The production of oil in Brazil is increasing to each year. As result a increasing volume of production water is generated as part of the process itself of formation of the deposits, many times in bigger ratios that the oil itself. The produced water owns a great diversity of contaminants, what ally to its high volume, brings serious problems at the moment of giving a final disposal to it. Some solutions had been attempted; on account of the more restrictive laws each day of the ambient agencies, but still in palliative way. The present work considers evaluating eletrodics materials and experimental conditions adjusted to be used in reactors, propitiating the electrochemical treatment of this residue. As anodes Ânodos Dimensionalmente Estáveis (ADE) commercial had been used, with nominal composition of Ti/Ru0,34Ti0,66O2. As cathodes the ADE, 316 steel and graphite had been evaluated. Amongst the cathodic materials studied the steel it presented performance better, as much with regard to efficiency of the process how much in the reduction of the cathodic incrustation. In the studies in batelada, was verified that the dilution of the solution and the current density influence significantly in the efficiency of the oxidation process. The increase of the dilution increases greatly the efficiency of the process. Already the speed of reduction of the DQO increases with the current density, however, the increase is not linear indicating that the process is controlled for diffusion. The efficiency of the electrochemical process in the reduction of the DQO of the sample was associated the three factors:a) the direct oxidation of the organic residue on the electrode; b) removal of the powdered material for the eletrogenerated gases (eletroflotation); c) indirect oxidation through reactive intermediate species. In the case of the reactor, it could be noticed that, the control of the outflow and the current density, as well as of the height of the flotant column influence in the efficiency of the treatment of the effluent, one beyond minimizing the incrustation on the cathodes. In the optimized conditions: outflow 800mLh-1, current density of 50mAcm-2 and flotant column of 10cm got it considerable reduction of the DQO and the TOG, proving the possibility of the application of the electrochemical technology in the treatment of the produced water of oil. / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A produção de petróleo no Brasil vem aumentando a cada ano. Em conseqüência, um volume crescente de água de produção é gerado como parte do próprio processo de formação das jazidas, muitas vezes em proporções maiores que o próprio óleo. A água produzida possui uma grande diversidade de contaminantes, o que aliado ao seu alto volume, traz sérios problemas no momento de lhe dar uma disposição final. Várias soluções foram tentadas, por conta das leis cada dia mais restritivo dos órgãos ambientais, mas ainda de maneira paliativa. O presente trabalho propõe avaliar materiais eletródicos e condições experimentais adequadas para serem utilizadas em reatores, propiciando o tratamento eletroquímico desse resíduo. Como ânodo foram utilizados ânodos dimensionalmente estáveis (ADE) comerciais, com composição Ti/Ru0, 34Ti0,66O 2. Como cátodos foram avaliados os ADE, aço 316 e grafite. Dentre os materiais catódicos estudados o aço apresentou melhor desempenho, tanto com relação à eficiência do processo, quanto na redução da incrustação catódica. Nos estudos em batelada, verificou-se que a diluição da solução e a densidade de corrente influenciam significativamente na eficiência do processo de oxidação. O aumento da diluição aumenta acentuadamente a eficiência do processo. Já a velocidade de redução da DQO aumenta com a densidade de corrente, no entanto o aumento não é linear indicando que o processo é controlado por difusão. A eficiência do processo eletroquímico na redução da DQO da amostra foi associada a três fatores: a) ((oxidação direta do resíduo orgânico sobre o eletrodo; b) remoção do material particulado pelos gases eletrogerados (eletroflotação); c) oxidação indireta através de espécies intermediárias reativas. No caso do reator, pôde ser notado que, o controle da vazão e da densidade de corrente, bem como da altura da coluna flotante influenciam na eficiência do tratamento do efluente, além de minimizar a incrustação sobre os cátodos. Nas condições otimizadas: vazão de 800 cm3. h-1, densidade de 50mAcm-2 e coluna flotante de 10 cm obteve-se a redução considerável da DQO e do TOG, comprovando a possibilidade da aplicação da tecnologia eletroquímica no tratamento da água produzida de petróleo.

