Prêmio ANP de Inovação Tecnológica 2023
O Prêmio ANP de Inovação Tecnológica tem como objetivo reconhecer e premiar os resultados associados a projetos de pesquisa, desenvolvimento e inovação (PD&I), que representem inovação tecnológica de interesse do setor, desenvolvidos no Brasil por instituições de pesquisa credenciadas pela ANP e/ou empresas brasileiras, em colaboração com empresas petrolíferas, com utilização total ou parcial de recursos da Cláusula de PD&I, presente nos contratos de Exploração e Produção (E&P); reconhecer e premiar dissertação de mestrado desenvolvida no âmbito do Programa de Formação de Recursos Humanos da ANP (PRH/ANP); bem como reconhecer e premiar personalidades que tenham gerado contribuições relevantes de PD&I para o setor.
A Edição 2023 contempla 5 (cinco) categorias de projetos de PD&I, 2 (duas) categorias de personalidades do setor e 1 (uma) categoria do PRH/ANP.
Cada categoria possui regras específicas para participação, procedimentos para inscrições e critérios para julgamento, conforme disposto no Edital.
Veja a seguir a relação de vencedores e finalistas do Prêmio ANP de Inovação Tecnológica 2023.
- Vencedores
Lista de Vencedores, por categoria:
Vencedor da Categoria I: Projetos na área de "Exploração de Petróleo e Gás"
Título: Programa Gold - ecossistema integrado em nuvem para desenvolvimento de modelos e análise de dados para perfuração inteligente, análise geológica e avaliação de formação em tempo real
Empresa Petrolífera: Repsol Sinopec
Empresa Brasileira: Geowellex do Brasil Serviços Petrolíferos
Vídeo do projeto
Resumo: Um processo de transformação digital impulsionado pelos projetos Wellex Gold e Wellex Automud estimulou o desenvolvimento e a integração de múltiplas abordagens que trazem inovações para o Mud Logging e MWD/LWD, apresentando um serviço mais inteligente, aprimorando a qualidade e rapidez na tomada de decisão. A integralização desses dados em ambiente interativo traz consigo pilares essenciais para operações, como aumento do fator de segurança em operações e de eficiência de perfuração. Algoritmos de Inteligência Artificial (IA) foram desenvolvidos para otimizar parâmetros controláveis dentro de uma faixa operacional segura, reduzindo a Energia Específica Mecânica (MSE) e otimizando a Taxa de Penetração (ROP), recomendando modificações operacionais para ganho de eficiência. Uma segunda vertente, criado o sistema Wellex Automud, que utiliza modelos de cálculo hidráulico e de tempo de retorno de cascalhos, combinados com ferramentas estruturadas em algoritmos de IA, com capacidade de realizar interpretações litológicas em tempo real. Para isso, algoritmos foram treinados para analisar o comportamento dos parâmetros monitorados pelo Mud Logging e sua correspondência com as variações litológicas, considerando o contexto geológico do poço e as condições operacionais específicas. Por fim, o Mud Logging avançada traz necessidade de aplicação em software e uma evolução para a metodologia Gas Oil Logging while Drilling (Gold), que utiliza dados de gases hidrocarbonetos e razões cromatográficas para realizar a caracterização do fluido do reservatório, utilizando uma modelagem matemática validada em campo, com alta precisão, aumentando inclusive a faixa qualitativa convencional do mercado, e de baixo custo. Esta ferramenta é responsável por filtrar, bombear, aquecer e extrair os gases trapeados no fluido, o segundo detecta e analisa hidrocarbonetos gasosos contidos na amostra. Esse sistema é modular e possui controle e sistema de análise de gás integrados, sendo também capaz de operar ininterruptamente por dias sob condições reais de campo. Somado a isso, o GOLD garante comunicação desses dados obtidos em campo com a plataforma web, que implementa a referida metodologia juntamente com ferramentas adicionais para análise de dados em uma interface interativa, que pode ser utilizada remotamente. Assim, a variedade de modelos analíticos matemáticos e computacionais desenvolvidos foram disponibilizados em conjunto com sistemas de software como serviço (SaaS) integrados através de uma plataforma de computação em nuvem, responsável por gerenciar dados, modelos e aplicações em um ecossistema completamente seguro, controlável e escalável.
Vencedor da Categoria II - Projetos na área de "Produção de Petróleo e Gás"
Título: PACI 3: Viabilização de uma arquitetura de completação inteligente em poço aberto 3 zonas
Empresa Petrolífera: Shell e Petrobras
Empresa Brasileira: Halliburton Brasil; Welltec do Brasil
Vídeo do projeto
Resumo: O pré-sal brasileiro começou a se beneficiar de resultados expressivos em diversas frentes a partir de mudanças de projeto de construção de poços intensificadas desde 2017. Em particular na completação, as mudanças exigiram um intenso fomento ao desenvolvimento e aplicação de tecnologias inovadoras, que culminaram no surgimento de uma nova configuração tipo de completação inteligente em poço aberto. Para atingir esse objetivo, Petrobras e Shell criaram um programa de pesquisa e desenvolvimento de equipamentos de completação a serem utilizados nos campos envolvidos na parceria. Esse programa teve como seus principais propulsores a redução de complexidade, a interface submarina independente, o monitoramento em tempo real da completação e da produção, a redução de custos operacionais, com aumento de confiabilidade e consequente menor tempo parada de produção.A configuração tipo denominada PACI (Poço Aberto com Completação Inteligente), em particular a PACI 2 (2 zonas), está implementada desde 2019. Em 2021 foi instalada a primeira completação inteligente em poço aberto 3 zonas (PACI 3), um conceito inovador, que diferente da PACI 2, posiciona a completação inteligente diretamente no reservatório, com as válvulas de produção instaladas em poço aberto, sendo possível atuar todas as zonas remotamente, eliminando a necessidade de intervenções mecânicas.
A PACI 3, quando comparada com a completação inteligente convencional instalada em poço revestido, permite a construção do poço de forma mais eficiente, reduzindo o diâmetro das brocas e número de fases de perfuração, além de eliminar o uso do cimento no reservatório para isolamentos das zonas e eliminar a necessidade de operações com explosivos (canhoneio) para reacessar o reservatório. A PACI 3 foi projetada para permitir a opção de instalação da completação em uma ou duas manobras, trazendo flexibilidade operacional em cenários de perda severa de fluidos que necessitam da utilização de técnicas de MPD (Managed Pressure Drilling) durante a instalação da completação, resultando em uma redução expressiva dos riscos de controle de poço.
Para viabilizar a PACI 3, foram desenvolvidos dois equipamentos de completação:
1. Packer expansível de poço aberto com passagem de linhas de controle: Este equipamento permite o isolamento efetivo da região anular, tradicionalmente realizado a partir de técnicas de cimentação, permitindo o acesso aos sinais elétricos oriundos dos sensores de fundo e aos comandos hidráulicos das válvulas de controle de fluxo desde a superfície até cada zona individual do reservatório.
2. Sistema de Desconexão de Fundo de Poço (SDFP), que viabiliza a instalação da completação inteligente em cenários perda severa de fluidos, além de permitir também a opção de desconexão e reconexão em caso se falhas de equipamentos, possibilitando a desconexão da completação superior, a retirada para troca do equipamento danificado e a futura reconexão mantendo a funcionalidade de todos os equipamentos, sem necessidade de remoção da completação inferior, mantendo o poço controlado e seguro.
Essa nova configuração foi implementada com sucesso em 5 poços no campo de Mero. Devido a todos os benefícios operacionais e contribuição financeira, com reduções na ordem de USD 10 milhões por poço de Capex e ganho de produtividade devido a eliminação do dano a formação causado pelas operações de cimentação, esse conceito será implementado em todos os poços de 3 zonas operados pela Petrobras em parceria com a Shell.
