riscos de impactos maiores ao meio ambiente. Segundo os dados da ITOPF (2013), o poço de Macondo está localizado numa região onde a atividade pesqueira é muito importante. O reservatório onde se situa o poço do acidente com a Deepwater Horizon é o campo de Mississipi Canyon, no bloco 252, chamado de Macondo. Era um poço de exploração que visava a detecção de hidrocarbonetos em quantidade economicamente viável. Porém, Macondo possui peculiaridades que deveriam ser bem tratados durante o projeto inicial do poço: situado em águas profundas e do tipo HPHT ou poço com pressões e temperaturas anormalmente altas, que representam riscos adicionais para ocorrência do kick, pois a janela operacional deve ser estreita, ou seja, não se deve elevar o peso do fluido de perfuração para se gerar uma condição melhor de segurança (margem de segurança) sob pena de fraturar as rochas da formação (BP, 2010). Por outro lado, qualquer pequena variação negativa do peso da lama, provocada, por exemplo, por contaminantes (água, óleo, etc.) ou mesmo diminuição do nível hidrostático do fluido no poço, por descuido do sondador, pode provocar um Kick por diminuição da pressão hidrostática. Em resumo, as margens de variação do peso da lama, tanto pra mais, quanto pra menos, são muito pequenas para águas profundas (Rocha, 2009). Há vários parâmetros (indicadores) de zonas anormalmente pressurizadas como o aumento da taxa de penetração durante a perfuração e o aspecto dos cascalhos. O sondador deve ficar atento a todos os indicadores, pois representam um possível alerta. O poço de Macondo (Fig. 2) estava sendo perfurado em lâmina d água profunda, o que traz uma série de aspectos importantes para segurança, como por exemplo, a ausência de Margem de Segurança de Riser, que é um adicional de peso no fluido de perfuração para melhorar a segurança em caso de desconexão de emergência. (Rocha, 2009). 18

19 O acidente de Macondo foi um dos maiores já ocorridos na perfuração mundial (ITOPF, 2013). A busca por petróleo torna-se cada vez mais complicada em função das condições geoambientais das novas descobertas (Rocha, 2009). As novas reservas estão localizadas em lâminas d água cada vez mais profundas, poços perfurados em largas camadas de rochas de sal, presença de H 2 S ou CO 2, riscos de formação de hidratos e com características HPHT como dito anteriormente (BP, 2010). O Golfo do México possui uma plataforma continental larga em quase todos os pontos da costa, com a presença de grandes reservas de petróleo em alguns pontos (principalmente a oeste), que é explorado através de plataformas marítimas. Porém, possui vários ecossistemas importantes para a manutenção da pesca local como os salt marshes e os corais. Segundo o IADC (2011b) o drástico acidente resultou num enorme impacto ambiental no Golfo do México e foi um grande alerta para a necessidade de expandir o comprometimento das empresas com a segurança. De acordo com ITOPF (2013) o afundamento da Deepwater Horizon foi só o começo de um drama que permanecerá por anos (Fig. 17). Nem mesmo suas características tecnológicas de ultima geração evitaram o desastre. Ela era uma plataforma semi-submersível, de posicionamento dinâmico, classe três (plataforma de perfuração com geradores separados, isolados e com sistemas de geração elétrica independente), podia operar em águas ultraprofundas (lâmina d água acima de 1500 m de profundidade). Foi construída em 2001 pela Hyundai Heavy Industries em Ulsan (Coreia do Sul). Era de propriedade de Transocean e estava arrendada à British Petroleum (BP), uma empresa multinacional sediada no Reino Unido que opera no setor de energia, sobretudo de petróleo e gás. De acordo com o relatório da BP (2010) no dia 20 de abril de 2010, a cerca de 80 km da costa do estado da Louisiana EUA, a Deepwater Horizon sofreu uma explosão, causada por um blowout que não foi contido a tempo. Dezessete pessoas ficaram feridas e onze morreram. A Guarda Costeira americana conseguiu evacuar rapidamente 115 dos 126 trabalhadores da plataforma (ITOPF, 2012). Dois dias depois, a plataforma afundou e os a m 3 de óleo estocado na plataforma foram lançados ao mar, além do fluido de perfuração contido no riser (Tubulação que faz a ligação entre o poço e a sonda de perfuração). Ocorreu uma intensa mobilização de pessoas e equipamentos em resposta ao acidente. Observações realizadas por submarinos operados remotamente (ROV s) mostrou a ocorrência de um blowout submarino, com uma vazão de 159 m 3 de óleo cru por dia, numa profundidade de metros (BP, 2010). Dias depois, novas estimativas revelaram que o vazamento poderia ser cinco vezes maior do que o inicialmente imaginado. Assim, estariam Hidratos de metano ou clatrato é um gelo com gás metano formado em condições determinadas de temperatura e pressão. 19