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Uma das principais preocupações ambientais associadas a exploração e produção dos campos de petróleo está relacionada a geração de água produzida de petróleo. A água produzida de petróleo constitui um desafio de natureza estratégica para as empresas, uma vez que gera a maior parcela dos resíduos da indústria do petróleo. Nessa perspectiva, este trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho da sustentabilidade ambiental, a partir da geração de água produzida de petróleo, dos campos onshore das bacias petrolíferas costeiras do Brasil. Os dados foram disponibilizados pela ANP (Agência Nacional de Petróleo) em seu sítio eletrônico perfazendo um total de 156 campos pertencentes às bacias de Alagoas, Camamu, Espírito Santo, Potiguar e Sergipe. Os anos analisados foram 2014, 2015 e 2016. Os resultados foram apresentados em seis etapas: etapa I – apresentação dos resultados das estatísticas descritivas; etapa II – análise das regressões múltiplas; etapa III – aplicação da mediana; etapa IV – Análise da modelagem dinâmica (DDEA); etapa V - apresentação de uma análise gráfica bidimensional do DDEA; e, etapa VI - análise das regressões logísticas. Utilizaram-se dois testes estatísticos para validação das hipóteses: teste T e teste de Wald. Os resultados apresentaram efeito positivo das variáveis poços direcionais, poços verticais e idade, e, tendo essas duas primeiras, papel fundamental na determinação das eficiências ambientais. Os campos de petróleo produziram baixos índices de eficiência dinâmica tanto para o Grupo 1 (27,30%) quanto para o Grupo 2 (38,58%), representados por meio da representação gráfica bidimensional dinâmica e seus índices confirmados por meio da regressão logística. Os resultados autorizam dizer que há um mau gerenciamento dos recursos tecnológicos dos campos onshore das bacias costeiras brasileiras, provocando quantidades excessivas da água produzida de petróleo. / The oil industry has a significant and important share in the world energy matrix with an estimated production of 1/3 of the global energy. With the high world oil consumption, resource management needs to be better managed in order to reduce the associated environmental impacts. One of the main environmental concerns associated with the exploration and production of oil fields is related to the generation of water produced from petroleum. The water produced from the production of oil and gas is a strategic challenge for companies, as it generates the largest share of waste from the oil industry. In this perspective, this work aims to evaluate the performance of environmental sustainability, based on the generation of oil produced water, from the onshore fields of the coastal oil basins of Brazil. The data were made available by the ANP (National Agency of Petroleum) in its electronic site making a total of 156 oilfields belonging to the basins of Alagoas, Camamu, Espírito Santo, Potiguar and Sergipe. The years analyzed were 2014, 2015 and 2016. The results were presented in six stages: stage I - presentation of the results of the descriptive statistics; stage II - analysis of multiple regressions; stage III - application of the median; stage IV - Dynamic modeling analysis (DDEA); Stage V - presentation of a two-dimensional graphical analysis of DDEA; and stage VI - analysis of logistic regressions. Two statistical tests were used to validate the hypotheses: T-test and Wald test. The expected results will help the managers in the managerial decision making from the model proposed for the petroleum sector. The results had a positive effect on the variables directional wells, vertical wells and age, and, with these two first ones, a fundamental role in the determination of the environmental efficiencies. The oilfields produced low rates of dynamic efficiency for both Group 1 (27.30%) and Group 2 (38.58%), represented by dynamic two-dimensional graphical representation and their indices confirmed by logistic regression. The results allow to say that there is a poor management of the technological resources of the onshore fields of the Brazilian coastal basins, causing excessive amounts of the oil produced water.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Petroleum exploration, an activity that generates economic benefits, can also bring environmental impacts, one of which associated with large quantities of produced water discharged into aquatic environments. A particular concern is that these discharges contain significant amount toxic compounds including benzene, toluene, ethylbenzene and isomers of xylene (BTEX). One option to be employed to minimize the concentrations of these compounds entering the environment is to treat the water prior to discharge. The present work therefore investigates the potential of peat and angico sawdust to remove BTEX from produced water. Samples of produced water was collected from the Bonsucesso treatment station, operated by Petrobras in of Carmópolis City, Brazil. In batch experiments, the removal capacity of the peat was 32.4, 50.0, 63.0, 67.8 and 61.8% for benzene, toluene, ethylbenzene, m,p-xylene and oxylene, respectively. Comparing with removal capacities of angico sawdust of 20.2, 36.4, 52.8, 57.8 and 53.7% for these compounds, respectively, peat has show a superior performance of removal. Identification and quantification of BTEX was done by gas chromatography. After optimization, accuracy exceeding 90 %, precision better than 6 %, linear determination coefficient (r2) of 0.998, and limits of detection and quantification of 0.09-0.18 μg L-1 and 0.27-0.35 μg L-1, respectively. This work has demonstrated considerable potential of alternative materials for efficient removal of organic compounds from aqueous media. / A exploração de petróleo, uma atividade que gera desenvolvimento econômico, traz consigo uma parcela de agressão ao meio ambiente. Um exemplo disso é o volume de água produzida descartado diariamente em ambientes aquáticos. Esse descarte se torna preocupante devido à presença de inúmeros compostos tóxicos, dentre eles Benzeno, Tolueno, Etilbenzeno e isômeros de Xilenos. Uma solução para minimizar esses efeitos seria tratá-la antes do descarte. No presente trabalho foi avaliado o potencial de adsorção em batelada utilizando turfa e serragem de angico como adsorventes na remoção de BTEX em água produzida. A amostra de água produzida foi coletada na cidade de Carmópolis/SE. A capacidade de remoção da turfa foi de 32,4, 50,0, 63,0, 67,8 e 61,8% para Benzeno, Tolueno, Etilbenzeno, m,p-Xileno e o-Xileno, respectivamente. Quando comparada com a serragem de angico, para o qual foi determinado uma remoção de 20,2, 36,4, 52,8, 57,8 e 53,7% para Benzeno, Tolueno, Etilbenzeno, m,p-Xileno e o-Xileno, respectivamente, ficou evidenciado uma maior capacidade de remoção da turfa. A identificação e quantificação dos BTEX foram feitas por cromatografia gasosa. A otimização e validação do método cromatográfico apresenta bons resultados, com exatidão acima de 90%, precisão abaixo de 6%, linearidade com coeficiente de determinação (r2) acima de 0,998, limite de detecção entre 0,09 - 0,18 μg L-1 e limite de quantificação entre 0,27 - 0,35 μg L-1. Este trabalho demonstrou alto potencial de materiais alternativos na remoção de compostos orgânicos em meio aquoso.