Vencedor da Categoria III - Projetos na área de "Transporte, Dutos, Refino, Abastecimento e Biocombustíveis"
Título: Desenvolvimento e implantação de framework experimental e computacional para previsão e aprimoramento do desempenho de materiais asfálticos para pavimentação
Empresa Petrolífera: Petrobras
Instituições: UFRJ e UFSM
Vídeo do projeto
Resumo: O projeto em questão consiste no desenvolvimento avançado de um framework experimental e computacional, validado em campo, para a previsão de desempenho de misturas asfálticas e pavimentos no Brasil. Foi desenvolvido numa parceria entre Petrobras e Coppe/UFRJ e contou com base de dados de pavimentos de âmbito nacional. O projeto permite a avaliação de diferentes materiais asfálticos e estruturas de pavimento, abrangendo uma ampla gama de combinações de agregados e ligantes. Isso possibilita a identificação de misturas asfálticas otimizadas que ofereçam um melhor desempenho, reduzindo custos de pavimentação e aumentando a durabilidade das rodovias. Tem um foco especial na caracterização e desenvolvimento de materiais mais sustentáveis para pavimentação, já considerando materiais reciclados e misturas especiais (warm mix asphalt - WMA) por exemplo, que são concretos asfáltico de baixa emissão de carbono. A pesquisa busca identificar e incorporar ligantes asfálticos que sejam menos impactantes ao meio ambiente, reduzindo emissões de gases de efeito estufa e minimizando o consumo de recursos naturais. Além disso, a abordagem sustentável busca otimizar o uso de agregados reciclados na composição das misturas asfálticas, promovendo a economia circular e reduzindo a quantidade de resíduos. Essa ênfase em materiais mais sustentáveis não apenas contribui para a preservação do meio ambiente, mas também reflete uma visão de longo prazo para a indústria de pavimentação, em consonância com os objetivos de sustentabilidade e responsabilidade social, alinhado com diretrizes de redução de custos na pavimentação. Os benefícios desse projeto são múltiplos. Através da análise precisa do desempenho de misturas asfálticas e pavimentos, é possível tomar decisões mais embasadas em relação ao projeto, construção de estradas. Isso leva a uma maior durabilidade dos pavimentos, redução de custos de manutenção e maior eficiência operacional. Além disso, o foco em materiais mais sustentáveis contribui para a redução do impacto ambiental da indústria de pavimentação.
Vencedor da Categoria IV - Projetos na área de "Meio Ambiente, Transição Energética e Descarbonização (exceto biocombustíveis)"
Título: Metodologia inovadora para especiação de hidrocarbonetos e determinação de reatividade para formação de ozônio com uso de gasolina e etanol em veículos flex para a fase L8 do Proconve
Empresa Petrolífera: Petrobras
Instituição: UFRJ
Vídeo do projeto
Resumo: A Petrobras e a UFRJ, que tinham cooperação tecnológica desde 2011, iniciaram um novo estudo para a caracterização das emissões de HCs na faixa C2-C12 em veículos flex para cálculo da reatividade desses compostos quanto a formação de ozônio com o uso de gasolina e etanol. Foram necessárias várias adaptações para que, de forma inédita no país, o método TO-15 do US EPA fosse ajustado e implementado no Laboratório de Química Atmosférica e Poluição da UFRJ sendo criado o novo método chamado de Cromatografia a gás multidimensional de corte. Ele permitiu a determinação de etano, eteno e acetileno, principais compostos resultantes da combustão do etanol, sem o uso de criogenia. Os principais destaques foram: coleta dos gases de escapamento com canisters (botijões de aço inox eletropolidos) e procedimento rigoroso de limpeza, reduzindo significativamente a possibilidade de contaminações em relação ao método do CARB; uso de cromatógrafo com duas colunas (C2-C3 e C4-C12), ao invés de dois cromatógrafos, além de não precisar de criogenia, reduzindo em cerca de 50% os custos de equipamento e de operação laboratorial, em relação ao método do CARB; elevada precisão analítica. Nos veículos L4, L5 e L6 com o uso do etanol foram identificados apenas os HCs com 2 átomos de carbono, sendo que a reatividade máxima para a formação do ozônio (MIR – Maximum Incremental Reactivity) foi mais elevada do que com a gasolina. Os valores são inversos aos publicados anteriormente em trabalho nacional, que apresentavam contaminação relevante de HCs pesados, e menos reativos, nas medições com etanol, usando o método da CARB. A partir da aplicação da metodologia inovadora desenvolvida pela parceria Petrobras-UFRJ também foi constatado que a composição e a reatividade média dos gases de escapamento não tiveram influência significativa vinculada às tecnologias veiculares das fases do Proconve L4, L5 e L6. Os resultados do projeto foram apresentados ao MME, Ibama e AEA, e serviram de base para a publicação dos novos valores de reatividade de HCs associados ao uso da gasolina e do etanol para a fase L8 do Proconve (Instrução Normativa IBAMA, IN 21 /2021), com grande impacto para o país. O trabalho foi publicado no SIMEA em 2019 (Menção Honrosa) e 2021, na FUEL (2020) e na Atmospheric Environment (2022).
Vencedor da Categoria V - Projetos na área de "Tecnologias Subsea"
Título: HISEP - Redução de Risco Tecnológico (Etapa de de-risking) - Desenvolvimento e construção de bomba centrífuga submarina no Brasil e testes com gás denso (Rico eM CO2)
Empresa Petrolífera: Petrobras e Consórcio de Libra (Petrobras, Total, Shell, CNODC, CNOOC)
Empresa Brasileira: FMC Technologies do Brasil
Instituições: UNIFEI
Vídeo do projeto
Resumo: Como o HISEP é uma tecnologia de processamento submarino nova, inédita no mundo, um programa de qualificação tecnológica robusto está sendo realizado para avaliar o desempenho e a confiabilidade do sistema em cenários típicos do pré-sal brasileiro, de modo a alcançar um nível mínimo de maturidade tecnológica (TRL da sigla em inglês) que permita a replicação em projetos de desenvolvimento da produção. Este programa de qualificação da solução tem sido coordenado pela PETROBRAS, como Operadora do Consórcio de Libra, e, dentre outras etapas de seu Roadmap de desenvolvimento, foi desenvolvida uma etapa de “De-risking” para redução das lacunas tecnológicas dos componentes ou subsistemas críticos do HISEP. Nesta etapa de “De-risking”, cujos principais testes foram concluídos no início de 2022 e deixarão como legado à indústria um loop de testes com capacidade de reproduzir condições típicas do pré-sal (o Centro Tecnológico para o Pré-Sal Brasiliero, na Unifei), houve a união de esforços de uma ICT (Unifei) e uma Empresa Brasileira (FMC Technologies do Brasil), juntamente com a Petrobras, demonstrando a força e o empreendedorismo necessários para atender aos desafios que o projeto HISEP demanda, reunindo de forma integrada Empresa Petrolífera, academia e indústria. É sobre esta etapa de “De-risking” que trata o Programa de P,D&I com recursos da cláusula de P,D&I, que é composto pelos seguintes Projetos: (i) Projeto Executivo do CTPB; (ii) Obras Civis para a Construção do CTPB; (iii) Equipamentos para o CTPB; (iv) Redução do Risco Tecnológico do HISEP; (v) Desenvolvimento Experimental de Bomba de Gás Denso, sistema de resfriamento e separador ciclônico, Componentes para o HISEP.
