[pt] O escoamento de emulsões é encontrado em diversos
processos de recuperação e produção de petróleo. O
escoamento de emulsões em meios porosos
depende de diversos parâmetros como a relação do tamanho
das gotas
ao tamanho dos poros, a razão de viscosidades, a vazão
volumétrica e o
efeito destes parâmetros ainda não é bem compreendido.
Uma
análise detalhada
na escala microscópica dos fenômenos envolvidos se faz
essencial
para a melhora do entendimento completo do escoamento de
emulsões em
um reservatório. Isto permitiria o desenvolvimento de
melhores modelos de
simulação para o escoamento multifísico em meios porosos.
Neste trabalho,
o escoamento de emulsões óleo-água através de um capilar
com garganta foi
estudado através de experimentos e teoria. A análise
experimental consistiu
da visualização sob um microscópio do escoamento e da
medição da queda
de pressão em função da vazão para diferentes emulsões. A
análise teórica
englobou o estudo do escoamento em regime permanente de
uma gota de
óleo imersa em água através de um capilar e o estudo do
escoamento transiente
da mesma gota através de um capilar com uma garganta. Os
resultados
mostram que os modelos de escoamento de emulsões em meios
porosos não
devem ser baseados em propriedades macroscópicas da
emulsão quando o
tamanho das gotas da fase dispersa for da mesma ordem de
grandeza do
tamanho dos poros. Neste caso, a queda de pressão é
função
da tensão interfacial,
a razão de viscosidades, a vazão e a razão entre o
tamanho
das gotas
e o diâmetro do poro. Os resultados apresentados neste
trabalho podem ser
usados no projeto de emulsões apropriadas para controle
de
mobilidade em
operações de recuperação avançada através de injeção de
emulsões. / [en] Flow of emulsions is found in many petroleum recovery and
production processes
and it is often referred to in the context of tertiary oil
recovery. The
characteristics of emulsion flow in porous media depend on
several parameters
such as medium drop size to pore size ratio, viscosity
ratio, flow rate
and the effect of these parameters is far from being
entirely understood. A
detailed analysis at a microscopic scale of the flow is
essential to improve
the understanding of flow of an emulsion in a reservoir.
This would lead
to the development of better simulation models, henceforth
increasing the
predictability capability of reservoir simulators for
enhanced oil recovery
applications. In this work, flow of oil-water emulsions
through constricted
capillaries, used as model for the geometry inside a
porous media, is studied
experimentally and theoretically. The experimental
approach consisted
of measuring pressure drop response as a function of flow
rate for different
emulsions and visualizing the flow under an optical
microscope to understand
the phenomena involved. The theoretical approach is
divided in two
parts. First, the immiscible steady flow of a infinite
single drop suspended in
an less viscous fluid through a capillary was analyzed by
solving the Navier-
Stokes equations with the appropriate boundary conditions
for free-surface
flow. The second part of the theoretical analysis
consisted of solving the
transient flow of a drop suspended in a less viscous fluid
through a capillary
with a constriction. It is shown the effect of capillary
number and viscosity
ratio over the main responses of the flow. The results
show that models
of emulsion flow in a porous media cannot be based on the
macroscopic
properties of the emulsion when the drop diameter is of
the same order
of magnitude as the pore throat diameter. In this case
flow rate-pressure
drop is a strong function of the interfacial tension,
viscosity ratio, flow rate
and drop to pore size ratio. The results can be used to
design appropriate
emulsions to control the water mobility during EOR
operations by emulsion
injection.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:11323 |
| Date | 14 February 2008 |
| Creators | SYGIFREDO COBOS URDANETA |
| Contributors | MARCIO DA SILVEIRA CARVALHO |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | TEXTO |
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