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Efeito do campo magnético e da potência dissipada na precipitação de carbonato de cálcio

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Efeito do campo magnético e da potência dissipada na precipitação de carbonato de cálcio

Abstract

Resumo Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da potência dissipada por ação mecânica (agitação) e do campo magnético na precipitação do carbonato de cálcio em sistema batelada, empregando soluções precursoras (catiônica e aniônica) de modo que a solução resultante fosse representativa das concentrações médias verificadas na mistura da água de injeção e formação em alguns poços de extração de petróleo. Para essa avaliação, os ensaios foram conduzidos em sistema com aplicação de campo magnético (0,8T), a pressão ambiente e temperatura de 70°C, variando-se a potência dissipada por agitação mecânica (0,05 a 3,81W). Ensaios em sistema similar sem aplicação de campo magnético foram realizados de modo a se obter resultados para avaliação do efeito do campo. O tempo de indução, a massa de carbonato de cálcio precipitada e o tamanho de partículas foram avaliados para cada experimento. Para o sistema sem campo magnético, no geral a potência dissipada impactou no aumento da massa precipitada (devido ao aumento da liberação de CO 2 e da redução da solubilidade do CaCO 3). Deste modo, apresentaram maiores taxas de nucleação e obtendo-se menores tempos de indução e tamanho médio de partículas. Com aplicação do campo magnético, a massa precipitada aumentou com o aumento da potência de maneira similar ao sistema sem campo, com uma mesma concentração de equilíbrio ao final do experimento. Entretanto, o sistema com aplicação de campo magnético apresentou um maior tempo de indução e um menor tamanho médio de partículas se comparado ao sistema sem campo, o que sugere a hipótese de que a aplicação do campo magnético tem efeito na cinética de reação com consequente variação do CO 2 na solução. Em virtude dos dados obtidos para a aplicação do campo magnético, conclui-se que a nucleação ocorre posteriormente e em mais altas supersaturações que no sistema sem campo, apresentando, portanto, maiores taxas. 1. Introdução A incrustação em paredes internas de tubulações de poços de extração de petróleo é um problema que as empresas petrolíferas buscam meios para combater, pois este fenômeno reduz a área transversal interna do duto, podendo até causar obstrução da passagem dos produtos dos reservatórios. A incrustação ocorre através da formação de sólidos que são produtos da reação entre íons presentes nas diferentes correntes de soluções, quando da mistura destas durante a extração (denominadas de água de formação e água de injeção), por possuírem em sua composição principalmente sais de cálcio e magnésio na forma de carbonatos, bicarbonatos, cloretos, sulfatos e nitratos. O carbonato de cálcio é um dos principais sólidos responsáveis pela formação de incrustados nas paredes internas dos dutos de transporte do petróleo. O tratamento da mistura das águas por aplicação de campo magnético tornou-se uma alternativa importante para evitar problemas de incrustação. Esse tratamento físico foi aplicado como possível alternativa para substituir métodos de tratamento de água que empregam produtos químicos, como inibidores. [1] Na literatura são verificadas contradições sobre o efeito do campo magnético. De acordo com Highashitani et al. [2] o carbonato de cálcio, sob a aplicação de campo magnético, é formado por baixa taxa de nucleação e rápido crescimento. No entanto, Wang et al. [3] observaram que a 30 °C o campo magnético provoca o aumento da taxa de nucleação e de irregularidades na forma do carbonato de cálcio. Há também Madsen [4], que afirma que o tratamento por campo magnético eleva a taxa de nucleação e de crescimento do cristal. Sabe-se também que a energia magnética é uma das envolvidas em um sistema. A variação total de energia em um sistema é apresentada pela Equação 1 [5].
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Serra Negra SP, 19 a 22 de Agosto de 2019