Vencedor da Categoria PRH – Dissertação de Mestrado
Título: Artificial Intelligence Aided Subsea Leakages Assessment: an Image-Based Approach
PRH: 003
Instituição: UFRJ
Autor: Gustavo Luís Rodrigues Caldas
Personalidade da Academia
Nome: Colombo Celso Gaeta Tassinari
Com graduação em geologia pela universidade de São Paulo — USP — em 1975, nosso homenageado tem mestrado em geociências (mineralogia e petrologia) e doutorado em geoquimica e geotectônica, ambos pela USP. Nessa mesma universidade, foi diretor do instituto de geociências e do instituto de energia e ambiente, onde atualmente é professor titular. Tem experiência na área de geociências, com ênfase em geologia isotópica aplicada à metalogênese, tectônica e geologia regional. Pertence à academia brasileira de ciências e à academia paulista de ciências como membro titular, e à academia de ciências de Lisboa como membro correspondente estrangeiro. Coordenou o instituto nacional de ciência e tecnologia de técnicas analíticas aplicadas à exploração de petróleo e gás. Atualmente coordena o laboratório de geocronologia de alta resolução da USP — geolab-shrimp — e o grupo de pesquisa “armazenamento geológico de CO2”, desenvolvendo vários projetos de caracterização de reservatórios geológicos para estocagem de CO2.
Personalidade da Indústria
Nome: Carla Lacerda
Trabalhou 35 anos na Exxonmobil. Foi presidente da filial-Brasil com foco na gestão de um robusto portfólio de upstream, supervisionando negócios no país por cerca de vinte anos. Ao longo da carreira, fez contribuições significativas em muitos cargos na companhia, incluindo funções técnicas em geoquímica, exploração offshore na América do Sul e comercialização de gás. Além disso, foi presidente da Associação Brasileira de Exploração e Produção (ABEP/IBP), onde se destacou como uma eficiente líder no trabalho com governo, agências reguladoras e a comunidade empresarial. Atualmente, faz parte do Conselho Consultivo da Bratecc (a câmara de comércio Brasil-Texas, em Houston, nos Estados Unidos) e é non-resident fellow do Institute of the Americas, em La Jolla, na Califórnia, no Programa de Energia e Sustentabilidade. Atua também em iniciativas de diversidade e inclusão, como, por exemplo, programas de mentoria, no IBP e na Bratecc, entre outras instituições.
- Finalistas
Lista de Finalistas em ORDEM ALFABÉTICA do título, por categoria:
Finalistas da Categoria I: Projetos na área de "Exploração de Petróleo e Gás"
Título: GEOQVIEW - Ferramenta de IA para geocientistas
Empresa Petrolífera: Petrobras
Instituição: PUC-Rio
Vídeo do projeto
Resumo: A indústria de petróleo e gás encontra-se em constante desenvolvimento, seja pelas descobertas de novas fronteiras exploratórias, seja pelas contribuições científicas que proporcionam um ambiente com maior velocidade e confiabilidade de informação. É fundamental dispor de tecnologias avançadas aplicadas à interpretação e tratamento do crescente volume de dados gerados pelas pesquisas. A Inteligência artificial (IA), neste sentido, possibilita a comunicação das diversas áreas envolvidas no processo, melhorando suas ferramentas e aplicações internas, com vistas à resolução de problemas e consequente tomada de decisões. Assim, o volume de dados necessário para caracterização geoquímica cresceu vertiginosamente nos últimos anos, o que tornou a avaliação completa demorada e complexa, à medida que a integração dos resultados de múltiplas técnicas analíticas tornou-se igualmente importante na mitigação de riscos exploratórios em sistemas diferenciados como os do pré-sal brasileiro. Para atender este crescente aumento de dados foi criado o Software GEOQVIEW que permite a visualização dos dados integrados a ferramentas matemáticas, e a utilização de tecnologias digitais avançadas para interpretação geoquímica, permitindo a análise conjunta dos dados com o objetivo de correlacionar e classificá-los.Título: Inteligência Artificial Revolucionando a Exploração de Petróleo: Desvendando Padrões e Transferindo Conhecimento para Detecção de Exsudações de Óleo no Mar
Empresa Petrolífera: Petrobras
Instituição: PUC-Rio
Vídeo do projeto
Resumo: A detecção de exsudações recorrentes de hidrocarbonetos no fundo do mar fornece evidências significativas da presença de sistemas petrolíferos ativos, reduzindo incertezas na fase exploratória.Radares de Abertura Sintética (SAR) são efetivos para detectar exsudações de óleo na superfície do mar. Entretanto, como manchas de óleo de origem natural (seepage slicks) ou antrópica (oil spills) são similarmente detectadas como manchas escuras nestes sensores, técnicas de Machine Learning (ML) têm sido utilizadas para desenvolver sistemas inteligentes capazes de reconhecer distintamente esses padrões, generalizar o conhecimento apreendido e realizar inferências em novos conjuntos de dados. A principal limitação do ML usual é a suposição de que os dados de treinamento, teste e validação apresentam propriedades estatísticas equivalentes, o que não é padrão no mundo real. Métodos de Transfer Learning (TL) permitem extrair e armazenar conhecimento de modelos previamente treinados e transferi-lo para otimizar as acurácias de predição em feições desconhecidas e estatisticamente não similares. A TL de bases robustas e controladas para feições de óleo detectadas em regiões geográficas distintas é factível e pode evitar custos com a aquisição e validação de novos dados para re-treinar os modelos, bem como confirmar a interpretação dos especialistas. Em fronteiras exploratórias offshore, esses resultados são estratégicos para auxiliar na identificação de seepage slicks operacionalmente, agregando confiança à tomada de decisão sobre a presença de geração e migração de óleo em reservatórios de subsuperfície.
Título: Programa Gold - ecossistema integrado em nuvem para desenvolvimento de modelos e análise de dados para perfuração inteligente, análise geológica e avaliação de formação em tempo real
Empresa Petrolífera: Repsol Sinopec
Empresa Brasileira: Geowellex do Brasil Serviços Petrolíferos
Vídeo do projeto
Resumo: Um processo de transformação digital impulsionado pelos projetos Wellex Gold e Wellex Automud estimulou o desenvolvimento e a integração de múltiplas abordagens que trazem inovações para o Mud Logging e MWD/LWD, apresentando um serviço mais inteligente, aprimorando a qualidade e rapidez na tomada de decisão. A integralização desses dados em ambiente interativo traz consigo pilares essenciais para operações, como aumento do fator de segurança em operações e de eficiência de perfuração. Algoritmos de Inteligência Artificial (IA) foram desenvolvidos para otimizar parâmetros controláveis dentro de uma faixa operacional segura, reduzindo a Energia Específica Mecânica (MSE) e otimizando a Taxa de Penetração (ROP), recomendando modificações operacionais para ganho de eficiência. Uma segunda vertente, criado o sistema Wellex Automud, que utiliza modelos de cálculo hidráulico e de tempo de retorno de cascalhos, combinados com ferramentas estruturadas em algoritmos de IA, com capacidade de realizar interpretações litológicas em tempo real. Para isso, algoritmos foram treinados para analisar o comportamento dos parâmetros monitorados pelo Mud Logging e sua correspondência com as variações litológicas, considerando o contexto geológico do poço e as condições operacionais específicas. Por fim, o Mud Logging avançada traz necessidade de aplicação em software e uma evolução para a metodologia Gas Oil Logging while Drilling (Gold), que utiliza dados de gases hidrocarbonetos e razões cromatográficas para realizar a caracterização do fluido do reservatório, utilizando uma modelagem matemática validada em campo, com alta precisão, aumentando inclusive a faixa qualitativa convencional do mercado, e de baixo custo. Esta ferramenta é responsável por filtrar, bombear, aquecer e extrair os gases trapeados no fluido, o segundo detecta e analisa hidrocarbonetos gasosos contidos na amostra. Esse sistema é modular e possui controle e sistema de análise de gás integrados, sendo também capaz de operar ininterruptamente por dias sob condições reais de campo. Somado a isso, o GOLD garante comunicação desses dados obtidos em campo com a plataforma web, que implementa a referida metodologia juntamente com ferramentas adicionais para análise de dados em uma interface interativa, que pode ser utilizada remotamente. Assim, a variedade de modelos analíticos matemáticos e computacionais desenvolvidos foram disponibilizados em conjunto com sistemas de software como serviço (SaaS) integrados através de uma plataforma de computação em nuvem, responsável por gerenciar dados, modelos e aplicações em um ecossistema completamente seguro, controlável e escalável.
