Obtenção de Emulsões e Microemulsões Ácidas de Petróleo Para Aplicação em Operações de Acidificação de Matriz Aluno: Pedro Tupã Pandava Aum Orientadora:

Obtenção de Emulsões e Obtenção de Emulsões e Microemulsões Ácidas de Petróleo Para Microemulsões Ácidas de Petróleo Para

Aplicação em Operações de Aplicação em Operações de Acidificação de MatrizAcidificação de Matriz

Aluno: Aluno: Pedro Tupã Pandava AumPedro Tupã Pandava AumOrientadora: Orientadora: Profª. Tereza Neuma de Castro DantasProfª. Tereza Neuma de Castro DantasCo- Orientador:Co- Orientador: Prof. Afonso Avelino Dantas NetoProf. Afonso Avelino Dantas Neto

MotivaçãoMotivação

Um dos problemas mais comuns na operação de Um dos problemas mais comuns na operação de acidificação é o uso excessivo de aditivos, que além de acidificação é o uso excessivo de aditivos, que além de encarecer o processo, podem causar danos a formação. encarecer o processo, podem causar danos a formação.

Outro fator é a perda de eficiência da operação devido Outro fator é a perda de eficiência da operação devido ao ácido ser muito reativo, sendo consumido ao ácido ser muito reativo, sendo consumido imediatamente. imediatamente.

Os sistemas microemulsionados tem mostrado grande Os sistemas microemulsionados tem mostrado grande eficiência em operações de transferência de massa, em eficiência em operações de transferência de massa, em formulações de inibidores de corrosão e como veículos .formulações de inibidores de corrosão e como veículos .

ObjetivosObjetivosObter sistemas emulsionados e Obter sistemas emulsionados e microemulsionados ácidos que:microemulsionados ácidos que: Sejam eficientes para dissolver Sejam eficientes para dissolver

e/ou dispersar materiais que e/ou dispersar materiais que prejudicam a produção em prejudicam a produção em arenito;arenito;

Que minimizem a necessidade Que minimizem a necessidade do uso de aditivos;do uso de aditivos;

Atuem como veículos Atuem como veículos controlando o ataque ácido de controlando o ataque ácido de maneira que este possa atuar de maneira que este possa atuar de forma mais eficiente;forma mais eficiente;

Testar os sistemas Obtidos.Testar os sistemas Obtidos. Fonte: wellcollc.com

Operação de AcidificaçãoOperação de Acidificação

Injeção de uma solução de ácido ou de misturas ácidas em Injeção de uma solução de ácido ou de misturas ácidas em uma formação a baixo da pressão de fratura da mesma;uma formação a baixo da pressão de fratura da mesma;

Objetivos da operação de acidificação:Objetivos da operação de acidificação:

Remoção de um dano induzido ou pré-existente, Remoção de um dano induzido ou pré-existente, restaurando as propriedades de fluxo da formação;restaurando as propriedades de fluxo da formação;

Referência: Acidizing Seminar, BP Indonesia (BJ Services)Referência: Acidizing Seminar, BP Indonesia (BJ Services)


Poços candidatos a acidificação;Poços candidatos a acidificação;

Referência: Acidizing Fundamentals - SPEReferência: Acidizing Fundamentals - SPE


Fluidos de acidificação (Mud Acid);Fluidos de acidificação (Mud Acid);

Principais aditivos:Principais aditivos:

Inibidores de corrosão;Inibidores de corrosão;

Solventes;Solventes;

Seqüestradores de ferro;Seqüestradores de ferro;

Surfactantes;Surfactantes;

Agentes divergentes.Agentes divergentes.

Microemulsões e Emulsões em Operações de Microemulsões e Emulsões em Operações de Acidificação de MatrizAcidificação de Matriz

Metodologia ExperimentalMetodologia Experimental

Obtenção de Diagramas de Fases com os Constituintes

Escolhidos

Obtenção de Diagramas de Fases Ácidos

Testes de Estabilidade (Cálcio, Temperatura, Salinidade, etc.)

