SIMULAÇÃO FLUIDODINÂMICA DE SISTEMAS ÁGUA/ÓLEO NO ÂMBITO DA INDÚSTRIA PETROLÍFERA Jeferson Correia (bolsista); Gabriel Casemiro Mariano (colaborador); Marintho Bastos Quadri (orientador) MOTIVAÇÃO O fato de o petróleo ser, de um modo geral, mais viscoso e menos denso que a água faz com que, no escoamento simultâneo desses dois fluidos, a água apresente a tendência de se deslocar com maior velocidade em relação ao óleo. Como conseqüência, dependendo das diferenças de viscosidades e densidades entre os dois fluidos, além das forças de tensão interfacial, pode vir a ocorrer o fenômeno de digitação viscosa onde observa-se a formação de fingers de óleo. RESULTADOS OBTIDOS Influência das chicanas Simulação do bombeamento de água, apenas Malha tetraédrica Verificou-se que as chicanas tornam o perfil de escoamento uniforme logo acima desta região. Figura 5. Simulação do bombeamento de água. Figura 1. Formação do finger. Geração da Malha Optou-se por criar uma malhar hexagonal do tipo estruturada, por ser o tipo que melhor representa a interface água/óleo. No deslocamento de óleo por injeção de água, fingers gerados a partir da fase água podem penetrar na fase óleo, ocasionando um retardamento no deslocamento do óleo com saída antecipada da água, o que representa um prejuízo para a operação. OBJETIVOS DO TRABALHO Simular o escoamento de sistemas imiscíveis numa célula de Hele-Shaw (Figura 2) que possibilite desenvolver soluções e técnicas para a melhoria de operações envolvendo a recuperação de petróleo. Caracterizar propriedades efetivas do sistema em questão como tensão interfacial água/óleo e ângulos de contato da interface com as paredes superior e lateral. Figura 6. Visão normal e ampliada da malha. Simulações As figuras seguintes apresentam os resultados para a simulação para as seguintes configurações: ângulo da célula : 45º; espessura entre placas: 1,1mm; velocidade de bombeamento 1,14cm/s e diferentes passos de tempo. Figura 2. Célula de Hele-Shaw. APLICAÇÃO NA INDÚSTRIA DO PETRÓLEO Fatores econômicos Aumentar a eficiência no deslocamento de óleo a partir do bombeamento de água. Prover melhoria de operações envolvendo a recuperação, transporte e manejo do petróleo onde a fase água esteja presente. Reduzir gastos excessivos de energia para a separação da água no óleo. Figura 7. Simulação: Passo de tempo de 0,01s Figura 8. Simulação: Passo de tempo de 0,0001s Figura 3. A indústria do petróleo. CONCLUSÕES A escolha do passo de tempo é fundamental para o sucesso da simulação. O modelo produziu padrões de escoamento semelhantes aos experimentais, com o aparecimento de fingers, os quais são responsáveis pela perda da eficiência no bombeamento de óleo por meio da injeção de água; Com esses estudos, surge a possibilidade de se buscar a otimização das condições operacionais na indústria com ganho de produtividade. Fatores ambientais No caso de vazamento de óleo a partir de dutos submersos, cujo estudo é importante para a quantificação de volumes vazados e definição de estratégias de remediação. Figura 4. Vazamento de petróleo. AGRADECIMENTOS: