Comportamento reológico de emulsões do tipo água em óleo de petróleos pesados : estudo experimental e avaliação de correlações empíricas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ferraz, Ludian Anacleto
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
Texto Completo: http://repositorio.ufes.br/handle/10/5345
Resumo: In general, when the oil fields get older the amount of produced water increases. This increase tends to cause the undesirable situations, such as the production of stable emulsions with high viscosities that to be pumped require larger capacity equipment, besides, they demand more energy for processing. From the point of view of project design, another disadvantage is the uncertainty found in the thermo-hydraulic calculations of pipes due to the use of inadequate information in regard to the rheological properties of emulsions. Inadequate predictions can result in incorrect sizing of equipment with potential economic impacts. In this work, in order to evaluate some of the main empirical correlations, aimed at predicting viscosities of the water-in-oil emulsions (W/O) and present in two of the most prominent multiphase flow simulators (OLGA® , PIPESIM® ), were collected four (4) oil samples from oil wells from petroleum fields of the North Capixaba, with API degree between 13 and 23, and through Design of Experiments (DOE), the influence of the temperature, volume fraction of dispersed phase and shear rate on the relative viscosities of the emulsions were evaluted. The effect of volume fraction of the dispersed phase proved to be highly significant, while the effect of temperature and shear rate proved to be insignificant. By way of further testing was possible to compare empirical correlations proposed in the literature and conclude that the correlations Brinkman (1952), Vand (1948) and Pal and Rhodes (1989) showed satisfactory results for predicting the behavior of emulsions produced by heavy oil.
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spelling Pereira, Fábio de Assis ResselFerraz, Ludian AnacletoCastro, Eustaquio Vinicius Ribeiro deMeneguelo, Ana PaulaMachado, André Luiz de Castro2016-08-29T15:39:04Z2016-07-112016-08-29T15:39:04Z2015-05-07In general, when the oil fields get older the amount of produced water increases. This increase tends to cause the undesirable situations, such as the production of stable emulsions with high viscosities that to be pumped require larger capacity equipment, besides, they demand more energy for processing. From the point of view of project design, another disadvantage is the uncertainty found in the thermo-hydraulic calculations of pipes due to the use of inadequate information in regard to the rheological properties of emulsions. Inadequate predictions can result in incorrect sizing of equipment with potential economic impacts. In this work, in order to evaluate some of the main empirical correlations, aimed at predicting viscosities of the water-in-oil emulsions (W/O) and present in two of the most prominent multiphase flow simulators (OLGA® , PIPESIM® ), were collected four (4) oil samples from oil wells from petroleum fields of the North Capixaba, with API degree between 13 and 23, and through Design of Experiments (DOE), the influence of the temperature, volume fraction of dispersed phase and shear rate on the relative viscosities of the emulsions were evaluted. The effect of volume fraction of the dispersed phase proved to be highly significant, while the effect of temperature and shear rate proved to be insignificant. By way of further testing was possible to compare empirical correlations proposed in the literature and conclude that the correlations Brinkman (1952), Vand (1948) and Pal and Rhodes (1989) showed satisfactory results for predicting the behavior of emulsions produced by heavy oil.De modo geral, à medida que campos de petróleo envelhecem a quantidade de água produzida aumenta. Este incremento tende a acarretar o surgimento de situações indesejáveis, como a produção de emulsões estáveis e muito viscosas, que para serem bombeadas requerem equipamentos de maior capacidade, além de, demandarem maior quantidade de energia para processamento. Do ponto de vista da elaboração de projetos, outra desvantagem consiste nos desvios encontrados nos cálculos termo-hidráulicos de tubulações em decorrência da utilização de informações inadequadas no que tange às propriedades reológicas das emulsões. Previsões inadequadas podem ocasionar dimensionamentos incorretos de equipamentos com potenciais impactos econômicos. Neste trabalho, com o intuito de avaliar algumas das principais correlações empíricas destinadas à previsão das viscosidades de emulsões do tipo água em óleo (A/O) e presentes em dois dos mais proeminentes simuladores de escoamento multifásico (OLGA® , PIPESIM® ), foram coletadas 4 (quatro) amostras de óleos oriundas de poços de petróleo de campos terrestres do Norte Capixaba, com grau API entre 13 e 23, e, por meio da técnica de planejamento de experimentos, foram avaliadas as significâncias dos fatores temperatura, fração volumétrica da fase dispersa e taxa de cisalhamento sobre as viscosidades relativas das emulsões. O efeito da fração volumétrica da fase dispersa mostrou-se de grande significância, enquanto, os efeitos da temperatura e da taxa de cisalhamento mostraram-se insignificantes. Por meio de testes adicionais foi possível comparar correlações empíricas propostas na literatura e concluir que as correlações de Brinkman (1952), Vand (1948) e Pal e Rhodes (1989) apresentaram resultados satisfatórios para previsão do comportamento de emulsões produzidas por poços produtores de óleos pesados.TextFERRAZ, Ludian Anacleto. Comportamento reológico de emulsões do tipo água em óleo de petróleos pesados: estudo experimental e avaliação de correlações empíricas. 2015. 90 f. Dissertação (Mestrado em Energia) - Programa de Pós-Graduação em Energia, Universidade Federal do Espírito Santo, São Mateus, 2015.http://repositorio.ufes.br/handle/10/5345porUniversidade Federal do Espírito SantoMestrado em EnergiaPrograma de Pós-Graduação em EnergiaUFESBREmulsionCorrelationHeavy oilCorrelaçãoPetróleo pesadoEscoamento multifásicoReologiaEmulsõesPoços de petróleoEngenharia/Tecnologia/Gestão620.9Comportamento reológico de emulsões do tipo água em óleo de petróleos pesados : estudo experimental e avaliação de correlações empíricasinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)instacron:UFESORIGINALtese_8880_Ludian_PDF.pdfapplication/pdf2273890http://repositorio.ufes.br/bitstreams/63d19b0e-4d7e-4c9e-b61f-35efc0a27905/downloada5c566b708840dedda97d02113090fc1MD5110/53452024-06-28 11:34:07.338oai:repositorio.ufes.br:10/5345http://repositorio.ufes.brRepositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestopendoar:21082024-06-28T11:34:07Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false
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