Iniciativa financiada pela TotalEnergies aposta em novos algoritmos e modelagens físicas para aprimorar a caracterização de reservatórios e reduzir incertezas na exploração offshore
A busca por maior precisão na exploração de reservatórios do pré-sal brasileiro ganha um novo impulso com o avanço de métodos computacionais aplicados à sísmica. Um projeto conduzido pelo Centro de Pesquisa e Inovação em Gases de Efeito Estufa da Universidade de São Paulo (RCGI-USP) está desenvolvendo abordagens inovadoras para aprimorar a caracterização da subsuperfície, com foco em reservatórios carbonáticos, um dos principais desafios técnicos da indústria de óleo e gás.
Batizada de AVENIR – Advanced Quantitative Imaging of Pre-Salt Carbonates, a iniciativa reúne pesquisadores de diferentes instituições brasileiras e conta com financiamento da TotalEnergies. O objetivo central é ampliar a acurácia e a eficiência computacional da inversão sísmica baseada em onda completa (Full Waveform Inversion – FWI), considerada uma das técnicas mais avançadas para reconstrução de modelos geológicos em profundidade.
Coordenado pelo professor Bruno Souza Carmo, da Escola Politécnica da USP, o projeto se posiciona em um dos pontos mais críticos da cadeia exploratória: a redução de incertezas antes da perfuração de poços — etapa que envolve altos custos e riscos operacionais.
O desafio computacional da inversão sísmica
Na indústria de petróleo e gás, a sísmica é a principal ferramenta para investigar o subsolo. O método baseia-se na emissão de ondas acústicas que atravessam a lâmina d’água, interagem com as camadas geológicas e retornam à superfície, onde são captadas por sensores. A partir desses dados, modelos matemáticos são utilizados para reconstruir a estrutura das rochas em profundidade.
Apesar de amplamente difundida, a inversão sísmica é um problema matemático complexo e altamente intensivo em termos computacionais. A necessidade de simular com precisão a propagação de ondas e ajustar modelos geológicos torna o processo custoso e, muitas vezes, limitado por simplificações físicas.
É justamente nesse ponto que o projeto AVENIR busca avançar, ao propor soluções que permitam extrair mais informação dos dados sísmicos, com maior fidelidade física e menor custo computacional.
Ao detalhar o foco da iniciativa, o coordenador do projeto explica: “O que fazemos é desenvolver métodos numéricos para resolver o problema de inversão sísmica da forma mais eficiente e mais precisa possível”.
Três frentes para aumentar a precisão dos modelos
A estratégia do projeto está estruturada em três pilares principais, que atuam de forma complementar para aprimorar os resultados da inversão sísmica.
As duas primeiras frentes concentram-se na modelagem física da propagação das ondas sísmicas. A proposta é incorporar efeitos mais complexos, como anisotropia e atenuação, permitindo representar de maneira mais realista a interação das ondas com as formações rochosas do subsolo — aspecto essencial em ambientes heterogêneos como os carbonatos do pré-sal.
Já a terceira frente é dedicada ao desenvolvimento de novos algoritmos de inversão, responsáveis por ajustar iterativamente os modelos computacionais até que reproduzam com maior precisão os dados observados em campo.
Além disso, o projeto investe em técnicas de inversão focada em alvo, que direcionam o esforço computacional para regiões específicas do subsolo consideradas mais relevantes para a caracterização do reservatório. Essa abordagem tem potencial para aumentar a eficiência dos cálculos e reduzir significativamente o tempo de processamento.
Como parte da infraestrutura, foram adquiridos servidores de alto desempenho baseados em GPUs, ampliando a capacidade de processamento e viabilizando a aplicação prática dos métodos desenvolvidos.
Colaboração científica e impacto tecnológico
O AVENIR reúne atualmente 33 pesquisadores, entre professores, pós-doutorandos e estudantes, distribuídos por instituições como Unicamp, UFSCar, UFPA, UFRN, Observatório Nacional e Instituto Federal de São Paulo. A diversidade de competências, que inclui matemática aplicada, engenharia, ciência da computação e geofísica, reforça o caráter multidisciplinar do projeto.
Embora esteja diretamente alinhado às demandas da indústria de óleo e gás, o escopo tecnológico da iniciativa vai além. Os métodos desenvolvidos também podem ser aplicados em áreas estratégicas como o armazenamento geológico de carbono (CCS), uma das principais rotas para descarbonização de setores intensivos em emissões.
Ao abordar o potencial de aplicação das soluções, o coordenador destaca: “Nós estamos desenvolvendo métodos numéricos para entender melhor o que existe no subsolo. Essa informação pode ser usada tanto na exploração de petróleo quanto em outras aplicações que dependem da caracterização geológica”.
Perspectivas para a indústria e integração com operações
Com duração prevista de quatro anos, o projeto teve início em março de 2024 e já avança na consolidação de novas metodologias. Após validação, os algoritmos desenvolvidos poderão ser incorporados às ferramentas de processamento sísmico utilizadas pela TotalEnergies, contribuindo diretamente para a otimização de suas operações.
Do ponto de vista estratégico, iniciativas como o AVENIR reforçam a importância da inovação tecnológica para manter a competitividade do Brasil no segmento de exploração offshore, especialmente em províncias complexas como o pré-sal.
Ao reduzir incertezas geológicas e aumentar a eficiência na caracterização de reservatórios, os avanços em inversão sísmica têm potencial para impactar diretamente a tomada de decisão em investimentos, a segurança operacional e a produtividade dos campos.
