[pt] A demanda global por energia irá aumentar em até 50 porcento nos próximos 20 anos e o petróleo permanecerá sendo a principal fonte de fornecimento de energia. Entre os diferentes tipos de óleos brutos de petróleo, as atenções têm-se concentrado na recuperação de óleos pesados e extrapesados, porque os recursos convencionais de petróleos leves e médios estão globalmente se reduzindo. Os óleos pesados e extrapesados constituem 70 por cento das reservas mundiais, mas devido a sua viscosidade elevada e composição complexa geram problemas. Portanto, a sua recuperação representa um desafio para a indústria do petróleo. Os métodos convencionais só podem ser recuperados cerca 30 por cento do óleo do reservatório e a recuperação avançada de óleo (EOR) que permite obter valores superiores. O método mais utilizado é a injeção de vapor cujo mecanismo principal é o aquecimento do petróleo. Este trabalho apresenta um estudo da influência da presença de nanopartículas no processo de injeção de vapor (aquatermólise), que pode gerar um efeito catalítico promovendo uma melhora no craqueamento incipiente e a consequente diminuição da viscosidade. Um óleo pesado, com viscosidade de 4730 cP a 25 graus Celsius, foi utilizado em escala de bancada para avaliar os efeitos do tempo, da temperatura, do tipo e concentração de nanopartículas (Al2O3-NiO, TiO2 e (Mg,Ni)O) sobre a viscosidade e composição do óleo cru. Os resultados mostraram que a presença de TiO2 e vapor de água podem melhorar a qualidade do petróleo, pela redução das frações pesadas, e diminuir a sua viscosidade em até 13,4 por cento. A técnica foi favorecida com o aumento de temperatura e tempo de aquatermólise. / [en] The global demand in energy will increase by 50 percent over the next 20 years and oil will remain the main source of energy. Among the different types of crude oils, attention has been focused on the recovery of heavy and extra heavy oils, because the conventional resources as light and medium oils are globally decreasing. Heavy and extra heavy oils constitute 70 percent of world reserves, but lead to problems due to their high viscosity and complex composition. Therefore, the recovery of these oils represents a challenge for the oil industry. Conventional methods recover about 30 percent of oil in the reservoir and enhanced oil recovery (EOR) allows to get higher values. The most used method is the injection of steam whose main mechanism of this process is the heating of oil. Consequently there is a reduction of viscosity followed by an incipient cracking, phenomenon affected by the presence of steam water, which needs further studies. This work presents a study of the influence of nanoparticles in the steam injection (aquathermolysis), which can generate a catalytic effect; it enhances the incipient cracking and decreases the viscosity. A heavy oil with viscosity of 4730 cP at 25 Celsius degrees was used in bench scale to evaluate the effects of time, temperature, type and concentration of nanoparticles (Al2O3-NiO, TiO2 and (Mg,Ni)O) on viscosity and composition of the crude oil. The results showed that the presence of TiO2 nanoparticles with steam water may improve the oil quality, by reducing the heavy fractions, and reducing its viscosity up to 13.4 percent.The technique was improved with increasing either temperature or time of aquathermolysis.

