O acidente e as lies aprendidas no caso da Deepwater Horizon

Autor: Diego Tavares Bonfim

No dia 20 de Abril de 2010, por volta das 21h local, no Golfo do Mxico, uma exploso

na plataforma de perfurao Deepwater Horizon, de propriedade da empresa

Transocean e operando para a BP - British Petroleum, deu incio ao que registrado

como um dos mais graves acidentes do setor de Explorao e Produo de Petrleo. A

unidade afundou aps 36 horas de intenso incndio, deixando onze pessoas mortas,

dezessete feridas e o poo Macondo, a 48 milhas nuticas da costa e 148 milhas nuticas

do porto de recursos mais prximo, no estado da Louisiana, aberto por 87 dias

consecutivos no que considerado o maior vazamento da histria dos Estados Unidos,

talvez mesmo um dos maiores a nvel mundial.

Cerca de cinco meses aps o acidente, uma comisso interna da BP, formada por

diversos profissionais do setor, divulgou um relatrio com a descrio dos eventos

anteriores a esse fatdico dia, desde o incio do poo por uma outra plataforma at o

descontrole do mesmo alguns minutos antes da primeira exploso a bordo da D.

Horizon. Relata ainda todas as tentativas realizadas para tentar fechar o BOP e intervir

no poo aberto. O Relatrio concludo com oito motivos considerados como chave

para a ocorrncia de to grave acidente.

Esse artigo busca relatar os eventos anteriores ao descontrole do poo, os oito

motivos-chave que formaram a cadeia que levou ao acidente e os procedimentos

considerados adequados para o controle de tais situaes, de interesse a todos do setor,

especialmente no Brasil, j que nosso trabalho de E&P em guas profundas at mesmo

superam os do Golfo do Mxico. O objetivo dar divulgao aos riscos de uma

operao to sensvel e to rotineira no offshore.

1 - Conceitos Importantes: Blow-Out e Perfurao

O que ocorreu a bordo da Deepwater Horizon foi uma situao de descontrole

do poo, o chamado Blow-Out. Mas para entendermos o que um evento de controle de

Poo como esse, preciso que entendamos o passo-a-passo de uma perfurao e as

caractersticas de um reservatrio de Petrleo.

1.1 - O Reservatrio

Um reservatrio de petrleo uma rocha que rene uma srie de condies e

caractersticas determinantes. So elas: Porosidade: nem toda rocha pode ser um reservatrio. Rochas no so corpos nicos, mas

sim formados por minsculos gros de minerais. necessrio que a granulometria da rocha seja adequada, isso porque o hidrocarboneto fica armazenado nos espaos vazios entre os gros. Portanto, se os gros forem muito pequenos ficaro bastante compactados e esse espao tambm insuficiente; j se forem muito grandes, a rocha pode ser muito quebradia, o que a torna inadequada para ser um bom reservatrio. Os tipos mais comuns de rochas reservatrio so as carbonticas ou arenticas.

Permeabilidade: a medida da comunicao existente entre os poros da rocha, formando enormes "dutos" por onde o petrleo pode circular. definida por uma frmula que no convm a este estudo, mas de extrema importncia seu clculo para a engenharia do poo, uma vez que deseja-se produzir a maior parte do reservatrio possvel, ou seja, o objetivo que o hidrocarboneto flua dos pontos mais distantes do reservatrio para o interior do poo. Isso s pode ser atingido se houver uma grande comunicao entre os espaos vazios, os poros, da rocha reservatrio.

Presso Natural: dadas as diversas localizaes das rochas reservatrio nas placas tectnicas, natural que elas apresentem-se a presses extremamente maiores que a atmosfrica. a diferena entre a presso do reservatrio e a presso no interior do poo que faz com que o hidrocarboneto migre para o duto formado pelo poo, e assim suba at a rea de produo. Durante a perfurao, essa presso deve ser bem monitorada e controlada, utilizando-se para isso o fluido de perfurao, mais conhecido como "Lama". Durante toda a perfurao, a lama segue por dentro do tubo de perfurao (Drill Pipe) e ferramentas da coluna (heavy-weights, espaadores e motores) desde a plataforma, pressionada para baixo por enormes bombas, at aberturas na broca. Ao mesmo tempo que resfria a broca e carreia os cascalhos resultantes do movimento de rotao da mesma para a unidade martima, a lama exerce presso sobre as paredes do reservatrio, na mesma intensidade da presso natural do poo, de modo a eliminar o diferencial de presso existente. Essa presso monitorada continuamente, sempre exercendo a presso na coluna para contrabalancear o reservatrio.

