Tese: Escoamento Vicoelástico através de Microcanais com Constrição
Aluno(a) : José Angel Florián GutiérrezOrientador(a): Márcio Carvalho
Área de Concentração: Petróleo e Energia
Data: 06/06/2018
Link para tese/dissertação: http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.37214
Resumo: Alguns projetos pilotos de injeção de polímeros em campos de produção de petróleo mostraram um incremento na recuperação de óleo, embora os mecanismos que governam a dinâmica do escoamento não são bem compreendidos. Recentes investigações experimentais mostraram que as propriedades viscoelásticas de soluções poliméricas podem alterar o comportamento do escoamento na escala de poros e reduzir a saturação residual de óleo. Para entender esses fenômenos em meios porosos, é importante estudar o escoamento de soluções viscoelásticas através das gargantas dos poros. Este trabalho apresenta um estudo experimental do escoamento de uma solução viscoelástica de PEO (0,1% em peso de óxido de polietileno) de alto peso molecular escoando através de uma constrição, utilizado como modelo de uma geometria de garganta de poro de um meio poroso.Medições de queda de pressão e campos de velocidade do escoamento são obtidos utilizando a técnica de velocimetria por imagem de partículas (Micro-PIV). Experimentos com uma solução viscosa de glicerina (39% em peso de glicerina em água) de viscosidade similar à solução de PEO foram também realizados com a finalidade de estimar os efeitos elásticos da solução de PEO. O escoamento da solução de PEO exibiu uma queda de pressão extra (comportamento não linear) acima de uma condição crítica do escoamento, acima da qual os efeitos elásticos passam a ser preponderantes.Para toda a faixa de vazão explorada, os campos de velocidade da solução de glicerina mostraram um regime de escoamento Newtoniano, enquanto a solução de PEO apresenta instabilidade no escoamento a partir de um número de Weissenberg crítico, coincidindo com o aumento da queda de pressão. Esta instabilidade pode ser relacionada ao aumento da viscosidade extensional na entrada da garganta acima de uma determinada taxa de extensão.Os resultados obtidos indicam a variação do padrão do escoamento da solução polimérica de PEO devido à presença dos efeitos elásticos do polímero, e fornecem informações importantes sobre o comportamento das soluções poliméricas viscoelásticas em um meio poroso e que podem impactar sua utilização na recuperação melhorada de óleo.