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In the last decades, with progress of the researches and of the knowledge in the area of aqueous effluent treatment, the adsorption became used as an important unitary operation, coming as an alternative important and economically viable in many cases. Before the exposed, the main objective of this work is to study the potential use of the NH4Y zeolite as adsorbent of originating from barium the produced water, through a kinetic and thermodynamic study. The obtained results evidenced that the produced water of the fields of Siririzinho/SE onshore, it is saline and it contains high concentrations of the ions: potassium, sodium, calcium, magnesium, and sulfate. The pH was close of the neutrality. It was also observed to the presence of the cations barium and strontium in concentrations reasonably high. In a general way, it was observed in the infrared spectra of the incrustation samples, bands compatible with the presence of a mixture of oil residues and of mineral components. The X-ray diffractograms patterns of incrustation samples suggest the presence of montmorillonite, quartz, calcite and barite. In the infrared spectra of NH4Y zeolite, the most predominant bands happened in the range of 1250 to 950 cm-1 and 790 to 650 cm-1, indicating asymmetrical stretching mode (←OTO←) and symmetrical stretching mode (←OTO←), respectively. Through the diffraction patterns of the NH4Y zeolite can observe that the sample consists of material with a faujasite-type structure with high purity. Thermogravimetric curve of NH4Y zeolite presented three main stages of decomposition, and the percentage of residual material zeolite was 72.5%. The obtained curve from the experiment for determining the pH of zero point of charge (pHPCZ) showed that the experimental pHPCZ was 6.07. To study the mass effect on barium adsorption by NH4Y zeolite was observed that the percentage removal increases significantly with increasing mass. Through the results of ion competition, we can see that the presence of other ions (different of barium) in produced water considerably affects its adsorption capacity. The kinetic curves showed that the adsorption capacity increases with contact time and these values were higher with increasing initial concentration. Kinetic models used in this work through the methodologies linear and nonlinear can be noted that the kinetic data best fit to the exponential kinetic model of Avrami. It was observed that the intraparticle diffusion is not the determining factor in the barium adsorption process by NH4Y zeolite. Among the equilibrium isotherms tested the data was best fitted to Sips. The thermodynamic parameters of barium adsorption by zeolite NH4Y calculated by the indirect method of van't Hoff and isosteric data, showed that the process is favored for higher temperatures. We obtained negative values of ΔG indicating that the interactions are spontaneous, entropy values of adsorption (ΔS) tendency to positive values with increasing temperature obtained by the van't Hoff equation, and positive for those obtained by isosteric data, indicating that the process tends to greater disorganization, and finally values of enthalpy ΔH tendency towards positive values with increasing temperature by the van't Hoff equation, and positive for the isosteric data, indicating that in general the barium adsorption by NH4Y zeolite is an endothermic process in nature. Initial tests using real water samples produced showed that the adsorption of barium effluent is less real than those realized in synthetic systems. The adsorption tests were presented as promising for the application of zeolite NH4Y in the oil industry as a secondary method for the treatment of produced water. / Nas últimas décadas, com avanço das pesquisas e do conhecimento na área de tratamento de efluentes aquosos, a adsorção passou a ser utilizada como uma operação unitária importante, apresentando-se como uma alternativa importante e economicamente viável em muitos casos. Diante do exposto, o objetivo principal deste trabalho é estudar o potencial da utilização de zeólita NH4-Y como adsorvente de bário proveniente da água produzida, através de um estudo cinético e termodinâmico. Os resultados obtidos evidenciaram que a água produzida dos campos onshore de siririzinho/SE, é salina e contém elevadas concentrações de íons potássio, sódio, cálcio e magnésio, sulfato. O seu pH esteve próximo da neutralidade. Foi observado também à presença dos cátions bário e estrôncio em concentrações razoavelmente elevadas. De forma geral, observou-se nos espectros de infravermelho das incrustações bandas compatíveis com a presença de uma mistura de resíduos de óleo e de componentes minerais. Os difratogramas das amostras de incrustações sugerem a presença de montmorillonita, quartzo, calcita e barita. Nos espectros de infravermelho da zeólita NH4 Y as bandas mais predominantes ocorreram nas faixas de 1250 a 950 cm-1 e 790 a 650 cm-1, indicando o modo de estiramento assimétrico (←OTO←) e o modo de estiramento simétrico (←OTO←), respectivamente. Através dos difratogramas da zeólita NH4 Y pode-se observar que a amostra é formada por um material com estrutura do tipo faujasita com alto grau de pureza. A curva termogravimétrica da zeólita NH4 Y apresentou três principais etapas de decomposição, sendo que a porcentagem residual do material zeólitico foi de 72,5%. A curva obtida da experiência de determinação do pH do ponto de carga zero(pHPCZ) demonstrou que o pHPCZ experimental foi de 6,07. No estudo do efeito da massa na adsorção de bário pela zeólita NH4 Y observou-se que a porcentagem de remoção aumenta significantemente com o acréscimo da massa. Através dos resultados de competição iônica, pode-se perceber que a presença de outros íons diferentes do bário na água produzida afeta consideravelmente sua capacidade de adsorção. As curvas cinéticas evidenciaram que a capacidade de adsorção aumenta com o tempo de contato e esses valores foram maiores com o aumento da concentração inicial. Dos modelos cinéticas utilizados neste trabalho através das metodologias linear e não-linear pode-se notar que os dados cinéticos se ajustam melhor ao modelo cinético exponencial de Avrami. Observou-se que a difusão intraparticula não é o fator determinante no processo de adsorção de bário pela zeólita NH4 Y. Dentre as isotermas de adsorção testadas neste trabalho aquela que os dados se ajustaram melhor foi o de Sips. Os parâmetros termodinâmicos do processo de adsorção de bário pela zeólita NH4 Y calculados pelo método indireto de van´t Hoff e dos dados isotérico, evidenciaram que o processo é favorecido para temperaturas mais elevadas. Foram obtidos valores negativos de ΔG indicando que as interações são espontâneas, valores de entropia de adsorção (ΔS) tendenciado para valores positivos com o aumento da temperatura obtidos pela equação de van´t Hoff, e positivos para aqueles obtidos pelos dados isostérico, indicando que o processo tende a uma maior desorganização, e por fim valores de entalpia ΔH tendenciado para valores positivos com o aumento da temperatura pela equação de van´t Hoff, e positivo pelos dados isostérico, indicando que de modo geral a adsorção de bário pela zeólita NH4 Y é um processo de natureza endotérmica. Testes iniciais utilizando amostra de água produzida real evidenciaram que a capacidade de adsorção de bário de efluentes reais é menor do que aquelas realizadas em sistemas sintéticos. Os ensaios de adsorção apresentaram-se como promissores para aplicação da zeólita NH4 Y na indústria do petróleo como método secundário no tratamento de água produzida.