[pt] A alta viscosidade dos óleos pesados e o elevado teor de asfaltenos contribuem para a formação de emulsões água-em-óleo (A/O) altamente estáveis, dificultando a separação óleo/água e aumentando os custos de produção e transporte. Para reduzir a viscosidade, técnicas de diluição são comuns com solventes simples. Portanto, pouca pesquisa foi realizada sobre o impacto dos compostos aromáticos nas propriedades interfaciais e na estabilidade das emulsões, de solventes complexos, como o querosene. Neste estudo, investigou-se o efeito da segregação dos compostos aromáticos do querosene nas propriedades bulk e interfaciais e na estabilidade dos asfaltenos e das emulsões A/O. Além disso, foram analisadas as correlações desses efeitos com a desemulsificação química. Inicialmente, foram avaliadas as propriedades interfaciais de frações de surfactantes naturais, extraídas de um óleo pesado brasileiro, em relação à sua capacidade de estabilizar emulsões água-querosene. Os resultados indicaram que a estabilidade dessas emulsões decorre do efeito sinérgico entre as resinas e os asfaltenos, resultando na formação de filmes interfaciais mais flexíveis, que evitam ou retardam a coalescência das gotas. Entretanto, quando o querosene foi utilizado como diluente do óleo pesado (HO) na fase oleosa, observou-se a floculação e precipitação dos asfaltenos. Esses resultados foram correlacionados com a composição química de dois tipos de querosene: um composto apenas por saturados (KeS) e outro contendo 30 por cento massa de compostos aromáticos (KeSA). Verificou-se que a composição química dos querosenes afeta a estabilidade coloidal dos asfaltenos, a estabilidade da emulsão e as propriedades interfaciais. KeSA apresentou maior solubilização e dispersão dos asfaltenos em comparação ao KeS. Além disso, a viscoelasticidade interfacial diminuiu quando o teor de querosene foi maior ou igual a 30 por cento massa, indicando a formação de filmes interfaciais menos rígidos. Porém, o módulo de elasticidade nos sistemas contendo KeSA aumentou gradualmente com o tempo, sugerindo uma melhor solubilidade dos asfaltenos e uma adsorção controlada pela difusão facilitada na interface. A concentração de aromáticos do solvente (KeSA) mantém a estabilidade do filme interfacial durante a diluição de HO, compensando assim a perda de asfaltenos com o aumento do teor de querosene na fase óleo. Os resultados também destacaram o papel crucial da aromaticidade do querosene na quebra das emulsões A/O contendo 20 por cento massa de Ke na fase oleosa. Diferentes desemulsificantes químicos, comumente utilizados como bases para desemulsificantes comerciais, bem como compostos modelo, foram testados. KeSA apresentou maior robustez e resistência à quebra das emulsões. Esse efeito decorre da segregação interfacial dos compostos aromáticos do querosene. Esses resultados enfatizam a importância da composição química do querosene quando é usado na diluição de óleos pesados, o qual tem efeito significativo na estabilidade e quebra das emulsões A/O. / [en] The high viscosity of heavy oils and the high content of asphaltenes contribute to the formation of highly stable water-in-heavy oil (W/O) emulsions, making oil/water separation difficult and increasing production and transportation costs. To reduce viscosity, dilution techniques with simple solvents are common. Therefore, slight research has been conducted on the impact of aromatic compounds on interfacial properties and emulsion stability from complex solvents, such as kerosene. In this study, we investigated the effect of segregation of aromatic compounds in kerosene on the bulk and interfacial properties and stability of asphaltenes and W/O emulsions. Furthermore, we analyzed the correlations of these effects with chemical demulsification. Initially, we evaluated the interfacial properties of natural surfactants fractions extracted from Brazilian heavy oil regarding their ability to stabilize water-kerosene emulsions. The results indicated that the stability of these emulsions was related to the synergistic effect between resins and asphaltenes, resulting in the formation of more flexible interfacial films that prevent or delay the coalescence of the droplets. However, when kerosene was used as diluent of heavy oil (HO) in the oil phase, flocculation and precipitation of asphaltenes were observed. These results were correlated with the chemical composition of two kerosene types: one composed only of saturates (KeS) and another containing saturates and 30 percent wt. of aromatic compounds (KeSA). It was found that the chemical composition of the kerosene affects the colloidal asphaltenes stability, emulsion stability, and interfacial properties. KeSA showed greater solubilization and dispersion of asphaltenes compared to KeS. Additionally, interfacial viscoelasticity decreased when the kerosene content was bigger or equal 30 wt. percent, indicating the formation of less rigid interfacial films. However, the interfacial elastic modulus in systems containing KeSA gradually increased over time, suggesting better solubility of asphaltenes and diffusion-controlled adsorption at the interface. The concentration of solvent aromatics (KeSA) maintains interfacial film stability during HO dilution, thus compensating for the loss of asphaltenes with increasing kerosene content in the oil phase. The results also revealed the crucial role of kerosene s aromaticity in the breaking of W/O emulsions containing 20 wt. percent of kerosene in the oil phase. Various chemical demulsifiers commonly used as bases for commercial demulsifiers, as well as model compounds, were tested. The presence of KeSA exhibited greater robustness and resistance to emulsion breaking. This effect was attributed to interfacial segregation of aromatic compounds from kerosene. These results emphasize the importance of kerosene s chemical composition when used for diluting heavy oils, as it has a significant effect on the stability and breaking of W/O emulsions, particularly in the case of the Brazilian heavy oil used in this study.