1.2 - A perfurao

A execuo de um poo de petrleo depende de tantos fatores que seria invivel

discutir todos neste artigo. Basicamente o principal estudo deve ser feito focando as

rochas que sero atravessadas, as presses que sero enfrentadas e os intervalos em que

hidrocarbonetos iro surgir. Do estudo dessas diversas variveis resulta um projeto de

engenharia de poo, indicando os revestimentos, densidades da lama a utilizar, presses

provveis a serem encontradas, etc.

Um poo construdo na forma de um grande funil. Os primeiros metros de

profundidade utilizam tubos de revestimento de 30 polegadas de dimetro. A partir de

determinada profundidade, a ser definida no estudo do gradiente de presses do

reservatrio, outro revestimento de menor dimetro, normalmente 20 polegadas,

assentado. E essa sequncia de reduo gradativa do dimetro de revestimento segue at

a coluna de revestimento atingir uma mdia de 9 polegadas, no trecho ultrapassando o

reservatrio que contm o hidrocarboneto a ser produzido. A cada assentamento de

coluna de revestimento, ocorre uma operao de cimentao, para completar o espao

vazio entre o tubo de revestimento e a parede do reservatrio, de modo que no ocorra

nenhum tipo de diferencial de presso nesse pequeno espao que induza o

hidrocarboneto a fluir. A partir do momento em que a perfurao atinge profundidades

onde comeam a surgir bolses de gs e pequenas reservas de leo, colocado sobre a

cabea do poo uma pea chamada BOP, sigla de Blow-out Preventer, que fecha, de

maneira automtica, por comando remoto ou local, o poo em caso de uma eventual

diferena de presso sbita, ou por reconhecimento, por parte da equipe de perfurao a

bordo da plataforma, da presena de hidrocarbonetos no fluido de perfurao.

A intervalos regulares a operao paralisada, para medies no poo, a chamada perfilagem. Utilizando ferramentas diversas, mede-se a porosidade, permeabilidade, presses e presena de lquidos no reservatrio. Quando todo o assentamento de revestimento est pronto e a cimentao confirmada, seja por testes de presso ou por perfilagem, introduz-se os risers rgidos de produo no interior do poo, que so tubos semelhantes aos de perfurao, mas com 7 polegadas de dimetro. Na ponta dessa coluna de produo uma srie de equipamentos posicionada, visando a segurana e a viabilidade da produo. Uma vez que toda a estrutura esteja posicionada, d-se o canhoneio, que a exploso controlada de uma massa plstica, fazendo com que a energia rasgue o revestimento e a cimentao, expondo somente um pequeno trecho de reservatrio ao interior do poo. Ser por esse trecho que o leo fluir. Eventualmente pode ser necessrio uma operao de estimulao do poo, por meio de cidos que circulem por todo a sistema, visando facilitar o incio da produo do hidrocarboneto.

1.3 - Blow-Out

Um blow-out ocorre quando no mais possvel controlar a presso no interior

do poo, e os hidrocarbonetos ganham as condies adequadas para fluir livremente no

sistema. Vrios podem ser os motivos de um blow-out, estando entre os principais uma

falha nas bombas de lama, falha no clculo de densidade do fluido de perfurao e no

controle de injeo ou retirada de fluido no poo.

Na ocasio de descontrole de poo e o consequente ingresso de leo e gs na

coluna de perfurao, esses hidrocarbonetos que inicialmente estavam com suas

molculas bastante comprimidas devido s altas presses do reservatrio comeam

expandir conforme se deslocam por presses cada vez menores. Se nada for detectado, o

leo e o gs prosseguiro o caminho at o interior da plataforma, onde bastar uma

pequena centelha para causar uma enorme exploso na massa gasosa que estar livre no

ambiente.

Um blow-out no ocorre de uma hora para outra, so necessrias at algumas

horas para que esse processo acontea. Os primeiros sinais notados referem-se

densidade da lama: com o ingresso de leo e gs, o fluido tende a diminuir sua

densidade por estar na verdade misturado com hidrocarbonetos naturalmente mais leves

que a lama. Outro ponto a ser observado continuamente o peso que a coluna de

perfurao apresenta: h de se ter controle da quantidade de tubos e ferramentas na

coluna, e o peso de cada uma durante a instalao ou interveno em peas do poo;

durante a perfurao, fora o peso da coluna ainda h a fora que a plataforma exerce

para baixo, em conjunto com o movimento de rotao da broca. Esse peso importante,

pois quando o reservatrio comea a produzir esse leo indesejado normal que o fluxo

exera uma fora para cima, diminuindo o peso observado na coluna. a fase inicial do

blow-out, e conhecido como kick.

