AGRADECIMENTOS:

SIMULAÇÃO FLUIDODINÂMICA DE SISTEMAS ÁGUA/ÓLEO NO ÂMBITO DA INDÚSTRIA PETROLÍFERA

MOTIVAÇÃO

O fato de o petróleo ser, de um modo geral, mais viscoso e menos denso que a água faz com que, no escoamento simultâneo desses dois fluidos, a água apresente a tendência de se deslocar com maior velocidade em relação ao óleo. Como conseqüência, dependendo das diferenças de viscosidades e densidades entre os dois fluidos, além das forças de tensão interfacial, pode vir a ocorrer o fenômeno de digitação viscosa onde observa-se a formação de fingers de óleo.

RESULTADOS OBTIDOS

OBJETIVOS DO TRABALHO

Simular o escoamento de sistemas imiscíveis numa célula de Hele-Shaw (Figura 2) que possibilite desenvolver soluções e técnicas para a melhoria de operações envolvendo a recuperação de petróleo.

APLICAÇÃO NA INDÚSTRIA DO PETRÓLEO

Fatores econômicosAumentar a eficiência no deslocamento de óleo a partir do bombeamento de água.Prover melhoria de operações envolvendo a recuperação, transporte e manejo do petróleo onde a fase água esteja presente.Reduzir gastos excessivos de energia para a separação da água no óleo.

CONCLUSÕES

A escolha do passo de tempo é fundamental para o sucesso da simulação.O modelo produziu padrões de escoamento semelhantes aos experimentais, com o aparecimento de fingers, os quais são responsáveis pela perda da eficiência no bombeamento de óleo por meio da injeção de água;Com esses estudos, surge a possibilidade de se buscar a otimização das condições operacionais na indústria com ganho de produtividade.

No deslocamento de óleo por injeção de água, fingers gerados a partir da fase água podem penetrar na fase óleo, ocasionando um retardamento no deslocamento do óleo com saída antecipada da água, o que representa um prejuízo para a operação.

Figura 1. Formação do finger.

Caracterizar propriedades efetivas do sistema em questão como tensão interfacial água/óleo e ângulos de contato da interface com as paredes superior e lateral.

Figura 2. Célula de Hele-Shaw.

Figura 3. A indústria do petróleo.

Fatores ambientaisNo caso de vazamento de óleo a partir de dutos submersos, cujo estudo é importante para a quantificação de volumes vazados e definição de estratégias de remediação.

Figura 4. Vazamento de petróleo.

Geração da MalhaOptou-se por criar uma malhar hexagonal do tipo estruturada, por ser o tipo que melhor representa a interface água/óleo.

Figura 6. Visão normal e ampliada da malha.

Influência das chicanasSimulação do bombeamento de água, apenasMalha tetraédricaVerificou-se que as chicanas tornam o perfil de escoamento uniforme logo acima desta região.

Simulações

As figuras seguintes apresentam os resultados para a simulação para as seguintes configurações: ângulo da célula : 45º; espessura entre placas: 1,1mm; velocidade de bombeamento 1,14cm/s e diferentes passos de tempo.

Figura 7. Simulação: Passo de tempo de 0,01s Figura 8. Simulação: Passo de tempo de 0,0001s

Figura 5. Simulação do bombeamento de água.

Jeferson Correia (bolsista); Gabriel Casemiro Mariano (colaborador);Marintho Bastos Quadri (orientador)