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Produced water is one of the main wastes generated in oil exploration and its treatment is a challenge due to its complex composition and the great amount generated. Regarding to the environmental legislation concerning to disposal, it is important to create alternatives of reuse or treatment, in order to reduce its contaminant content and decrease the hazardous effects to the environment. In spite of the fact that some techniques to treat this wastewater are already in use, other actions can be done to improve the quality of separation processes, decrease oil losses and protect the environment. Extraction is a physical separation method in which a solvent is added to perform the separation of residual oil that is the objective of this study. Due to the high availability of natural gas condensate (C5+) in gas processing plants, this product was chosen to be used as the solvent in the extraction of residual oil from produced water, emulsified or not, once there is a good chemical affinity between the oil fractions and the added solvent. At first, a bibliographic survey was carried out to find a predictive model for electrolytes without the need of experimental data. A computational program was developed in FORTRAN, taking in account the group-contribution method in the presence of electrolytes, besides isothermal flash. Some adaptations were implemented at Kikic et al. (1991) model to get a good agreement with the system studied. This system took in account light hydrocarbons present in oil (pentane, hexane, heptane and octane) and strong electrolytes, which is mainly represented by NaCl. The validation of thermodynamics model showed satisfactory medium quadratic deviations when compared to real experimental systems. A pseudo-experimental planning was carried out to simulate the process and verify the influence of the studied variables on the proposed system, such as solvent and salt contents, temperature and BSW (Basic Sediment and Water). Through the obtained empirical model it was possible to check the influence of the factors on residual hydrocarbons contents, represented by TPH (Total Petroleum Hydrocarbon). Temperature and solvent content were the variables that more contributed to increase TPH, while salinity contributed to the decrease TPH in the aqueous phase. The simulations performed showed that the use of C5+ is a feasible alternative to recover residual oil fractions from produced water and oily sludges. The contributions of this work motivate future studies, mainly those that involve experiments related to this theme, regarding to evaluate the quality of the adapted model, decreasing significantly oil losses during the steps of oil production and primary processing, providing information to reduce environmental impacts of these activities. / A água produzida é um dos principais resíduos gerados na exploração petrolífera e seu tratamento é um desafio devido à sua composição complexa e à grande quantidade gerada. Diante das restrições impostas pela legislação ambiental quanto ao descarte, faz-se necessário criar alternativas de reuso ou tratamento com a finalidade de reduzir o teor de contaminantes e diminuir os efeitos nocivos ao meio ambiente. Apesar de já existirem algumas técnicas de tratamento desse efluente em uso, ainda há muito que se fazer para melhorar a qualidade dos processos de separação, reduzir as perdas de óleo e proteger o ambiente. A técnica de extração é um método físico de separação onde é adicionado um solvente que ajuda a promover a separação do óleo residual, que é objeto de estudo do presente trabalho. Devido à grande disponibilidade de condensado (C5+) no processamento de gás natural, optou-se por utilizá-lo como solvente para extração dos resíduos de óleos presentes na água produzida, emulsionados ou não, devido à grande afinidade química entre as frações oleosas e o solvente adicionando. Primeiramente, foi realizado um levantamento bibliográfico, a fim de encontrar um modelo preditivo para eletrólitos que não necessitasse de dados experimentais. Um programa computacional foi desenvolvido em FORTRAN, contemplando o modelo de contribuição de grupos na presença de eletrólitos, juntamente com o algoritmo de flash isotérmico. Algumas adaptações foram realizadas no modelo de Kikic et al. (1991), para obter melhor representatividade do sistema estudado. O sistema estudado contemplou hidrocarbonetos leves presentes no petróleo (pentano, hexano, heptano e octano) e água produzida, que possui em sua composição predominantemente o NaCl. A validação do modelo termodinâmico apresentou desvios médios quadráticos satisfatórios quando comparados a sistemas experimentais reais. Foi realizado um planejamento pseudo-experimental como meio de simular o processo e verificar a influência das variáveis estudadas no sistema proposto, tais como teor de solvente, salinidade, temperatura e BSW (Basic Sediment and Water). Através do modelo empírico obtido foi possível verificar a influência dos fatores sobre o teor de hidrocarbonetos residuais, representado pelo TPH (Total Petroleum Hydrocarbon). A temperatura e o teor de solvente são as variáveis que mais influenciam para o aumento do TPH, enquanto que a salinidade contribui para a diminuição do TPH do sistema. As simulações do processo de extração com solvente realizadas no presente trabalho produziram evidências de que o uso do condensado de gás natural pode ser uma alternativa viável para a recuperação de frações de óleo residuais presentes na água produzida, bem como de sistemas aquosos salinos contendo óleos, a exemplo de borras oleosas. As contribuições desse estudo motivam estudos futuros, principalmente os de natureza experimental ligados ao tema, a fim de avaliar a qualidade do modelo adaptado e dos resultados encontrados, reduzindo significativamente as perdas de óleo nas etapas de produção e processamento primário e proporcionando informações para redução dos impactos ambientais da produção de petróleo.