Efeito do campo magnético e da potência dissipada na
precipitação de carbonato de cálcio
Wagner Aldeia1, Gabriela Papoulias França1, Larissa Martins Soares Benjamin1
André Leibsohn Martins2, Bruno Barbosa Castro2
1 IPT, Av. Prof. Almeida Prado, 532 - Butantã, São Paulo - SP, Brasil -05508-901, waldeia@ipt.br
2 Petrobrás / CENPES Ilha do Governador - Cidade Universitária, Rio de Janeiro - RJ, 21941-970
aleibsohn@petrobras.com.br
Resumo
Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da potência dissipada por ação mecânica (agitação) e do campo
magnético na precipitação do carbonato de cálcio em sistema batelada, empregando soluções precursoras
(catiônica e aniônica) de modo que a solução resultante fosse representativa das concentrações médias verificadas
na mistura da água de injeção e formação em alguns poços de extração de petróleo. Para essa avaliação, os
ensaios foram conduzidos em sistema com aplicação de campo magnético (0,8T), a pressão ambiente e temperatura
de 70°C, variando-se a potência dissipada por agitação mecânica (0,05 a 3,81W). Ensaios em sistema similar sem
aplicação de campo magnético foram realizados de modo a se obter resultados para avaliação do efeito do campo.
O tempo de indução, a massa de carbonato de cálcio precipitada e o tamanho de partículas foram avaliados para
cada experimento. Para o sistema sem campo magnético, no geral a potência dissipada impactou no aumento da
massa precipitada (devido ao aumento da liberação de CO2 e da redução da solubilidade do CaCO3). Deste modo,
apresentaram maiores taxas de nucleação e obtendo-se menores tempos de indução e tamanho médio de partículas.
Com aplicação do campo magnético, a massa precipitada aumentou com o aumento da potência de maneira similar
ao sistema sem campo, com uma mesma concentração de equilíbrio ao final do experimento. Entretanto, o sistema
com aplicação de campo magnético apresentou um maior tempo de indução e um menor tamanho médio de
partículas se comparado ao sistema sem campo, o que sugere a hipótese de que a aplicação do campo magnético
tem efeito na cinética de reação com consequente variação do CO2 na solução. Em virtude dos dados obtidos para
a aplicação do campo magnético, conclui-se que a nucleação ocorre posteriormente e em mais altas
supersaturações que no sistema sem campo, apresentando, portanto, maiores taxas.
1. Introdução
A incrustação em paredes internas de tubulações de
poços de extração de petróleo é um problema que as
empresas petrolíferas buscam meios para combater,
pois este fenômeno reduz a área transversal interna do
duto, podendo até causar obstrução da passagem dos
produtos dos reservatórios.
A incrustação ocorre através da formação de sólidos
que são produtos da reação entre íons presentes nas
diferentes correntes de soluções, quando da mistura
destas durante a extração (denominadas de água de
formação e água de injeção), por possuírem em sua
composição principalmente sais de cálcio e magnésio
na forma de carbonatos, bicarbonatos, cloretos,
sulfatos e nitratos.
O carbonato de cálcio é um dos principais sólidos
responsáveis pela formação de incrustados nas paredes
internas dos dutos de transporte do petróleo.
O tratamento da mistura das águas por aplicação de
campo magnético tornou-se uma alternativa
importante para evitar problemas de incrustação. Esse
tratamento físico foi aplicado como possível
alternativa para substituir métodos de tratamento de
água que empregam produtos químicos, como
inibidores. [1]
Na literatura são verificadas contradições sobre o
efeito do campo magnético. De acordo com
Highashitani et al. [2] o carbonato de cálcio, sob a
aplicação de campo magnético, é formado por baixa
taxa de nucleação e rápido crescimento. No entanto,
Wang et al. [3] observaram que a 30 °C o campo
magnético provoca o aumento da taxa de nucleação e
de irregularidades na forma do carbonato de cálcio. Há
também Madsen [4], que afirma que o tratamento por
campo magnético eleva a taxa de nucleação e de
crescimento do cristal.
Sabe-se também que a energia magnética é uma das
envolvidas em um sistema. A variação total de energia
em um sistema é apresentada pela Equação 1 [5].
          
