[en] INFLUENCE OF POLYMER DEGRADATION AND NANOPARTICLE ADDITION ON THE RHEOLOGY AND FLOW OF POLYMER SOLUTIONS AND DISPERSIONS IN POROUS MEDIA

[pt] INFLUÊNCIA DA DEGRADAÇÃO DE POLÍMEROS E DA ADIÇÃO DE NANOPARTÍCULAS NA REOLOGIA E NO FLUXO DE SOLUÇÕES E DISPERSÕES DE POLÍMEROS EM MEIOS POROSOS

[pt] ANDREA VANESSA VACA MORA

[pt] NANOPARTICULA

[pt] REOMETRIA EXTENSIONAL

[pt] SOLUCAO DE POLIMERO

[pt] DEGRADACAO MECANICA

[pt] MICROFLUIDICA

[pt] REOMETRIA

[en] NANOPARTICLE

[en] EXTENSIONAL REOMETRY

[en] POLYMER SOLUTION

[en] MECHANICAL DEGRADATION

[en] MICROFLUIDICS

[en] RHEOMETRY

[pt] A poliacrilamida parcialmente hidrolisada (HPAM) é amplamente empregada no processo de recuperação avançada de petróleo (EOR). No entanto, sua eficácia é prejudicada pela degradação das moléculas do polímero durante o fluxo através das linhas de injeção, válvulas e reservatório. Essa degradação leva a uma diminuição do peso molecular médio e, consequentemente, reduza viscosidade e as propriedades viscoelásticas da solução, afetando sua eficácia no deslocamento do petróleo. Para abordar essas questões, nossa pesquisa caracterizou o grau de degradação mecânica das soluções de HPAM usando reologia de cisalhamento e extensional. Induzimos a degradação fazendo as soluções fluírem por uma válvula com constrição e diferentes vazões através deum modelo microfluídico de um médio poroso. Os resultados revelam que aadição de nanopartículas de sílica (SiO2) tem um efeito insignificante sobreas viscosidades de cisalhamento e extensional de soluções frescas e minimiza a degradação mecânica das soluções de HPAM. As propriedades reológicas das soluções de HPAM com nanopartículas de SiO2 não são significativamente afetadas pela degradação mecânica, o que sugere que a incorporação de nanopartículas poderia aumentar a eficiência da injeção de polímeros em processosde EOR por meio da estabilização das soluções de HPAM. Além disso, nosso estudo explorou escoamento de deslocamento de óleo usando soluções de polímero HPAM frescas e degradadas em dispositivos microfluídicos usados como modelos de meios porosos. Os resultados sugerem que o HPAM fresco é mais eficiente na produção de óleo do que o HPAM degradado. Além disso, a adição de nanopartículas de sílica em soluções degradadas de NPs-HPAM resultou em um aumento de 9-13 por cento na recuperação de petróleo, destacando o enorme potencial das nanopartículas no aprimoramento dos processos de EOR.

[en] Partially hydrolyzed polyacrylamide (HPAM) is widely employed in enhanced oil recovery (EOR) process. However, its effectiveness is hindered by degradation of polymer molecules during flow through injection lines, valves and reservoir. This degradation leads to a decrease in average molecular weight and subsequently reduces the solution’s viscosity and viscoelastic properties, impacting its effectiveness on displacing oil. Our research characterized the degree of mechanical degradation of HPAM solutions using shear and extensional rheology. We induced degradation by flowing the solutions through a valve with varying constriction and flow rates and through a microfluidic porous medium model. Our findings reveal that the addition of silica (SiO2) nanoparticles has a negligible effect on the shear and extensional viscosities of fresh solutions and minimizes the mechanical degradation of HPAM solutions. The rheological properties of HPAM solutions with SiO2 nanoparticles are not significantly affected by mechanical degradation, suggesting that incorporating nanoparticles could enhance the efficiency of polymer injection in EOR processes by stabilizing HPAM solutions. In addition, our study explored oil displacement flow using both fresh and degraded HPAM polymer solutions in microfluidic devices used as models of porous media. The findings suggest that fresh HPAM is more efficient in displacing oil than degraded HPAM. Furthermore, the addition of silica nanoparticles into degraded NPs-HPAM solutions resulted in a 9-13 percent increase in oil recovery, highlighting the enormous potential of nanoparticles in enhancing EOR processes.

MARCIO DA SILVEIRA CARVALHO

ANTHONY PIERRE JACK HUTIN

MARCIO DA SILVEIRA CARVALHO

AURORA PEREZ GRAMATGES

JORGE ANTONIO AVENDANO BENAVIDES

ANTHONY PIERRE JACK HUTIN

ROGERIO MESQUITA DE CARVALHO

RONALD ALFONSO MERCADO OJEDA

2024-08-19

2024-05-17

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INGLÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=67615@1

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=67615@2

https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.67615