Finalistas da Categoria II - Projetos na área de "Produção de Petróleo e Gás"
Título: Métodos Físicos para Mitigação de Incrustações em operações de Produção
Empresa Petrolífera: Petrobras
Empresa Brasileira: Vallourec, Magmax e Hidromag
Instituições: CBPF, IPT, UFRJ, UFRGS, UTFPR, UFES e UFBA
Vídeo do projeto
Resumo: O projeto "Métodos Físicos para Prevenção de Incrustação" tem desenvolvido e disponibilizado a aplicação de tecnologias limpas (verdes) de campo magnético e ultrassom na mitigação de incrustações é uma alternativa viabilizadora de diversas configurações de poços offshore. Um extensivo estudo experimental em escalas bancada, piloto e operacional mapearam os possíveis mecanismos que regem a influência das tecnologias de campo magnético e ultrassom na cristalização de sais inorgânicos tais como partículas de carbonato, assim como em biofilmes, indicando a formação de compostos menos aderentes e mais friáveis. A aplicação bem-sucedida de dois SUBs magnéticos em poço de terra (Campo de serraria, RN) motivou a pesquisa e o desenvolvimento de protótipos para aplicações no pré-sal. Atualmente dois subs já foram instalados em poços offshore (Campos de Tupi e Sururu) e mais 6 estão previstos até o fim de 2023). O equipamento já é oferecido aos ativos de produção para contratação para projetos futuros. Adicionalmente, as experiências bem sucedidas da aplicação de abraçadeiras magnéticas em unidades de superfície a montante de diferentes processos, tais como: membranas de osmose inversa na Estação de Tratamento de Água (ETRA do CENPES), trocadores de calor a placas (CENPES), Unidade de dessalinização - UD (UN-ES) e Unidade de Dessulfatação - URS (UN-BC) motivaram um plano mais abrangente de coleta de dados em diversos processos offshore com foco nas demais unidades dessulfatadoras (URS), mas também abrangendo Unidades Eletrocloradoras, Regeneradoras de MEG, Headers de produção, Hidrociclones, Trocadores de calor e Linhas de descarte de água produzida) em diversos FPSOs da Petrobras (UN-BZ, UN-BC, UN-BS e UN-ES). Os resultados expressivos obtidos nas URS´s da plataforma da UN-BC onde aumentos de tempo entre limpezas foram obtidos na ordem de 4 vezes, motivaram a contratação massiva da tecnologia visando equipar todas as unidades operando para a Petrobras. Experiências bem-sucedidas com a remoção química de incrustações assistidas por ultrassom de alta potência em hidrociclones Headers de produção (UN-ES), sinalizam para a implantação também desta tecnologia.Título: Operação Autônoma de Poços: Maximizando a Eficiência na Indústria de Petróleo com Soluções Digitais
Empresa Petrolífera: Petrobras
Instituições: UFRGS, UFRJ e PUC-Rio
Vídeo do projeto
Resumo: A tecnologia AuT (Autonomous Things) tem um grande potencial na indústria de produção de petróleo, permitindo que ambientes físicos realizem tarefas de forma autônoma. Em plataformas de produção de petróleo marítimas, onde há riscos como fluidos inflamáveis, altas pressões e exposição às condições do mar aberto, a tecnologia AuT é particularmente relevante. Aumentar a autonomia das plantas de produção é de interesse, pois possibilitará a produção em plataformas desabitadas e ambientes submarinos, representando um avanço significativo no setor. Nesse sentido, este trabalho propõe a implementação de tecnologias de operação autônoma de poços na produção de petróleo. A operação de poços é essencial para a rentabilidade do negócio e a capacidade de produzir de maneira mais eficiente, utilizando a mesma infraestrutura, é fundamental para enfrentar a volatilidade do mercado e os preços do barril de petróleo. Um dos problemas mais icônicos de um sistema de produção de óleo é a estabilidade no fluxo de poços produtores, que se manifestam através de ondas de pressão e vazão propagando-se das linhas de produção até a planta de processamento. Essa condição, conhecida como intermitência ou golfada, representa risco para as instalações, exigindo que os operadores reduzam a produção para lidar com o problema. O fenômeno das golfadas pode levar a perdas superiores a 40% da produção, sendo que existem relatos na literatura que mostram que estas perdas podem ultrapassar os 70% da capacidade produtiva instalada. As golfadas são a segunda maior perda de produção de GARESC (Garantia de Escoamento) no setor de upstream, o que representa, na Petrobras, perdas anuais de mais de 1 milhão de barris de óleo, ou seja, cerca de R$ 500 milhões por ano em valores atuais do Brent e cotação do dólar. A Petrobras tem desenvolvido estratégias baseadas em algoritmos para lidar com esse problema, resultando em aumento da produção, operação autônoma e menor risco operacional.Título: PACI 3: Viabilização de uma arquitetura de completação inteligente em poço aberto 3 zonas
Empresa Petrolífera: Shell e Petrobras
Empresa Brasileira: Halliburton Brasil e Welltec do Brasil
Vídeo do projeto
Resumo: O pré-sal brasileiro começou a se beneficiar de resultados expressivos em diversas frentes a partir de mudanças de projeto de construção de poços intensificadas desde 2017. Em particular na completação, as mudanças exigiram um intenso fomento ao desenvolvimento e aplicação de tecnologias inovadoras, que culminaram no surgimento de uma nova configuração tipo de completação inteligente em poço aberto. Para atingir esse objetivo, Petrobras e Shell criaram um programa de pesquisa e desenvolvimento de equipamentos de completação a serem utilizados nos campos envolvidos na parceria. Esse programa teve como seus principais propulsores a redução de complexidade, a interface submarina independente, o monitoramento em tempo real da completação e da produção, a redução de custos operacionais, com aumento de confiabilidade e consequente menor tempo parada de produção.A configuração tipo denominada PACI (Poço Aberto com Completação Inteligente), em particular a PACI 2 (2 zonas), está implementada desde 2019. Em 2021 foi instalada a primeira completação inteligente em poço aberto 3 zonas (PACI 3), um conceito inovador, que diferente da PACI 2, posiciona a completação inteligente diretamente no reservatório, com as válvulas de produção instaladas em poço aberto, sendo possível atuar todas as zonas remotamente, eliminando a necessidade de intervenções mecânicas.
A PACI 3, quando comparada com a completação inteligente convencional instalada em poço revestido, permite a construção do poço de forma mais eficiente, reduzindo o diâmetro das brocas e número de fases de perfuração, além de eliminar o uso do cimento no reservatório para isolamentos das zonas e eliminar a necessidade de operações com explosivos (canhoneio) para reacessar o reservatório. A PACI 3 foi projetada para permitir a opção de instalação da completação em uma ou duas manobras, trazendo flexibilidade operacional em cenários de perda severa de fluidos que necessitam da utilização de técnicas de MPD (Managed Pressure Drilling) durante a instalação da completação, resultando em uma redução expressiva dos riscos de controle de poço.
