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Modelagem computacional tridimensional do blowout de poços de petróleo: metodologia e aplicações

por Pedro Paiva publicado 14/12/2016 16h30, última modificação 05/03/2020 14h36

Orientador: Jader Lugon Júnior

Em geral, os estudos de deriva de óleo nos oceanos recebem uma abordagem bidimensional, considerando que todo o óleo do blowout de um poço de petróleo pode ser representado por um vazamento superficial nas mesmas coordenadas geográficas. Os esforços para o melhor entendimento do comportamento do óleo e do gás na coluna d’água e da modelagem tridimensional da trajetória ganharam força após o vazamento da Deepwater Horizon em 2010 no Golfo do México. Os dados coletados e observações realizadas durante o acidente foram amplamente utilizados para ajuste dos modelos, que buscaram incorporar os diversos fatores referentes às forçantes hidrodinâmicas e aos processos de intemperismo aos quais os hidrocarbonetos são submetidos em vazamentos de subsuperfície. Parâmetros como a profundidade do vazamento, as propriedades físico-químicas do óleo, as correntes oceânicas e a dimensão das gotículas de óleo, podem impor deslocamentos horizontais significativos à pluma. A aplicação de dispersantes reduz o volume de óleo na chegada à superfície, além de forçar que isto ocorra em regiões mais afastadas do local do acidente. Por outro lado, este recurso reduz a dimensão das partículas e a sua velocidade subida, formando as intrusões de subsuperfície, que aprisionam as gotículas de óleo em trajetórias predominantemente horizontais. Este trabalho é um estudo de caso com o software MOHID na região da Bacia de Campos, em que foram confrontados os resultados das soluções lagrangeanas, de vazamentos de óleo em superfície com seus respectivos cenários de blowout de poços em diferentes condições de: profundidade, sazonalidade (verão e inverno), e aplicação de dispersantes na origem do vazamento. Os resultados reforçaram a importância da abordagem tridimensional para os cenários de águas profundas e ultraprofundas, principalmente para os casos em que foi considerada a injeção de dispersante na origem do vazamento.
Palavras-chave: Vazamento de óleo. Modelagem computacional. Blowout. Águas profundas. Trajetória. Modelo tridimensional.

In general, ocean oil drift studies receive a two-dimensional approach, whereas the whole oil from well blowout can be represented by an surface oil leak in the same geographical coordinates. Efforts to better understand the oil and gas behavior in the water column and three-dimensional modeling of the trajectory gained strength after the Deepwater Horizon spill in 2010, in the Gulf of Mexico. The data collected and the observations made during the accident were widely used for adjustment of the models, incorporating various factors related to hydrodynamic forcing and weathering processes to which the hydrocarbons are subjected during subsurface leaks. Parameters such as the depth of the leak, the physicochemical properties of the oil, ocean currents and the size of the oil droplets may impose significant horizontal displacements to the plume. The application of dispersants reduces the amount of oil at the surface, and forces this to occur in regions further away from the accident site. On the other hand, this feature reduces the particle size and its rising velocity, forming intrusions subsurface that trap the oil droplets in predominantly horizontal trajectories. This work is a case study with software MOHID in the Campos Basin region, where the results of surface oil leaks lagrangian solutions were confronted to their wells blowout scenarios in different conditions of depth, seasonal (summer and winter), and application of dispersants at the source of the leak. The results reinforced the importance of three-dimensional approach to the scenario of deep and ultradeep waters, especially for cases where it was considered the dispersant injection into the source of the leak.
Keywords: Oil leak. Computational modeling. Blowout. Deepwater. Trajectory. Three-dimensional model.

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