Estudo Teórico e Experimental da Dissolução de Partículas de NaCl no Escoamento em Salmoura

Abstract

Com o início da exploração dos reservatórios da camada pré-sal, problemas técnicos têm sido encontrados durante a perfuração da formação geológica, onde cascalhos de sal são gerados e invadem a região anular do poço. Durante a invasão, o particulado gerado é transportado em suspensão para a superfície, tendendo naturalmente dissolver-se no fluido de perfuração. Esta dissolução acarreta alterações nas propriedades físico-químicas e reológicas do fluido prejudicando o controle de todo processo operacional. Dentro desse contexto foi construída uma unidade experimental que permite a dissolução de partículas de NaCl em suspensão durante o escoamento em salmoura. Tomadas de concentração foram dispostas ao longo da estrutura, permitindo o levantamento experimental do perfil de concentração em diferentes condições operacionais. Para este estudo ainda foi avaliado um modelo matemático capaz de prever a dissolução de partículas salinas suspensas durante no escoamento em salmoura. O modelo proposto consiste em um sistema de três equações diferenciais parciais (EDP’s), considerando o balanço de massa de sal na fase líquida, o balanço de massa de sal na fase sólida e o balanço global de energia para a mistura (sólido/solução). Para que esse sistema fosse solucionado, primeiramente foi necessária a estimação do coeficiente global de transferência de massa para que posteriormente fosse realizada a simulação dos dados. Os dados simulados foram confrontados com os dados obtidos experimentalmente e observou-se um desvio máximo de 8,2%. O modelo matemático foi validado através de um ensaio realizado em triplicata fora da malha experimental, uma vez que o modelo conseguiu prever de maneira satisfatória os dados experimentais utilizando o coeficiente global de transferência de massa estimado através da malha experimental. A eficácia do modelo estudado foi comprovada pelos baixos desvios obtidos, com um desvio máximo de 6%.