Tecnologia Sísmica Moderna: A Implementação dos levantamentos 4D

Roberto Fainstein (NExT/UERJ) e Marcílio Matos (IME/PUC)

Conceito

A tecnologia sísmica 4D abrange diversos levantamentos sísmicos de 3D efetuados durante a linha produtora de grandes campos de petróleo com o objetivo de maximizar o valor econômico em termos de redução de custos, aumento de produção, aumento na recuperação das reservas e melhoria no gerenciamento da segurança da produção.

A nomenclatura 4D é proveniente da variável tempo, ou seja, consiste em levantamentos sísmicos de 3D realizados em diferentes estágios da vida produtora do campo de petróleo. O levantamento base 3D, normalmente efetuado durante a fase de delineação ou de desenvolvimento do campo produtor, é utilizado como referência para posteriores levantamentos 3D efetuados em intervalos de tempo definidos em função da curva de produção ou depleção do campo de petróleo.

A grande aceitação do emprego da análise sísmica 4D pela indústria de petróleo é evidenciada pelo grande número de publicações recentes nas principais conferências e revistas científicas da área geofísica que testemunham casos de sucesso da aplicação da tecnologia 4D. Cabe ressaltar que as experiências bens sucedidas na região do Mar do Norte, cujos resultados, acima da expectativa e amplamente divulgados, foram fundamentais para que a tecnologia 4D fosse globalizada.

Definição dos Projetos Sísmicos de 4D

Na quase totalidade dos campos produtores de petróleo nosso conhecimento dos dados do reservatório de petróleo, de sua capacidade produtora e de seu comportamento durante a produção é geralmente incompleta. Na grande maioria dos casos, o reservatório não é muito bem conhecido, mesmo quando colocado em produção. Existem sempre incertezas sobre as conectividades do reservatório, seus diversos compartimentos e no que concerne a invasão e gerenciamento da produção de águas. Mesmo quando a curva de produção de petróleo já é razoavelmente bem conhecida e os modelos de produção e depleção dos reservatórios amarrados ao histórico de produção de cada poço, o conhecimento continua incompleto e restrito às áreas em torno dos poços produtores e injetores. Portanto, os modelos geológicos dos reservatórios introduzidos nos simuladores de fluxo utilizados pela engenharia de petróleo podem não refletir fidedignamente características importantes de conectividade e de propriedades físicas do reservatório. Os levantamentos de 4D auxiliam a melhorar o conhecimento dos reservatórios no campo de petróleo, das propriedades físicas, da porosidade e da permeabilidade, da extensão lateral das rochas e dos fluídos, e, conseqüentemente, o gerenciamento da produção de óleo em termos de economia de escalas face os possíveis aumentos de produção e melhoria na recuperação das reservas (Fig. 1).

Implementação dos Projetos de 4D

Para a implementação de projetos de 4D vários fatores são importantes para sucesso:

• A existência de um levantamento 3D base obtido, de preferência, antes que o campo entre em produção.
• Repetição da geometria de aquisição do levantamento base. Entretanto, como isto nem sempre é possível, procura-se as melhores aproximações.
• Reprocessamento sísmico utilizando parâmetros comuns existentes entre o levantamento base e os levantamentos posteriores realizados durante a produção.
• As tecnologias modernas de 3D a serem utilizadas durante a aquisição, processamento, interpretação dos dados sísmicos e integração dos softwares modernos de modelagem na engenharia dos reservatórios.
  

Independente da forma utilizada para referenciar diferentes levantamentos sísmicos 3D defasados no tempo, a avaliação qualitativa e quantitativa do projeto 4D deve ser realizada através da análise das possíveis mudanças detectadas nos levantamentos 3D que estão diretamente associadas a dados de produção e de simulação de produção do reservatório. Dentre as técnicas utilizadas, uma das mais promissoras é a que utiliza a análise conjunta de atributos sísmicos obtidos em cada levantamento sísmico 3D realizado ao longo do tempo, que intuitivamente, pode ser interpretada, como uma forma de análise da variação do comportamento de diferentes atributos relacionados às propriedades do reservatório ao longo do período de produção. Normalmente, a análise conjunta dos diferentes atributos sísmicos é realizada através de redes neurais.

Tecnologias de 3D no Brasil

Os esforços modernos de aquisição, processamento e interpretação de dados sísmicos no Brasil têm possibilitado um imageamento sísmico de alta qualidade de resolução dos principais reservatórios de petróleo na costa leste brasileira. Desta forma, houve uma melhoria relevante no mapeamento geofísico dos principais reservatórios de turbiditos que se encontram acima do sal nas seqüências do Terciário e do Cretáceo Superior em águas profundas.

Os levantamentos sísmicos modernos de 3D introduziram novas tecnologias como a aquisição de dados com cabos mais longos, atingindo até seis (6) a oito (8) quilômetros de extensão. Em processamento sísmico, a migração após o empilhamento, assim como, a migração pré-empilhamento, tanto em tempo (PSTM) como em profundidade (PSDM), também tem tido grande aceitação. Os levantamentos regionais de 3D adquiridos com estampa de 'foot-print' mais larga se tornaram também uma norma na costa brasileira e levaram a importantes descobertas na Bacia Norte de Campos nos últimos dois anos.

Ocorre que os investimentos em águas profundas requerem uma grande precisão na definição destes projetos devido ao grande risco econômico. Assim, devido ao elevado investimento 'up-front', o processo de definição e escolha de projetos de 3D é realizado levando em conta o risco geológico do investimento.

Uma das formas de melhorar significativamente o imageamento de turbiditos é a aplicação da mais moderna tecnologia de aquisição sísmica, a tecnologia de Q-3D, já por diversas vezes demonstrada como eficaz no Golfo do México (e.g. Mars, Diana) e que já está sendo aplicada com sucesso no Brasil.

Conclusões - A hora do 4D

Para o bom desenvolvimento e sucesso do emprego da tecnologia 4D, diferentes disciplinas da área de petróleo devem ser envolvidas, tais como a Análise Sísmica, a Análise Petrofísica e Geológica e a Engenharia de Produção, bem como a interação entre os profissionais das diferentes áreas de atuação deve ser garantida, apesar das diferenças de linguagem tradicionalmente existentes, pois deve sempre ser levado em conta o objetivo comum.

Atualmente, o Brasil está no limiar das aquisições sísmicas de 4D e podemos concluir que chegou a nossa hora dos levantamentos de 4D. Os maiores campos da Bacia de Campos serão os grandes beneficiários desta nova tecnologia, já utilizada com grande sucesso em vários importantes campos de petróleo, principalmente, no Mar do Norte (e.g. Gullfaks, Gannet, Alba, Nelson). Considerando que estamos entrando nesta nova era com tecnologias contemporâneas de aquisição e processamento sísmico, da qual a tecnologia Q. para a aquisição de dados sísmicos é um expoente, este limiar será beneficiado pelas várias experiências anteriores e nos levará a uma nova era de compreensão do imageamento sísmico dos nossos reservatórios.