20 vazando em torno de 800 m 3 de o petróleo bruto diário (ITOPF 2012). No dia 30 de abril, os estados americanos da Louisiana, Alabama, Flórida e Mississippi declaram estado de emergência, pois seus ecossistemas litorâneos estavam seriamente ameaçados a uma poluição maciça de petróleo. O governo americano fez um comunicado declarando o vazamento como um "desastre nacional". Em dois de maio, o presidente dos EUA, Barack Obama, voou para Louisiana para inspecionar pessoalmente as operações de resposta, em uma demonstração de solidariedade para com os pescadores locais e as populações costeiras. A principal estratégia das autoridades americanas era impedir que o óleo chegasse ao litoral, principalmente em áreas consideradas críticas do ponto de vista ecológico. Assim, diversas técnicas foram utilizadas para recuperar o óleo como o uso de dispersantes químicos e as barreiras de contenção (Fig. 10). A BP (2010) tentou tamponar o vazamento com uma câmara de contenção. Duas cúpulas de metal foram especialmente projetadas e construídas na Louisiana. Uma dessas câmaras de contenção foi levada para o mar na noite de cinco de maio de 2010 para tentar conter o vazamento. Vários navios de apoio foram mobilizados, voluntários trabalharam na recuperação de animais e pesquisadores acompanhavam a evolução da mancha no mar por satélite. Em cinco de agosto, as autoridades norte-americanas anunciaram que através de uma operação especial tinham controlado o vazamento com sucesso (Fig.8). Em paralelo foram perfurados dois poços de alívio para a injeção de fluido pesado na formação e, em seguida, dia dezenove de setembro o poço é cimentado (ITOPF 2012). A Deepwater Horizon, apesar de ser considerada uma plataforma de alta tecnologia, com uma equipe de trabalho experiente, não foram requisitos suficientes para evitar as falhas que possibilitaram o rompimento das barreiras de segurança que poderiam evitar o desastre (ITOPF, 2013). Durante a operação de cimentação do poço, a cinco mil e quinhentos metros de profundidade, aproximadamente, ocorreu o Kick que não foi detectado a tempo de fechar o poço. Segundo o relatório da BP (2010), as falhas no projeto de cimentação, nos equipamentos de segurança de poço e na detecção do kick foram os principais responsáveis pelo desastre. Nem mesmo o sondador ou alguém da equipe percebeu os indícios do influxo de gás no poço, o que corresponderia a uma falha humana grave. Alguns alarmes de detecção de gás no fluido estavam por algum motivo desligados (BP, 2010). O Relatório Baker (2013), produzido após o acidente numa refinaria do Texas pertencente à BP, em 2005, apontou que faltava uma "cultura de segurança" entre os trabalhadores e que havia foco na excelência de segurança pessoal, mas não de processos. O British Petroleum é uma companhia de petróleo multinacional sediada no Reino Unido 20

21 Relatório salientou também que apesar da BP possuir políticas rígidas de segurança, a sua aplicação não era consistente nas unidades. De acordo com a análise do relatório do acidente de Macondo, (BP, 2010) o mesmo ocorreu com a Deepwater Horizon. Após as análises da comissão de investigação da BP, não havia evidências claras sobre a reação imediata do pessoal, nem sobre o funcionamento do Blowout Preventer (Fig. 1) e nem dos seus sistemas de Backup. A causa primordial, segundo a comissão que investigou o acidente da Deepwater Horizon, foi um erro no projeto de cimentação que levou a um kick mais as falhas subseqüentes nas barreiras de segurança (CEDRE, 2011; BP, 2010). Segundo os dados do relatório da BP (2010), após a descida do revestimento no poço, foi iniciado o processo de cimentação através do bombeio de pasta pela coluna de trabalho, para que o cimento preencha o espaço entre a formação e a parede externa do revestimento. A função do cimento é a de prover um suporte para o revestimento e ainda isolar as formações, de modo que não haja migração de fluidos entre diferentes zonas produtoras. Porém, de acordo com o relatório a Deepwater Horizon utilizou uma pasta especial. Consultando a