GERENCIAMENTO DE FLUIDO E CASCALHO DE PERFURAÇÃO

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DISCUTINDO A IMPORTÂNCIA DO 
GERENCIAMENTO DE FLUIDO E CASCALHO DE 
PERFURAÇÃO EM POÇOS DE PETRÓLEO 
 
Thiego Costa de Araujo (UnP) 
thiegocaraujo@gmail.com 
Francisca Joseane de Souza Silva (UnP) 
fjoseanelegal@gmail.com 
Julia Relene de Freitas Rodrigues (UERN) 
juliarelene2@hotmail.com 
 
 
 
O petróleo é encontrado no subsolo. Para conseguir seus derivados, que hoje 
utilizamos no dia a dia, há um caminho muito grande a ser percorrido, muitas 
vezes, prejudicando o meio ambiente e a saúde humana. Uma das 
degradações presente no momento de perfuração é quando se injeta no poço 
uma quantidade de efluentes químicos, sendo ele o fluido, este tem uma 
grande importância, pois o mesmo permite o controle da pressão hidrostática, 
resfria a broca, limpa o fundo do poço e carrega consigo os cascalhos até a 
superfície. Estes fluidos são altamente nocivos, e por tal motivo deve haver um 
descarte de maneira adequada para que possa minimizar ou corrigir este 
risco. Durante vários anos, vem sendo analisado métodos de 
reaproveitamento que não degradem o meio ambiente, um dos métodos que é 
muito utilizado ultimamente, é na produção de cerâmica. 
 
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Perspectivas Globais para a Engenharia de Produção 
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Palavras-chave: Petróleo, Fluido de perfuração, Cascalho de perfuração, 
Reaproveitamento, Meio Ambiente.
 
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1. Introdução 
A extração do petróleo tem uma grande importância para o papel econômico de uma nação. 
De acordo com Fernandes (2007, p. 22) “no ano de 2005 foram arrecadados, em termos de 
royalties, cerca de R$ 6, 21 bilhões”. Embora, a Lei do Petróleo estabeleça a distribuição dos 
royalties entre seus beneficiários, não especifica em quais setores este dinheiro deve ser 
aplicado. 
Apesar de ser uma grande empreitada para a economia, a extração do petróleo agride o 
patrimônio natural de onde se busca este óleo para poder impulsionar o mercado nacional e 
internacional. Principalmente, quanto aos resíduos gerados por essa atividade, pois estes 
resíduos podem vir tanto em seu estado líquido, sólido ou gasoso. Segundo Pires (2009, p. 19) 
o cascalho de perfuração é o resíduo mais complexo da indústria do petróleo, pois este resíduo 
pode variar de volume e taxa de contaminação dependendo de sua forma de produção. 
Ao longo das últimas décadas, a indústria petrolífera tem feito um esforço, sempre 
crescente, no sentido de prevenir danos ao meio ambiente e à saúde pública em todas 
as suas operações. Consultando o público em geral, governos e outras autoridades, a 
indústria petrolífera internacional tem estudado o impacto dos resíduos sobre o meio 
ambiente e tem apresentado propostas bem equilibradas para a forma de disposição 
final dos rejeitos oriundos de suas atividades. (SOUZA; LIMA, 2002. Pag. 8) 
É sabido que, muito deve ser feito pelas empresas do ramo petrolífero para que haja uma 
forma de não se agredir o meio ambiente com os resíduos oriundos das perfurações, por esse 
motivo, medidas sustentáveis são desenvolvidas para que estes materiais possam ser 
reaproveitados de alguma forma. Todavia, se não for possível o reaproveitamento destes 
resíduos para fins de reaproveitamento - por fatores químicos, físicos ou biológicos - que 
sejam descartados de maneira correta para que não ocorram problemas ambientais futuros. 
2. Referencial teórico 
2.1 Caracterizar o que são fluidos e cascalhos utilizados no processo de separação 
Durante o momento de perfuração é produzido uma grande quantidade de rejeitos, são eles os 
efluentes químicos, que podem estar no estado sólido, líquido e por vezes gasoso, nesse 
 
