Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O objetivo do presente trabalho é apresentar um estudo sobre o equilíbrio de fases sólido-líquido-vapor para hidratos de metano. A análise do equilíbrio trifásico sólido-líquido-vapor tem encontrado diversas aplicações para sistemas hidrocarboneto-água, uma vez que permite, por exemplo, a determinação da região de estabilidade de hidratos de metano e hidratos de gás natural. Inicialmente foi feita uma pesquisa sobre o estado da arte no que diz respeito ao comportamento termodinâmico e equilíbrio de fases de hidratos. Foram implementados os modelos apresentados por Ballard (2002) e Zhang et al. (2005). A proposta de Zhang et al. (2005) é aplicável para equilíbrios de fases a temperaturas abaixo de 300 K. Sua abordagem combinou a teoria de van der Waals e Platteeuw para a fase hidrato com a equação do estado de Peng-Robinson (1976) modificada por Stryjek e Vera (1986) para ambas as fases fluidas (fase vapor e fase aquosa). A abordagem de Ballard (2000) considerou a distorção do hidrato do seu estado padrão, o que fornece uma exata composição do hidrato e melhora a previsão da formação dos hidratos a altas pressões. Ao esclarecer a mudança de volume no hidrato, o raio da gaiola do hidrato é uma função do seu volume. Com isso, Ballard propôs uma nova abordagem considerando tal variação de volume e gerou um equilíbrio de fases em uma rotina de flash multifásico através da minimização da energia livre de Gibbs. Assim, o presente trabalho apresenta as abordagens de Zhang et al. (2005) e Ballard (2002) para o comportamento termodinâmico de hidratos e faz uma análise e comparação entre eles. Para resolver o problema do flash computacionalmente, foi utilizada a ferramenta lsqnonlin (built-in do software MATLAB). O lsqnonlin é um algoritmo baseado no método de Levenberg-Marquadt. / The objective of the present work is to present a study of solid-vapor-liquid three-phase equilibrium for methane hydrates. The analysis of three-phase equilibrium has several applications for water-hydrocarbon systems, since it permits, for example, determination of stability region for methane hydrates and natural gas hydrates. We have started seeking in literature about the state-of-art for thermodynamic behaviour and phase equilibrium for hydrates. And then the models proposed by Ballard (2002) and Zhang et al. (2005) were implemented. Zhang et al. (2005) have proposed a phase equilibrium for single-guest gas hydrates at temperatures below 300 K. Their approach has combined the van der WaalsPlatteeuw theory for the hydrate phase and the PengRobinson equation of state for both fluid phases (vapor and aqueous phase) (1976) modified by Stryjek and Vera (1986). Ballards (2000) approach has allowed the hydrate distortion from its standard state and has gave a more accurate composition of the hydrate and has improved hydrate formation predictions at high pressures. As a direct result of accounting for a changing hydrate volume, the cage radii were functions of the hydrate volume. Thus, Ballard have proposed the hydrate phase equilibrium by Gibbs energy minimization in a multi-phase flash routine. Thus, this work presents the Zhang et al. (2005) and Ballards (2002) approaches for hydrate thermodynamic behavior and makes an analysis and comparison of them. To compute the flash problem, we use the tool lsqnonlin (built-in of MATLAB software). The algorithm lsqnonlin is based on the Levenberg-Marquadt method.

