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Previous issue date: 2018-03-05 / As condições extremas de pressão, temperatura e composição de dióxido de carbono
presentes nas jazidas do pré-sal são um desafio relacionado à exploração e produção destes
reservatórios. A aplicação de dióxido de carbono em composições elevadas, na recuperação
terciária de petróleo vem também ganhando expressão e novas pesquisas nesta área fazem-se
necessárias para maior conhecimento do processo e condições ideais para a sua injeção. Posto
isto, este trabalho visou o estudo do comportamento de fases a altas pressões, de sistemas
sintéticos e amostras reais de petróleo. Uma célula de equilíbrio de alta pressão com janela de
safira, que permite um intervalo de pressões de 6 a 30 MPa e temperaturas até 393 K, baseada
no método sintético visual foi usada para o estudo PVT. Esta célula foi também usada para
determinação de dados PVT pelo método sintético não-visual, isto é, determinação da transição
de fase através da variação do volume da célula. A pesquisa foi dividida em duas etapas, sendo
que na primeira foram estudados sistemas binários (CO2 + ciclohexeno e CO2 + esqualano) com
composições em fração molar de CO2 variando entre 0,30 e 0,85, temperaturas de trabalho entre
303 e 393 K e pressões de bolha observadas entre 5,5 e 19,7 MPa e um sistema ternário (CO2
+ ciclohexeno + esqualano) representativo de uma amostra de petróleo com composições em
fração molar de CO2 variando entre 0,23 e 0,64, fração molar de esqualano entre 0,01 e 0,20,
temperaturas entre 303 e 393 K e as pressões de bolha observadas variaram entre 3,2 e 13,0MPa.
Na segunda etapa foram caracterizadas e fracionadas duas amostras reais, sendo uma de
condensado de gás e outra de petróleo leve e posteriormente usadas no estudo do
comportamento de fases. O sistema binário CO2 + condensado de gás foi estudado em frações
molares de CO2 variando entre 0,40 e 0,80, temperaturas entre 313 e 393 K e as pressões de
bolha observadas variaram entre 6,3 e 14,4 MPa. O sistema binário CO2 + petróleo leve foi
estudado em frações molares de CO2 variando entre 0,40 e 0,80, temperaturas entre 303 e 393
K e as pressões de bolha observadas variaram entre 6,2 e 18,0 MPa. A modelagem
termodinâmica foi feita aplicando-se a equação de estado cúbica de Soave-Reidlich-Kwong no
caso dos sistemas sintéticos, com parâmetros estimados de Mathias e Copeman para a fase de
vapor e regra de mistura de Van der Waals 2 e para as amostras reais aplicou-se a equação de
estado cúbica de Adachi-Lu-Sugie, com regra de mistura de Van der Waals 1. A modelagem
termodinâmica demonstrou um bom ajuste aos dados experimentais com desvios médios
inferiores a 3%. / The extreme conditions of pressure, temperature and carbon dioxide composition present in the
pre-salt deposits are a challenge related to the exploration and production of these reservoirs.
In the context of high compositions of carbon dioxide, in recent years its use in the tertiary
recovery of petroleum has been gaining expression and research in this area is necessary for
greater knowledge of the process and ideal conditions for its injection. Thus, this work aims the
study of the phase behavior at high pressures of synthetic and representative systems of
petroleum. A high pressure phase equilibrium cell, that allows a range of pressure between 6
and 30 MPa and temperatures up to 393 K, based on synthetic visual method, was used for the
PVT study. This cell was also used for PVT data determination using the non-visual synthetic
method, i. e., phase transition determination by volume cell variation. The research was divided
in two stages. In the first stage, binary systems (CO2 + cyclohexene and CO2 + squalane) were
studied with CO2 molar fraction composition between 0,30 and 0,85, experiment temperatures
between 303 and 393 K and bubble pressures observed in a range of 5,5 and 19,7 MPa and a
ternary system (CO2 + cyclohexene + squalane) representative of an oil sample were studied
with CO2 molar fraction composition between 0,23 and 0,64, squalane molar fraction in a range
of 0,01 and 0,20, experiment temperatures between 303 and 393 K and bubble pressures
observed in a range of 3,2 and 13,0 MPa. In the second stage two real samples were
characterized and fractionated, one being condensate gas and the other being light petroleum
and later used in the study of phase behavior. The binary systems: CO2 + condensate gas was
studied in CO2 molar fractions between 0,40 and 0,80, range of temperatures of 313 up to 393
K and the bubble pressures ranged between 6,3 and 14,4 MPa. The binary system CO2 + light
petroleum was studied in CO2 molar fractions between 0,40 and 0,80, range of temperatures of
313 up to 393 K and the bubble pressures ranged between 6,2 and 18,0 MPa . The
thermodynamic modeling was done by applying the cubic state equation of Soave-ReidlichKwong,
in the case of synthetic systems, with estimated parameters of Mathias and Copeman
for the vapor phase and Van der Waals 2 mixing rule and for the real samples de equation of
state of of Adachi-Lu-Sugie, with Van der Waals mixing rule 1 was applied. The
thermodynamic modeling showed a good fit to the experimental data with mean deviations of
less than 3%.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufrn.br:123456789/25448 |
| Date | 05 March 2018 |
| Creators | Ferreira, Fedra Alexandra de Sousa Vaquero Marado |
| Contributors | 08580772800, Pereira, Camila Gambini, 27111541812, Duarte, Lindemberg de Jesus Nogueira, 94214808487, Gomes, Cicero Sena Moreira, 42850126004, Francieschi, Elton, 68204930020, Oliveira, Humberto Neves Maia de, Chiavone Filho, Osvaldo |
| Publisher | PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA, UFRN, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFRN, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte, instacron:UFRN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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