[pt] O uso de surfactantes zwitteriônicos em projetos de recuperação avançada
de petróleo está limitado à adsorção na superfície da rocha-reservatório, que deve
ser prevista para determinar a viabilidade econômica desses projetos. Porém, existe
uma falta de modelos capazes de estimar essa adsorção e explicar os mecanismos
envolvidos. O objetivo do trabalho foi providenciar modelos que pudessem estimar
a adsorção de um surfactante zwitteriônico (CAPB), e explicar seus mecanismos de
adsorção. Os experimentos foram realizados em rochas do tipo carbonato e arenito,
através de testes com rocha particulada (estáticos) e no interior de núcleos de rocha
(dinâmicos). Foi desenvolvida uma metodologia para quantificar o CAPB em
salmoura utilizando a cromatografia líquida de alta eficiência. Como um
diferencial, a adsorção foi normalizada pela área superficial específica da rocha,
através de análise BET (testes estáticos) e microtomografia com (micro)CT-scan (testes
dinâmicos). Os resultados foram interpretados com modelos empíricos e teóricos
integrados às estimativas de potencial de superfície. Verificou-se para o carbonato,
que a primeira camada de adsorção segue um padrão homogêneo, limitada por
repulsão eletrostática com a superfície, enquanto a segunda camada segue uma
adsorção heterogênea, onde são formados agregados de surfactante mediados por
interações hidrofóbicas entre as caudas. Para o arenito, as duas camadas têm uma
distribuição heterogênea, explicando a maior adsorção entre as duas rochas.
Concluiu-se que os modelos de dupla camada são capazes de explicar e estimar a
adsorção em condições de fluxo de forma confiável e a área superficial foi o fator
mais relevante na diferença de adsorção dinâmica entre rochas, favorecida no
arenito. / [en] The use of zwitterionic surfactants in enhanced oil recovery projects is
limited to adsorption on the surface of the reservoir rock, which must be predicted
to determine the economic feasibility of these projects. However, there is a lack of
models capable of estimating this adsorption and explaining the involved
mechanisms. The objective of this study was to provide models that could estimate
the adsorption of a zwitterionic surfactant (CAPB) and explain its adsorption
mechanisms. Experiments were conducted on carbonate and sandstone rocks using
static tests with particulate rock and dynamic tests within rock cores. A
methodology was developed to quantify CAPB in brine using high-performance
liquid chromatography. As a distinguishing feature, the adsorption was normalized
by the specific surface area of the rock, determined through BET analysis (static
tests) and microtomography with (micro)CT-scan (dynamic tests). The results were
interpreted with empirical and theoretical models integrated with surface potential
estimates. For carbonate, it was observed that the first layer of adsorption follows a
homogeneous pattern, limited by electrostatic repulsion with the surface, while the
second layer follows heterogeneous adsorption, forming surfactant aggregates
mediated by hydrophobic interactions between the tails. For sandstone, both layers
exhibit a heterogeneous distribution, explaining the higher adsorption between the
two rocks. It was concluded that bilayer models are capable of reliably explaining
and estimating adsorption under flow conditions, and the surface area was the most
relevant factor in the difference of dynamic adsorption between rocks, favored in
sandstone.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:63932 |
| Date | 12 September 2023 |
| Creators | PABLO ALBUQUERQUE GODOY |
| Contributors | AURORA PEREZ GRAMATGES, AURORA PEREZ GRAMATGES |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | English |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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