[pt] Os hidratos de gás natural são sólidos cristalinos, semelhantes ao gelo, formados pela associação de moléculas de água e de gás numa determinada estrutura organizada. Sua ocorrência é uma preocupação inegável para a Indústria de Petróleo e Gás, dado o risco potencial de garantia de escoamento, podendo ocasionar paradas não programadas em operações como a perfuração e produção. Portanto, grandes investimentos são feitos a fim de prevenir a formação de hidratos. No entanto, os cenários cada vez mais desafiadores de produção de petróleo estão incentivando a busca de metodologias de avaliação de risco, procurando identificar as condições para a formação de hidratos, mas com pouca possibilidade de entupimento. Neste contexto, o entendimento de reologia de hidratos é um elemento chave, pois permite detectar a formação do hidrato a partir de variações das propriedades reológicas. Entretanto, uma dificuldade desta abordagem ocorre devido à condição necessária para a formação de hidrato, a combinação de alta pressão e baixa temperatura. Este trabalho se insere neste contexto: para avaliar o processo de formação de hidrato em condições mais favoráveis utiliza-se em geral um fluido modelo que forma hidratos à pressão atmosférica. Este trabalho visa analisar os efeitos dos cortes de água e de tensoativos na viscosidade, nos módulos de armazenagem e dissipação de um fluido modelo, uma emulsão de água-em-óleo. A formação de hidrato ocorre com a adição de ciclopentano a este modelo de emulsão. / [en] Natural gas hydrates are solid crystalline, similar to the ice, formed by the association of water molecules and gas of a given organized structure. Its occurrence is an undeniable concern for Oil and Gas, given the potential risk of flow assurance and may cause unscheduled downtime in operations, such as drilling and production. Therefore, large investments are made in order to prevent the formation of hydrates. However, the increasingly challenging scenarios of oil production are encouraging the pursuit of new methodologies for risk assessment, seeking to identify the conditions hydrates will form, but with little chance of clogging. In this context, the understanding of rheology of hydrate is a key element, it allows detecting the formation of hydrate as of changes in rheological properties. However, a difficulty of this approach occurs due to need for hydrate formation conditions, the combination of high pressure and low temperature. This work fits in this context: to evaluate the process of hydrate formation on conditions more favorable is used usually a fluid model that form hydrates at atmospheric pressure. This work aims to analyze the effects of the water cuts and surfactants on viscosity, in storage and dissipation modules of model fluid water emulsion in oil. The hydrate formation occurs adding on this model fluid cyclopentane.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:59:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 466515.pdf: 2196084 bytes, checksum: 5f6d7c75b5387e4577daf1a339454354 (MD5) Previous issue date: 2014-03-31 / Gas hydrates are solids formed by crystal structures similar to ice, which may form when the water is in contact with low weight molecular gases (such as H2S, CO2, NH3 and/or light hydrocarbons), under certain conditions of temperature and pressure. Several studies show that gas hydrates may be a wide source of natural gas in the future, especially considering the fact that oil production tends to decline due to the high cost involved, which makes the interest in alternative sources, such as natural gas derived from unconventional sources, grow. However, in order to make gas hydrate exploitation possible, it's necessary to know how they are formed and what are the conditions that provide stability and dissociation. Different apparatus have been used to obtain gas hydrate. In this scenario, the present paper aims to use a unique system called Pilot Plant Synthesis of Gas Hydrates to synthesize different hydrates, with different compositions, in various reaction conditions. It is noticed that the present study was based on the synthesis of hydrates with its precipitation of at larger scales. The methane hydrates were characterized by X-ray diffractometer, Gas Chromatograph and Gas Chromatography Isotope Ratio Mass Spectrometer. / Os hidratos de g?s s?o s?lidos formados por estruturas cristalinas, semelhantes ao gelo, que podem se formar quando h? ?gua em contato com gases de baixo peso molecular (tais como: H2S, CO2, NH3 e/ou hidrocarbonetos leves), sob determinadas condi??es de press?o e temperatura. Diversos estudos mostram que os hidratos de g?s poder?o ser uma vasta fonte de g?s natural considerando, especialmente, o fato da produ??o de petr?leo estar propensa a diminuir, em raz?o do elevado custo desta atividade, o que faz crescer o interesse por outras fontes, como o g?s natural derivado de fontes n?o convencionais. Entretanto, para que a explora??o do g?s do hidrato seja poss?vel, faz-se necess?rio conhecer a maneira como estes s?o formados e quais s?o as condi??es que propiciam a sua estabilidade e dissocia??o. Diferentes aparatos j? foram utilizados para a obten??o dos hidratos de g?s at? os dias de hoje. Neste cen?rio, o presente trabalho se prop?e a utilizar um sistema in?dito (denominado Planta Piloto de S?ntese de Hidratos de G?s) para sintetizar diferentes hidratos de g?s, com diferentes composi??es dentro de variadas condi??es reacionais. Salienta-se que este estudo foi baseado na s?ntese de hidratos de metano, com a precipita??o dos mesmos em maiores escalas. Os hidratos de metano foram caracterizados atrav?s da difratometria de raios-X, na cromatografia gasosa e cromatografia gasosa acoplada ? Espectrometria de Massa de raz?o isot?pica.