Much of the world's oil and gas comes from continental platforms today, including the Atlantic marginal basins along the Brazilian coast. Campos Basin is the use of intense injection of seawater for secondary recovery and, as a consequence, there will be a significant increase in the amount of water produced in the coming decades. The injection and formation water are frequently incompatible under the chemical point of view, and hence its mixture may result in the appearance of salt precipitation in the reservoir, in the wellbore-formation interface, surface and subsurface equipments. The salt scales are undesirable sub products of secondary recovery by water injection. Traditionally, the water produced in offshore fields, after a treatment is discharged into the sea or possibly reinjected to maintain reservoir pressure. The aim of this dissertation was, from production/injection pattern, to study the formation of inorganic deposits in oil fields through evaluation of potential losses observed in producing wells, supporting information to aid in the optimization of schedules for future interventions recovery of well productivity. The study was conducted using a numerical simulator called InorscaleTM, with limitations such as: temperature (20 º to 125 º C), pH (5.5 to 8.5) and lower salinity than 200,000 ppm, based on chemicals and thermodynamic concepts from production history from five analyzed wells. The impact of inorganic scale in the productivity of these wells was demonstrated by the behavior of the productivity index (PI) according to the precipitated mass (PM) of the inorganic salts evaluated, as well as the saturation index (SI) as a function of seawater produced (SW). This study demonstrated that, for the same concentration of precipitated inorganic salt, the barite (BaSO4) represented a major damage to production, compared to other evaluated salts. This knowledge becomes imperative with regard to increasing costs and the complexity of the workover operations (recompletion and stimulation) in the producing wells. In this scenario, preventive action, in order to reduce costs of production, gains importance. / Grande parte da produção mundial de petróleo e gás vem hoje de plataformas continentais, incluindo as bacias marginais atlânticas da Costa Brasileira. Na Bacia de Campos é intensa a utilização da injeção de água do mar para recuperação secundária e, como consequência, haverá um significativo incremento da quantidade de água produzida nas próximas décadas. As águas de injeção e de formação são frequentemente incompatíveis sob o ponto de vista químico e, portanto, sua mistura pode causar o surgimento de precipitações salinas no reservatório, na interface poço-formação e nos equipamentos de superfície e de sub-superfície. As incrustações salinas são subprodutos indesejáveis da recuperação secundária por injeção de água. Tradicionalmente, a água produzida em campos marítimos, após algum tratamento, é descartada no mar ou, eventualmente, reinjetada para manutenção da pressão do reservatório. O objetivo geral desta dissertação foi, a partir de malhas de produção/injeção, estudar a formação de depósitos inorgânicos em campos petrolíferos através da avaliação das perdas de potencial observadas nos poços produtores, subsidiando informações que auxiliem na otimização das programações de futuras intervenções para a recuperação da produtividade dos poços. O trabalho foi desenvolvido utilizando um simulador numérico denominado InorscaleTM, com limitações como: faixa de temperatura (20º a 125ºC), pH (5,5 a 8,5) e salinidade menor que 200.000 ppm, baseado em conceitos termodinâmicos e químicos, a partir dos históricos de produção de cinco poços analisados. O impacto da incrustação inorgânica na produtividade destes poços foi demonstrado através do comportamento do índice de produtividade (IP) em função da massa precipitada (MP) dos sais inorgânicos avaliados, assim como pelo índice de saturação (IS) em função da água do mar produzida (AM). Este estudo demonstrou que, para uma mesma concentração de sal inorgânico precipitado, a barita (BaSO4) representou um dano maior à produção, em relação aos demais sais avaliados. Este conhecimento torna-se imperioso no tocante aos custos crescentes e complexos das operações de workover (estimulação e recompletação) nos poços produtores. Neste cenário, a ação preventiva, com o objetivo de reduzir os custos de produção, ganha importância.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In the extraction and production of oil are generated many effluents and among them is produced water, water extracted along with oil, which distinguished by its large volume generated. There are present, among other contaminants, the trace metals. The Japaratuba river was used as a receiving body of waste generated in the fields of oil production from Carmópolis-SE, for many years and previous studies showed that the sediments are contaminated with copper, lead and zinc. The objective of this study was to reassess the environmental conditions of the Japaratuba river in the regions receiving the discharges from the fields of oil exploration after five years of removal of these evictions. Samples of surface sediments were collected along the river, at the same points in the previous study. We determined partial and total concentrations of Cu, Cd, Zn, Co, Al, Fe, Mn, Ba, V, Cr e Ni and in relation to the abundance