Para viabilizar a PACI 3, foram desenvolvidos dois equipamentos de completação:
1. Packer expansível de poço aberto com passagem de linhas de controle: Este equipamento permite o isolamento efetivo da região anular, tradicionalmente realizado a partir de técnicas de cimentação, permitindo o acesso aos sinais elétricos oriundos dos sensores de fundo e aos comandos hidráulicos das válvulas de controle de fluxo desde a superfície até cada zona individual do reservatório.
2. Sistema de Desconexão de Fundo de Poço (SDFP), que viabiliza a instalação da completação inteligente em cenários perda severa de fluidos, além de permitir também a opção de desconexão e reconexão em caso se falhas de equipamentos, possibilitando a desconexão da completação superior, a retirada para troca do equipamento danificado e a futura reconexão mantendo a funcionalidade de todos os equipamentos, sem necessidade de remoção da completação inferior, mantendo o poço controlado e seguro.
Essa nova configuração foi implementada com sucesso em 5 poços no campo de Mero. Devido a todos os benefícios operacionais e contribuição financeira, com reduções na ordem de USD 10 milhões por poço de Capex e ganho de produtividade devido a eliminação do dano a formação causado pelas operações de cimentação, esse conceito será implementado em todos os poços de 3 zonas operados pela Petrobras em parceria com a Shell.
Finalistas da Categoria III - Projetos na área de "Transporte, Dutos, Refino, Abastecimento e Biocombustíveis"
Título: Desenvolvimento e implantação de framework experimental e computacional para previsão e aprimoramento do desempenho de materiais asfálticos para pavimentação
Empresa Petrolífera: Petrobras
Instituições: UFRJ e UFSM
Vídeo do projeto
Resumo: O projeto em questão consiste no desenvolvimento avançado de um framework experimental e computacional, validado em campo, para a previsão de desempenho de misturas asfálticas e pavimentos no Brasil. Foi desenvolvido numa parceria entre Petrobras e COPPE/UFRJ e contou com base de dados de pavimentos de âmbito nacional. O projeto permite a avaliação de diferentes materiais asfálticos e estruturas de pavimento, abrangendo uma ampla gama de combinações de agregados e ligantes. Isso possibilita a identificação de misturas asfálticas otimizadas que ofereçam um melhor desempenho, reduzindo custos de pavimentação e aumentando a durabilidade das rodovias. Tem um foco especial na caracterização e desenvolvimento de materiais mais sustentáveis para pavimentação, já considerando materiais reciclados e misturas especiais (warm mix asphalt - WMA) por exemplo, que são concretos asfáltico de baixa emissão de carbono. A pesquisa busca identificar e incorporar ligantes asfálticos que sejam menos impactantes ao meio ambiente, reduzindo emissões de gases de efeito estufa e minimizando o consumo de recursos naturais. Além disso, a abordagem sustentável busca otimizar o uso de agregados reciclados na composição das misturas asfálticas, promovendo a economia circular e reduzindo a quantidade de resíduos. Essa ênfase em materiais mais sustentáveis não apenas contribui para a preservação do meio ambiente, mas também reflete uma visão de longo prazo para a indústria de pavimentação, em consonância com os objetivos de sustentabilidade e responsabilidade social, alinhado com diretrizes de redução de custos na pavimentação. Os benefícios desse projeto são múltiplos. Através da análise precisa do desempenho de misturas asfálticas e pavimentos, é possível tomar decisões mais embasadas em relação ao projeto, construção de estradas. Isso leva a uma maior durabilidade dos pavimentos, redução de custos de manutenção e maior eficiência operacional. Além disso, o foco em materiais mais sustentáveis contribui para a redução do impacto ambiental da indústria de pavimentação.Título: Multivisão: Robô de Telepresença Multissensorial e Sistema de Mapeamento de Divergências
Empresa Petrolífera: Petrobras
Instituição: UFMG
Vídeo do projeto
Resumo: O projeto teve por objetivo desenvolver um amplo arcabouço tecnológico, com uso de robótica e visão computacional em suas diversas dimensões, voltadas para o apoio à fiscalização de construção e montagem de unidades onshore e offshore sob o aspecto de identificação de divergências construtivas. O projeto foi segmentado em quatro fases distintas descritas a seguir: Na primeira fase foi desenvolvido um sistema de telepresença robótico dotado de um sistema de aquisição de dados multissensorial, composto de IMU, laser LiDAR e câmera RGBD, tanto para teleoperação do robô, incluindo a navegação autônoma, quanto para aquisição de informação geométrica e textura do ambiente necessários para as fases subsequentes do projeto, relacionadas ao apoio a fiscalização de obras. O sistema de mapeamento, localização e navegação do robô foi projetado para execução em um navegador WEB permitindo o uso de dispositivos móveis como tablet, celular e computador para sua operação. A interação entre robô e operador foi projetada para uso em internet convencional, permitindo a operação do robô a quilômetros de distância. Esta funcionalidade foi demonstrada em um teste de operação do robô em Belo Horizonte (MG) por um usuário no Rio de Janeiro (RJ). A segunda fase do projeto foi focada no desenvolvimento de soluções tecnológicas para identificação de divergências de construção e montagem, em tempo de operação do robô. Destaca-se o uso extensivo de visão computacional e de realidade aumentada, possibilitando a projeção do modelo 3D (CAD) da unidade inspecionada na tela de operação robótica, sobreposta pela imagem real do local sendo inspecionado, permitido a identificação de divergências. Nesta etapa, também foi desenvolvida uma solução para utilização de óculos de realidade aumentada para visualização de divergências de construção e montagem, aumentando a percepção espacial do fiscal do local em inspeção. A terceira fase do projeto focou no desenvolvimento de um sistema para processamento dos dados de captura de realidade obtidos pelo robô, permitido a reconstrução 3D do ambiente capturado, e a construção de um mapa de identificação de divergências entre projeto (modelo 3D) vs realidade com precisão milimétrica. Esta funcionalidade tem uma especial aplicação na verificação AS-BUILT de unidades recém-construídas, mitigando divergências entre realidade e revisão AS-BUILT de documentos de engenharia. Dada a importância da verificação As-Built o sistema foi generalizado para permitir como entrada, não apenas os dados capturados pelo robô, como também nuvens de pontos obtidas por dispositivos comerciais, além dos modelos 3D(CAD). Na quarta e última fase do projeto foram realizados um conjunto de integrações voltadas para identificação de segurança de pessoas em frentes de trabalho as quais se destacam: a) integração de soluções de vídeo analytics à plataforma robótica teleoperada e autônoma para reconhecimento de situações de situações de risco, tais como o uso de celular por pessoas em áreas administrativas ou operacionais e ausência do uso de máscaras. b) Uso dos dispositivos de captura multissensorial, desacoplados do robô, para aplicações de monitoramento de trabalhadores em espaços confinados, incluindo situações de carência extrema de luminosidade no ambiente. Estes analíticos de Inteligência Artificial que foram integrados a esta plataforma robótica foram desenvolvidos em outros projetos, demonstrado a flexibilidade do sistema robótico projetado.Título: Projeto RDA-R - Robô aplicado à área de Difícil Acesso para Revestimento - Fase 2
Empresa Petrolífera: Petrobras
Instituição: Senai/SC
Vídeo do projeto
