[pt] ESTUDO REOLÓGICO DA FORMAÇÃO DE HIDRATO DE GÁS DE ETANO A PARTIR DE EMULSÃO MODELO ÁGUA EM ÓLEO EM UMA CÉLULA DE ALTA PRESSÃO

[en] RHEOLOGICAL STUDY OF ETHANE GAS HYDRATES FORMATION FROM WATER-IN-MODEL OIL EMULSION IN A HIGH PRESSURE CELL

[pt] ANA CAROLINA GUIMARAES A REBELLO

[pt] EMULSAO

[pt] REOMETRO ROTACIONAL

[pt] PREOCUPACAO OFFSHORE

[pt] CELULA DE ALTA PRESSAO

[pt] HIDRATO DE ETANO

[pt] REOLOGIA

[en] EMULSION

[en] ROTATIONAL RHEOMETER

[en] OFFSHORE ISSUE

[en] HIGH-PRESSURE CELL

[en] ETHANE HYDRATE

[en] RHEOLOGY

[pt] Na indústria de óleo e gás, a paralisação da produção e do transporte nas linhas de fluxo causadas pela deposição de compostos orgânicos e inorgânicos rendem enormes perdas financeiras e preocupações ambientais. Um dos fatores mais comuns e críticos na deposição orgânica está relacionado com a formação de hidratos de gás, que são sólidos cristalinos de base aquosa, fisicamente semelhantes ao gelo, formados em condições de alta pressão e baixas temperaturas. Devido a esses fatos preocupantes, fenômenos relacionados aos hidratos, como formação, dissociação e formas de mitigação, vêm sendo estudados há anos por pesquisadores. Neste trabalho foram realizados experimentos para analisar a formação de hidrato de gás de etano em emulsões água em óleo, através de uma análise reológica baseada na variação de pressão, taxa de cisalhamento e fração de volume de água, e usando as geometrias vane e de cilindros concêntricos. Testes de varredura de tempo de alta pressão foram realizados, e os resultados foram apresentados através de curvas de viscosidade e pressão. A quantidade de água convertida em hidrato também foi estimada através da equação de estado e relacionada com a viscosidade das pastas de hidratos formadas. Os resultados obtidos mostram que o período de indução foi reduzido pelo aumento do subresfriamento, corte de água e taxa de cisalhamento. Quanto maior a fração de volume de água, maior o nível atingido pela viscosidade quando identificada a formação de hidratos. A viscosidade relativa, após a formação do hidrato, foi estudada. Esse conhecimento proporcionou uma compreensão mais efetiva de algumas diferenças observadas entre as duas geometrias. E para complementar o estudo, foram realizadas rampas de taxa de cisalhamento mostrando semelhanças entre os três resultados com cilindros concêntricos, mas diferenças entre os resultados com geometria vane. Ambas as geometrias, vane e cilindros concêntricos, foram consideradas adequadas para estudar a formação de hidratos e resultados qualitativos semelhantes foram obtidos.

[en] In the oil and gas industry, the stoppage of the production and transportation flowlines caused by the deposition of organic and inorganic compounds yields huge financial losses and environmental concerns. One of the most common and critical inorganic deposition is related with gas hydrates, which are crystalline water-based solids, physically similar to ice, formed in conditions of high pressure and low temperatures. Due to the worrying facts, phenomena related to hydrates, as formation, dissociation, and forms to its mitigation have been studied for years by researchers. In this work, experiments were carried out to analyze ethane gas hydrate formation in water-in-model oil emulsions, through a rheological analysis based on the variation of pressure, shear rate and water volume fraction, and using the vane and concentric cylinder geometries. High pressure time sweep tests were performed, and the results were presented through viscosity and pressure curves. The amount of water converted to hydrate was also estimated through the equation of state and related to the viscosity of the hydrate slurries formed. The results obtained showed that the induction period was reduced by increasing the subcooling, water cut, and shear rate. The higher the water volume fraction, the higher the level reached by viscosity when hydrate formation is identified. The relative viscosity after hydrate formation was studied. This knowledge provided a more effective understanding of some differences observed between the two geometries. And to complement the study, shear rate ramps were performed showing similarities between results with concentric cylinders but differences with vane. Both geometries, vane and concentric cylinders, seem to be adequate to study hydrate formation and similar qualitative results were obtained.

MONICA FEIJO NACCACHE

GUSTAVO ALONSO BARRIENTOS SANDOVAL

MONICA FEIJO NACCACHE

PAULO ROBERTO DE SOUZA MENDES

RONEY LEON THOMPSON

RICARDO JORGE ESPANHOL ANDRADE

GUSTAVO ALONSO BARRIENTOS SANDOVAL

CEZAR OTAVIANO RIBEIRO NEGRAO

2023-07-06

2023-04-26

[pt] TEXTO

application/pdf

INGLÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=63124@1

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=63124@2

https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.63124