of these we find: > Fe > Ba > Mn > Zn > Cr > Pb ~ Cu > Ni > Co > V > Cd. The lowest concentrations of metals were found at points P8 and P9 (near the mouth) and the highest concentrations for most metals analyzed were found at the point P3, one of the regions most affected the old dumps. Comparing the total concentrations in the study done previously observed that in the points P3, P5, P6, P7 and P8 the concentrations of all metals remained virtually unchanged or slightly increased, showing that the environment is not yet recoverd. As for the point P4 was noted an increase in concentration for all metals that can be explained by a possible remobilization of metals. Iron was chosen as standard elements to have shown better correlation than aluminum. The normalization of the results identified that the sediments altered by greater number of metals were related to the point P1, which were observed abnormal concentrations of Cu, Ba, Co, Ni, Pb and Al, followed by the point P5 contaminated by Cu, Cd, Co, Cr and Mg and point P6 changed by Co, Ni, Pb and Zn. Since the points P4, P7, P8 and P9 are not significantly contaminated by any of the metals analyzed, and the point P3 despite having the highest concentrations of metals are changed only by Cr. The lowest enhancement factor was found at the points P8 and P9 and the highest values for points P1, P3 and P4, the most affected by ancient discharges produced water, showing once again the non-recovery of the environment. The highest percentages of organic carbon and total nitrogen were found at the points P3, P4 and P5, were rightly places most affected by the effluent water produced. The values of the ratio of organic carbon and total nitrogen (Corg / Ntotal) for Japaratuba river sediments ranged from 17.29 to 21.63, except at the point P1 (444.50), whose value was much higher than that found in other points due to the low percentage of Ntotal this site. The values found are higher than the Redfield ratio (6,6:1) suggesting that the sediments studied the origin of organic matter is predominantly terrigenous and anthropogenic sources are more likely in this case the produced water discharges. / Na extração e produção do petróleo são gerados muitos efluentes e dentre eles encontra-se a água produzida, água extraída junto com o óleo, que se destaca pelo seu grande volume gerado. Nela estão presentes, dentre outros contaminantes, os metais traço. O rio Japaratuba era utilizado como corpo receptor desses efluentes gerados nos campos de produção de petróleo de Carmópolis-SE, durante muitos anos e estudos anteriores mostraram que os sedimentos estão contaminados por cobre, chumbo e zinco. O objetivo deste trabalho foi reavaliar as condições ambientais do rio Japaratuba, nas regiões que recebiam os descartes dos campos de exploração de petróleo após cinco anos de retirada destes despejos. As amostras dos sedimentos superficiais foram coletas ao longo do rio, nos mesmos pontos do estudo anterior. Foram determinadas concentrações parciais e totais dos metais Cu, Cd, Zn, Co, Al, Fe, Mn, Ba, V, Cr e Ni e em relação à abundância destes encontramos: Al > Fe > Ba > Mn > Zn > Cr > Pb ~ Cu > Ni > Co > V > Cd. As menores concentrações dos metais foram encontradas nos pontos P8 e P9 (próximos a foz) e as maiores concentrações para a maioria dos metais analisados, foram encontradas no ponto P3, uma das regiões mais afetadas pelos antigos despejos. Comparando as concentrações totais com o estudo feito anteriormente observou-se que nos pontos P3, P5, P6, P7 e P8 as concentrações de todos os metais permaneceram praticamente inalterada ou pouco aumentaram, mostrando que o ambiente ainda não está recuperado. Já para o ponto P4 notou-se um aumento de concentração para todos os metais que pode ser explicado por uma provável remobilização dos metais. O ferro foi escolhido como elemento normalizador por ter apresentado melhores correlações que o alumínio. A normalização dos resultados permitiu identificar que os sedimentos alterados por maior número de metais foram os relacionados ao ponto P1, no qual foram observadas concentrações anormais de Cu, Ba, Co, Ni, Pb e Al; seguido dos ponto P5 contaminado por Cu, Cd, Co, Cr e Mn e P6 alterado por Co, Ni, Pb e Zn. Já os pontos P4, P7, P8 e P9 não estão contaminados significativamente por nenhum dos metais analisados e o ponto P3 apesar de possuir as maiores concentrações dos metais está alterado apenas pelo Cr. Os menores valores de fator de enriquecimento foram encontrados nos pontos P8 e P9 e os maiores valores foram para os pontos P1, P3 e P4, os mais atingidos pelos antigos despejos de água produzida, evidenciando mais uma vez a não recuperação do ambiente. Os maiores valores percentuais de carbono orgânico e nitrogênio total foram encontrados nos pontos P3, P4 e P5, lugares onde justamente eram mais afetados pelos efluentes de água produzida. Os valores da razão entre carbono orgânico e nitrogênio total (Corg/Ntotal) para os sedimentos do rio Japaratuba variaram entre 17,29 a 21,63, exceto no ponto P1 (444,50), cujo valor foi muito superior ao encontrado nos outros pontos devido ao baixo percentual de Ntotal neste local. Os valores encontrados são superiores a relação de Redfield (6,6:1) o que sugere que nos sedimentos estudados a origem da matéria orgânica é predominantemente terrígena e fontes antrópicas são as mais prováveis, neste caso os despejos de água produzida.