A principal ferramenta para evitar o descontrole o BOP. Formado por 3

equipamentos distintos, cada um com uma capacidade e caracterstica prpria, o BOP

fecha o poo de maneira emergencial, evitando que o leo atinja a unidade. Uma vez

entendido o motivo que levou o descontrole do poo, pode-se abrir novamente a

ferramenta para efetivamente retomar o controle e encerrar essa produo indesejada

que o blow-out.

2 - O Poo da Deepwater Horizon

O reservatrio onde situa-se o poo da D. Horizon situa-se no campo de

Mississipi Canyon, bloco 252, chamado de Macondo. Era um poo de explorao que

visava a deteco de hidrocarbonetos em quantidade economicamente vivel. A

profundidade inicialmente projetada era de 19.150 ps, com assentamento de 8 colunas

de revestimento e testes de produo baseados em gradientes de presso controlados

utilizando o BOP fechado.

O poo teve incio no dia 06 de outubro de 2009, com a plataforma "Marianas", de propriedade da Transocean. Em 08 de novembro de 2009 o poo foi fechado devido passagem do furaco Ida pela regio. A Marianas ficou seriamente avariada pelo furaco e precisou abandonar a locao para reparos em um estaleiro, sendo substituda pela Deepwater Horizon no dia 31 de janeiro de 2010.

A D. Horizon era uma plataforma de apenas 9 anos de vida operacional, tendo

em seu histrico 30 poos construdos sem nenhum evento de controle de poo srio.

Equipada com sistema de posicionamento dinmico de classe 3, tinha capacidade de

perfurar a lminas dgua mximas de 3.000 metros, podendo atingir at 35.000 ps de

profundidade.

O poo foi reiniciado em fevereiro de 2010, com algumas anormalidades em

presses nas rochas, que eram maiores do que as inicialmente previstas, mas ainda

dentro das capacidades da sonda. A operao teve trs paralisaes por eventos de

controle de poo anteriores s do dia 20 de abril: no incio de maro encontrou-se uma

zona e forte presso de poros, que fez com que a circulao do poo fosse perdida e o

BOP fechado; em 08 de maro ocorreu um kick que inclusive danificou parte da coluna

de perfurao e fez com que um tudo de perfurao ficasse preso no interior do poo;

em 04 de abril o poo novamente perdeu circulao, a uma profundidade de 18.260 ps.

A perfurao retornou aps esse ltimo evento, prosseguindo at uma profundidade de

18.360 ps atingida no dia 09 de abril. Uma perfilagem foi feita durante os cinco dias

seguintes, para identificar as zonas produtoras do reservatrio. Uma limpeza de toda a

coluna de poo foi realizada circulando fluido de completao (fluido mais limpo que a

lama de perfurao), para condicionar o poo a uma futura produo.

No dia 16 de abril foi aprovado o abandono temporrio do poo, uma vez que os

objetivos exploratrios haviam sido atingidos. Comeou ento o procedimento para

cimentao de uma pequena coluna de revestimento de 9 polegadas, chamada liner, at

a profundidade de 18.304 ps, visando instalao futura de equipamentos de fundo

para a produo. Foi durante esse procedimento que ocorreu o acidente da Deepwater

Horizon.

2.1 - As horas anteriores ao acidente

Desde o dia 19 de abril, aps o assentamento da ltima coluna de tubulao, a

operao chave era a cimentao desse pequeno trecho. Aps a concluso da operao,

um teste chamado presso negativa teve incio, para verificar a integridade do poo.

Consiste em retirar a lama por outro fluido mais leve, fechar o BOP deixando somente

uma rede especfica, a linha de kill (uma rede especial do BOP para acesso direto ao

interior poo em caso de necessidade de ao de controle) aberta para observar o fluxo

no sistema. Se houver ingresso de hidrocarboneto no poo, o fluxo na linha de kill ser

detectado, verificando que o poo no est ntegro. Ao contrrio, se no houver fluxo

significa que a cimentao foi adequada, e a prxima operao tem incio.

Segundo o relatrio da BP, os membros que participaram do teste o

consideraram satisfatrio e prosseguiram para a prxima fase, que seria posicionar um

plugue de cimento prximo ao reservatrio e instalar um equipamento de fundo

chamado Locking Sleeve bem acima do revestimento imediato zona produtora,

visando o isolamento do reservatrio de maneira segura e consequente retirada do BOP

e encerramento do poo.