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processo destaca-se o cascalho. São eles pedaços de rochas golpeadas pela broca no momento 
de perfuração, subindo a superfície impregnada no fluido. “Os cascalhos de perfuração são 
carreados por um fluido (fluido de perfuração) que é injetado pelo interior de tubos de aço até 
o fundo do poço, retornando a superfície pelo espaço anular entre o poço e as paredes externas 
da tubulação.” (THOMAS, 2001 Apud MEDEIROS, 2010, Pag. 39). 
Os fluidos, também conhecidos como lama de perfuração, são injetados para equilibrar a 
pressão do poço. São eles sistemas líquidos multifásicos compostos na maioria das vezes por 
água, sólidos e, muitas vezes, por sais que são dissolvidos em matérias orgânicas, sua 
caracterização se dá em função da sua constituição principal da fase contínua ou dispersante, 
podendo ser caracterizado em fluidos a base de água ou fluidos a base de óleo, sendo que os a 
base de óleo, são economicamente inviáveis, pois eles são mais poluentes e tem um custo 
inicial mais alto. 
A classificação de um fluido de perfuração se dá em função do constituinte principal 
da fase contínua ou dispersante, sendo a seguinte: 
a) Fluidos à base de água: a água é a fase contínua, podendo ser doce ou salgada. A 
principal função da água é prover o meio de dispersão para os materiais coloidais. 
Estes, principalmente as argilas e polímeros, controlam a viscosidade, entre outros. 
b) Fluidos à base de óleo: a fase contínua é o óleo, que pode conter até 45% de água 
(emulsão inversa, na qual as gotas de água ficam encapsuladas pelo óleo, tendo uma 
maior dificuldade de interagir com as rochas ativas). As principais características 
dos fluidos à base de óleo, e que lhes confere vantagens sobre os fluidos à base de 
água, são: grau de inibição elevado em relação às rochas ativas; baixíssima taxa de 
corrosão; propriedades controláveis acima de 175º C; grau de lubricidade elevado; 
amplo intervalo de variação de densidade (de 0,89 a 2,4 g/l); baixíssima solubilidade 
de sais inorgânicos. 
Entretanto, os fluidos à base de óleo têm algumas desvantagens, sendo as mais 
significativas: maior grau de poluição e maior custo inicial. (SOUZA; LIMA, 2002, 
pag.12). 
São características dos fluidos, serem estáveis quimicamente, não podendo reagir com as 
formações com que venha entrar em contato, pois ele tem a finalidade de controlar a pressão 
do poço sobre as formações geológicas evitando um possível kick, estabilizam a parede do 
mesmo para que não ocorra um possível desmoronamento, lubrifica e resfria, a coluna e a 
broca limpando o fundo do poço dos cascalhos gerados pela broca e transportando-os até a 
 
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superfície, dando uma possibilidade para sua separação, os sólidos de sua constituição devem 
ficar em suspensão quando em repouso. 
Os fluidos de perfuração devem apresentar características adequadas para que 
possam ser utilizados nas diversas formações. Sendo assim, um fluido de perfuração 
deve ser estável quimicamente, facilitar a separação dos cascalhos na superfície, ser 
inerte (não reagir) com as rochas produtoras, ser capaz de aceitar tratamento físico 
e/ou químico, ser passível de bombeamento, e ainda deve apresentar baixo grau de 
corrosão e abrasão (esfoliamento) em relação à coluna de perfuração e a outrosequipamentos da coluna de perfuração, além de não ser agressivo ao meio ambiente 
(THOMAS et al., 2001 Apud GUIMARÃES; ROSSI, 2007, pag. 2). 
2.2 Analisar os tratamentos a serem utilizados nos fluidos de perfuração antes de serem 
descartados 
Muitos dos resíduos e materiais associados com as atividades de perfuração e produção 
causam impacto ao meio ambiente. O impacto potencial depende principalmente do material, 
sua concentração depois de descartado e a comunidade biótica que está exposta. Alguns riscos 
ambientais podem ser significativos, enquanto outros são muito baixos. Planejamento 
apropriado, arranjo e controle de cada fase da operação de perfuração, levando em conta os 
aspectos ambientais da atividade como parte integral do empreendimento, pode ajudar a 
evitar, minimizar e mitigar os impactos (CARVALHO, 2005, p. 53). 
De acordo com Schaffel (2002, p. 19), é necessário entender a influência do fluido utilizado 
sobre o cascalho produzido pelo poço, conhecer as peculiaridades, vantagens e desvantagens 
da utilização de cada tipo de fluido e as preocupações com seu potencial tóxico, a 
biodegradação e bioacumulação que permeiam o descarte dos fluidos nos ambientes 
específicos. Há vários tipos de fluidos, que se diferenciam de acordo com seu constituinte 
principal, podendo ser à base de água, óleo, sintético e ar. Fluidos à base de água consistem 
em uma dispersão de sólidos, líquidos e componentes químicos, tendo como fase continua a 
água. 
Os principais tipos de fluidos à base de água são os fluidos convencionais, fluidos 
naturais, fluidos dispersos tratados com lignosulfonados, fluidos tratados com cal, 
fluidos tratados com gesso, fluidos não dispersos tratados com cal e polímeros, 
fluidos salgados tratados com polímeros, fluidos de base KCl, fluidos isentos de 
sólidos e os fluidos biopoliméricos (VEIGA, 1998 Apud SCHAFFEL, 2002). 
 