Estudo da Interação:Rocha – Microemulsão

Rocha – Microemulsão ÁcidaRocha – Mud Ácid

Simulação


Para a obtenção do diagrama Para a obtenção do diagrama de fase prepara-se um ponto de fase prepara-se um ponto situado entre dois dos situado entre dois dos vértices do triangulo vértices do triangulo eqüilátero em seguida eqüilátero em seguida adicionou-se o componente adicionou-se o componente complementar, varrendo toda complementar, varrendo toda a extensão do diagrama, a extensão do diagrama, marcando os pontos de marcando os pontos de formação e desaparecimento formação e desaparecimento das fases.das fases.


Resumo – Ficha Técnica – Unitol L90

Aparência % água pH HBL Ponto de névoa

Líquido 1,0 % máx 6 - 8 13,4 79 ºC

O

O

O

OO

O O

O

O

OH

Unitol L90 - Álcool laurílico com 9 EO

Resultados e DiscussõesResultados e DiscussõesSistema Tensoativo Cotensoativo Fase água Fase óleo

1 Unitol L90 n-butanol ADT Querosene

2 Unitol L90 n-butanol ADT Xileno

3 Unitol L90 n-butanol ADT Querosene/xileno 10%

4 Unitol L90 Sec-butanol ADT Xileno

5 Unitol L90 Sec-butanol ADT Querosene

6 Unitol L90 Sec-butanol ADT Querosene/xileno 10%

7 Unitol L90 n-butanol/OMS 1% ADT (NaCl 35000ppm)

Querosene

8 Unitol L90 Sec-butanol/OMS 1% ADT (NaCl 35000ppm)

Querosene/xileno 10%


Xileno


Querosene

Resultados e DiscussõesResultados e Discussões

Sistema 1 Sistema 2 Sistema 3




Sistema 10


Sistema Tensoativo Cotensoativo Fase água Fase óleo

11 Unitol L90/OMS 1%

Sec-butanol HCl 15% Querosene


Sec-butanol HCl 15% Querosene/xileno 10%


Sec-butanol HCl 15% Xileno


n-butanol HCl 15% Querosene


Sistema 11 Sistema 12

0 25 50 75 100

0

25

50

75

100 0

25

50

75

100

Emulsão

W IV

Unitol L90/OMS 1%

QueroseneHCl 15%0 25 50 75 100

0

25

50

75

100 0

25

50

75

100

Emulsão

W IV

Unitol L90/OMS 1%

Querosene/xileno 10%HCl 15%


Sistema 14Sistema 13

0 25 50 75 100

0

25

50

75

100 0

25

50

75

100

WIV

Emulsão

Unitol L90/OMS 1%

XilenoHCl 15%0 25 50 75 100

0

25

50

75

100 0

25

50

75

100

Emulsão

W IV

Unitol L90/OMS 1%

QueroseneHCl 15%

Resultados e DiscussõesResultados e DiscussõesSistema Tensoativo Cotensoativo Fase água Fase óleo


Sec-butanol HCl 15% + 35000ppm NaCl

Querosene


Sec-butanol HCl 15% +35000 ppm NaCl

xileno

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.00.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

FA

Sec-butanol/Unitol L90/15% HCl a 35000ppm/Xileno

WIV

Emulsão

C/T

FO0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

FA FO

C/T

Emulsão

WIV

n-butanol/Unitol L90/15% HCl a 35000ppm/Querosene

Sistema 15 Sistema 16


Estabilidade dos Sistemas Microemulsionados com relação a Estabilidade dos Sistemas Microemulsionados com relação a Presença de Cálcio;Presença de Cálcio;

Foram escolhidos os sistemas 11, 12, 13 e 14 e foram realizados Foram escolhidos os sistemas 11, 12, 13 e 14 e foram realizados testes de resistência ao cálcio com soluções de CaCltestes de resistência ao cálcio com soluções de CaCl2 2 (2000, (2000,

4000, 6000 e 30000 ppm) no ponto de microemulsão com a 4000, 6000 e 30000 ppm) no ponto de microemulsão com a seguinte composição: 40% de C/T, 55% de Fa e 5% de Fo. A seguinte composição: 40% de C/T, 55% de Fa e 5% de Fo. A partir desta concentração, o teste de resistência ao cálcio foi partir desta concentração, o teste de resistência ao cálcio foi estudado em uma proporção de 1:1 (0,5g de ME para 0,5g de estudado em uma proporção de 1:1 (0,5g de ME para 0,5g de solução de cloreto de cálcio). Todos os quatro sistemas solução de cloreto de cálcio). Todos os quatro sistemas mostraram-se resistentes ao cálcio, ou seja, não houve mostraram-se resistentes ao cálcio, ou seja, não houve separação de fases e nem precipitação.separação de fases e nem precipitação.


