Determinação das propriedades de transporte de misturas n-alcanos não confinadas e confinadas em poros de calcita utilizando dinâmica molecular

Abstract

Para suprir as demandas atuais e futuras de hidrocarbonetos e superar a escassez de novas descobertas em reservatórios convencionais, a indústria de petróleo tem concentrado seus esforços em reservatórios mais complexos (não-convencionais). Entre as complexidades pode-se destacar sistemas que estão submetidos a gradientes de temperatura verticais e horizontais. Neste contexto, a recuperação de fluidos presentes em reservatórios não-convencionais vem mostrando-se promissoras. A presença de gradientes de temperatura em misturas induz o surgimento de um fluxo mássico difusivo, fazendo surgir um gradiente de concentração. Este fenômeno é denominado efeito Soret ou termodifusão. O gradiente de concentração formado pela termodifusão é força motriz para o surgimento de um fluxo mássico difusivo. No estado estacionário, o fluxo mássico líquido é igual a zero, resultando em gradientes de temperatura e concentração plenamente desenvolvidos. Sendo assim, este trabalho tem como objetivo utilizar a dinâmica molecular em equilíbrio e não-equilíbrio para avaliar propriedades de transporte e estruturais de misturas de hidrocarbonetos em sistemas homogêneos presentes no seio de fase e confinados em poros estruturados de calcita. As propriedades de transporte foram obtidas via simulação molecular em equilíbrio através do formalismo de Green-Kubo e o coeficiente de Soret foi determinado utilizando o algoritmo com o método de BD-NEMD. O efeito do tamanho finito na determinação de propriedades de transporte também foi avaliado. Duas misturas de hidrocarbonetos foram estudas, uma com a finalidade de validar os métodos (n-pentano/n-decano), e outra de hidrocarbonetos leves (metano/n-butano) simulando reservatórios do tipo shale gas. O efeito do confinamento nestas propriedades foi avaliado para os graus de confinamento estudado. A distribuição de densidades vertical e horizontal nos poros estudados variou de acordo com o grau de confinamento, temperatura e composição, acentuando a elevada interação entre os componentes presentes na mistura e a parede do poro