Transporte de contaminantes oriundos da água de produção da indústria petrolífera em solos arenoargilosos compactados

Abstract

Este trabalho apresenta o uso de ensaios de coluna realizados em amostras compactadas em três diferentes solos (denominados como Vermelho, Várzea e Piçarra), sob diferentes condições de compactação para avaliar o seu desempenho na contenção da água de produção de poços de produção “on shore”. A eficácia de uma bacia de contenção, na ocorrência de uma eventual disponibilização dos produtos estocados, é função de seus parâmetros hidráulicos em condições de saturação ou não, os quais podem variar em decorrência de mudanças físico-químicas na estrutura do solo, e de fenômenos como dispersão, formação de biofilme e colmatação de poros. O programa experimental consistiu em realizar ensaios de coluna monitorada com tensiômetros e sondas FDR para a determinação simultânea dos parâmetros de fluxo (condutividade hidráulica saturada e não saturada) e de transporte de contaminantes (coeficiente de dispersão hidrodinâmica, fator retardamento, constante de decaimento). Nestes ensaios foram empregada a técnica do perfil Instantâneo para determinação de curva de condutividade hidráulica e através da análise química dos efluentes foi possível a modelagem da migração dos hidrocarbonetos bem como o entendimento das trocas catiônicas durante a percolação (pela variação na concentração dos cátions) . Os solos estudados são provenientes da zona de produção de petróleo onshore da PETROBRAS/UO-RNCE e são classificados pela SUCS como SC, sendo compactados com diferentes energias para a realização dos ensaios. Na maioria dos ensaios, houve redução da permeabilidade saturada com o decorrer do tempo, em função dos fenômenos descritos acima. As curvas de retenção e condutividade hidráulica obtidas para os solos Vermelho, Várzea e Piçarra através do método do perfil instantâneo apresentaram resultados condizentes com os valores obtidos pelo método preditivo de van Genuchten (1980). Foi verificada a ocorrência de degradação dos contaminantes orgânicos pelos microrganismos presentes no solo Várzea. Para realizar a modelagem da Curva de Chegada, neste caso, foi sugerido um novo método onde foram adaptadas equações existentes na literatura, gerando resultados mais condizentes com os resultados experimentais obtidos nos três ensaios de coluna. Também foi analisado o fenômeno de redução de k durante a percolação, discutindo as hipóteses para a ocorrência deste fenômeno e as consequência na migração dos contaminantes. O efeito do aumento da energia de compactação foi discutido a partir dos resultados experimentais obtidos a partir dos ensaios utilizando o xii solo Piçarra. Esta dissertação possibilitou a obtenção de parâmetros que podem auxiliar na tomada de decisões por parte das empresas do ramo da produção de petróleo, tanto na construção das bacias de contenção mais econômicas e seguras quanto nas medidas mitigadoras a serem tomadas na ocorrência de vazamentos durante a extração ou armazenamento da água de produção. O ensaio de coluna monitorada se mostrou bastante útil na determinação dos parâmetros hidráulicos e de transporte de contaminantes. As hipóteses para redução de k por obstrução por dispersão da argila e filtração de orgânicos em suspensão foram validadas enquanto a hipótese de redução por atividade microbiana foi constatada como pouco efetiva.