Estabilidade dos Sistemas Microemulsionados á TemperaturaEstabilidade dos Sistemas Microemulsionados á Temperatura

(40% de C/T, 55% de Fa e 5% de Fo);(40% de C/T, 55% de Fa e 5% de Fo);

Os sistemas testados (11,12,13 e 14) foram resistentes em Os sistemas testados (11,12,13 e 14) foram resistentes em temperaturas até 100ºC, ou seja, não houve quebra da temperaturas até 100ºC, ou seja, não houve quebra da microemulsão.microemulsão.

Próximas Etapas do Trabalho Próximas Etapas do Trabalho

Terminar os Ensaios Terminar os Ensaios de Dessorção;de Dessorção;

Propor um teste em Propor um teste em testemunho.testemunho.

Obtenção de Diagramas de Fases

com os Constituintes Escolhidos

Obtenção de Diagramas de Fases

Ácidos

Testes de Estabilidade

(Cálcio, Temperatura,

Salinidade, etc.)

Estudo da Interação:Rocha – Microemulsão

Rocha – Microemulsão ÁcidaRocha – Mud Ácid

Simulação

Referências BibliográficasReferências Bibliográficas

[1] José Eduardo Thomas (vários autores). Fundamentos de [1] José Eduardo Thomas (vários autores). Fundamentos de Engenharia de Petróleo. Interciência., 2001Engenharia de Petróleo. Interciência., 2001

[2] ARAÚJO, Manuelle Meike Silva de: [2] ARAÚJO, Manuelle Meike Silva de: Estudo de quebra de Estudo de quebra de emulsões de petróleo utilizando microemulsões e célula de emulsões de petróleo utilizando microemulsões e célula de desidratação eletrostáticadesidratação eletrostática; Dissertação ( Mestrado em Engenharia ; Dissertação ( Mestrado em Engenharia Química)- Centro de Tecnologia, Departamento de Engenharia Química)- Centro de Tecnologia, Departamento de Engenharia Química, Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, Química, Programa de Pós-graduação em Engenharia Química, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal.Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal.

[3] Friberg, Bothorel, 1988; Constantinides [3] Friberg, Bothorel, 1988; Constantinides et al.et al., 1994, 1995, 1996; , 1994, 1995, 1996; Lee Lee et al.et al.,1995;Ho ,1995;Ho et al.et al., 1996; Lawrence, 1996; Oliveira , 1996; Lawrence, 1996; Oliveira et al.et al.,1997; ,1997; Dalmora, Oliveira, 1999; Dalmora Dalmora, Oliveira, 1999; Dalmora et al.et al., 2001., 2001.

Referências BibliográficasReferências Bibliográficas

[4] Milton J. Rosen. SURFACTANTS AND INTERFACIAL [4] Milton J. Rosen. SURFACTANTS AND INTERFACIAL PHENOMENA, third edition, Surfactant Research Institute, Brooklyn PHENOMENA, third edition, Surfactant Research Institute, Brooklyn College, The City University of New York, (2006).College, The City University of New York, (2006).

[5] GURGEL, A: AULA: MICROEMULSÕES CLÁSSICAS, [5] GURGEL, A: AULA: MICROEMULSÕES CLÁSSICAS, universidade estadual de Campinas, Instituto de Química, universidade estadual de Campinas, Instituto de Química, Departamento de Físico-Química.Departamento de Físico-Química.

[6] Drew Myers, SURFACTANT SCIENCE AND TECHNOLOGY, [6] Drew Myers, SURFACTANT SCIENCE AND TECHNOLOGY, THIRD EDITION, 2006THIRD EDITION, 2006

[7] Dekker, HANDBOOK OF MICROEMULSION SCIENCE AND [7] Dekker, HANDBOOK OF MICROEMULSION SCIENCE AND TECHNOLOGY, 1999.TECHNOLOGY, 1999.

AgradecimentosAgradecimentos

AgradecimentosAgradecimentos

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