Halliburton, empresa prestadora de serviços de cimentação, a BP optou por usar a pasta de cimento nitrogenada, uma fórmula de cimento aerada com pequenas bolhas de nitrogênio, que é injetado na pasta de cimento imediatamente antes de ser bombeado para o poço. Essa formulação foi escolhida por deixar o cimento mais leve, de 16.7 para 14.5 ppg (pounds per gallon ou libras por galão), reduzindo, portanto, a pressão que ele exerceria sobre a frágil formação. As bolhas, em teoria, também ajudariam a balancear a pressão de poros da formação e limpar o fluido de perfuração do espaço anular conforme o cimento fluísse (BP, 2010). Ainda segundo o relatório da BP (2010) a Halliburton é a empresa líder no segmento em espuma de cimento, mas a BP tinha pouca experiência com tal tecnologia usada para cimentar os revestimentos de produção naquela profundidade. As condições do poço de Macondo eram peculiares, pois se tratava de um poço HPHT (Fig. 2) e formação rochosa frágil. A pressão de poros da formação acabou vencendo a barreira hidrostática do cimento (kick), fazendo com que o gás invadisse o poço e entrando pela coluna de bombeio do cimento, graças a um defeito numa válvula que deveria impedi-la. O gás, por diferencial de densidade, se deslocou em direção a sonda. Nesse momento o poço deveria ser fechado o que não ocorreu. Todo fluido invasor do poço é detectável pelo sondador através de vários equipamentos que monitoram as condições do poço, contudo o sondador da Deepwater Horizon possivelmente não deveria está atento a aos avisos que o poço emitia. Ele deveria, após detectar o influxo indesejável, fechar o poço Galão é uma unidade de medida de volume de líquidos, utilizada na comunidade anglo saxônico e equivale a 3,78 litros. Libra internacional é a unidade de massa definida como exatamente 0,45 quilogramas 21

22 imediatamente para que o kick não evoluísse com a continuidade do influxo de gás para o espaço anular. O sondador só percebeu o Kick quarenta minutos depois do primeiro influxo, tornando a partir de então, qualquer operação extremamente perigosa. Nesse ponto, o controle da situação era extremamente crítico, pois o gás, em tese, já poderia possuir um enorme volume no poço e, estando próxima a sonda, poderia causar um vazamento e explosão. Quando o sondador tomou a iniciativa de fechar o poço, já era muito tarde, pois o fechamento do poço deve ser necessariamente realizado nos primeiros momentos da ocorrência do kick. Quanto antes se fechar o poço melhor para controlá-lo posteriormente, pois o volume de gás é menor. Contudo, o relatório do acidente indicou que o BOP falhou ao ser acionado, até mesmo seus sistemas Backup s * e todos os outros equipamentos críticos para o controle do poço. No acidente com a Deepwater Horizon, novamente o nome da BP uma das primeiras petroleiras no mundo a investir na construção de uma imagem ambientalmente correta aparece no centro de um grande desastre, mostrando que mesmo uma empresa de alto nível em gestão, pode sofrer um grande acidente de processo (BP, 2010; ITOPF 2012). Fig. 2 - Esquemático do poço de Macondo O desenho do poço de Macondo, mostrando as diferentes fases do poço. Tanto o revestimento quanto a cimentação do poço são fundamentais para manter sua integridade e viabilizar a extração de óleo ou gás. Após a perfuração da primeira fase é necessário instalar o BOP para segurança da sonda. A fase mais crítica é quando se atinge a formação produtora. Nessa fase os parâmetros da perfuração devem ser monitorados continuamente pelo sondador para que no caso de um Kick o poço possa ser fechado o mais rápido possível, para que a pressão no poço não permita mais o influxo. Quanto mais se demorar no fechamento do poço, maior será o Kick e mais difícil e perigoso será retirá-lo do poço. No caso de Macondo, o Kick ocorreu na cimentação do ultimo revestimento em função de um erro na composição do cimento, que provocou um decréscimo na pressão hidrostática. O gás invadiu o espaço anular e entrou por dentro da coluna de cimentação em função de um defeito numa válvula. A pressão do kick, * Sistema acústico do BOP no qual permite o acionamento de algumas funções remotamente. 22

