Modelagem de propriedades de emulsões em função da composição química das fases óleo e água: ponto de inversão e viscosidade

Resumo

O objetivo do presente projeto de pesquisa é o de complementar os objetivos propostos para o ERC-RPM (FAPESP/ EQUINOR/ UNICAMP) o qual está focado nos estudos de propriedades de emulsões e a influência de parâmetros físicos e químicos sobre a viscosidade e inversão de fases. Esse trabalho visa a melhoria de modelos de viscosidade e inversão de fases pela implementação de um parâmetro representativo da química do sistema, i.e., composição química de ambas as fases. É conhecido que a definição do tipo de emulsão formada (o/w ou w/o) é definida pela termodinâmica química de equilíbrio estabelecida entre as fases que compõem a emulsão e, à princípio, um tipo pode ser convertido em outro apenas alterando a composição química das fases ou a temperatura do sistema. Da mesma forma, o ponto de inversão (fração crítica de fase dispersa) pode ser deslocado para maiores ou menores valores. A grandeza química que agrega a termodinâmica química do sistema é conhecida como HLD (Hydrophilic/ Lipophilic Difference). A presente abordagem traz a aplicação de novos conceitos na área de petróleo no que diz respeito à inversão de emulsões e uma possibilidade de aplicação desse conceito em campo. O parâmetro HLD é uma propriedade thermodinâmica diretamente associada ao particionamento do surfactante entre as fases de uma emulsão, afetando as propriedades físico-químicas do filme interfacial e, consequentemente, a barreira energética que separa o estado termodinâmico de gotas isoladas do estado termodinâmico após a coalescência das micro-gotas no bulk da emulsão. A previsão da variação de viscosidade e inversão de fases é extrema importância para operações em campo devido à impactos nas bombas centrífugas submersas (BCS) e no sistema de produção como um todo. Modelos de viscosidade e inversão de fases levam em consideração apenas parâmetros físicos como fração de fase dispersa e razão de viscosidade das fases. Com essa orientação, a presente proposta pós-doc está integrada aos demais trabalhos de pesquisa que estão em desenvolvimento dentro do ERC-RPM, como dissertações de mestrado, teses de doutorado e pós-doutorado. O pós-doc trabalhará compilando os dados experimentais obtidos dos testes de bancada e implementará parâmetros químicos aos modelos existentes visando a melhoria de previsibilidade desses modelos.