1) Bombeio Centrífugo Submerso

O Bombeio Centrífugo Submerso (BCS) é um dos métodos mais importantes de elevação artificial de petróleo, no Brasil e no mundo. A bomba de BCS é acionada por um motor elétrico acoplado diretamente ao eixo da bomba. Comumente, possui também um conjunto de sensores que fazem o monitoramento da operação do motor, além de outras variáveis próprias como, por exemplo, o ganho de pressão gerado pela BCS. A medição da vazão de líquido produzida por cada poço é tradicionalmente realizada com instrumentação especializada de alto custo.

2) Caracterização de Reservatórios

Esta linha se propõe a investigar a caracterização de reservatórios desde a escala microscópica (aspectos petrofísicos) até a escala macro e megascópica (geometria dos corpos e arquitetura), envolvendo a caracterização petrográfica de amostras de rocha de campo e afloramento análogos, o levantamento em campo de propriedades elétricas, radioativas e magnéticas e a descrição dos processos diagenéticos e do espaço poroso.

3) Controle e Automação

Faz parte da área de Engenharia de Automação e Instrumentação que une os princípios da elétrica, mecânica, eletrônica e computação com o intuito de melhorar a confiabilidade, a economia e a agilidade dos processos de um sistema. No setor de petróleo e gás, a automação é essencial para aumentar a produtividade de uma maneira sustentável, garantindo a fabricação de produtos de qualidade, baixo custo, maximizar rentabilidade e minimizando os riscos de saúde e meio ambiente. Nesta área, embora as medições demandem instrumentos especializados, os grandes desafios estão no gerenciamento de grandes volumes de dados, na transformação dos sinais de sensores em decisões, na resposta dinâmica aos parâmetros de reservatório e indicadores econômicos que agreguem valor aos ativos.

4) Desenvolvimento de Instrumentação Aplicados a Escoamentos Multifásicos

Pesquisa e desenvolvimento de sensores para aplicação em medições de características de escoamentos multifásicos em tubulações e equipamentos. São exemplos desta linha de pesquisa: medidor multifásico ultrassônico, sonda capacitiva e sensores virtuais baseados em análises de sinais.

5) Desenvolvimento de Sistemas Marítimos de Produção

Esta linha de pesquisa visa problemas de operação em sondas marítimas flutuantes de perfuração, de operações marítimas na engenharia de poços e de tratamento da informação durante a perfuração e intervenção de poços. Objetiva também a investigação e o desenvolvimento de técnicas relacionadas a sistemas de produção marítima, a equipamentos submarinos, a dutos submarinos e a risers de produção. Pesquisa básica vem sendo realizada no desenvolvimento de técnicas para tratamento, análise e visualização de dados da operação de perfuração e produção de poços marítimos, em métodos para avaliação da segurança operacional de poços, em análise da operação de reentrada em poços marítimos em sondas flutuantes, em métodos para estimar efeitos da correnteza marítima em risers e estruturas submersas, em problemas de contato riser ou duto e solo marinho, e em efeitos do escoamento multifásico nos dutos em seu comportamento dinâmico. Projetos de pesquisa e desenvolvimento têm sido realizados para o dimensionamento da operação de instalação de template-manifold, sistemas flutuantes com completação seca, análise numérica e experimental do comportamento dinâmico em sistemas com riser híbrido, avaliação da vida útil à fadiga de risers rígidos em catenária e efeitos da correnteza marítima.

6) Elevação Artificial e Garantia de Escoamento

Na linha de elevação artificial destacam-se os projetos de Bomba centrífuga submersa (BCS), Elevação assistida por gás (Gas-Lift), Bomba submersível hidráulica, Escoamento assistido com água (Coreflow) e equipamentos submarinos como SKID BCS, Válvulas e acessórios de bloqueio, Separador de gás líquido. Na linha de garantia de escoamento destacam-se os projetos de fenômenos envolvendo óleos parafínicos como: Deposição de parafina, repartida com óleo parafínico, Fluxo de emulsão, além de projetos sobre injeção de químicos que envolvem: testes redutores de atrito e de viscosidade, precipitação de orgânicos, demulsificantes. Ainda na linha de garantia de escoamento há projetos relacionados a escoamentos multifásicos em tubulações nas mais variadas inclinações e diâmetros de tubulação (Óleo – ar/Água – ar/ Óleo – água/ Óleo – água – ar) para visualização dos mesmos e melhoria da modelagem de perda de carga entre outras características.

7) Engenharia de Poços Submarinos e Operações Marítimas de Perfuração e Produção

Vários aspectos da engenharia de petróleo estão envolvidos nesta linha de pesquisa, estendendo-se desde o projeto, passando pelo planejamento da perfuração e completação dos poços de petróleo até as operações marítimas. Pesquisas básicas e de aplicação têm sido desenvolvidas em problema de estabilidade de poços, projeto de poços direcionais e novas técnicas de perfuração, controle e segurança de poço, operabilidade de navios e plataformas de perfuração e completação sob efeito de condições ambientais.