Resumo: Os presentes projetos estão inseridos na área de preparação de superfícies de chapas de aço em navios e em unidades estacionárias de produção de petróleo. O Robô de aplicado à área de Difícil Acesso para Revestimento (RDA-R) tem como objetivo atender à grande demanda por manutenção de revestimento de superfícies metálicas, tanto em unidades de produção, como no casco de uma plataforma de petróleo offshore, quanto em unidades onshore de processamento, como tanques e esferas de armazenamento de uma refinaria. Em ambientes onshore e offshore são utilizados, para esse tipo de atividade, estruturas de acesso por andaimes, pontes rolantes e profissionais alpinistas (Iratas). Entretanto existem superfícies que se encontram em ambientes que não favorecem a utilização da mão de obra convencional, como é o caso das plataformas offshore de exploração e produção, nos quais o revestimento das superfícies metálicas é vital para impedir a deterioração da infraestrutura da planta por oxidação e outros agentes erosivos. Várias tecnologias podem ser empregadas para redução da exposição de colaboradores ao risco (redução de HHER), como o uso de veículos com rodas, sistemas de patas magnéticas ou com ventosas, instalação de trilhos, entre outras soluções técnicas. O foco do RDA-R é o acesso remoto às “áreas de difícil acesso” de plataformas offshore e navios, como superfícies curvas, verticais ou com ângulos de inclinação negativos. Nesse contexto, o conceito do projeto foi desenvolvido tendo como base um sistema de pintura de baixo peso composto por um braço robótico com seis graus de liberdade, integrado a um veículo com sapatas magnéticas, o qual produz força magnética constante sobre a superfície metálica, capaz de garantir a sustentação do veículo nas diferentes áreas de aplicação. Além de manter a sustentação do veículo, o sistema magnético flutuante tem o objetivo de garantir que as rodas tenham o atrito necessário para o seu deslocamento. O projeto de desenvolvimento de processo e equipamento portátil para limpeza e texturização de superfícies com laser de alta potência (LT) tem apresentado resultados excelentes na aplicação desses processos em ambiente laboratorial. Foram identificados, resultados dos ensaios de pull-off e de envelhecimento acelerado iguais ou superiores aos processos de jateamento atualmente empregados pela indústria de óleo e gás brasileira. Além disso, a fácil integração do sistema laser com atuadores robóticos mostra que o laser é uma ferramenta que pode ser aplicada em diversas áreas. Entre as vantagens oferecidas pela tecnologia a laser, podemos citar as seguintes: redução de custos com insumos, uma vez que o laser não requer nenhum insumo adicional além de energia elétrica; versatilidade, pois um único sistema Laser pode executar diversos tipos de processo, permitindo trabalhar com diferentes materiais; alta capacidade de controle, pois o sistema permite definir a área, a forma e a intensidade desejada para o trabalho; operação remota; sem contato mecânico e com a ausência de contaminação nas superfícies tratadas; geração mínima de resíduos sólidos, uma vez que a energia emitida pelo laser causa a ablação do material que se quer eliminar na área a ser tratada. Com o objetivo de obter maior maturidade, o equipamento portátil a laser para limpeza e texturização de superfícies foi associado ao RDA-R para ser testado em uma unidade operacional, onde foi demonstrada a capacidade desta tecnologia em realizar as tarefas.
Finalistas da Categoria IV - Projetos na área de "Meio Ambiente, Transição Energética e Descarbonização (exceto biocombustíveis)"
Título: Metodologia inovadora para especiação de hidrocarbonetos e determinação de reatividade para formação de ozônio com uso de gasolina e etanol em veículos flex para a fase L8 do Proconve
Empresa Petrolífera: Petrobras
Instituição: UFRJ
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Resumo: A Petrobras e a UFRJ, que tinham cooperação tecnológica desde 2011, iniciaram um novo estudo para a caracterização das emissões de HCs na faixa C2-C12 em veículos flex para cálculo da reatividade desses compostos quanto a formação de ozônio com o uso de gasolina e etanol. Foram necessárias várias adaptações para que, de forma inédita no país, o método TO-15 do US EPA fosse ajustado e implementado no Laboratório de Química Atmosférica e Poluição da UFRJ sendo criado o novo método chamado de Cromatografia a gás multidimensional de corte. Ele permitiu a determinação de etano, eteno e acetileno, principais compostos resultantes da combustão do etanol, sem o uso de criogenia. Os principais destaques foram: coleta dos gases de escapamento com canisters (botijões de aço inox eletropolidos) e procedimento rigoroso de limpeza, reduzindo significativamente a possibilidade de contaminações em relação ao método do CARB; uso de cromatógrafo com duas colunas (C2-C3 e C4-C12), ao invés de dois cromatógrafos, além de não precisar de criogenia, reduzindo em cerca de 50% os custos de equipamento e de operação laboratorial, em relação ao método do CARB; elevada precisão analítica. Nos veículos L4, L5 e L6 com o uso do etanol foram identificados apenas os HCs com 2 átomos de carbono, sendo que a reatividade máxima para a formação do ozônio (MIR – Maximum Incremental Reactivity) foi mais elevada do que com a gasolina. Os valores são inversos aos publicados anteriormente em trabalho nacional, que apresentavam contaminação relevante de HCs pesados, e menos reativos, nas medições com etanol, usando o método da CARB. A partir da aplicação da metodologia inovadora desenvolvida pela parceria Petrobras-UFRJ também foi constatado que a composição e a reatividade média dos gases de escapamento não tiveram influência significativa vinculada às tecnologias veiculares das fases do PROCONVE L4, L5 e L6. Os resultados do projeto foram apresentados ao MME, Ibama e AEA, e serviram de base para a publicação dos novos valores de reatividade de HCs associados ao uso da gasolina e do etanol para a fase L8 do Proconve (Instrução Normativa IBAMA, IN 21 /2021), com grande impacto para o país. O trabalho foi publicado no SIMEA em 2019 (Menção Honrosa) e 2021, na FUEL (2020) e na Atmospheric Environment (2022).Título: Pesquisas e Desenvolvimento de Dissipadores Térmicos baseados em Microcanais para Células Fotovoltaicas de Alta Concentração com Recuperação do Calor Rejeitado para Dessalinização
Empresa Petrolífera: Petrogal
Instituição: UFRJ
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Resumo: Um sistema de cogeração descentralizada de eletricidade e água destilada foi projetado, integrado e demonstrado em ambiente relevante (TRL6), visando o uso sustentável em regiões remotas e carentes desses insumos básicos, como por exemplo núcleos habitacionais em regiões semi-áridas off-grid, regiões insulares sob proteção ambiental ou militar, e regiões isoladas de prospecção mineral. O protótipo montado no LabMEMS-Coppe/UFRJ é composto de um painel fotovoltaico de alta concentração HCPV (High Concentration Photovoltaics) que gera até 5kW elétricos, um conjunto de coletores solares convencionais para aquecimento de água e uma unidade de destilação por membranas, capaz de produzir até 1000 litros de água destilada por dia. O sistema foi projetado para atender a demanda essencial de água potável e eletricidade de cerca de 100 habitantes. No processo térmico de destilação por membranas adotado, a separação do sal da água se dá pela diferença de temperaturas entre uma corrente de água salgada e quente e outra corrente de água destilada e fria, separadas por uma membrana porosa e hidrofóbica. A diferença de temperatura entre as correntes, a nivel de poro da membrana, se traduz em uma diferença de pressão de vapor, propiciando que apenas vapor d’água atravesse a membrana e se condense do lado da corrente mais fria de destilado. As temperaturas relativamente baixas requeridas na água de alimentação (45ºC-85ºC) permite o emprego de calor recuperado de baixa exergia. Esse processo é particularmente vantajoso quando associado à recuperação de calor de outros processos, como na presente aplicação, em que se reaproveita o calor rejeitado da geração fotovoltaica de alta concentração. Nesta forma de geração de eletricidade menos de 30% da irradiação solar é convertida em eletricidade, sendo o restante absorvido pela estrutura e rejeitado para o ambiente como calor. Assim, visando aumentar a eficiência energética global do sistema, microtrocadores de calor foram projetados, fabricados e instalados na parte traseira dos painéis fotovoltaicos, permitindo o arrefecimento ativo da célula e, simultaneamente, levando ao: (i) aumento