[pt] A INFLUÊNCIA DA CONVECÇÃO NATURAL NA DEPOSIÇÃO ASSIMÉTRICA DE PARAFINA EM DUTOS HORIZONTAIS DE SEÇÃO ANULAR

[en] THE INFLUENCE OF NATURAL CONVECTION IN THE ASSYMETRIC DEPOSITION OF WAX IN HORIZONTAL DUCTS OF ANNULAR SECTION

[pt] ANNA CAROLINA GOMES DA COSTA

[pt] CONVECCAO NATURAL

[pt] SECAO ANULAR

[pt] MODELO DE BIGNHAM

[pt] DEPOSICAO DE PARAFINA

[pt] SIMULACAO NUMERICA

[en] NATURAL CONVECTION

[en] ANNULUS

[en] BINGHAM MODEL

[en] WAX DEPOSITION

[en] NUMERICAL SIMULATION

[pt] O processo de deposição de parafina causa grandes prejuízos financeiros a indústria petroleira. Por isso, estudos voltados a previsão da formação dos depósitos de parafina é um dos principais temas de estudo para garantia de escoamento. O óleo quando ainda dentro do reservatório se encontra em equilíbrio a altas temperaturas [aproximadamente 60 graus Celsius] com a parafina dissolvida no petróleo. No entanto, com o início da produção, o transporte do óleo é feito em tubulações de centenas de quilômetros, com muita frequência no fundo do mar, em água fria [aproximadamente 4 graus Celsius]. A solubilidade da parafina a baixas temperaturas é reduzida, dessa forma, a parafina sai de solução e se difunde em direção as paredes da tubulação, onde deposita, bloqueando a passagem de óleo. Sendo assim, esse depósito de parafina diminui a produtividade do poço e aumenta os gastos com medidas para remediar o problema, como por exemplo, a utilização de operação de pigging, i.e., passagem de equipamento chamado PIG para a retirada dos depósitos. O presente trabalho visa investigar numericamente, utilizando o software comercial Ansys CFX, a influência da convecção natural na determinação da espessura do depósito, em dutos horizontais anulares. O processo de deposição considerado consiste em assumir que o óleo se comporta como um fluido de Bingham, com tensão limite de escoamento dependente da temperatura. Verificou-se que a espessura do depósito é maior na parte inferior do duto anular, onde o fluido é mais frio devido aos efeitos da convecção natural, concordando com observações experimentais.

[en] The process of deposition of paraffin causes great financial losses to the oil industry. Therefore, studies aimed at predicting the formation of paraffin deposits is one of the main topics of study to assure the flow. The oil while still inside the reservoir is in equilibrium at high temperature [approximately 60 degrees Celsius] with the paraffin dissolved in the oil. However, with the beginning of production, the oil is transported through pipelines of hundreds of kilometers, often in deep waters where the temperature are low [approximately 4 degrees Celsius]. The solubility of paraffin in low temperatures is reduced, so the paraffin leaves the solution and diffuses towards the walls of the tubing, where it deposits, blocking the passage of oil. Thus, this paraffin deposit decreases well productivity and increases costs with measures to remedy the problem, such as the use of it pigging operation, ie, passage of equipment called PIG for the removal of deposits. The present work aims to investigate the influence of natural convection on the determination of deposit thickness in horizontal annular ducts using Ansys CFX commercial software. The deposition process considered consists in assuming that the oil behaves like a Bingham fluid, with temperature-dependent yield stress. It was verified thicker deposit thickness at the inferior part of the annulus, where the fluid is cooler due to the natural convection effect, agreeing the experimental data.

ANGELA OURIVIO NIECKELE

2017-09-22

[pt] TEXTO

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.31523