[pt] Os processos de formação e de dissociação de hidratos são de grande interesse nas áreas ambiental e energética. Especificamente para a indústria de petróleo e gás, o hidrato aparece como um empecilho à garantia de escoamento, alavancando ainda mais a necessidade urgente de ampliar o conhecimento sobre seus fenômenos. Neste trabalho, uma nova abordagem para observar e compreender a cinética e as propriedades mecânicas de hidratos por meio da reologia interfacial é apresentada. O conhecido anel du Nouy é empregado com uma nova célula de latão projetada para permitir o necessário gerenciamento da temperatura de teste. Ciclopentano é utilizado como formador de hidrato. Com a nova geometria interfacial, diferentes temperaturas e protocolos de contato água/ciclopentano são explorados. A importância de primeiro provocar o contato do CP com cristais de gelo a fim de iniciar a formação de hidrato é de particular interesse. Assim, time sweeps são realizados em duas etapas: uma para a formação de gelo e outra para os formação de hidrato. Foi determinado que os hidratos de ciclopentano são detectados em temperaturas Tf menor ou igual a 6 graus Celsius. Uma interessante discussão a respeito do estado de metaestabilidade dos hidratos é, então, apresentada. Depois que os hidratos preenchem completamente a interface água/ciclopentano, strain sweeps são realizados para examinar a fragilidade dos filmes de hidrato, medindo os módulos interfaciais elástico e viscoso (G e G). As propriedades mecânicas desses filmes demonstraram uma forte dependência da temperatura (Tf ): o tempo de indução (tc), medido a partir do primeiro contato do ciclopentano com gelo, bem como o módulo elástico (G) e a deformação de escoamento (γy) aumentam conforme Tf é aumentada. / [en] Hydrate formation and dissociation processes are of major interest in environmental and energy fields. Specifically for the oil and gas industry, hydrate appears as an issue regarding flow assurance, pushing even more the urgent need for expanding the knowledge on hydrate phenomena. In the current work, a new approach to observe and understand the kinetics and mechanical properties of hydrates by interfacial rheology is presented. The standard du Nouy ring is employed with a novel brass cell designed to permit the necessary temperature management. Cyclopentane is used as hydrate former. With the new interfacial geometry, different temperature and water/cyclopentane contact protocols are explored. The importance of first contacting CP against ice crystals in order to initiate hydrate formation is of particular interest. Thus, time sweeps are performed in two stages: one for ice formation and another for hydrate formation. It was determined that cyclopentane hydrates only arise at temperatures Tf less than or equal to 6 celsius degree. A worthwhile discussion regarding the hydrate metastability state is then presented. After hydrates completely populate the water/cyclopentane interface, strain sweeps of the interfacial elastic and viscous moduli (G and G) are conducted to examine the fragility of the hydrate films. The mechanical properties of hydrate films demonstrated high dependence on temperature (Tf): the induction time (tc), measured from the moment when cyclopentane first contacts ice, as well as the elastic modulus (G) and the yield strain (γy) increase as Tf is increased.