da eficiência de conversão solar-elétrica devido à redução da temperatura de operação da célula e (ii) uso desta energia térmica recuperada no processo de dessalinização de água. Para dar flexibilidade à operação do sistema, coletores solares convencionais foram incorporados ao protótipo, que em combinação com a água aquecida proveniente dos painéis HCPV, permitem explorar diferentes condições operacionais de vazão e temperatura da água de alimentação. Assim, mesmo em dias com menor radiação direta (dias nublados), e consequentemente menor conversão fotovoltaica e recuperação de calor do sistema HCPV, ainda se aproveita uma parcela considerável da radição solar difusa através dos coletores no aquecimento da água salgada para o processo de dessalinização, parcialmente compensando a intermitência da fonte renovável. A destilação por membranas opera próximo à pressão atmosférica e produz água destilada de alta qualidade, mesmo para uso industrial, como na limpeza dos próprios painéis solares. Também trata águas com salinidades elevadas (até 200g/L) e ainda apresenta menores níveis de incrustação, e consequentemente maior vida útil dos módulos de membrana, quando comparado com processos convencionais de membrana. O presente projeto está alinhado com as tendências mundiais para transição energética e redução da pegada de carbono.Título: Plataforma GIS CCUS Brasil
Empresa Petrolífera: Petrobras
Instituição: PUC-RS
Vídeo do projeto
Resumo: As tecnologias de Captura, Utilização e Armazenamento de Carbono (CCUS, em inglês) destacam-se como uma estratégia importante na transição para uma economia de baixo carbono. A aplicação de metodologias avançadas de classificação de recursos para armazenamento, aliado ao mapeamento geoespacial de fontes emissoras de CO2, infraestrutura de transporte e áreas de armazenamento em subsuperfície, podem revolucionar e impulsionar esse setor no âmbito nacional. Diante disso, a Plataforma GIS CCUS Brasil surge como uma iniciativa inovadora e única no cenário brasileiro que busca auxiliar os tomadores de decisão e a população em geral permitindo o acesso a dados e informações relevantes da tecnologia. Uma das contribuições significativas para a plataforma é a utilização dos vastos bancos de dados disponibilizados pelos projetos Reate e Promar, disponibilizados pela CPRM e ANP. A utilização desses dados é essencial para a realização de análises abrangentes da subsuperfície, incluindo os recursos minerais presentes em bacias sedimentares em profundidade. Ao integrar essas informações aos sistemas de informação geográfica, a plataforma oferece uma visão completa das características geológicas, geofísicas e geográficas das áreas estudadas. Essa abordagem inédita preenche uma lacuna de informações no país e democratiza o acesso a dados e ferramentas essenciais, possibilitando que empresas, instituições de pesquisa, governo e sociedade civil desenvolvam projetos sustentáveis e efetivos para a redução das emissões de gases de efeito estufa. A plataforma se destaca por apresentar a localização e quantificação das emissões de CO2 de fontes estacionárias, identificar áreas estratégicas para a captura de CO2 e a implementação de projetos futuros, além de possibilitar a visualização geográfica da infraestrutura e dos possíveis locais para o armazenamento do CO2 proveniente dessas fontes. Além disso, a utilização do sistema de classificação Storage Resources Management System (SRMS) introduz uma abordagem inovadora e adaptada ao cenário atual brasileiro. Essa metodologia avançada permite a identificação e classificação dos recursos de armazenamento de CO2, considerando aspectos técnicos, geológicos e geofísicos. Com a integração do sistema de classificação SRMS e dos dados do Reate e Promar à plataforma, é possível uma análise mais abrangente dos recursos de armazenamento CO2 presentes nas áreas estudadas, contribuindo para a identificação de áreas promissoras ao desenvolvimento desse setor no Brasil. A relevância do projeto vai além de sua originalidade. A plataforma contribui diretamente para a redução dos riscos do desenvolvimento de projetos, auxilia no planejamento e desenvolvimento sustentável de diversos setores, promove a colaboração entre diferentes atores e dissemina informações, oportunizando o avanço da tecnologia e fortalecendo a governança ambiental. Por fim, a Plataforma GIS CCUS Brasil é uma iniciativa relevante que utiliza a tecnologia geoespacial para impulsionar a transição para uma economia de baixo carbono, fornecendo informações precisas, facilitando a tomada de decisões estratégicas para a redução das emissões de gases de efeito estufa.
Finalistas da Categoria V - Projetos na área de "Tecnologias Subsea"
Título: Digital Twin de monitoramento dos parâmetros operacionais relativos ao fenômeno de corrosão sob tensão por CO2 em dutos flexíveis
Empresa Petrolífera: Petrobras
Instituições: UFRJ e Centro de Estudos e Sistemas Avançados do Recife (Cesar)
Vídeo do projeto
Resumo: O projeto em questão consiste no desenvolvimento de um gêmeo digital de monitoramento das condições operacionais de dutos flexíveis na abrangência do fenômeno de corrosão sob tensão por CO2 (SCC-CO2). É uma ferramenta computacional que permite a criação de representações digitais dos dutos flexíveis em operação no campo para monitorar, em tempo real, a severidade do mecanismo de SCC-CO2, permitindo que os engenheiros de integridade da Petrobras façam análises detalhadas e tomem decisões embasadas em dados para otimizar a produção e maximizar a eficiência das operações nesse setor. Um dos principais impactos do SCC-CO2 nos dutos flexíveis é a redução do tempo máximo de operação admissível para essas linhas, o que impacta diretamente no processo de gestão de integridade, na programação de inspeções periódicas e na garantia de conformidade operacional. A gestão de integridade dos dutos abrangidos pelo fenômeno é um desafio relevante e complexo. A estratégia adotada pela indústria para gerenciar o risco operacional baseia-se na análise de vida útil das estruturas, que é feita para determinadas condições operacionais limite pré-estabelecidas, que devem ser monitoradas ao longo da vida útil do duto. Nesse contexto, o Digital Twin de monitoramento do SCC-CO2 permite monitorar a severidade das condições operacionais, em tempo real, reduzindo significativamente o tempo dos gestores de integridade na identificação e tratamento dos dutos flexíveis que operam nos cenários mais agressivos, garantindo a conformidade e segurança operacional dessas estruturas. A ferramenta utiliza dados de sensores instalados em campo para alimentar um modelo de análise de severidade operacional integrado à aplicação para fornecer, em um dashboard, uma visão dos dutos mais críticos em campo, auxiliando os gestores de integridade na tomada de decisão quanto a continuidade operacional desses dutos. Para alcançar esse objetivo, é utilizado o conceito de "Digital Twin" (gêmeo digital), que é uma representação virtual em tempo real de um sistema físico ou processo. O "Digital Twin de Monitoramento SCC-CO2" é responsável pela geração de relatórios com informações relevantes, como o cálculo do Índice de Severidade Operacional (ISO), dados de pressão, temperatura, gases, dentre outros. Isso permite que os engenheiros identifiquem rapidamente problemas, anomalias ou tendências indesejadas, tomando medidas corretivas proativas para prevenir falhas ou otimizar a operação. A coleta de dados reais (diária e histórico) e seu processamento possibilitam o acompanhamento contínuo das condições operacionais dos dutos que escoam petróleo e gás. Além disso, a análise contínua dos dados contribui para a revisão da vida útil dos dutos e a antecipação de mudanças operacionais, garantindo a segurança das operações.A aplicação do "Digital Twin" traz benefícios significativos, como o aumento da eficiência operacional, a redução de custos e a minimização de riscos associados à produção de óleo e gás, proporcionando uma gestão mais eficaz e segura de toda a rede de dutos. Esses avanços contribuem para uma indústria do petróleo mais eficiente, segura e sustentável.
