Modelagem de análise de riscos de processos por abordagem bayesiana em sistemas de produção de óleo e gás

Abstract

A presente tese apresenta uma metodologia de abordagem por meio da técnica de redes bayesianas para avaliação da integridade de barreiras de poços produtores de petróleo e gás, considerando um contexto de condições construtivas e operacionais que se assemelham às que tipicamente vem sendo utilizadas nos desenvolvimentos de produção do polo pré-sal da Bacia de Santos. O escopo da pesquisa inclui o desenvolvimento de um modelo físico próprio para os componentes dos conjuntos solidários de barreiras dos poços, contemplando seus elementos ativos e passivos e também considera as diferentes trajetórias de vazamentos que podem se estabelecer. Como os conjuntos solidários de barreiras tem sua composição variável segundo as diferentes fases do ciclo de vida do poço, a modelagem empregada neste estudo foi na centrada na fase de produção, entre outros motivos por ser a fase que se espera ser mais longa do ciclo vida do poço. São identificados os variados modos de falha, que individualmente ou de forma combinada, degradam a integridade dos conjuntos solidários de barreiras (CSB) e, que pelas premissas consideradas no modelo físico, favoreçam a ocorrência de perdas de contenção de hidrocarbonetos, pelo estabelecimento de comunicações não intencionais desde o reservatório até o meio ambiente externo circunvizinho ao poço. Foram utilizadas diferentes bases de dados internacionais especializadas de confiabilidade que cobrem o escopo de equipamentos de completação de poço para se obter os registros das taxas de falhas correspondentes aos modos de falha de interesse do modelo. Para os casos de modos de falhas e equipamentos de completação não identificados nas bases de dados recorreu-se à opinião de especialistas com experiência reconhecida. Com as taxas de falhas obtidas para os componentes de barreira, que podem ser modelados como reparáveis, não-reparáveis, testados periodicamente ou falhando sob demanda, são estimadas as probabilidades de falha a priori, as quais são atribuídas aos nós pais do modelo de falhas por redes bayesianas. Para a operacionalização do modelo bayesiano discreto foi utilizado o código computacional NETICA® para estimar as probabilidades de falha a posteriori dos nós filhos estabelecidos na rede e assim, se estabelece uma forma de avaliar a indisponibilidade média do conjunto solidário de barreiras do poço. A partir da avaliação da indisponibilidade média do CSB do poço, feita nesta pesquisa, um elenco de propostas de diferentes medidas de caráter preventivo e mitigador, que a seu tempo possibilitam tomadas de decisões que favoreçam a segurança de processo do sistema estudado através de um processo abrangente de gerenciamento de riscos