Ainda segundo o relatrio da BP, o BOP foi reaberto considerando o poo

ntegro e a operao teve incio na noite do dia 20 de abril, por volta das 20h50min.

Durante os minutos seguintes, enquanto a plataforma fazia a circulao e troca de

fluidos necessria para preparar a descida das ferramentas seguintes, um desequilbrio

hidrosttico fez com que o poo comeasse a permitir o fluxo de leo, provavelmente

no momento em que uma das bombas de lama teve sua vazo reduzida. Nos registros

que seguiram, atravs de monitoramento dos indicadores da plataforma, enviados de

forma real-time para a base operacional da BP, verificou-se uma srie de indcios de

alteraes na densidade da lama, bem como das presses no poo. A equipe a bordo da

unidade no conseguiu reconhecer esses indcios at que o leo j estivesse atingido a

coluna de riser logo abaixo da plataforma. Uma ao equivocada do encarregado de

perfurao, provavelmente por no avaliar adequadamente a quantidade de leo que j

estava se deslocando na coluna, fez com que o fluido impregnado de leo fosse

direcionado para o interior da plataforma, para um tanque de recebimento e posterior

separao entre o fluido e o hidrocarboneto.

Uma srie de eventos em sequncia culminou na exploso a bordo da D.

Horizon. O tanque de recebimento do fluido misturado com o leo era pequeno para a

quantidade destinada. Quando o mesmo encheu, o fluido vazou pelo suspiro, para o

interior de uma sala de bombas de servio, espalhando leo e gs pelo ambiente. Neste

ponto o encarregado da perfurao deu ordem para fechar o BOP, e um navio que

operava com a unidade se afastou para fora da zona dos 500 metros.

O que acontece a seguir so fatos muito rpidos. Na sala onde o suspiro

inundava de gs e leo o ambiente, havia uma captao de ar da praa de mquinas,

para injeo nos motores de combusto interna que movimentavam os geradores. Esse

ar, rico em mistura explosiva devido ao volume de gs no ambiente, foi direcionado aos

geradores 3 e 6. Quando o ar, j bastante rico, misturou-se ao combustvel normal do

gerador em um dos tempos da combusto interna, ocorreu um disparo no nmero de

rotaes dos geradores, ocasionando a primeira exploso, na praa de mquinas. Aps

dez segundos, uma segunda exploso de maior magnitude atingiu toda a Deepwater

Horizon. Outras exploses menores foram ouvidas.

Desde o momento inicial em que os operadores da sonda detectaram,

tardiamente, o descontrole do poo, at o final com o abandono da plataforma, no

conseguiu-se fechar o BOP por nenhum dos seus comandos remotos. A plataforma

afundou, 36 horas depois da primeira exploso, com o insucesso nas tentativas de

controlar o fogo, continuamente alimentado pelo poo aberto logo abaixo. Sucessivas

tentativas foram feitas com o intuito de fechar localmente o BOP, usando ROVs, mas

nada foi alcanado. Aps 87 dias de intenso vazamento no Golfo do Mxico, um poo

de interveno foi perfurado ao lado do poo original, injetando lama de alta densidade

e cimento para fechar o poo.

3 - Os motivos

O relatrio da BP aponta no um, mas oito motivos considerados chave na

ocorrncia desse acidente. Como em todo estudo de caso, uma rvore de acontecimentos

foi montada, demonstrando como essa cadeia de eventos culminou em uma situao

desastrosa. Os 8 motivos so os que seguem descritos abaixo, com a ilustrao retirada

do relatrio da BP:

1. A cimentao do revestimento feita no dia anterior no foi feita adequadamente. O cimento era

de um tipo leve e com presena de nitritos. Provavelmente houve desprendimento de nitrognio, que fez com que ocorressem falhas na integridade do cimento que no resistiram presso natural do poo e permitiram o fluxo de leo. A BP concluiu que houve falha na avaliao do cimento, avaliao de risco da operao e falha na interpretao do teste de presso negativa feito no poo algumas horas aps a cimentao. A cimentao ficava a cargo da Halliburton.

2. A barreira instalada sobre o topo do reservatrio, a locking sleeve, permitiu a passagem de leo do reservatrio para o interior do poo. No haver a possibilidade de avaliar a pea, uma vez que foi destruda com as aes realizadas para o fechamento do poo. A BP conclui que pode ter havido uma falha na produo da pea ou uma falha na instalao por parte da equipe de perfurao.

