Modelagem termodinâmica e uso da EOS de Peng-Robinson para o cálculo e avaliação do comportamento do parâmetro de solubilidade de Hildebrand de fluidos de injeção nas condições entre superfície e reservatório de petróleo

Autor: Gabriela Zalamena

O parâmetro de solubilidade de Hildebrand ou parâmetro total é uma propriedade física que expressa uma densidade de energia coesiva. Desde seu surgimento em 1950 se verifica um interesse crescente nos desenvolvimentos teóricos e aplicações industriais envolvendo o parâmetro de solubilidade das substâncias, sobretudo na descrição qualitativa e quantitativa da solubilidade de misturas. Na indústria do petróleo, o parâmetro foi aplicado inicialmente na modelagem de fases sólidas pela precipitação de asfaltenos nos petróleos. Atualmente ocorrem diversas outras aplicações, incluindo a necessidade da determinação do parâmetro de solubilidade de Hildebrand para fluidos de injeção a fim de contribuir com as estratégias operacionais da garantia de escoamento. Essa tarefa, entretanto, esbarra em dois aspectos: na dificuldade experimental para a determinação do parâmetro de solubilidade dos fluidos em condições de reservatório e no fato de envolver fluidos de composição complexa. Devido isso, o interesse por métodos estimativos para previsão do parâmetro de solubilidade como função de propriedades volumétricas vem recentemente ganhando destaque. No presente trabalho foi realizada uma estimativa do parâmetro de solubilidade de Hildebrand em condições de reservatório, a partir de um enfoque termodinâmico com uso das equações de estado de Van der Waals (VDW) e Peng-Robinson (PR). O modelo foi aplicado para o cálculo do parâmetro de solubilidade de fluidos frequentemente utilizados nas perações de recuperação avançada de petróleos através da injeção de gases. Os resultados são apresentados para substâncias puras e misturas, a fim de simular condições reais observadas na produção de petróleo. Devida a ausência de dados experimentais de parâmetros de solubilidade de gases fora das condições ambiente, os resultados foram comparados relativamente com os obtidos a partir de outras metodologias. Inicialmente assumiu-se o dióxido de carbono como substância de trabalho e para cálculos numa ampla faixa PVT e a EOS de Van der Waals dada sua simplicidade matemática para discussão do desenvolvimento termodinâmico. Os resultados permitiram uma avaliação qualitativa do método, bem como sua viabilidade inicial e os valores obtidos se encontram consistentes numericamente com o de outros trabalhos. A equação de Peng-Robinson, devido à sua melhor reprodutibilidade do equilíbrio líquido-vapor em comparação com a de Van der Waals, permitiu maior aproximação com valores constantes em outros trabalhos em condições diversas. Os resultados iniciais são promissores e apontam que a correlação apresentada neste trabalho é válida e pode ser aprofundada com a aplicação da equação de Peng-Robinson para as demais substâncias e a avaliação de possíveis ajustes, se necessário, para que os valores de parâmetro de solubilidade dos gases possam expressar de forma mais fiel o fenômeno de misturas dos fluidos de petróleos

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