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Esse tipo do fluido é de baixo custo, biodegradável e se mistura facilmente à água, sendo seu 
descarte no mar permitido, devendo-se apenas observar as normas especificas de descarte de 
cada região. Uma desvantagem encontrada é que a perfuração de poços utilizando este tipo de 
fluido leva a uma alta produção de resíduos de perfuração, uma vez que a argila hidrofílica 
presente nos folhelhos (típica rocha sedimentar) possui alta afinidade por água, reagindo com 
a água do fluido, causando um “inchaço” da argila. Uma alternativa utilizada para evitar esse 
aumento residual é a adição de inibidores como sódio e potássio, reduzindo a hidratação e o 
possível “inchaço”. Os fluidos à base de óleo diferem-se dos à base de água devido à sua fase 
contínua ser composta por óleo, apresentando diversas vantagens em relação a sua 
compatibilidade, estabilidade térmica, lubrificação, mínima corrosão, rapidez na operação e 
reaproveitamento após tratamento adequado. 
Infelizmente, ao mesmo tempo em que ganham em performance, as lamas à base de 
óleo são prejudiciais ao meio ambiente quando descartadas ao mar. A toxicidade é a 
mais séria e talvez uma desvantagem insuperável das lamas a base de óleo. São 
altamente tóxicas e biodegradam-se lentamente nas condições anóxicas que são 
encontradas no ambiente submarino (DURRIEU et al., 2000). 
O descarte ao mar do cascalho, oriundo de um poço que utilizou fluido à base de óleo, é 
facilmente deslocado através da lâmina d’água, aglomerando-se em placas e acumulando-se 
no fundo do mar, o que não ocorre ao se usar um fluido à base d’água. 
 Já os fluidos sintéticos se mostram como novas alternativas ao uso dos fluidos citados 
anteriormente, ao oferecerem um menor poder tóxico e uma menor produção residual. É 
recomendada sua utilização em águas onde não é permitido o descarte de cascalho oriundo de 
perfurações com fluidos a base de óleo. 
A agência de proteção ambiental americana (EPA), ciente da dificuldade técnica a 
ser enfrentada pela utilização dos fluidos de perfuração à base de água em poços 
marítimos, e acreditando que a utilização de lamas à base de óleo, que seriam a 
melhor alternativa técnica, provocaria um gasto maior de energia, custos, emissões e 
riscos (já que o descarte marítimo daquele tipo de lama é proibido naquele país 
obrigando ao transporte dos resíduos para terra), concluiu pela alteração das normas 
vigentes para descarte no mar de resíduos da atividade de perfuração marítima de 
poços de óleo e gás, dando apoio à utilização de fluidos de perfuração de base 
sintética. (EPA, 1999 Apud SCHAFFEL, 2002). 
Para Schaffel (2002, p. 31), os fluidos sintéticos são mais caros do que os oleosos, não 
deixando de serem economicamente compensadores, pois o descarte marítimo dos fluidos de 
 
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perfuração à base de óleo está proibido em diversas partes do mundo, implicando em custos e 
riscos extras a serem assumidos com o transporte dos resíduos para descarte em terra. 
Fluidos à base de ar são constituídos de um fluxo de ar ou gás natural injetado no poço, o que 
gera uma pressão oriunda de compressores instalados na superfície, concomitante aos outros 
equipamentos de perfuração. São similares aos demais tipos de fluidos na execução das 
operações de perfuração, não respondendo satisfatoriamente apenas no transporte de cascalho; 
sendo mais aplicado em regiões de baixa permeabilidade, são formadas por calcários ou 
outros tipos de rochas duras. 
2.3 Entender de qual maneira é reaproveitado estes resíduos 
É fundamental para as sondas de perfuração de poços de petróleo, que haja tratamentos nos 
fluidos e cascalhos, pois seu mau descarte ou sua forma de tratamento irá agredir o meio 
ambiente, causando perdas na fauna e flora. 
Al-Tabbaa (2006) sugere que o cascalho de perfuração possa ser classificado como 
um material heterogêneo, perigoso, com concentrações significantes de 
hidrocarbonetos, metais pesados e sais solúveis em água. No entanto, há que se 
ressaltar que as características físicas e químicas do cascalho são muito variáveis, 
uma vez que são dependentes da geologia local, do fluido de perfuração utilizado, da 
técnica de escavação e do tipo de broca utilizado na perfuração. (PIRES, 2009. Pag. 
30-31) 
Os fragmentos de rochas são removidos do poço através dos fluidos de perfuração, que são 
injetados por bombas para o interior do poço, e retornam à superfície através do espaço anular 
da coluna. Esse processo pode causar impactos ambientais como a contaminação do solo e das 
águas subterrâneas e etc., caso este descarte ou tratamento não seja feito de forma correta. 
Durante vários anos, medidas sustentáveis para o tratamento do cascalho foram encontradas. 
Uma dessas maneiras de reaproveitamento é a reciclagem, para a confecção de peças de 
cerâmica, com o objetivo de oferecer um material de boa qualidade e ambientalmente correto 
à indústria civil. 
A disposição permanente do cascalho de perfuração é realizada em aterros 
industriais ou em aterros especificamente construídos para este fim, com o operado 
pela Total Fina Elf, na Líbia, descrito por Morillon et al. (2002). Alternativamente, 
os cascalhos de perfuração podem ser empregados como materiais de pavimentos ou 
 
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como materiais de construção, conforme sugerem Smith et al. (1999). (PIRES;ARARUNA JÚNIOR; ALEXANDRE, 2008. Pag. 111) 
Ocorreu um programa experimental, que buscou viabilizar a aplicação do cascalho de 
perfuração dos Campos de Carmópolis (SE), Pilar (AL) e Anambé (AL). Na primeira fase, 
houve uma investigação de campo de onde se buscaram materiais argilosos aos quais 
pudessem ser incorporados ao cascalho com a finalidade de confecção de peças de cerâmica. 
Na segunda fase, consistiu em uma série de ensaios
1
 visando à aplicação dessas peças de 
cerâmica oriundas da junção dos materiais argilosos com o cascalho de perfuração. 
A classificação das peças obtidas neste programa experimental, segundo a norma brasileira de 
classificação de resíduos (NBR 10.004
2
), mostra que as peças se encaixam na categoria de 
resíduo não perigoso Classe II, onde podem ser aplicados como blocos cerâmicos de vedação. 
Além disso, estas peças demonstraram uma grande viabilidade. Elas também apresentaram 
valores de resistência cerca de duas vezes superiores as das peças confeccionadas com os 
cascalhos de perfuração do pólo de Campos dos Goytacazes (RJ). 
Tabela 1: Codificação de alguns resíduos classificados como não perigosos 
Código de 
identificação 
Descrição do 
resíduo 
Código de 
identificação 
Descrição do 
resíduo 
A001 Resíduo de 
restaurante (restos 
de alimentos) 
A009 Resíduo de madeira 
A004 Sucata de metais 
ferrosos 
A010 Resíduo de 
materiais têxteis 
 
1 Os ensaios do programa experimental foram realizados nos laboratórios da PUC-Rio, da Embrapa Solos e da Analytical 
Solutions. Na totalidade, as peças de cerâmica foram confeccionadas com quatro tipos de cascalho de perfuração. 
2 Esta Norma classifica os resíduos sólidos quanto aos seus riscos potenciais ao meio ambiente e à saúde pública, para que 
possam ser gerenciados adequadamente. Esta Norma foi revisada pela Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) 
no ano de 2004. 
 
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A005 Sucata de metais 
não ferrosos (latão 
etc.) 
A011 Resíduos de 
minerais não-
metálicos 
A006 Resíduo de papel e 
papelão 
A016 Areia de fundição 
A007 Resíduos de 
plástico 
polimerizado 
A024 Bagaço de cana 
A008 Resíduos de 
borracha 
A099 Outros resíduos não 
perigosos 
Fonte: Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) 
2.4 Estabelecer os procedimentos que devem ser tomados quando o fluido está 
contaminado 
Os fluidos contaminados ficam armazenados em diques, onde serão tratados. Eles recebem 
além do cascalho, efluentes líquidos oriundos das operações existentes na perfuração (restos 
de lama, água contaminada na área operacional da sonda, restos de cimento e etc.). Além 
disso, esses diques têm como dimensão, normalmente, entre 1,0 e 1,5 m³ por metro de poço 
perfurado. Eles têm que, por sua vez, serem impermeabilizados para garantir que não ocorra a 
percolação
3
 de contaminantes com o término dos trabalhos de perfuração, estes deve receber 
uma disposição adequada, a fim de minimizar a agressão ao meio ambiente. 
A perfuração, uma das etapas da exploração de petróleo e gás, hoje objetiva cenários 
geológicos de grande complexidade, com elevadas profundidades. Como efluente da 
atividade exploratória há a geração de cascalhos contaminados ou revestidos com 
fluidos de perfuração. Uma legislação ambiental mais rigorosa e a necessidade de 
reduzir os custos de perfuração (prospecção e produção) apontam para a necessidade 
de otimização da separação e reciclagem do fluido de perfuração de poços de 
petróleo e gás. (PEREIRA, 2010) 
Durante vários anos utilizou-se fluido a base de óleo diesel, devido à excelente 
performance proporcionada à perfuração. O aumento da preocupação ambiental 
 
3 Ação ou processo de passar um líquido através de interstícios. 
 
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levou a indústria do petróleo a elaborar composições de fluidos que fossem menos 
agressivas ao meio ambiente e, ao mesmo tempo, apresentassem performances 
semelhantes à do fluido a base de óleo diesel. (VAQUEIRO, 2006) 
Com relação aos resíduos que são oriundos de poços marítimos, a Agência Nacional do 
Petróleo (ANP) ressalta que “fluidos e/ou cascalhos contaminados com óleo, não podem ser 
descartados no mar e devem ser transportados para terra, de onde serão encaminhados para 
empresas licenciadas para darem a destinação final adequada” (2010). 
3 Metodologia 
3.1. Descrição do método 
Foi feita uma pesquisa de cunho qualitativo, procurando por descrições a resposta ao 
problema que nos indagamos inicialmente, buscando a qualidade da pesquisa. São 
características de tais pesquisas, ser descritiva, não pode ser quantificado, analisar 
indutivamente o material coletado, fazer interpretação de fenômenos e a atribuir os 
significados que são básicos neste processo. Analisando bibliograficamente, os artigos 
recolhidos procurando o conhecimento científico com relação ao problema. 
3.2. Universo da pesquisa 
Foram pesquisadas informações referentes de artigos científicos, revistas relacionadas ao 
ramo petrolífero, como a TN Petróleo, monografias apresentadas em TCC (Trabalho de 
Conclusão de Curso) e Iniciação Científica, teses de mestrado e doutorado, dissertações e etc.. 
Estas buscas foram realizadas em sites científicos como o Scielo (Scientific Electronic 
Library Online), Google Acadêmico e outros. 
3.3. Campo e objeto de estudo 
A partir das fontes pesquisadas o assunto foi dividido, tendo se analisado cada um, a 
fim de reunir o maior número de informações para achar o melhor resultado do problema. 
 
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3.4. Coleta e tratamento de dados 
Comparando-se os assuntos pesquisados foi feita uma análise entre os mesmos, a fim de 
evidenciar quais as vantagens e desvantagens que é produzido pelo fluido e cascalho na 
perfuração. 
4. Considerações finais 
De acordo com a explanação apresentada acerca dos fluidos de perfuração, foram 
identificadas as vantagens e limitações inerentes a cada tipo e o impacto causado devido à sua 
utilização, considerando a influência crescente da variável ambiental na escolha das 
formulações. O surgimento dos fluidos sintéticos despontou como alternativa ambientalmente 
preferível em comparação aos à base de óleo, sendo mais eficiente do que os à base de água. 
As refinarias vêm sendo renovadas no que diz respeito ao processamento do petróleo 
brasileiro, reduzindo seu teor de enxofre e dando origem a combustíveis menos poluentes. 
Inovações tecnológicas vêm desenvolvendo sistemas de tratamento que permitem a 
reutilização de efluente líquidos resultantes das operações de produção. 
Os despejos líquidos provenientes dos processos de perfuração são tratados por meio de 
processos físicos, químicos e biológicos. Além de minimizar a geração de resíduos sólidos, 
ainda há a realização de coleta seletiva, o que permite a reciclagem para utilização própria ou 
a venda a terceiros. 
O restante do resíduo não reciclado é tratado em unidades de recuperação de óleo e de 
biodegradação natural, onde microorganismos dos solos degradam os resíduos oleosos. 
Outros resíduos sólidos são enclausurados em aterros industriaisconstantemente controlados 
e monitorados. 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
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Programa de Pós-graduação em Ciências e Engenharias de Materiais – PPgCEM, 
Universidade Federal do Rio Grande do Norte, UFRN, Natal/RN. 
 
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