Orientador: Antonio Carlos Bannwart

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências

Resumo: Uma das principais características das parafinas de alto peso molecular é a sua baixa solubilidade na maioria dos solventes de bases parafínicas, aromáticas, naftênicas e outros solventes oleosos, quando em temperatura ambiente. Entretanto, nas condições de reservatório em que se encontram,...

Resumo: Uma das principais características das parafinas de alto peso molecular é a sua baixa solubilidade na maioria dos solventes de bases parafínicas, aromáticas, naftênicas e outros solventes oleosos, quando em temperatura ambiente. Entretanto, nas condições de reservatório em que se encontram, a solubilidade destes componentes é suficientemente alta para manter todas as moléculas devidamente dissolvidas na mistura óleo/parafina. Quando se inicia um processo de extração, o óleo explotado experimenta uma variação brusca de temperatura e pressão, o que acaba afetando de modo significativo a reologia de um óleo parafínico. Portanto, conhecer o comportamento reológico desses óleos é importante para o estudo da repartida de linhas bloqueadas devido à gelificação, que pode ocorrer durante processos de parada das linhas submarinas de produção, seja por etapas do processo ou de manutenção. O presente trabalho tem como objetivo estudar o comportamento físico-químico e reológico de um óleo parafínico, submetendo-o a baixas temperaturas e, assim, simulando a formação dos géis nas linhas. Os testes reológicos foram realizados em um reômetro Mars III, numa faixa de temperatura entre 50 a 5°C. As análises físico-químicas têm como objetivo estudar as características básicas do óleo parafínico como, por exemplo, densidade e composição. Os resultados reológicos mostram que o fluido, apesar da pouca quantidade de parafina, apresenta um aumento significativo na sua viscosidade durante um processo de resfriamento e uma gelificação considerável ocorre. Como a gelificação se deve ao aparecimento de cristais de parafina, a temperatura de cristalização da mesma (TIAC) foi determinada através da análise da variação da viscosidade com o decréscimo de temperatura bem como por DSC. Além disso, o ponto onde o fluido gelificado deixa de fluir, devido ao excesso de cristais presentes e alta viscosidade, foi determinado através de análises oscilatórias. Como o fluido acaba gelificando, se faz necessário determinar uma tensão mínima de escoamento, para que o fluido volte a escoar, e a mesma foi determinada através dos métodos de análise de aplicação de tensão estática e oscilatória

Abstract: One of the main characteristics of high molecular weight paraffins is its low solubility in most solvents with paraffin, aromatic or naphthenic base and also other oily solvents, when at room temperature. However, at reservoir conditions in which they can be found, the solubility of these...

Abstract: One of the main characteristics of high molecular weight paraffins is its low solubility in most solvents with paraffin, aromatic or naphthenic base and also other oily solvents, when at room temperature. However, at reservoir conditions in which they can be found, the solubility of these components is high enough to keep all molecules fully dissolved in the mixture oil / paraffin. When one starts a process of extraction, the exploited oil experiences a sudden change on temperature and pressure, thus affecting significantly the rheology of a paraffinic oil. Therefore, knowing the rheological behavior of these oils is important to study the restart of blocked lines due to gelation, which can occur during the process of shutdown of the production subsea lines, either for maintenance or emergency reasons. The present work aims to study the physical-chemical and rheological behavior of a paraffinic oil, subjecting it to low temperatures and thus simulating the formation of gels inside the lines. The rheological tests were performed on a rheometer Mars III, in a temperature range of 50 to 5 ° C. The physical-chemical analysis have the aim to study the basic features of a paraffin oil, as for example, density and composition. The rheological results shows that the fluid, despite of the small amount of paraffin, presents a significant increase in viscosity during a cooling process and a considerable gelification occurs. As the gelification is due to the appearance of paraffin crystals inside the oil, the wax appearance temperature (WAT) was determined by analyzing the change in viscosity with a decreasing temperature. Moreover, the point where the gelled fluid stops flowing, due to excessive number of crystal and also high viscosity, was determined by oscillatory tests. Because the fluid gels inside of the pipeline, it is necessary to determine a minimum yield stress, for the fluid restart the flow, and this was determined using the methods of analysis of the application of static and oscillatory tension