Petrobrás / Hidratos são estruturas cristalinas constituídas por moléculas de água e gás ou líquido, sendo que a estabilização dessa estrutura cristalina requer condições de altas pressões e/ou baixas temperaturas. A formação e a aglomeração de hidratos podem causar o bloqueio de linhas de transporte de óleo e/ou gás, reduzindo a eficiência do processo, danificando os equipamentos e comprometendo a segurança da parte operacional. Neste cenário, no presente trabalho é apresentado o estudo numérico-experimental de equilíbrio de fases dos hidratos para identificar as regiões de formação e adequar as condições de operação na indústria petrolífera. Para a predição das condições de formação dos hidratos é desenvolvido um modelo termodinâmico baseado na teoria de sólido ideal de van der Waals e Platteeuw. O modelo é fundamentado na igualdade dos potenciais químicos de todas as espécies em todas as fases (água líquida, hidrato e vapor). Para os cálculos de equilíbrio da fase hidrocarboneto foi utilizada a equação de estado de Soave Redlich-Kwong e o método da secante foi utilizado para solucionar o modelo iterativamente. As medidas experimentais foram realizadas utilizando metano puro e a mistura metano (90 % em mol) e dióxido de carbono e os testes foram realizados em duas bancadas distintas, sendo os procedimentos realizados semelhantes, baseados no método isocórico pela monitoração da resposta da pressão do sistema com a variação da temperatura. Os resultados experimentais e numéricos obtidos foram comparados com dados da literatura com a finalidade de validar o modelo termodinâmico proposto, o aparato experimental e o procedimento adotado. O erro absoluto máximo entre os resultados obtidos experimentalmente e do modelo termodinâmico desenvolvido foi de 0,57%. Desta forma, nota-se os resultados apresentaram boa concordância entre os dados experimentais e os da modelagem numérica. / Hydrates are crystalline structures composed by molecules of water or liquid and gas, and the crystal structure that requires stabilization conditions of high pressure and/or low temperatures. The formation and agglomeration of hydrates can cause blockage of transmission lines oil and / or gas, reducing process efficiency, damaging the equipment and compromise the safety of the operating part. In this scenario, in this paper the numerical-experimental study of phase equilibria of hydrates is presented to identify the regions of formation and adjust the operating conditions in the oil industry. To predict hydrate formation conditions of a thermodynamic model based on the ideal solid solution theory by van der Waals and Platteeuw is developed. The model is based on the equality of the chemical potentials of all species in all phases (liquid water, vapor and hydrate). The SoaveRedlich-Kwong equation of state was employed for the phase equilibrium properties of the hydrocarbon fluid phase and the secant method was used to solve the model iteratively. Experimental measurements were performed using pure methane and methane mixture (90 mol%) and carbon dioxide, and the tests were performed on two separate stands, and similar procedures performed based on the isochoric method by monitoring the pressure response of the system with changes in the temperature. The experimental and numerical results were compared with literature data in order to validate the proposed thermodynamic model, the experimental apparatus and procedure adopted. The maximum absolute error between the experimental results and thermodynamic model was 0.57%. Thus, the results showed good agreement between experimental data and numerical modeling.

La presente Tesis Doctoral consiste en la formación y desarrollo de hidratos de metano en el espacio confinado de nanomateriales porosos (carbones y MOFs) para ser utilizados como sistemas eficientes de almacenamiento de metano (gas natural). La tesis está dividida en dos secciones. En la primera sección, se explica el estado actual del arte y la necesidad de buscar alternativas a los sistemas de almacenamiento de metano por compresión y licuefacción. Además, se explican los materiales evaluados, así como las diferentes técnicas experimentales utilizadas para su caracterización, con especial énfasis en la caracterización de los hidratos de metano. En la segunda sección de la tesis, se recogen los resultados más relevantes en 5 capítulos. En el primer capítulo se estudian los procesos de congelación y fusión de agua en un carbón activado y el efecto que produce la aplicación de presión de metano en materiales semejantes en composición, pero diferente tamaño de poro. En el tercer capítulo se evalúa la formación de hidratos en un carbón activado con aditivos para promover cinética y termodinámicamente el crecimiento del mismos. En el cuarto capítulo se utiliza se utiliza agua marina y se compara sus efectos en los hidratos con respecto a agua destilada. En el quinto capítulo se seleccionan dos MOFs altamente porosos como alternativas a carbones para crecer cristales de hidratos.