Para aumentar os volumes de extração de petróleo, resolver e prevenir problemas nas operações de produção são utilizados diversos produtos químicos, dentre os quais se destacam os inibidores de corrosão, que são utilizados em toda cadeia produtiva do petróleo visando proteger o sistema da deterioração por corrosão. Os sais de amônio quaternário são uma das classes de inibidores mais utilizadas pela indústria do petróleo devido a sua grande eficiência. Entretanto, sua solubilidade em água faz com que estejam presentes na água produzida representando um risco para contaminação ambiental, visto que possuem baixa biodegrabilidade e potencial de bioacumulação. Como se encontram misturados a outros produtos químicos e sob efeitos das variações do ambiente em que são aplicados, definir um método de análise confiável e viável para monitoramento em linha representa um desafio para os laboratórios de campos de produção. Neste trabalho, foi estudado o emprego da fluorescência de ultravioleta na quantificação de um inibidor de corrosão do tipo sal de amônio quaternário em água. Foram obtidos espectros de emissão do produto comercial em água, além do estudo de variáveis instrumentais e interferentes presentes na água produzida. A comparação com padrões de sal de amônio quaternário permitiu identificar como principal fluorófilo, um sal alquil-aril de amônio quaternário. Estudos de estabilidade revelaram que a adsorção do inibidor de corrosão nas superfícies dos frascos plásticos provoca a queda do sinal fluorescente e que a adição de isopropanol reduz este efeito de 40 para 24%. Foram obtidas curvas de calibração com a formulação comercial e com o cloreto de 2-metil-4-dodecil-benzil-trimetil amônio com uma boa correlação. Amostras sintéticas do inibidor foram determinadas com um erro relativo de 2,70 a 13,32%. O método de adição padrão foi avaliado usando uma amostra de água produzida, e os resultados não foram satisfatórios, devido à interferência, principalmente, de compostos orgânicos aromáticos presentes / In order to increase the volume of oil extraction, solve and prevent problems in oil production, several chemical products are used. Corrosion inhibitors are the main chemical products used in the whole oil production chain, whose objective is to protect the system from deterioration caused by corrosion. The quaternary ammonium salts are the kind of inhibitor which is more frequently used by the oil industry due to its great efficiency. However, its solubility in water allows them to remain in the produced water representing a risk of environmental contamination, since they have low biodegrability and tendency to bioaccumulation. Once they are mixed to other chemical products and affected by the variations of the environment where they are applied, it becomes a challenge to production field laboratories to select a reliable and viable analysis method for on-line monitoring. This essay tends to focus on the use of the ultraviolet fluorescence in the quantification of an inhibitor of corrosion of the quaternary ammonium salt type in water. There has been obtained emission spectra of the commercial product in water besides the study of instrumental variables and interference of chemical substances in the produced water. The comparison with quaternary ammonium salt standards allow identifying an alkyl-aryl quaternary ammonium salt as the main fluorophore. Tests of stability have demonstrated that the addition of isopropyl alcohol reduces the fall of the fluorescent signal from 40 to 24% in three days time. This fall is caused by the adsorption of corrosion inhibitor in the surface of plastic containers. Good correlation curves of calibration have been obtained with commercial formularization and methyldodecylbenzyl trimethyl ammonium chloride. Synthetic samples of inhibitor have been determined with a relative error from 2,70 to 13,32%. One produced water sample from a production field has been used to evaluate the standard addition method. Satisfactory results have not been successfully achieved, principally, due to the interference of aromatics organic compounds found in the water sample

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-04-30T17:51:31Z No. of bitstreams: 1 TELLYS LINS DE ALMEIDA BARBOSA - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2014..pdf: 2340446 bytes, checksum: 3a2ea16e16c4359a82b431379410d16c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-30T17:51:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TELLYS LINS DE ALMEIDA BARBOSA - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2014..pdf: 2340446 bytes, checksum: 3a2ea16e16c4359a82b431379410d16c (MD5) Previous issue date: 2014-09-26 / O presente trabalho visa estudar o desempenho e validação de um sistema com automação para processos de separação de águas oleosas com membranas cerâmicas. O trabalho foi dividido em duas partes: testes em escala de bancada e no sistema com automação. Nos ensaios em escala de bancada foram realizados experimentos de caracterização da membrana cerâmica com água deionizada e com efluente sintético, com intuito de estimar o comportamento das membranas para auxiliar no desenvolvimento do sistema com automação. Para avaliar o desempenho dos sistemas de separação água/óleo com membranas cerâmicas os seguintes parâmetros foram analisados: fluxo do permeado (J, em L/h.m2) e taxa de rejeição de óleo. Nos experimentos no sistema com automação foi avaliado o desempenho no processo de separação água/óleo com membranas cerâmicas, o efluente sintético utilizado obedeceu às mesmas condições do sistema de bancada. Os experimentos com efluente sintético foram simulados com concentração de óleo fixada em 20 mg/L. Observou-se que a redução do fluxo de permeado com o tempo de operação é fortemente dependente da pressão e do teor de óleo emulsionado, podendo ser relacionada aos fenômenos de polarização por concentração, inerentes aos PSM. Contudo, a redução do fluxo no permeado foi atenuada no sistema com automação que possui processos de limpeza backpulse e backwash. Quanto à taxa de rejeição da fase dispersa, para todas as condições analisadas, apresentou-se maior que 97%. A utilização do backwash tendo como agente de limpeza uma solução de hidróxido de sódio não foi eficaz na recuperação do fluxo do permeado, porém o comportamento do processo de limpeza