Quantificação do efeito de remoção por cisalhamento em depósitos de parafina, uma investigação experimental

Abstract

Aos meus pais, Wanderley e Sandra, que sempre me incentivaram e apoiaram não só durante a realização deste trabalho, mas em todas as etapas da minha vida.Ao meu orientador Antonio Carlos Banwwart, e aos meus Co-orientadores, Charlie Van Der Geest e Vanessa Bizotto, que me deram a oportunidade de desenvolver este trabalho, que contribuíram muito com todo seu conhecimento e experiência durante todas as etapas deste Mestrado.Aos meus colegas de trabalho que também são parte da minha equipe de pesquisa, Ivanei Pinheiro, Leticia Bizarre e Tayanne Ligeiro, que me foram de grande ajuda em todas as etapas deste trabalho.A todos os técnicos do LABPETRO que participaram ativamente em diversas das etapas de montagem do aparato experimental utilizado neste trabalho e que sempre me auxiliaram quando foi necessário.A Universidade Estadual de Campinas, a Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM) e ao CEPETRO e seu corpo docente. A EQUINOR, ao EPIC, a ANP e a FAPESP.Também gostaria de agradecer a todos que contribuíram de alguma maneira em qualquer etapa deste Mestrado. ResumoAtualmente, a maior parte das reservas de petróleo economicamente viáveis para exploração encontram-se em ambientes de águas profundas e ultraprofundas, onde a temperatura mínima pode chegar aos 4°C. Sob estas condições de produção, a ocorrência de troca de calor entre o petróleo e o ambiente é inevitável. Durante o processo de transporte para a superfície, o petróleo perde calor gradativamente até atingir a Temperatura Inicial de Aparecimento de Cristais (TIAC), condição onde as moléculas de parafina cristalizam-se e podem depositar na parede da tubulação, acarretando em graves problemas de garantia de escoamento.Óleos parafínicos são estruturas complexas de hidrocarbonetos, e ao longo dos anos, diversos estudos foram feitos com o objetivo de tentar quantificar e modelar o fenômeno conhecido como deposição de parafina. Para tal objetivo, diversos mecanismos causadores foram propostos na literatura, como difusão molecular e mecanismos relacionados à tensão de cisalhamento. O principal objetivo deste trabalho é investigar a existência de um mecanismo conhecido como remoção por cisalhamento, que foi proposto na literatura para justificar a dificuldade que os modelos têm de prever o crescimento dos depósitos.Durante o desenvolvimento deste trabalho, experimentos foram realizados com o objetivo de tentar isolar e quantificar o efeito de remoção por cisalhamento. Para isso, foi utilizado um aparato experimental constituído de um flow loop que apresenta dois tanques conectados através de válvulas multivias, possibilitando o escoamento de amostras diferentes sem que haja contato entre elas, evitando alteração de sua constituição. Além disso, o sistema possui duas seções removíveis que permitem fazer uma análise direta da massa do depósito.Foram estudadas duas amostras, um óleo real brasileiro e um óleo modelo. O óleo real foi utilizado para uma análise preliminar, na qual foram observados aspectos já conhecidos na literatura atual. O óleo modelo, foi utilizado na inv...