Título: HISEP - Redução de risco tecnológico (etapa de De-risking) - Desenvolvimento e construção de bomba centrífuga submarina no Brasil e testes com gás denso (rico em CO2)
Empresa Petrolífera: Petrobras e Consórcio de Libra (Petrobras, Total, Shell, CNODC, CNOOC)
Empresa Brasileira: FMC Technologies do Brasil
Instituição: UNIFEI
Vídeo do projeto
Resumo: Como o HISEP é uma tecnologia de processamento submarino nova, inédita no mundo, um programa de qualificação tecnológica robusto está sendo realizado para avaliar o desempenho e a confiabilidade do sistema em cenários típicos do pré-sal brasileiro, de modo a alcançar um nível mínimo de maturidade tecnológica (TRL da sigla em inglês) que permita a replicação em projetos de desenvolvimento da produção. Este programa de qualificação da solução tem sido coordenado pela Petrobras, como Operadora do Consórcio de Libra, e, dentre outras etapas de seu Roadmap de desenvolvimento, foi desenvolvida uma etapa de “De-risking” para redução das lacunas tecnológicas dos componentes ou subsistemas críticos do HISEP. Nesta etapa de “De-risking”, cujos principais testes foram concluídos no início de 2022 e deixarão como legado à indústria um loop de testes com capacidade de reproduzir condições típicas do pré-sal (o Centro Tecnológico para o Pré-Sal Brasiliero, na UNIFEI), houve a união de esforços de uma ICT (UNIFEI) e uma Empresa Brasileira (FMC Technologies do Brasil), juntamente com a Petrobras, demonstrando a força e o empreendedorismo necessários para atender aos desafios que o projeto HISEP demanda, reunindo de forma integrada Empresa Petrolífera, academia e indústria. É sobre esta etapa de “De-risking” que trata o Programa de P,D&I com recursos da cláusula de P,D&I, que é composto pelos seguintes Projetos: (i) Projeto Executivo do CTPB; (ii) Obras Civis para a Construção do CTPB; (iii) Equipamentos para o CTPB; (iv) Redução do Risco Tecnológico do HISEP; (v) Desenvolvimento Experimental de Bomba de Gás Denso, sistema de resfriamento e separador ciclônico, Componentes para o HISEP.Título: USIS (Unmanned Subsea Inspection System)
Empresa Petrolífera: Repsol Sinopec
Empresa Brasileira: TideWise Engenharia e Serviços Navais
Vídeo do projeto
Resumo: O projeto USIS desenvolveu um sistema não tripulado para inspeção de ativos submarinos, a partir da integração de um ROV (do inglês Remotely Operated underwater Vehicle, Veículo subaquático Remotamente Operado) inspection-class a um USV (do inglês Uncrewed Surface Vehicle, Veículo de Superfície Não tripulado). O ROV é equipado com câmeras de alta resolução e sensores com capacidade de inspecionar equipamentos submarinos, e o USV conta com: sensores LiDAR para identificar a distância da embarcação para a unidade inspecionada, além de gerar nuvem de pontos para inspeção de aspectos da unidade acima da linha d’água; câmeras 360º no campo horizontal com streaming de vídeo near-real time (latência de ~150 milissegundos) para orientar a navegação e fornecer dados para a inspeção; sistema de comunicação via satélite com link redundante, composto por duas tecnologias complementares: uma de banda larga e uma de alta resiliência e movimentos da embarcação. O sistema possui ainda suporte à operação com ROV, contando com Sistema automático de Gerenciamento de Umbilical (conhecido em inglês como TMS, Tether Management System), sistema de fornecimento de direto de energia e dados, sistema de posicionamento relativo baseado em USBL e garagem para o posicionamento seguro do ROV no USV durante as operações de trânsito. O sistema poderá ser utilizado para inspeções UWILD, inspeção de linhas de amarração, dutos de escoamento de óleo, cascos de FPSOs, estruturas submersas de turbinas eólicas offshore e outras aplicações da indústria de energia offshore. Atualmente os serviços descritos são realizados utilizando navios de suporte a ROV ou lançando ROVs de menor porte a partir da unidade offshore. Tais embarcações são significativamente maiores que embarcações não tripuladas, já que necessitam de espaço para a acomodação, bem estar e equipamentos de salvatagem para seus tripulantes. A utilização da tecnologia atual de inspeção não tripulada de ativos subaquáticos é limitada pelo elevado custo do navio de suporte ao ROV. O projeto USIS, portanto, tem uma forte motivação comercial. A indústria de energia offshore está sempre buscando menos exposição a riscos, menores custos de inspeção de ativos e maior volume e qualidade dos dados coletados. O uso da tecnologia atual é limitado pelo alto custo operacional do navio de suporte ao ROV ou ao espaço disponível a bordo de unidades (POB) para permitir a realização de parte do escopo. As inspeções necessárias ao cumprimento de requisitos de segurança (cada vez mais rígidos) mostram-se inviáveis economicamente com a metodologia tradicional de operação com ROVs. A integração de uma embarcação autônoma (USV) com um robô submerso controlado remotamente (ROV) reduzirá drasticamente os custos operacionais e eliminará os riscos à vida humana.
Finalistas da Categoria PRH – Dissertação de Mestrado
Título: Application Of Nanoparticles To Enhance Multiphase Flow In Reservoir Rocks
PRH: 012
Instituição: UFPR
Autora: Isadora Ferreira CaixetaTítulo: Artificial Intelligence Aided Subsea Leakages Assessment: an Image-Based Approach
PRH: 003
Instituição: UFRJ
Autor: Gustavo Luís Rodrigues CaldasTítulo: Modelagem e Simulação Computacional da Injeção de Água Inteligente em Campos Maduros de Petróleo
PRH: 027
Instituição: Senai/Cimatec
Autor: Igor Oliveira De Freitas Campos
Veja no vídeo a seguir a fala do superintendente de Tecnologia e Meio Ambiente da ANP, Raphael Moura, sobre o Prêmio ANP 2023 e o 1º Fórum de Tecnologia e Inovação da Agência.
Veja no vídeo abaixo como é o julgamento dos projetos pela Comissão Julgadora.
Edital 2023
As regras específicas do Prêmio ANP de Inovação Tecnológica 2023 estão dispostas no edital.
- Clique aqui para fazer o download do edital.
- Clique aqui para para fazer o download do Termo Aditivo nº 1 do Edital - prorrogação do prazo para inscrições até 03/07/2023
Cronograma
Em sua edição 2023, o Prêmio ANP seguiu o seguinte cronograma:
- Prazo para inscrições: 26/05/2023 a 03/07/2023 (prorrogado)
- Comunicação aos finalistas: até 31/10/2023
- Cerimônia de premiação:
Data: 30/11/2023
Horário: 14h20 às 17h
Dúvidas
Em caso de dúvidas, entrar em contato pelo e-mail premioanp@anp.gov.br.