[pt] Os hidratos são compostos cristalinos semelhantes ao gelo, formados por uma combinação de água e gás. A medida que a indústria de petróleo e gás natural vem se expandindo cada vez mais para águas mais profundas e geladas, a formação de hidratos em emulsões do tipo água em óleo (A/O) é um problema a ser considerado. O problema associado a formação de hidratos reside principalmente em seu elevado potencial para interromper ou prejudicar o escoamento nos dutos, o que eleva a custos proibitivos as operações de perfuração e produção. No que diz respeito a este cenário, a indústria de óleo e gás vem investindo em métodos para gerenciar o risco de formação de hidratos, de modo a prevenir um bloqueio total do escoamento. Uma das alternativas dessa estratégia é estudar a relação entre a variação de propriedades reológicas e a formação do hidrato usando um fluido modelo. Todavia, usualmente os hidratos são formados sob baixa temperatura e alta pressão, condição esta que representa um obstáculo a este tipo de estudo. A solução para tal problema é utilizar compostos que formem hidrato a pressão atmosférica, como por exemplo, o ciclopentano, que é liquido a temperatura ambiente. O presente trabalho visou analisar diferentes métodos de preparo para formação de emulsões do tipo A/O. Foram produzidas emulsões com corte de água variando de 20 a 40 por cento, com dois tipos de óleos minerais: Morlina S2 BL 10 e Morlina S2 B 150. Para todas as emulsões, foi utilizada uma mistura de surfactantes, Span 80 e AOT, com duas diferentes concentrações: 1 e 5 por cento em peso dos tensoativos. Após a produção desses fluidos modelos, estudou-se a reologia dos mesmos, sem e com ciclopentano, sendo estes últimos submetidos a condições de formação de hidratos em testes oscilatórios. / [en] Hydrates are crystalline compounds similar to the ice formed by a combination of water and gas. Once the oil and gas industry expands into deeper and icy waters, the formation of hydrates in water-in oil (w/o) emulsions should be considered. The problem associated with hydrate formation lies mainly in its high potential to stop or damage the flow in pipelines, which increases to prohibitive costs the operations of drilling and production. Regarding this scenario, the oil and gas industry has been investing in methods to manage the risk of hydrate formation, in order to prevent a total blockage of the flow. One of the alternatives of this strategy is to study the relationship between the change of rheological properties and the formation of hydrate in a fluid model. However, usually natural gas hydrates are formed under low temperature and high pressure condition, which is a barrier to this type of study. The solution to this problem is to use certain compounds that form hydrate at atmospheric pressure, such as cyclopentane, which is liquid at room temperature. This study aimed to analyze different methods of preparation for the formation of w/o emulsions. The emulsions were prepared with water cut ranging from 20 to 40 percent and with two different mineral oils: Morlina S2 BL 10 and Morlina S2 B 150. In all cases, a surfactant blend, composed by Span 80 and AOT, was added, with two different concentrations: 1 and 5 wt percent surfactant mixture in respect to the total emulsion weight. After the production of these fluid models, it was studied the rheology of those without and with cyclopentane, which were submitted to hydrate formation conditions in oscillatory tests.