8) Engenharia de Reservatórios

Cobrindo um amplo espectro, esta linha de pesquisa envolve a caracterização de rochas com abrangência tanto das análises básicas como as especiais voltadas ao escoamento de fluidos com a medição em laboratório e o modelamento das principais propriedades PVT, o modelamento do reservatório através de técnicas determinísticas e geoestatísticas, o estudo dos mecanismos de recuperação desde os naturais até os envolvidos na aplicação de métodos especiais de recuperação e simulação de reservatórios, entre outros temas.

9) Geofísica Computacional

Há duas linhas principais de pesquisa: a primeira, ligada ao grupo de Geofísica Aplicada, tem por finalidade a pesquisa, desenvolvimento e aplicação de métodos e algoritmos computacionais ligados a problemas diretos e inversos da propagação de ondas. De especial interesse são os algoritmos de processamento sísmico, incluindo a construção de imagens, extração de atributos e inversão de dados sísmicos com vistas à exploração e monitoramento de reservatórios de petróleo. 

A segunda, ligada ao grupo de Geofísica Computacional, tem como fico o desenvolvimento de algoritmos de processamento de dados sísmicos, incluindo modelamento, construção de imagens e inversão de atributos relevantes ao estudo de reservatórios petrolíferos e problemas ambientais.

10) Geofísica de Reservatórios

Esta linha estuda os seguintes tópicos: Integraçãode dados sísmicos em diferentes escalas (sísmica 3D,perfis sísmicos verticais, tomografia sísmica e petrofísica)para a construção de modelos de reservatórios. Processamento de dados sísmicos com preservação de atributos. Modelagem e inversão de parâmetros de reservatórios. Monitoramento de processos de recuperação avançada de hidrocarbonetos. Anisotropia sísmica. Sísmica 4D.

11) Modelagem com o Uso da Fluidodinâmica Computacional – CFD

CFD (Computational Fluid Dynamics), como é comumente conhecida a fluidodinâmica computacional, fornece previsões quantitativas do fenômeno de escoamento de fluidos, que ocorrem sob condições definidas em termos de: (1) geometria (forma e tamanho do domínio, entradas e saídas, blocos); (2) propriedades dos fluidos (viscosidade, densidade, cond. térmica etc.); (3) condições iniciais (quando o escoamento é dependente do tempo); (4) condições de contorno (especificações de entrada e saída de massa, momento e energia no domínio da simulação).

CFD consiste em utilizar métodos computacionais para a predição quantitativa das características de escoamentos, incluindo: (1) transferência de calor; (2) transferência de massa (difusão, dissolução); (3) mudança de fase (fusão, solidificação, ebulição, condensação); (4) reações químicas (combustão, oxidação); (5) aspectos mecânicos (movimento de pistões, hélices, palhetas); (6) tensões e deslocamentos de sólidos imersos ou circundantes.

Os aspectos positivos deste método são: (1) simulações são frequentemente mais baratas e mais rapidamente produzidas que método de “tentativa e erro”; (2) permitem que os parâmetros fornecidos sejam facilmente variados em uma larga faixa, simplificando a otimização e o projeto de equipamentos e evitando transtornos operacionais; (3) evitam a necessidade de emprego de técnicas de transferência de escala; (4) podem fornecer informações mais detalhadas do que as possíveis de serem obtidas através de medidas; (5) permitem a investigação de situações de risco que não podem ser reproduzidas ou geradas (aplicação na Análise de Riscos), como por exemplo: explosões, falhas em processos nucleares, desastres ecológicos etc.

12) Simulação Numérica de Reservatórios

Esta linha de pesquisa tem como foco central o desenvolvimento de metodologias que envolvem o uso da simulação numérica de reservatórios em atividades que vão desde a descoberta até o abandono de campos de petróleo.

Os principais objetivos das pesquisas nessa áreasão: formar recursos humanos na área de engenharia e simulação de reservatórios de petróleo; realizar o desenvolvimento de pesquisa em temas relacionados às necessidades da indústria de E&P; aumentar a confiabilidade nos estudos e metodologias que empregam a simulação numérica de reservatórios; melhorar o processo de tomada de decisão na exploração e produção de petróleo; integrar a simulação de reservatórios com outras áreas de E&P envolvendo as várias áreas de geociências, produção e avaliação econômica; desenvolver técnicas para aumentar a eficiência de estudos através do gerenciamento de múltiplas simulações.

Os principais tópicos de pesquisa são: ajuste de histórico, análise de decisão, integração com caracterização de reservatórios e sísmica 4D, otimização da explotação, poços inteligentes, integração com sistemas de superfície, simulação composicional, simulação de reservatórios fraturados e injeção de polímeros.