El Centro de Investigaciones de Petrobras (Cenpes) es un centro de investigación y desarrollo cuya misión es atender las demandas tecnológicas que impulsan a Petrobras. Situado en el campus de la Ilha do Fundão de la Universidad Federal de Río de Janeiro (UFRJ), surgió del antiguo Centro de Perfeccionamiento e Investigaciones de Petróleo (CENAP, Centro de Aperfeiçoamento e Pesquisas de Petróleo) –establecido en 1955 en sociedad con la antigua Universidad de Brasil (actual UFRJ), con el objetivo de desarrollar los recursos humanos para incrementar las capacidades de compra de tecnologías y utilización de los equipos–. Estas actividades se desdoblan en la investigación tecnológica. El éxito de la modificación de las condiciones técnicas de la Refinería Duque de Caxias (REDUC) para explotar el petróleo nacional, compuesto por aceite pesado con exceso de nafta y gasolina, fortaleció la actividad investigadora en el país y contribuyó a que el Consejo de Administración de la estatal aprobase, en 1963, la constitución de un centro exclusivamente dedicado a las actividades de investigación y desarrollo. Esa acción fue contraria al Informe Link (1961), contratado por un equipo estadounidense comandado por el ex gerente de la Standard Oil, que desaconsejaba la explotación de petróleo en Brasil porque sus yacimientos estaban concentrados en el escudo continental, en aguas marítimas.
El centro fue institucionalizado en 1966 y rebautizado en 1973 como Centro de Investigación de Petrobras y, en 1975, como Centro de Investigación y Desarrollo Leopoldo Américo Miguez de Mello. Poco después se establecieron las superintendencias de Actividades de Investigación Industrial (1976), Ingeniería Básica (1976) y Explotación y Producción (1979).
Los años 80 marcaron el gran salto tecnológico propiciado por el Cenpes, que desarrolló tecnología de punta asociada a la prospección de petróleo en aguas profundas. Los resultados alcanzados muestran la importancia del Cenpes para el desarrollo de Petrobras. Si en 1980 la estatal producía 182.000 barriles/día, de los cuales el 59% correspondía a la tierra y el 41% al mar, en el año 2000 alcanzó los 1.531 millones de barriles/día, de los cuales el 17% eran de tierra y el 73% del mar. Es importante destacar el papel que desempeña la producción en aguas profundas y ultraprofundas, que respondía por el 1,7% del total de barriles en 1987, el 55% en 2000 y el 75% en 2005.
En la década de 1980 el Cenpes invirtió aproximadamente el 0,7% de la facturación bruta de Petrobras, y el 1% a partir de 1992. Entre sus programas de investigación tecnológica se destacan: el Programa Tecnológico Empresarial de Desarrollo en Explotación de Aguas Ultraprofundas (Procap) –creado en 1993, alcanzó los 1.867 metros de profundidad en la cuenca de Roncador y planea, en los próximos años, la prospección de 3.000 metros de profundidad– y el Programa de Desarrollo de Tecnologías Estratégicas de Refinería (Proter) –que desarrolla tecnologías para la utilización de aceites pesados–. De la
excelencia del Cenpes da testimonio la conquista, en 1992 y 2002, del premio más importante del sector petrolífero mundial: la Offshore Technology Conference.