[pt] Esta tese de doutorado se propõe a estudar a reologia de pastas de hidratos composta por água e tetrahidrofurano (C4H8O - THF) em diversas conjunturas. Os hidratos de gás natural são sólidos cristalinos, análogos ao gelo, formados pela agregação de água e de gás numa determinada estrutura organizada. Sua preocupação para a Indústria de petróleo e gás deve-se ao risco potencial relacionada a área de garantia de escoamento. Assim sendo, amplos investimentos são feitos com o propósito de prevenir e avaliar os ricos da formação de hidratos. Neste contexto, a reologia é um elemento chave, pois permite detectar a formação dos hidratos a partir de variações das propriedades reológicas, sendo as mais comuns: viscosidade, módulos viscoso e elástico. Entretanto, duas condições fundamentais para o sucesso desta abordagem são relativamente difíceis de se conseguir em laboratório, a combinação de alta pressão e baixa temperatura. Inicialmente serão estudadas pastas de hidratos formadas à pressão atmosférica, ainda a temperaturas acima de 0 graus Celsius. Em outro momento, serão estudados os efeitos da adição de álcool nas pastas de hidratos e, finalmente, serão analisadas as pastas formadas em pressões acima da pressão atmosférica. Foram realizados ensaios reológicos para diferentes composições de fluidos. Alcançam-se resultados transientes e de estado estacionário, mostrando que a reologia é fortemente afetada pela aglomeração e desagregação de cristais de hidratos que ocorrem simultaneamente à medida que os hidratos se formam e as condições de contorno que cercam os experimentos. / [en] This doctoral thesis proposes to study the rheology of water hydrate and tetrahydrofuran slurries (C4H8O - THF) at different conditions. Natural gas hydrates are crystalline solids, analogous to ice, formed by the aggregation of water and gas in a given organized structure. Their concern for the oil and gas industry is due to the potential risk related to the area of flow assurance. Thus, extensive investments are made for the purpose of preventing and evaluating the risk of hydrate formation. In this context, rheology is a significant element, since it allows to detect the formation of hydrates from variations in rheological properties, the most common being: viscosity, viscous and elastic modules. However, two fundamental conditions for the success of this approach are relatively difficult to achieve in the laboratory, the combination of high pressure and low temperature. Initially will be studied hydrate pastes formed at atmospheric pressure, still at temperatures above 0 Celsius degrees. In another moment, the effects of the addition of alcohol in the hydrate pastes will be studied and, finally, the pastes formed at pressures encountered above atmospheric pressure will be analyzed. Rheological tests were performed for different fluid compositions. Transient and steady-state results are reached, showing that rheology is strongly affected by the agglomeration and disaggregation of hydrate crystals occurring simultaneously as hydrates form and the boundary conditions surrounding the experiments.

[pt] Uma combinação de fatores geológicos e econômicos exige que as empresas produzam petróleo e gás em campos com profundidades de água cada vez maiores. Muitas das vezes não é econômico, ou no pior dos casos impraticável, instalar uma plataforma sobre os cabeçotes dos poços, por isso acaba se tornando comum transportar petróleo e gás através de amarras submarinas que podem ser de até 145km ou mais. Geralmente isso significa que as temperaturas são baixas o bastante e as pressões altas o suficiente para tornar aquele ambiente dentro do que chamamos de envelope de formação de hidrato e ações deverão ser tomadas afim de evitar os plugs de hidrato. Como resultado, a indústria foi forçada a intensificar sua pesquisa em químicos e sistemas que evitasse a formação da estrutura cristalina. Uma dessas pesquisas em estudo é a avaliação de um fluido modelo, emulsão A/O, analisando suas principais características e verificando as propriedades reológicas da estrutura cristalina em formação. Para tornar a pesquisa viável, este hidrato é formado a pressão atmosférica utilizando moléculas hóspedes que proporcionam essa formação em tal pressão e baixa temperatura. Logo, é utilizada uma substância líquida chamada ciclopentano, que substituirá o gás natural e irá proporcionar a formação do hidrato nestas novas condições. Dessa forma, este trabalho apresentou diferentes emulsões A/O, de acordo com a porcentagem de água, e reologia do hidrato formado para cada uma delas. / [en] A combination of geological and economic factors requires companies to produce oil and gas in fields with increasing water depths. It is often impractical to install a platform over the heads of the wells, so it is becoming common to transport oil and gas through underwater moorings that can be up to 145 km or more. Usually this means that the temperatures are low enough and the pressures high enough to make that environment into what we call a hydrate formation envelope and actions should be taken to avoid the hydrate plugs. As a result, the industry was forced to intensify its research into chemicals and systems that prevented the formation of the crystalline structure. One of these researches is the evaluation of a model fluid, A / O emulsion, analyzing its main characteristics and checking the rheological properties of the crystalline structure in formation. To make the search feasible, this hydrate is formed at atmospheric pressure using guest molecules that provide such formation at such pressure and low temperature. Therefore, a liquid substance called cyclopentane is used, which will replace the natural gas and will provide the formation of the hydrate under these new conditions. In this way, this work presented different A / O emulsions, according to the percentage of water, and rheology of the hydrate formed for each of them.

