Avaliação da dissolução de partículas de halita em salmouras no escoamento ascendente em tubo

Abstract

Com a confirmação da existência de grandes reservatórios de petróleo encontrados na região do pré-sal, pesquisas estão sendo desenvolvidas com a finalidade de superar certos desafios e limitações técnicas, principalmente quando as camadas salinas são perfuradas. Um destes desafios é garantir a estabilidade nas operações de perfuração, para isso deve-se realizar um adequado controle dos fluidos de perfuração, uma vez que cascalhos de sal podem se dissolver no fluido de perfuração, modificando, assim, suas propriedades fisicoquímicas e reológicas. Dentro deste contexto, o objetivo deste trabalho foi estudar a dissolução de partículas de halita (NaCl) em salmouras no escoamento em tubo. Para realizar o estudo foi projetada e construída uma unidade experimental operando em condições semelhantes às da perfuração de poços de petróleo, quais sejam, número de Reynolds semelhante, escoamento vertical ascendente do fluido, movimentação das partículas sólidas juntamente com o fluido. Foi proposto um modelo matemático baseado em um sistema de equações diferenciais parciais, que se baseia na conservação de massa para as fases sólida e líquida. Para a solução do sistema foram utilizadas duas abordagens, a primeira considerando a variação do diâmetro das partículas de NaCl ao longo do escoamento e a segunda abordagem considerando o diâmetro das partículas constante. O coeficiente de transferência de massa foi estimado utilizando-se o programa computacional MAXIMA, escrito em linguagem FORTRAN, onde os perfis de concentração experimentais foram utilizados como dados de entrada. Os resultados obtidos pela simulação foram comparados com os resultados experimentais, onde o desvio relativo médio de ambas abordagens foi inferior a 5% e os coeficientes de transferência de massa se encontram na mesma ordem de grandeza que os encontrados na literatura.