[pt] Na indústria de óleo e gás, a paralisação da produção e do transporte
nas linhas de fluxo causadas pela deposição de compostos orgânicos e
inorgânicos rendem enormes perdas financeiras e preocupações ambientais.
Um dos fatores mais comuns e críticos na deposição orgânica está
relacionado com a formação de hidratos de gás, que são sólidos cristalinos
de base aquosa, fisicamente semelhantes ao gelo, formados em condições
de alta pressão e baixas temperaturas. Devido a esses fatos preocupantes,
fenômenos relacionados aos hidratos, como formação, dissociação e formas
de mitigação, vêm sendo estudados há anos por pesquisadores. Neste
trabalho foram realizados experimentos para analisar a formação de hidrato
de gás de etano em emulsões água em óleo, através de uma análise reológica
baseada na variação de pressão, taxa de cisalhamento e fração de volume
de água, e usando as geometrias vane e de cilindros concêntricos. Testes de
varredura de tempo de alta pressão foram realizados, e os resultados foram
apresentados através de curvas de viscosidade e pressão. A quantidade de
água convertida em hidrato também foi estimada através da equação de
estado e relacionada com a viscosidade das pastas de hidratos formadas.
Os resultados obtidos mostram que o período de indução foi reduzido pelo
aumento do subresfriamento, corte de água e taxa de cisalhamento. Quanto
maior a fração de volume de água, maior o nível atingido pela viscosidade
quando identificada a formação de hidratos. A viscosidade relativa, após
a formação do hidrato, foi estudada. Esse conhecimento proporcionou
uma compreensão mais efetiva de algumas diferenças observadas entre
as duas geometrias. E para complementar o estudo, foram realizadas
rampas de taxa de cisalhamento mostrando semelhanças entre os três
resultados com cilindros concêntricos, mas diferenças entre os resultados
com geometria vane. Ambas as geometrias, vane e cilindros concêntricos,
foram consideradas adequadas para estudar a formação de hidratos e
resultados qualitativos semelhantes foram obtidos. / [en] In the oil and gas industry, the stoppage of the production and
transportation flowlines caused by the deposition of organic and inorganic
compounds yields huge financial losses and environmental concerns. One
of the most common and critical inorganic deposition is related with gas
hydrates, which are crystalline water-based solids, physically similar to ice,
formed in conditions of high pressure and low temperatures. Due to the
worrying facts, phenomena related to hydrates, as formation, dissociation,
and forms to its mitigation have been studied for years by researchers.
In this work, experiments were carried out to analyze ethane gas hydrate
formation in water-in-model oil emulsions, through a rheological analysis
based on the variation of pressure, shear rate and water volume fraction,
and using the vane and concentric cylinder geometries. High pressure time
sweep tests were performed, and the results were presented through viscosity
and pressure curves. The amount of water converted to hydrate was also
estimated through the equation of state and related to the viscosity of the
hydrate slurries formed. The results obtained showed that the induction
period was reduced by increasing the subcooling, water cut, and shear
rate. The higher the water volume fraction, the higher the level reached by
viscosity when hydrate formation is identified. The relative viscosity after
hydrate formation was studied. This knowledge provided a more effective
understanding of some differences observed between the two geometries.
And to complement the study, shear rate ramps were performed showing
similarities between results with concentric cylinders but differences with
vane. Both geometries, vane and concentric cylinders, seem to be adequate
to study hydrate formation and similar qualitative results were obtained.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:63124 |
| Date | 06 July 2023 |
| Creators | ANA CAROLINA GUIMARAES A REBELLO |
| Contributors | MONICA FEIJO NACCACHE |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | English |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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