Modelagem da Viscosidade Efetiva do Escoamento de Emulsões de Petróleo/Água em Bombas Centrífugas Submersas (BCS) e em Tubulações

• Processo: 24/22583-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2029
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Pesquisador responsável: Marcelo Souza de Castro
• Beneficiário: Matheus Henrique Cavalheiro Garros
• Instituição Sede: Centro de Estudos de Energia e Petróleo (CEPETRO). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Empresa: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM)
• Vinculado ao auxílio: 17/15736-3 - Centro de Pesquisa em Engenharia em Reservatórios e Gerenciamento de Produção de Petróleo, AP.PCPE
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bomba Centrífuga Submersa | Emulsão de petróleo e água | Viscosidade Efetiva | Escoamento multifásico e Elevação Artificial de Petróleo

Resumo

O impacto do escoamento de emulsões de petróleo/água nos sistemas de produção eprocessamento tem ganhado atenção devido ao aumento do consumo de energia e,consequentemente, das emissões de CO 2 na produção offshore. Esse tipo de padrão deescoamento se forma quando dois fluidos imiscíveis passam por equipamentos que promovemcisalhamento, como bombas e válvulas. A viscosidade efetiva da emulsão pode ser maior doque a viscosidade do petróleo e é influenciada pela composição do óleo e da água, presença desurfactantes, temperatura, taxa de cisalhamento, entre outros fatores. Assim, esse padrão deescoamento geralmente resulta em um aumento do consumo de energia durante a produção e otransporte da mistura. Dessa forma, muitos pesquisadores (Brinkman, 1952; Derkach, 2009; Pal,1998; Plasencia et al., 2021; Zhang et al., 2019) têm investigado o comportamento reológicocomplexo das emulsões e o impacto no transporte em tubulações e na passagem por sistemas debombeamento, como as Bombas Centrífugas Submersas (BCS) (Bulgarelli et al., 2021, 2022).Contudo, a previsão do consumo de energia no transporte de emulsões na indústria de energiaainda é limitada devido a falta de modelos de viscosidade efetiva mais acertivos.Embora existam estudos experimentais sobre a viscosidade efetiva de emulsões emtubulações, o impacto do efeito de cisalhamento das BCS no comportamento reológico deemulsões petróleo/água ainda não foi investigado. Além disso, uma melhor previsão daviscosidade efetiva das emulsões dentro das BCS é necessária para estimar adequadamente oconsumo de energia desses equipamentos. Nesse contexto, este trabalho surge da necessidade depropor ou melhorar um modelo de viscosidade efetiva de emulsões dentro deste equipamento eem tubulações, levando em consideração o comportamento reológico por meio de análisesexperimentais.Portanto, o estudo proposto consiste na modelagem da viscosidade efetiva de emulsõese sua implementação em uma ferramenta numérica, com o objetivo de auxiliar na estimativa doconsumo de energia durante o transporte de emulsões.