Estudo da Adesão e Incrustação de Carbonato de Cálcio no Contexto da Indústria do Petróleo por Técnica Experimental e Numérica
Nome: RODRIGO SIMOES MACIEL
Data de publicação: 19/12/2025
Banca:
Nome |
Papel |
|---|---|
| ANDRÉ LEIBSHON MARTINS | Examinador Externo |
| EDSON JOSE SOARES | Presidente |
| FABIO DE ASSIS RESSEL PEREIRA | Coorientador |
| HELGA ELISABETH PINHEIRO SCHLUTER | Examinador Externo |
| RENATO DO NASCIMENTO SIQUEIRA | Examinador Interno |
Páginas
Resumo: A incrustação carbonática nos sistemas de produção do pré-sal brasileiro constitui um desafio relevante para a garantia de escoamento, podendo ocasionar restrições de fluxo e elevação dos custos operacionais. A redução de pressão ao longo do escoamento promove a desgaseificação de CO2, eleva o pH da salmoura e favorece a precipitação de CaCO3. Os reservatórios carbonáticos do pré-sal naturalmente apresentam águas supersaturadas em cátions divalentes (Ca2+ e Mg2+), que, ao reagirem com ânions carbonato (CO2 3 ), formam precipitados sólidos. Dessa forma, variáveis como pressão, temperatura, composição da salmoura, fração molar de CO2, propriedades dos fluidos, hidrodinâmica e características das superfícies são reconhecidas como determinantes para o processo de incrustação. Apesar de sua relevância para a modelagem e mitigação do fenômeno, ainda há escassez de estudos que avaliem o efeito do escoamento em condições representativas de poço, bem como ausência
de metodologias consolidadas que incorporem simultaneamente variáveis como CO2 dissolvido, altas temperaturas e regimes turbulentos. Pesquisas recentes indicam aumento das taxas de incrustação com a turbulência; contudo, o comportamento em condições próximas às de produção — incluindo possíveis alterações de polimorfismo — permanece pouco elucidado. Este trabalho objetiva investigar o efeito do escoamento na incrustação carbonática em condições análogas às de poço. Para isso, empregou-se um reator batelada com gaiola rotativa (ASTM G184) para avaliar a influência da hidrodinâmica a 60 °C e 80
°C, sob diferentes intensidades de turbulência e na presença da desgaseificação de CO2. As análises incluíram perfilometria 3D, gravimetria, fotomicroscopia, MEV, DRX e ensaios de riscamento Rockwell C. Adicionalmente, realizaram-se simulações numéricas monofásicas para caracterizar o escoamento e correlacionar parâmetros hidrodinâmicos com os resultados experimentais. Os resultados demonstram que, em condições representativas de poço (cisalhamento elevado, alta temperatura e presença de CO2), a hidrodinâmica exerce influência significativa sobre a incrustação. Observou-se, ainda, a reversão da tendência de aumento das taxas de deposição em níveis elevados de turbulência, comportamento associado às mudanças no polimorfismo do carbonato de cálcio, conforme evidenciado pelos ensaios experimentais.
Palavras-chave: Incrustação carbonática; Efeito do escoamento; Reator em batelada; Gaiola de cupons; CFD.