3. O teste de presso negativa foi mal interpretado. Antes do abandono temporrio do poo, foi feito um teste de presso negativa, substituindo a lama por fluido mais leve, como a gua do mar, criando um ambiente hidrosttico desigual de maneira controlada. Houve vrios indcios de ingresso de leo no poo, mas tanto a equipe da BP, quanto a equipe da Transocean, no souberam interpretar os resultados do teste.

4. O fluxo no foi identificado pela equipe de perfurao antes que o leo chegasse no riser. Essa demora em responder ao blow-out foi um fator complicador, j que havia uma condio de balano hidrosttico muito difcil de ser controlado. Cerca de 40 minutos seriam necessrios para que o leo migrasse at a plataforma, portanto houve uma forte demora na resposta.

5. A ao tomada de maneira a responder ao blow-out, migrando o fluido para o interior da sonda em vez de modificar o fluxo para a rede que jogaria para o ambiente externo (overboard

discharge), foi o fator gerador da exploso na plataforma. Caso o fluido tivesse sido jogado no mar haveria mais tempo para preparar uma resposta adequada ao evento, e mesmo o impacto ambiental seria menor, sem contar na perda das 11 vidas.

6. A sala que continha o suspiro do tanque e o separador de leo e gs do fluido de perfurao continha uma srie de captaes de ar e suspiros de outros sistemas. O sistema de separao tambm foi mal utilizado, j que ele no possua capacidade de atender a toda a quantidade de fluido destinada a ele quando o encarregado da perfurao direcionou o fluxo do poo para o sistema.

7. O sistema de deteco de gs e incndio no alertou para a presena de gs em locais que no eram classificados como eletricamente protegidos, como dutos de ar condicionado e ventilaes em geral da plataforma.

8. Os 3 modos de acionar o BOP em situaes de emergncia falharam. As exploses desarmaram ou destruram o sistema de desconexo de emergncia, que seria o mtodo primrio de acionamento. Os dois controles eletrnicos do BOP, chamados de pods amarelo e azul, no acionaram o BOP automaticamente com a perda de energia da plataforma ou perda da hidrulica do sistema: o pod amarelo apresentava uma vlvula solenide defeituosa e que portanto no atuou; o pod azul apresentava sua bateria de acionamento descarregada.

4 - Concluses

Como todo acidente, este tambm se desenvolveu a partir de falhas de

interpretao, manuteno e avaliao cautelosa de todas as etapas do poo. Uma

operao rotineira da sonda deveria ter sido mais planejada, e o treinamento da equipe

de perfurao ser melhorado, no intuito de identificar com rapidez provveis falhas e

acontecimentos do poo.

O acidente da Deepwater Horizon acende uma enorme luz amarela no setor

offshore, em especial no Golfo do Mxico e aqui no Brasil, onde os poos caminham

cada vez mais para guas profundas. O investimento que ocorre no avano tecnolgico

de novos e melhores equipamentos, plataformas com maior capacidade e velocidade de

perfurao, brocas mais efetivas, engenharia de poo avanada, tambm deve ocorrer na

manuteno custosa que essa tecnologia carrega com ela, e principalmente no

treinamento e desenvolvimento de aptides na equipe de trabalhadores que atua dia-a-

dia no setor. No basta saber como operar o equipamento, deve-se saber seus princpios.

No basta olhar indicadores e medidores e agir conforme uma regra pr-programada,

deve-se entender o que aqueles valores significam e a implicao de um fator no total da

engenharia do poo.

Necessitamos de profissionais mais bem treinados e capacitados, com maior

qualificao para ocupar determinadas posies. Entende-se que a experincia

fundamental, mas ela deve vir acompanhada de uma slida base tcnica do trabalho

realizado. O comprometimento e a comunicao entre as diversas operaes conjuntas

que ocorrem a bordo deve ser exigncia pessoal, de maneira a no permitir que uma

cadeia perigosa de eventos comece a se desenvolver. Falta o investimento humano no

setor, comprometimento com as pessoas que esto trabalhando para atingir resultados,

no somente com os resultados.

Diego Tavares Bonfim Coordenador-Geral do Centro de Simulao Aquaviria.

Oficial de Nutica formado pela Escola de Formao de Oficiais da Marinha Mercante

no Rio de Janeiro, ps-graduado em Engenharia de Petrleo e Gs. Conta com

experincia de bordo nas funes de Operador de Posicionamento Dinmico em

embarcaes RSV e plataformas de perfurao de sexta gerao, e oficial de quarto em

navios graneleiros.