[en] EMULSION FORMATION IN MULTI PHASE FLOW OF OIL AND WATER IN POROUS MEDIA

[pt] FORMAÇÃO DE EMULSÕES NO ESCOAMENTO MULTIFÁSICO DE ÓLEO E ÁGUA EM MEIOS POROSOS

[pt] ANA CECILIA MIRANDA RODRIGUEZ

[pt] INVERSAO DE FASES

[pt] DIAMETRO MEDIO DE MASSA

[pt] MORFOLOGIA DE EMULSOES

[pt] EMULSOES MULTIPLAS

[pt] FORMACAO DE EMULSOES

[pt] ESCOAMENTO EM MEIO POROSO

[en] PHASE INVERSION

[en] MEDIUM MASS DIAMETER

[en] MORPHOLOGY OF EMULSIONS

[en] MULTIPLE EMULSES

[en] FORMATION OF EMULSIONS

[en] EMULSION INJECTION

[pt] O petróleo raramente é produzido puro, na maioria das vezes ele é produzido junto com água, podendo assumir a forma de emulsão. A formação de emulsões durante a produção de petróleo é altamente problemática para o escoamento e processamento do óleo, causando problemas de garantia de escoamento e aumentando o custo de separação das fases. Esse processo de emulsificação começa no interior do reservatório, no escoamento de água e óleo pelo meio poroso e continua no escoamento bifásico no poço, no fluxo turbulento nas bombas, válvulas e nas instalações de superfície. Existe incerteza em relação às condições que favorecem a emulsificação dentro dos reservatórios. Este trabalho é focado na formação de emulsões no fluxo multifásico de óleo e água em meios porosos. Um estudo experimental foi desenvolvido para analisar o efeito das variáveis do processo e das características do meio poroso e dos fluidos, na morfologia das emulsões formadas. Água e óleo foram injetados como fases separadas num meio poroso formado por micro-esferas de vidro. Os fluidos produzidos foram coletados e analisados para determinar o tipo de emulsão produzida e suas características morfológicas. Os resultados dos experimentos mostraram que a morfologia das emulsões depende principalmente das condições operacionais nas quais os fluidos são produzidos. O tamanho das gotas da fase dispersa diminui com o aumento da vazão total e aumenta com o incremento da razão de vazão água-óleo. Constatou-se também que as características do meio poroso são determinantes nas características físicas das emulsões. Um meio poroso de maior permeabilidade levou à produção de emulsões com distribuições de tamanho de gota mais dispersas e maior diâmetro médio de massa. Nesse meio poroso observou-se também em algumas condições, produção simultânea de emulsões a/o e o/a, enquanto num meio poroso de menor permeabilidade ocorreu inversão total das fases. Depois da inversão foi comum a presença de emulsões múltiplas.

[en] Crude oil is rarely produced alone. Usually it is produced together with water in the form of emulsion. Emulsion formation during oil production is extremely problematic in terms of flow characteristics and further processing of the produced fluids. It can cause flow assurance problems and increase the cost of phase separation. The emulsification process starts inside the reservoir with the flow of oil and water through the porous media and continues in the multi phase flow inside the well, the turbulent flow through valves, pumps and in surface facilities. There are still uncertainties related to the conditions that promote emulsification inside the reservoirs. This dissertation is focused in the emulsion formation in multi phase flow of oil and water in porous media. An experimental study was carried out to analyze the effects of process variables and properties of the fluids and porous media in the morphology of the emulsions formed. Water and oil were injected as separate phases into a porous media formed of glass micro spheres. The produced fluids were collected and analyzed to determine the type of emulsion and its morphological characteristics. The results of the experiments indicate that the morphology of the emulsions depends strongly on the operational conditions in which the fluids are produced. Emulsion drop sizes decrease at higher total flow rates and increase as the water-oil ratio falls. It was also established that the characteristics of the porous media have a strong effect on the morphology of emulsions. The use of a porous media with higher permeability resulted in the production of emulsions with broader droplet size distributions and larger mass medium diameters. Simultaneous production of w/o and o/w emulsions was observed in that porous media, while only total phase inversion was observed in a less permeable porous media. Multiple emulsions were common after total phase inversion.

MARCIO DA SILVEIRA CARVALHO

MARCIO DA SILVEIRA CARVALHO

LUIS FERNANDO ALZUGUIR AZEVEDO

GERALDO AFONSO SPINELLI MARTINS RIBEIRO

2019-05-20

2010-03-22

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PORTUGUÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=38081@1

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=38081@2

https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.38081