foi extremamente satisfatório o que indica com a mudança do agente de limpeza no processo terá uma melhor recuperação do fluxo do permeado. A partir dos experimentos realizados no sistema com automação os resultados obtidos demostram potencial para separação com membranas cerâmica, para o tratamento de águas oleosas. / This work aims to study the performance and validation of system with automation to oily water separation processes with ceramic membranes. It was divided into two phases: laboratory-scale tests and tests with the system with automation. In the laboratory-scale tests, experiments to characterize the ceramic membrane were carried out with deionized water and synthetic effluent, aiming to estimate the behavior of membranes to assist the developing of the system with automation. To evaluate the performance of the water-oil separation systems with ceramic membranes the following parameters were analyzed: permeate flow (J, L/h.m2) and oil rejection rate. In the experiments with the automatic system the performance was evaluated in oil-water separating process with ceramic membrane, the synthetic effluent used followed the same conditions as the benchtop system. The experiments with synthetic effluent were simulated with oil concentration set at 20 mg/L. It was observed that the reduction of the permeate flux with the operation time is strongly dependent of the pressure and emulsified oil content, may be related to concentration polarization, inherent to membrane separation processes. However, the reduction of permeate flow was attenuated in the system with automation where backpulse and blackwash cleaning processes were used. The dispersed phase rejection rate, for all conditions analyzed, was greater than 97%. The backwash cleaning system having sodium hydroxide as cleaning agent was not effective to increase the permeate flow, but the cleaning agent performance was extremely satisfactory which indicates that the change of the cleaning agent in the process will increase the flow in the permeate stream. From the experiments carried out with the system with automation results demonstrate the potential for separation with ceramic membranes, for oily water treatment.

Para aumentar os volumes de extração de petróleo, resolver e prevenir problemas nas operações de produção são utilizados diversos produtos químicos, dentre os quais se destacam os inibidores de corrosão, que são utilizados em toda cadeia produtiva do petróleo visando proteger o sistema da deterioração por corrosão. Os sais de amônio quaternário são uma das classes de inibidores mais utilizadas pela indústria do petróleo devido a sua grande eficiência. Entretanto, sua solubilidade em água faz com que estejam presentes na água produzida representando um risco para contaminação ambiental, visto que possuem baixa biodegrabilidade e potencial de bioacumulação. Como se encontram misturados a outros produtos químicos e sob efeitos das variações do ambiente em que são aplicados, definir um método de análise confiável e viável para monitoramento em linha representa um desafio para os laboratórios de campos de produção. Neste trabalho, foi estudado o emprego da fluorescência de ultravioleta na quantificação de um inibidor de corrosão do tipo sal de amônio quaternário em água. Foram obtidos espectros de emissão do produto comercial em água, além do estudo de variáveis instrumentais e interferentes presentes na água produzida. A comparação com padrões de sal de amônio quaternário permitiu identificar como principal fluorófilo, um sal alquil-aril de amônio quaternário. Estudos de estabilidade revelaram que a adsorção do inibidor de corrosão nas superfícies dos frascos plásticos provoca a queda do sinal fluorescente e que a adição de isopropanol reduz este efeito de 40 para 24%. Foram obtidas curvas de calibração com a formulação comercial e com o cloreto de 2-metil-4-dodecil-benzil-trimetil amônio com uma boa correlação. Amostras sintéticas do inibidor foram determinadas com um erro relativo de 2,70 a 13,32%. O método de adição padrão foi avaliado usando uma amostra de água produzida, e os resultados não foram satisfatórios, devido à interferência, principalmente, de compostos orgânicos aromáticos presentes / In order to increase the volume of oil extraction, solve and prevent problems in oil production, several chemical products are used. Corrosion inhibitors are the main chemical products used in the whole oil production chain, whose objective is to protect the system from deterioration caused by corrosion. The quaternary ammonium salts are the kind of inhibitor which is more frequently used by the oil industry due to its great efficiency. However, its solubility in water allows them to remain in the produced water representing a risk of environmental contamination, since they have low biodegrability and tendency to bioaccumulation. Once they are mixed to other chemical products and affected by the variations of the environment where they are applied, it becomes a challenge to production field laboratories to select a reliable and viable analysis method for on-line monitoring. This essay tends to focus on the use of the ultraviolet fluorescence in the quantification of an inhibitor of corrosion of the quaternary ammonium salt type in water. There has been obtained emission spectra of the commercial product in water besides the study of instrumental variables and interference of chemical substances in the produced water. The comparison with quaternary ammonium salt standards allow identifying an alkyl-aryl quaternary ammonium salt as the main fluorophore. Tests of stability have demonstrated that the addition of isopropyl alcohol reduces the fall of the fluorescent signal from 40 to 24% in three days time. This fall is caused by the adsorption of corrosion inhibitor in the surface of plastic containers. Good correlation curves of calibration have been obtained with commercial formularization and methyldodecylbenzyl trimethyl ammonium chloride. Synthetic samples of inhibitor have been determined with a relative error from 2,70 to 13,32%. One produced water sample from a production field has been used to evaluate the standard addition method. Satisfactory results have not been successfully achieved, principally, due to the interference of aromatics organic compounds found in the water sample