23 checada na sala de bombeio do cimento, foi confundida com a completação da cimentação, fazendo com que ninguém suspeitasse do influxo. Por outro lado, a linha de kill, por onde se verificada a pressão do poço, estava bloqueada. Logo, o sondador não tinha como detectara pressão pelo kill. Quando o gás alcançou a mesa rotativa (área da sonda), o sistema de proteção contra gás no riser chamado Diverter falhou por não suportar alta pressão ou não foi acionado e a área da sonda foi tomada pelo gás (blowout). O Diverter poderia ter direcionado o gás para fora da plataforma o que não ocorreu devido à outra falha. Quando houve a explosão seguida do incêndio, o sistema de prevenção contra fogo também falhou. Durante o blowout o BOP poderia ser fechado, mas provavelmente falhou e os sistemas de redundância acústica estavam desabilitados. Uma seqüência de falhas provocou acidente e, conseqüentemente, o desastre ambiental. Fonte: CAPÍTULO III Os danos ambientais versus gestão de segurança O petróleo é um recurso natural praticamente insubstituível na nossa sociedade (Almeida, 2006). É uma fonte de energia não renovável, de origem fóssil e é matéria prima da indústria petrolífera e petroquímica (Almeida, 2006). Além de ser uma importante fonte de energia mundial, é também uma fonte de milhares de produtos da petroquímica (Fellenberg, 1980; Almeida, 2006). Porém, diante de tamanha importância para as sociedades, contraditoriamente, quando é lançado acidentalmente no meio ambiente, torna-se um importante poluidor de águas e ecossistemas (Silva, 2011). Segundo o cientista Ed Overton *, ITOPF (2013), especialista em meio ambiente da Universidade de Louisiana, em entrevista a rede de televisão inglesa BBC (ITOPF, 2013), afirmou que o óleo que não for recolhido será degradado naturalmente por microorganismos que se alimentam do óleo e que em função das condições climáticas da região, favorecem a decomposição do óleo. Porém, prossegue ele, a exposição dos ecossistemas a poluição traz conseqüências adversas à vida marinha. Os ecossistemas de alto mar são relativamente pouco afetados em função do alto grau de dispersão do óleo (Fellemberg, 1980). Porém, os ecossistemas costeiros, principalmente os manguezais, as praias planas de areia com granulometria fina e em baías são os mais afetados devido à pequena capacidade de dispersão nesses meios (ITOPF 2013). Segundo o relatório da BP (2010) a extensão do litoral do estado da Luisiana, principal estado afetado pelo acidente de Macondo, é de 639 km, sendo recortados por várias baias, ilhas e estuários, com grande destaque para o delta do rio Mississipi. Joye (2010) argumenta que as conseqüências de uma poluição aguda de petróleo (acidental) vão depender do tipo do óleo e a localização geográfica, que pode ser numa área confinada ou em mar aberto. Ele prossegue salientando que a quantidade vazada também é importante, porém os efeitos podem não ser proporcionais a quantidade de óleo. Ziolli (2012) comenta que um dos grandes * Professor do Dept. of Environmental Sciences, Louisiana State University. 23

24 problemas é que mesmo após a remoção do óleo no mar, a fração solúvel em água (FSA) permanece no ambiente marinho, sendo difícil de ser detectada sem o auxílio de análises químicas específicas. A FSA sigla que corresponde a elementos químicos da fração de baixo peso molecular, composta principalmente por hidrocarbonetos aromáticos (Fellenberg, 1980). Farias (2008) mostra que composição do petróleo inclui basicamente hidrocarbonetos e outros elementos como oxigênio, enxofre, nitrogênio e metais (vanádio, níquel, ferro e cobre) e que os hidrocarbonetos vão desde moléculas simples, com poucos átomos, até moléculas complexas de alto peso molecular. O petróleo derramado se espalha pela superfície da água formando uma fina camada superficial que afeta a passagem da luz, podendo prejudicar a fotossíntese marinha e ainda dificultando a troca de gases com a atmosfera (Ziolli, 2012; Fellenberg, 1980). O derramamento de petróleo prejudica não só diretamente os ecossistemas marinhos, mas também ecossistemas costeiros, onde milhares de famílias podem depender da pesca (Ziolli, 2012). Joye (2010) comenta que a biodiversidade das regiões afetadas no Golfo do México pode ser severamente comprometida em função da grande mortandade de espécies que podem ser endêmicas ou em vias de extinção. Ziolli (2012) comenta que o petróleo possui compostos altamente tóxicos, muitos dos quais são reconhecidos pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos como carcinogênicos e mutagênicos. Segundo Ziolli (2012) os peixes podem, ao entrar em contato com o óleo, sofrer dificuldades respiratórias e de