Orientador: Osvair Vidal Trevisan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-26T16:45:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marchiore_AnaCarolinaManfrinato_M.pdf: 4195793 bytes, checksum: f587e925e36181e17405951527c61d9f (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A combustão in situ é um método térmico eficiente para a recuperação de óleos pesados, no qual o calor é gerado dentro do reservatório devido às reações entre o óleo in place e o ar injetado. O calor diminui a viscosidade do óleo aumentando sua mobilidade e, consequentemente, sua recuperação. Com a utilização da técnica de calorimetria de taxa acelerada, é possível simular as reações de combustão que ocorrem no reservatório, estudar a cinética da reação e determinar parâmetros tais como: energia de ativação, ordem da reação e fator pré-exponencial. O presente trabalho apresenta o estudo da combustão no Calorímetro de Taxa Acelerada (ARC) em conjunto com a análise dos gases efluentes para um óleo pesado de 16º API da Bacia do Espírito Santo. Os experimentos foram conduzidos utilizando diferentes condições operacionais variando a pressão (20 e 40 bar) e o fluxo de ar (60 e 120 ml/min). Todos os testes foram realizados no intervalo de temperatura de 50 à 550ºC. A partir dos dados obtidos para as reações de oxidação de baixa, média e alta temperatura foi possível determinar a porcentagem do gás produzido para cada uma dessas classes de reação e, além disso, foi possível avaliar o impacto dos parâmetros operacionais no processo de combustão de um óleo pesado para sustentar sua queima. Esta sustentação está diretamente relacionada com a estabilidade da frente de combustão necessária para que as reações ocorram. Os parâmetros cinéticos foram obtidos após a modelagem de cada reação de oxidação separadamente e foram sensíveis à variação de pressão e fluxo de ar, especialmente nas reações de baixa temperatura. A combustão in situ é um processo de recuperação térmica eficiente e representa uma interessante alternativa à injeção de vapor. A avaliação do reservatório é fundamental para o sucesso de um projeto de combustão in situ. A investigação científica deste trabalho permitiu identificar os reagentes, os produtos, determinando as classes e os parâmetros cinéticos para cada reação de oxidação de um óleo pesado brasileiro / Abstract: In situ combustion is an efficient thermal method for heavy oils recovery by which the heat is generated within the reservoir due to reactions between the oil and the injected air. The heat decreases the oil viscosity, and therefore increases its mobility and recovery. With the technique of accelerated rate calorimetry, it is possible to simulate the combustion reactions that occur in the reservoir to study the reaction kinetics and to determine their parameters such as activation energy, order of reaction and pre exponential factor. The present work reports such study coupled to an effluent gas analysis for a crude oil from Espírito Santo Basin of 16° API. The experiments were carried out at 20 and 40 bar, the temperature covered from 50 to 550°C and the air flow rates were tested for 60 and 120 mL/min. From the data obtained for the oxidation reaction classes under high, medium and low temperature, it was possible to determine the percentage of gas produced and the oxygen consumed for each reaction class and to verify the influence of the operational condition to sustain burning of the oil. These results are extremely important due to be directly related to the stability of the combustion front required to all the oxidation reactions to occur. The results for the kinetic parameters were obtained after modeling separately each detected oxidation reaction. The parameters obtained were very sensitive to the variation of pressure and air injection rate, especially in the low temperature oxidation reactions. In situ combustion is not easy to control; however, it is a quite effective thermal recovery process and represents an important alternative to steam injection. It is important to recognize the reagents, the products, and to understand the oxidation reactions mechanisms to select the reservoirs for a successful recovery project / Mestrado / Mestra em Ciências e Engenharia de Petróleo