Uma proposta para medição in-line da distribuição do tamanho de gotas em escoamentos de emulsões e seu desempenho

Página do item simplificado
dc.contributor.advisor-co1Loureiro, Bruno Venturini
dc.contributor.advisor1Ramos, Rogério
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0003-4493-2435
dc.contributor.authorPimentel, Cláudio Benincá
dc.contributor.referee1Siqueira, Renato do Nascimento
dc.contributor.referee2Silva, Fabricio Soares da
dc.date.accessioned2025-01-31T14:06:21Z
dc.date.available2025-01-31T14:06:21Z
dc.date.issued2024-12-03
dc.description.abstractOil production is generally associated with the co-production of water, and its proportion increases as wells mature. Flow disturbances such as bends, valves, and equipment, which are crucial for controlling production in a safe and sustainable manner, increase shear stresses during flow, leading to the formation of stable emulsions due to the breakage of water droplets dispersed in the oil. Stable emulsions are unfavorable for the oil and gas industry as they hinder the phase separation process (oil/gas/water), resulting in higher consumption of chemical inputs and increased maintenance costs. The efficiency of the separation process is associated with the Droplet Size Distribution (DSD). However, most DSD measurement instruments currently operate through sampling, which exposes the emulsion to the risk of altered characteristics during sample handling. In this study, a device is proposed for measuring DSD using in-line optical microscopy, obtaining DSD through a computer vision-based algorithm from micrographs of droplets dispersed in the emulsion. Experimental procedures for commissioning and performance evaluation of the device, comparing it with conventional DSD measurement techniques, are carried out in a laboratory-scale emulsion experimental circuit available at the Center for Studies in Oil&Gas Flow and Measurement- Núcleo de Estudos em Escoamento e Medição de Óleo e Gás (NEMOG/UFES). The results obtained with the device demonstrate its ability to provide accurate in-line DSD information for water-in-oil emulsions, though with a more limited measurement range compared to the laser diffraction technique. The results are assessed using dimensionless numbers such as Reynolds and Weber, allowing for extrapolation across different scales. The developed device stands out for its simplicity, speed of measurement, and capability for in-line monitoring of emulsions.
dc.description.resumoA produção de petróleo está geralmente associada à coprodução de água, e sua proporção cresce com o amadurecimento dos poços. Acidentes de linha como curvas, válvulas e equipamentos, importantes para o controle da produção de forma segura e sustentável, aumentam as tensões cisalhantes durante o escoamento, formando emulsões estáveis pela quebra das gotas de água dispersas no óleo. Emulsões estáveis são desfavoráveis para a indústria do petróleo e gás, pois dificultam o processo de separação das fases (óleo/gás/água), gerando aumento no consumo de insumos químicos e nos custos de manutenção. A eficiência do processo de separação está associada à Distribuição do Tamanho das Gotas (DTG), no entanto, atualmente a maioria dos instrumentos de medição da DTG opera por amostragem, sendo expostos ao risco de alteração nas características da emulsão durante o manuseio da amostra. Neste trabalho, é proposto um dispositivo para medição da DTG utilizando microscopia óptica em linha, obtendo a DTG por meio de um algoritmo baseado em visão computacional a partir de micrografias das gotas dispersas na emulsão. Procedimentos experimentais de comissionamento e avaliação de desempenho do dispositivo, comparando-o com técnicas convencionais de medição da DTG são desenvolvidos em um circuito experimental de emulsões em escala laboratorial, disponível no Núcleo de Estudos em Escoamento e Medição de Óleo e Gás (NEMOG/UFES). Os resultados obtidos com o dispositivo demonstram sua capacidade de obter informações precisas sobre a DTG em linha de emulsões de água em óleo, embora com uma faixa de medição mais restrita que a técnica de difração de raios laser. Os resultados são avaliados utilizando números adimensionais como o número de Reynolds e de Weber, o que permite a extrapolação em diferentes escalas. O dispositivo desenvolvido destaca-se pela sua simplicidade, velocidade de medição e permitir o monitoramento em linha de emulsões.
dc.description.sponsorshipAgência de fomento
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/18302
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Mecânica
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
dc.rightsopen access
dc.subjectDistribuição de tamanho de gotas (DTG)
dc.subjectMicroscopia óptica em linha
dc.subjectEmulsão Água-em-Óleo
dc.subject.cnpqEngenharia Mecânica
dc.titleUma proposta para medição in-line da distribuição do tamanho de gotas em escoamentos de emulsões e seu desempenho
dc.typemasterThesis
Arquivos
Pacote Original
Agora exibindo 1 - 1 de 1
Imagem de Miniatura
Nome:
CláudioBenincáPimentel-2024-Dissertacao.pdf
Tamanho:
39.36 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descrição:
Baixar
Licença do Pacote
Agora exibindo 1 - 1 de 1
Imagem de Miniatura
Nome:
license.txt
Tamanho:
1.71 KB
Formato:
Item-specific license agreed upon to submission
Descrição:
Baixar
Coleções
Mestrado em Engenharia Mecânica