Análise do escoamento multifásico no bocal convergente de ejetores multifásicos

• Autor(a) principal: Medeiros, Rafael Breno Pereira de
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/39550
• topic: Ejetor, CFX, bocal convergente

Em poços que possuem a necessidade de implementar métodos de elevação bombeados, separadores de gás são instalados no fundo do poço visando direciona-lo para o anular, pois o gás livre na sucção dessas bombas prejudica sua performance. Na prática, o espaço anular é conectado à linha de surgência do poço para que o gás seja produzido juntamente com o óleo. Uma válvula de retenção é instalada entre o espaço anular e a linha de surgência para permitir o fluxo de gás, o que possibilita o alívio da pressão no anular, que tenderia a aumentar devido ao seu acúmulo nesta região. Esta válvula funciona por diferencial de pressão, abrindo sempre que a pressão de revestimento for maior do que a pressão da linha de surgência. No entanto, em alguns casos, essa pressão de linha é alta fazendo com que a pressão de revestimento permaneça elevada. Isto, por consequência, provoca um aumento da contrapressão no reservatório, reduzindo a vazão de produção. O presente trabalho possui por objetivo avançar nos estudos da análise de uma possível solução para este problema, resultado de uma parceria entre a Petrobras e a UFRN, que é a instalação de equipamentos denominados de ejetores na linha de surgência. O ejetor é um equipamento que utiliza a energia cinética de um fluido motriz para succionar outro, denominado de secundário. No caso específico do problema citado anteriormente, o fluido motriz seria a própria produção do poço, e o secundário o gás aprisionado no anular. O estudo realizado foi focado em uma das seções do ejetor, o bocal convergente, que é a seção por onde entra o fluido motriz no ejetor. Como em geral, um poço produz uma mistura bifásica de líquido e gás, buscou-se compreender o efeito do escorregamento entre as fases em parâmetros relevantes de escoamento, como a velocidade e a pressão. Para isto, utilizou-se um software de fluidodinâmica computacional, denominado CFX da empresa ANSYS, versão 16.0. O modelo matemático estudado foi o Modelo de Dois Fluidos, onde considerou-se as forças de transferência interfacial devido ao arraste e massa virtual. Nas simulações realizadas variou-se o diâmetro das bolhas de gás (considerado como uma fase dispersa) e a fração de vazios de entrada no bocal convergente. Dessa forma foi possível concluir que o efeito do aumento da fração de vazios e do diâmetro de bolha é aumentar o escorregamento entre as fases, o que resulta em uma menor queda de pressão comparado com o modelo homogêneo (sem escorregamento). Além disso, mostra-se também que a influência da força de arraste obteve um efeito maior no escorregamento entre as fases comparado a influência das forças de arraste e massa virtual somadas.