[pt] Emulsões estáveis de óleo-em-água (O/A) e água-em-óleo (A/O) são criadas em diferentes processos de produção de óleo devido à presença de tensoativos naturais, tais como asfaltenos, resinas, ácidos orgânicos solúveis em óleo, sólidos e ceras. Um filme interfacial é formado causando interações químicas entre os surfactantes e outras espécies na fase aquosa. Este trabalho tem como objetivo estudar a formação e estabilidade de emulsões estabilizadas por um ácido graxo como um surfactante natural, sob condições ambientes e de alta pressão, bem como seu comportamento de fluxo através de testes de injetividade em arenitos. Para este fim, o estudo da estabilidade da emulsão e análise de reologia interfacial foram realizadas através da avaliação da distribuição do tamanho de gotas e do módulo viscoelástico da interface em função da concentração de surfactante, composição aquosa e condições de fluxo. Nos testes reológicos, os resultados mostraram que a presença do ácido graxo na fase oleosa promoveu redução na tensão interfacial óleo-água e módulo elástico maior que o módulo viscoso, evidenciando importante atividade superficial. Todas as emulsões formadas com uma solução alcalina sem sais foram estáveis sob condições ambientes. Durante a injeção de emulsão em fluxo monofásico, o controle da mobilidade da água foi observado através da redução da permeabilidade absoluta como uma função forte da distribuição do tamanho da gota da emulsão e do número de capilaridade. / [en] Stable oil-in-water (O/W) and water-in-oil (W/O) emulsions are created in different processes of oil production due to the presence of natural crude oil surfactants, such as asphaltenes, resins, oil-soluble organic acids, solids, and waxes. An interfacial film is formed causing chemical interactions between the surfactants and other species in the water phase. This work aims to study the formation and stability of emulsions stabilized by a fatty acid as natural surfactant, under ambient and high-pressure conditions, and their flow behavior through injectivity tests in sandstones. To this end, study of emulsion stability and interfacial rheology analysis were performed by evaluating the droplet size distribution and interfacial viscoelastic modulus as a function of the surfactant concentration, aqueous composition, and flow conditions. In the rheological tests, results showed that the presence of the fatty acid in the oil phase promoted a reduction in the oil-water interfacial tension and elastic modulus larger than the viscous modulus, evidencing important surface activity. All emulsions formed with an alkaline solution without salts were stable under ambient conditions. During emulsion injection in single-phase flow, water mobility control was observed through the reduction of the absolute permeability as a strong function of emulsion drop size distribution and capillary number.

[pt] Inúmeros estudos têm sido realizados para melhor entender a formação e estabilidade de emulsões. Em algumas situações, é desejável ter emulsões estáveis; em outros, a separação de fases por coalescência de gotas é benéfica. Em ambos os casos, é importante entender os mecanismos associados ao processo de coalescência. O presente trabalho investiga a relação entre as propriedades reológicas das interfaces óleo-água e o tempo de drenagem de um filme fino de óleo entre duas gotas aquosas. A tensão interfacial e a reologia dilatacional interfacial foram medidas usando a análise axissimétrica da forma da gota. Foram avaliadas diferentes concentrações de um tensoativo não iônico (Span 80) dissolvido em óleo mineral (Primol 352). Os resultados indicam uma relação direta entre as propriedades da estrutura formada na interface óleo-água e a ausência de coalescência das gotas. Para concentrações de surfactante abaixo da concentração micelar crítica (CMC), a interface é fracamente elástica (fluid-like) e o processo de coalescência sempre ocorre; o tempo de drenagem não está relacionado ao tempo de envelhecimento da interface. Para concentrações de surfactante acima da CMC, os módulos elástico e viscoso mostraram mudanças significativas com o envelhecimento, levando à formação de um filme sólido na interface, impedindo a coalescência entre as gotas. Usamos experimentos de coalescência gota/gota para avaliar o efeito da reologia interfacial na dinâmica de coalescência. Para entender melhor o fenômeno da não coalescência, estudamos microscopicamente a estrutura do filme interfacial e observamos o aparecimento de pequenas gotas de água formadas na interface através de emulsificação espontânea. Descobrimos que a taxa de surgimento dessas microgotículas está diretamente relacionada à concentração de surfactante. À medida que a concentração de surfactante aumenta, mais rápido ocorre o processo de emulsificação espontânea, o que confirma os resultados obtidos com a reologia interfacial. Finalmente, um novo método para promover a desestabilização da emulsão impondo uma perturbação do filme interfacial pelo escoamento das gotas através de capilares constritos é proposto e testado. / [en] Several studies have been conducted to understand emulsions formation and stability. In some situations, it is desirable to have stable emulsions; in others, phase separation through drop coalescence is beneficial. In both cases, it is important to understand the mechanisms associated to the coalescence process. The present work investigates the relationship between rheological properties of oil-water interfaces and the drainage time of a thin oil film between two aqueous drops. Interfacial tension and dilatational rheology were measured using the axisymmetric drop shape analysis. We evaluated different concentrations of a nonionic surfactant (Span 80) dissolved in mineral oil (Primol 352) phase. The results indicate a direct relationship between the properties of the structure formed at the oil-water interface and the absence of droplet coalescence. For low surfactant concentrations, below the critical micelle concentration (CMC), the interface is weakly elastic (fluid-like) and the coalescence process always occurs; the draining time is not to related to the aging time of the interface. For surfactant concentrations above CMC, the elastic and viscous moduli showed significant changes with aging leading to the formation of a solid-like film at the interface preventing further coalescence. We used a drop/drop coalescence experiments to evaluate the effect of interfacial rheology on the coalescence dynamics. To better understand the phenomenon of non-coalescence, we study the structure of interfacial film microscopically and observe the appearance of small water droplets formed at the interface by spontaneous emulsification. We found that the emergence rate of these microdroplets is directly related to the surfactant concentration. As the surfactant concentration increases, faster the spontaneous emulsification process occurs, which confirms the results obtained with the interfacial rheology. Finally, a new method to promote emulsion destabilization by imposing a perturbation of the interfacial film by flowing the drops through constricted capillaries is proposed and tested.