Diversas aplicações industriais envolvem escoamentos multifásicos, como é o caso das operações de produção de petróleo em águas profundas, onde partículas sólidas, como areia ou hidratos, podem estar presentes, dando origem ao escoamento sólido-líquido-gás. O escoamento no padrão golfadas é frequentemente encontrado em linhas de produção de petróleo provocado pela topografia do terreno. É de grande valia para a indústria, a compreensão da dinâmica deste tipo de escoamento para o projeto de linhas de produção de óleo e gás, assim como para o dimensionamento de separadores e equipamentos. Nesse contexto, o presente trabalho experimental caracteriza o escoamento de três fases, gás-sólidolíquido em um tubo horizontal, visando determinar o impacto das partículas sólidas sintéticas (similares aos hidratos de gás) sobre os parâmetros característicos do escoamento em golfadas (velocidade da frente da bolha, frequência de passagem da célula unitária, comprimento da bolha e do pistão). Os testes experimentais foram realizados utilizando partículas sólidas, com massa específica semelhante às partículas de hidratos de gás, dispersas na fase líquida. Partículas sintéticas modelo de polietileno de 0,5 mm de diâmetro e 938 kg/m3 de massa específica foram utilizadas como a fase sólida. Água e ar comprimido foram utilizados como fase líquida e gasosa, respectivamente. A seção de testes compreende uma tubulação de 26 mm de diâmetro interno e 9 m de comprimento. As estruturas do escoamento foram monitoradas por meio de sensores resistivos e uma câmara de alta velocidade. Diversas combinações de velocidades superficiais de líquido e gás, que garantam o padrão intermitente em golfadas, e diferentes concentrações de partículas foram aplicadas nos testes. Os sinais obtidos foram processados e apresentados através de funções densidade de probabilidade (PDF) e valores médios. Estes valores obtidos foram discutidos e comparados com o escoamento bifásico em golfadas líquido-gás para condições semelhantes. Pôde ser observado que as partículas sólidas influenciam positivamente na velocidade da frente da bolha e a frequência, e influenciam negativamente nos comprimentos do pistão e da bolha. / Multiphase flows appear during a large number of industrial operations, as in the case of oil and gas offshore production operations, where solid particles, such as sand and hydrates may occasionally be present in the flow, starting the solid-liquid-gas flow. Slug flow in ducts is a frequently observed flow regime in oil and gas transportation lines. The onset of this kind of flow is due to instabilities generated by irregular pipe topography. Understanding the hydrodynamics of the slug flow is significant in the design of crude oil production lines as well as in the project of equipment involved in oil and gas operations. The present work experimentally characterizes the gas-liquid-solid three-phase flows in a horizontal pipe. The objective here is to determine the role played by solid particles (similar to hydrates) on the characteristic parameters of slug flows, namely the bubble front velocity, unit cell frequency and bubble and liquid slug lengths. Experimental tests with solid particles (whose specific mass are similar to those of the hydrate particles) dispersed in the liquid were carried out. The test section comprised a 26 mm ID, 9 m long transparent acrylic pipe. The flow structures were monitored and measured by means of resistive sensors and a high-speed camera. Several pairs of gas and liquid superficial velocities, for which the slug flow regime was observed, at different solid particle concentration were investigated during the tests. Synthetic standard 0.5 mm diameter polyethylene particles with 938 kg/m3 density constituted the solid phase. Water and compressed air were used as the liquid and gas phase, respectively. The signals captured during the tests were processed and presented in terms of a probability density function (PDF) and averaged values. The experiments and their results are discussed and compared to the two-phase gas-liquid flows at similar conditions. It was observed that solid particles influence positively the bubble front velocity and frequency, and influence negatively the piston and bubble lengths.