Injeção de vapor e sistemas micro/nanoemulsionados para recuperação de óleo pesado em reservatórios areníticos

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Oliveira, Gregory Vinicius Bezerra de
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso embargado
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Brasil
UFRN
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE PETRÓLEO
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/54895
Resumo: Oil production in onshore Northeast Brazil fields is in sharp decline, requiring the application of enhanced oil recovery methods to reverse this tendency. For these fields, steam flooding is widely used, however, in advanced stages of injection, it can have a high cost and low efficiency. In this case, the use of chemical methods associated with steam can lead to an increase in oil recovery by reducing interfacial properties. Furthermore, the high volume of water produced in onshore fields poses a significant problem due to the high cost associated with its treatment. Therefore, this study aims to develop and characterize micro and nanoemulsion solutions using produced water in their composition and evaluate the efficiency of applying these systems, combined with steam, in the recovery of heavy oils. Th systems composed of Ultranex NP 100 (surfactant), n-butanol (cosurfactant), synthetic produced water (aqueous phase), and kerosene (oil phase), were characterized in terms of droplet size, surface and interfacial tension, rheological behavior and viscosity, and evaluated for their effect on modifying wettability of the sandstone rocks used, Berea sandstone and sandstone from the Brazilian Northeast. In the coreflooding tests, the parameters of surfactant concentration, injection order of the steam and solution banks, injection method (co-injection or alternating injection), injection flow rate and volumetric proportion of the injected fluids were evaluated. All developed solutions showed a reduction in surface and interfacial tension and changed the wettability of the sandstones to water-wet, characteristics desired for use as EOR (Enhanced Oil Recovery) method. The use of a microemulsion solution with 8.66% surfactant in its composition co-injected with steam in the same proportion at a flow rate of 0.125 mL/min showed the best result for oil recovery factor (70.10%) in the Berea sandstone and in the reservoir sandstone (54.34%). The results of this study validated the proposed technique of using an new hybrid recovery method (thermal method associated with the chemical) for heavy oil, which can boost the revitalization of mature fields, ensuring the extension of production and the stimulation of regional development.
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Therefore, this study aims to develop and characterize micro and nanoemulsion solutions using produced water in their composition and evaluate the efficiency of applying these systems, combined with steam, in the recovery of heavy oils. Th systems composed of Ultranex NP 100 (surfactant), n-butanol (cosurfactant), synthetic produced water (aqueous phase), and kerosene (oil phase), were characterized in terms of droplet size, surface and interfacial tension, rheological behavior and viscosity, and evaluated for their effect on modifying wettability of the sandstone rocks used, Berea sandstone and sandstone from the Brazilian Northeast. In the coreflooding tests, the parameters of surfactant concentration, injection order of the steam and solution banks, injection method (co-injection or alternating injection), injection flow rate and volumetric proportion of the injected fluids were evaluated. All developed solutions showed a reduction in surface and interfacial tension and changed the wettability of the sandstones to water-wet, characteristics desired for use as EOR (Enhanced Oil Recovery) method. The use of a microemulsion solution with 8.66% surfactant in its composition co-injected with steam in the same proportion at a flow rate of 0.125 mL/min showed the best result for oil recovery factor (70.10%) in the Berea sandstone and in the reservoir sandstone (54.34%). The results of this study validated the proposed technique of using an new hybrid recovery method (thermal method associated with the chemical) for heavy oil, which can boost the revitalization of mature fields, ensuring the extension of production and the stimulation of regional development.A produção dos campos terrestres de óleos pesados do Nordeste brasileiro encontra-se em forte declínio, necessitando da aplicação de métodos de recuperação avançada para reverter essa tendência. Para estes campos a injeção de vapor é amplamente utilizada, porém, em estágios avançados de injeção, apresenta uma baixa eficiência em detrimento de baixas produções. Neste caso, o uso de métodos químicos associado ao vapor pode levar a um acréscimo na recuperação de óleo devido à redução das propriedades interfaciais. Além disso, o alto volume de água produzida nos campos terrestres apresenta-se como problema significativo devido ao alto custo para o seu tratamento. Com isso, o presente estudo objetiva desenvolver e caracterizar soluções de micro e nanoemulsões, utilizando água produzida em sua composição, e verificar a eficiência da aplicação desses sistemas, associados ao vapor, na recuperação de óleos pesados. Os sistemas compostos de Ultranex NP 100 (tensoativo), nbutanol (cotensoativo), água produzida sintética (fase aquosa), e querosene (fase óleo) foram caracterizados quanto ao diâmetro de gotícula, tensão superficial e interfacial, comportamento reológico e viscosidade, e avaliado quanto ao seu efeito na modificação de molhabilidade das rochas de arenito utilizadas, arenito Berea e arenito reservatório do Nordeste brasileiro. Nos ensaios de coreflooding foram avaliados os parâmetros de concentração de tensoativo, ordem de injeção dos bancos de vapor e solução, método de injeção (co-injeção ou injeção alternada), vazão de injeção e proporção volumétrica dos fluidos injetados. Todas as soluções desenvolvidas apresentaram redução na tensão superficial e interfacial e alteraram a molhabilidade dos arenitos para molhável a água, características favoráveis para a uso como método de recuperação avançada. A utilização da solução de microemulsão com 8,66% de tensoativo em sua composição co-injetada com vapor na mesma proporção e vazão de 0,125 mL/min apresentou o melhor resultado de fator de recuperação do óleo (70,10%) no arenito Berea e no arenito reservatório (54,34%). Os resultados deste estudo validaram a técnica proposta de utilizar um método de recuperação avançada híbrido (método térmico associado ao químico) para óleo pesado, podendo impulsionar a revitalização de campos maduros, garantir o prolongamento da produção e a estimulação do desenvolvimento regional.2024-10-31Universidade Federal do Rio Grande do NorteBrasilUFRNPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE PETRÓLEODantas, Tereza Neuma de Castrohttp://lattes.cnpq.br/5656895709723231http://lattes.cnpq.br/0676872399141537Rodrigues, Marcos Allyson Felipehttps://orcid.org/0000-0002-8936-5705http://lattes.cnpq.br/5453593230706116Gurgel, Antonio RobsonAum, Pedro Tupã PandavaSouza, Tamyris Thaise Costa deOliveira, Gregory Vinicius Bezerra de2023-09-25T20:47:07Z2023-06-16info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfOLIVEIRA, Gregory Vinicius Bezerra de. Injeção de vapor e sistemas micro/nanoemulsionados para recuperação de óleo pesado em reservatórios areníticos. Orientador: Tereza Neuma de Castro Dantas. 2023. 172f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Petróleo) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023.https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/54895info:eu-repo/semantics/embargoedAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRN2024-03-19T04:01:50Zoai:repositorio.ufrn.br:123456789/54895Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/repositorio@bczm.ufrn.bropendoar:2024-03-19T04:01:50Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
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