Estudo do efeito de eletrólitos na reologia de soluções de poliacrilamida aniônica

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Tatyane Medeiros Gomes da
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/57162
Resumo: Atualmente, quase metade da energia global ainda é obtida através do petróleo. Contudo, grande parte do petróleo permanece dentro do reservatório mesmo após a implementação de técnicas de recuperação primárias e secundárias. Nesse contexto, a poliacrilamida aniônica é largamente aplicada em processos de injeção de polímeros para recuperação avançada de petróleo. Entretanto, em função de sua composição molecular, torna-se sensível a diversos fatores como pH, temperatura e salinidade. Portanto, se faz necessário entender como a presença de diferentes concentrações e tipos de eletrólitos, juntamente com a mudança de temperatura, afetam sua viscosidade e seu comportamento reológico. Neste trabalho, foram realizados testes reológicos utilizando a APAM 3430S com massa molar de 12 milhões de daltons em soluções de NaCl, KCl, MgCl2 e CaCl2, em diferentes temperaturas. Os experimentos foram realizados em um reômetro com geometria de cilindros concêntricos. Os resultados mostraram que a adição de eletrólitos ocasionou uma perda de viscosidade da solução. Em algumas soluções contendo MgCl2 e CaCl2, o platô newtoniano para elevadas taxas de cisalhamento foi alcançado. A variação de temperatura de 20 a 80°C provocou uma redução de cerca de 45% da viscosidade das soluções com sais monovalentes e 70% das soluções contendo divalentes. A energia de ativação viscosa e o ponto de névoa das soluções também foram obtidos. Ao fim, os modelos reológicos de Ostwald de Waele e CarreauYasuda foram aplicados, onde o de Carreau-Yasuda foi considerado o melhor para o ajuste de dados.
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Nesse contexto, a poliacrilamida aniônica é largamente aplicada em processos de injeção de polímeros para recuperação avançada de petróleo. Entretanto, em função de sua composição molecular, torna-se sensível a diversos fatores como pH, temperatura e salinidade. Portanto, se faz necessário entender como a presença de diferentes concentrações e tipos de eletrólitos, juntamente com a mudança de temperatura, afetam sua viscosidade e seu comportamento reológico. Neste trabalho, foram realizados testes reológicos utilizando a APAM 3430S com massa molar de 12 milhões de daltons em soluções de NaCl, KCl, MgCl2 e CaCl2, em diferentes temperaturas. Os experimentos foram realizados em um reômetro com geometria de cilindros concêntricos. Os resultados mostraram que a adição de eletrólitos ocasionou uma perda de viscosidade da solução. Em algumas soluções contendo MgCl2 e CaCl2, o platô newtoniano para elevadas taxas de cisalhamento foi alcançado. A variação de temperatura de 20 a 80°C provocou uma redução de cerca de 45% da viscosidade das soluções com sais monovalentes e 70% das soluções contendo divalentes. A energia de ativação viscosa e o ponto de névoa das soluções também foram obtidos. Ao fim, os modelos reológicos de Ostwald de Waele e CarreauYasuda foram aplicados, onde o de Carreau-Yasuda foi considerado o melhor para o ajuste de dados.At present, nearly half of the world's energy is still reliant on oil as its primary source. Nevertheless, a substantial portion of this oil remains trapped in reservoirs despite the utilization of primary and secondary recovery techniques. To tackle this challenge, anionic polyacrylamide finds widespread application in polymer injection processes aimed at enhancing oil recovery. However, owing to its molecular composition, this substance becomes highly responsive to various factors such as pH, temperature, and salinity. Therefore, it is imperative to comprehend the influence of different concentrations and types of electrolytes, along with temperature variations, on its viscosity and rheological properties. In this study, we conducted rheological tests using APAM 3430S, possessing a molar mass of 12 million daltons. These tests were performed in solutions containing NaCl, KCl, MgCl2, and CaCl2, at different temperatures. The experiments took place using a rheometer with concentric cylinder geometry. The results of our investigation revealed that the addition of electrolytes led to a reduction in the solution's viscosity. In certain solutions containing MgCl2 and CaCl2, a Newtonian plateau was observed at high shear rates. Additionally, temperature fluctuations between 20-80°C resulted in a viscosity decrease of approximately 45% for solutions with monovalent salts and a substantial 70% for those containing divalent salts. Furthermore, we determined the viscous activation energy and cloud point of these solutions. To analyze our data, we employed the Ostwald de Waele and Carreau-Yasuda rheological models. Among these models, the Carreau-Yasuda model proved to be the most suitable for data fitting.Universidade Federal do Rio Grande do NortePROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICAUFRNBrasilCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICAPoliacrilamida aniônicaViscosidadeSalinidadeTemperaturaReologiaEstudo do efeito de eletrólitos na reologia de soluções de poliacrilamida aniônicaStudy of the effect of electrolytes on the rheology of anionic polyacrylamide solutionsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALEstudoefeitoeletrolitos_Silva_2023.pdfapplication/pdf4343336https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/57162/1/Estudoefeitoeletrolitos_Silva_2023.pdf5c7aff635220dac36fe8865951cbf1faMD51123456789/571622024-01-04 15:48:47.8oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/57162Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2024-01-04T18:48:47Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
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