Estudo experimental de formação de hidratos de gás em simulação de parada e repartida de linhas de gás e óleo

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Kakitani, Celina
• Orientador(a): Melgarejo Morales, Rigoberto Eleazar
• Banca de defesa: Schneider, Fábio Alencar , Corazza, Marcos Lúcio , Santos, Paulo Henrique Dias dos , Camargo, Ricardo Marques de Toledo , Melgarejo Morales, Rigoberto Eleazar
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Hidratos; Cisalhamento; Petróleo; Dinâmica dos gases; Gás - Escoamento; Escoamento; Engenharia mecânica; Hydrates; Shear (Mechanics); Petroleum; Gas dynamics; Gas flow; Runoff; Mechanical engineering
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::ENGENHARIA TERMICA::TERMODINAMICA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4752

Hidratos de gás são estruturas cristalinas compostas de moléculas de água conectadas por ligações de hidrogênio, formando cavidades poliédricas, estabilizadas pela oclusão de moléculas de gás. Os hidratos podem se formar a temperaturas acima da formação de gelo e altas pressões, condições usualmente encontradas nas linhas de produção de óleo e gás em poços submarinos. Portanto, as linhas de produção de óleo e gás são projetadas para evitar a formação de plugues de hidratos, nas condições normais de produção (escoamento), pela adição de aditivos, instalação de isolamento térmico e aquecimento da linha. No entanto, parada programada, para manutenção de equipamento, ou emergencial, para evitar acidentes podem resultar em condições com potencial formação de plugues de hidratos. O resfriamento do fluido estagnado na linha devido a troca térmica com o fundo do mar pode fazer com que o fluido transite pela zona de formação de hidratos. Com o reinício de produção da linha, o cisalhamento provocado pelo escoamento e a elevação da pressão podem contribuir para a rápida formação de plugues de hidrato. Conhecer os parâmetros que influenciam na formação de hidratos e os fenômenos envolvidos são importantes para desenvolver ou aprimorar técnicas de inibição de formação de hidratos em sistemas transientes. O presente trabalho visa estudar a formação de plugues de hidratos em operações transientes, realizando experimentos em duas bancadas distintas (uma célula de pressão acoplada com reômetro e uma célula de balanço), em sistemas bifásicos (água e gás) e trifásicos (água, óleo e gás). Foram avaliadas variáveis como temperatura, pressão, volume de água, cisalhamento e a influência e eficácia de aditivos antiaglomerantes. Com base nos resultados obtidos, foi avaliada a influência das variáveis analisadas e foram identificados os padrões morfológicos dos cristais de hidratos formados. Além disso, foi proposto um modelo teórico para desenvolvimento da formação de plugues de hidrato em operações transientes em função dos parâmetros analisados.