locomoção em função do óleo grudado nas brânquias e nadadeiras. A exposição dos ovos de peixe ao petróleo causa o aumento da taxa de má formação dos embriões. A ingestão do óleo causa problemas hepáticos, desordens neurológicas e bioacumulação de substâncias tóxicas nos peixes e mamíferos. A disponibilidade reduzida de oxigênio no fundo do mar faz com que a degradação do petróleo dependa da ação de microrganismos anaeróbicos (Joye, 2010). Resumo dos principais problemas relacionados com a poluição do petróleo no mar (Ziolli, 2012; Fellenberg, 1980): 1. Redução da atividade fotossintética das algas, uma vez que a película de óleo sobre a água dificulta a penetração de luz; nas plantas flutuantes o petróleo veda a entrada dos estômatos, prejudicando a respiração e a fotossíntese; se o óleo infiltra-se no solo, ele bloqueia a absorção de nutrientes minerais pelas raízes das plantas litorâneas. 2. Redução da difusão de oxigênio da atmosfera para a água e vice-versa, pois o petróleo quando derramado se espalha e forma uma fina película sobre a água. 24

25 3. O petróleo adere-se às brânquias dos peixes, levando-os à morte por asfixia; 4. O petróleo adere-se às penas das aves aquáticas, reduzindo o colchão de ar retido entre as penas, podendo levar à morte por hipotermia. Além disso, dificulta a obtenção de alimento e, na tentativa de retirar o óleo das penas, acabam ingerindo-o, o que ocasiona a morte por intoxicação; 5. Morte por intoxicação de outros organismos devido à transferência pela cadeia alimentar. As substâncias solúveis do petróleo como fenóis e piridina são muito tóxicas para peixes e pequenos crustáceos. 6. Os animais e o homem não possuem enzimas capazes de decompor o petróleo, dessa forma, o mesmo impede a absorção dos alimentos pelas mucosas do aparelho digestivo; Água contaminada por petróleo não deve ser ingerida, mesmo em pequenas doses. Ainda segundo o professor Ed Overton (ITOPF 2012), um vazamento de óleo como o de Macondo (Fig. 3) não é totalmente eliminado do meio ambiente. Na maior parte dos casos, os remanescentes desses desastres ambientais se dispersam, diluem e afundam formando um mousse de óleo. Muitos organismos marinhos podem degradar os hidrocarbonetos, mas nenhum é capaz de decompor sozinho um determinado óleo completamente, mas é necessário um conjunto de diferentes espécies para otimizar essa decomposição. Os principais produtos resultantes da biodegradação são: gás carbônico, água, alcoóis e fenóis (Ziolli, 2012; Fellenberg, 1980). A biodegradação apesar de ser um processo natural fundamental na recuperação do ambiente marinho, é relativamente lenta e incompleta, pois depende de muitas variáveis como o tipo de óleo, as características da biota local e as condições ambientais locais como temperatura, disponibilidade de nutrientes, salinidade, disponibilidade de oxigênio e presença de outros poluentes (ITOPF 2012; Fellenberg, 1980; Joye, 2010) 25

26 Fig.3 - A extensão do vazamento Imagem de satélite mostrando a mancha do óleo próximo ao delta do rio Mississipi EUA. Fonte: As atividades de perfuração vêm ganhando um grande impulso no mundo, com destaque para o Brasil, onde as estimativas de crescimento da produção no mar são grandes, principalmente devido ao Pré-Sal (EPE, 2008). O Golfo do México é uma região muito rica em reservatórios de petróleo, mas também possui rica biodiversidade (Milani, 2001; Cedre, 2011-b). O Golfo está localizado ao sul dos EUA e a leste do México (EPE, 2008). Os dois países exploram há muitos anos essas reservas que são consideradas estratégicas do ponto de vista da logística de transporte. Com o crescimento contínuo do consumo de combustíveis e derivados no mundo, principalmente nos EUA e na China, a demanda por petróleo tem aumentado assim como o preço do barril (EPE, 2008; Filho, 2008). A prosperidade econômica de muitos países está baseada em suas reservas de petróleo (Silva, 2011; Milani, 2001). Porém, com o crescimento da demanda por combustíveis e derivados de petróleo, crescem junto às atividades de perfuração e workover para manutenção os poços (da produção). Nesse contexto, o risco de poluição causada por vazamentos acidentais de petróleo poderão crescer se não houver um aprimoramento da gestão de segurança nas empresas de perfuração (Silva, 2011; Milani, 2001). Reason (1997) avalia que atualmente há uma necessidade urgente de se aprimorar modelos de Barril tem um volume de 159 litros 26