     
(1)
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Em que,
ΔU é a variação da energia interna devido ao
movimento translacional, rotacional e vibracional das
moléculas;
ΔEC é a variação da energia cinética;
ΔEP é a variação da energia potencial;
ΔMag é a variação da energia magnética
(proveniente do campo magnético);
ΔElet é a variação da energia elétrica (proveniente do
campo elétrico);
ΔSup é a variação da energia de superfície (tensão
superficial);
ΔNuc é a variação da energia nuclear;
ΔQuím é a variação da energia química e
ΔSól é a variação da energia de distorção de sólidos.
Como observado na Equação 1, a energia magnética
faz parte do balanço termodinâmico. Desta forma, é
importante compreender cada elemento da variação de
energia dentro do sistema estudado e avaliar os seus
efeitos na cristalização do carbonato de cálcio.
Adicionalmente, ainda avaliando a Equação 1 sabe-se
que, segundo Nývlt et al. [6], a agitação transfere
energia à solução por ação mecânica, o que pode
afetar diretamente os mecanismos de cristalização. No
geral, altas intensidades de rotação proporcionam o
aumento da taxa de nucleação em soluções
supersaturadas.
De forma a entender o impacto da energia mecânica
acompanhada da aplicação do campo magnético na
reação de formação do carbonato de cálcio (calculada
a partir da rotação do agitador), o presente trabalho
teve como objetivo avaliar o efeito da potência
dissipada na cristalização do carbonato de cálcio.
2. Materiais e Métodos
A avaliação do impacto da potência dissipada e do
campo magnético foi efetuada utilizando-se um
agitador com impulsor mecânico aplicado num
sistema em batelada, com volume útil de 1,5 L e
temperatura interna constante de 70 °C.
Os experimentos possibilitaram a obtenção de dados
de morfologia, massa precipitada, tamanho médio de
partículas e tempo de indução estimado, buscando
representar o instante inicial de formação dos sólidos
do carbonato de cálcio.
O sistema utilizado para avaliar o impacto da potência
dissipada na cristalização do CaCO3 sob o efeito do
campo magnético é apresentado na Figura 1, enquanto
o sistema para avaliação na ausência do campo é
apresentado na Figura 2. O impelidor utilizado para
promover a agitação nos reatores foi o de 4 pás
inclinadas.
.
Figura 1. Sistema em batelada empregado para avaliação
da potência dissipada na presença de campo magnético.
1) Turbidímetro; 2) Banho térmico; 3) Agitador mecânico;
4) Sonda do turbidímetro; 5) Reator de 1,5 L e 6) Eletroí.
Figura 2. Sistema em batelada empregado para avaliação da
potência dissipada sem aplicação de campo magnético..
1) Turbidímetro; 2) Banho térmico; 3) Agitador mecânico;
4) Sonda do turbidímetro; 5) Reator de 1,5 L;
6) Reservatório de solução aniônica com camisa térmica.
Os ensaios foram realizados utilizando soluções
precursoras (aniônica e catiônica) de forma que sua
mistura representasse a mistura das águas de injeção e
de formação de um determinado poço, preparadas
conforme apresentado na Tabela 1. Para cada ensaio
foi utilizado 750 mL de cada solução precursora.
Tabela 1. Concentração das soluções precursoras (catiônica
e aniônica).
Concentração [g/L]
Catiônica
Aniônica
NaCl
180,82
179,63
KCl
9,42
MgCl2 6H2O
28,07
CaCl2 2H2O
84,67
BaCl2 2H2O
0,56
SrCl2 6H2O
16,35
FeCl2 4H2O
CH3COONa
0,16
NaHCO3
1,55
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A rotação empregada nos sistemas variou entre 240 e
1000 min-1, conforme apresentado na Tabela 2.
Tabela 2. Rotações empregadas nos experimentos
Rotação [min-1]
240
250
300
400
500
600
700
800
900
1000
Segundo Aldeia et al. [7], é necessário que as soluções
reagentes sejam hidratadas por um tempo superior a
150 horas, quando mantidas a 40 °C. Desta forma,
para todos os ensaios as soluções precursoras
apresentaram tempos de hidratação maiores que
150 horas.
Durante a realização dos ensaios foi observado o
tempo de indução utilizando um turbidímetro (Mettler
Toledo) como medidor da turbidez gerada pelo
crescimento da densidade populacional da formação
das partículas de carbonato de cálcio.
Após cada ensaio, com duração de 15 minutos sob
agitação, foram recuperados os sólidos de CaCO3
formados por meio de filtração. Os sólidos
recuperados foram secos em estufa sob vácuo em
temperatura de 50 °C por um período de 24 horas e as
massas determinadas em balança de precisão. Os
sólidos recuperados foram caracterizados em relação
ao tamanho médio das partículas, utilizando o
analizador de tamanho de partículas da marca
Beckman Coulter - modelo 13320.
Foi possível determinar o regime de agitação do
sistema pelo cálculo do número de Reynolds (Re), que
representa a relação entre as forças de inércia e a
viscosidade [8], conforme a Equação 2.
(2)
Em que,
N é a rotação do impelidor [s-1];
D é o diâmetro da pá de agitação [m];
é a massa específica da suspensão [kg.m-3] e
µ é a viscosidade dinâmica do líquido [Pa.s].
Conforme apresentado em literaturas [5, 9], de acordo
com a equação da energia livre de Gibbs tem-se que o
aumento da entropia do sistema favorece o produto da
reação. Desta forma, foi realizada a variação de
agitação do sistema com e sem aplicação de campo
magnético para se obter dados da precipitação. A
reação de produção do carbonato de cálcio é
representada na Equação 3.
     
  
(3)
Os reatores, por operarem em regime de bateladas,
foram tratados como um tanque agitado, em que se
considera um sistema de escoamento horizontal e
circular em que o tempo do ciclo do fluido para
percorrer toda a circunferência do reator depende
diretamente da velocidade da agitação.
Desta forma, a Equação 4 é aplicável para esse
sistema.
  
  
  
  
(4)
Sendo,
V a velocidade linear [m/s];
g a aceleração da gravidade [m/s²];
P a pressão do fluido [Pa];
γ peso específico [N/m³];
Z a altura [m];
energia fornecida ao fluido [m] e
a perda de carga [m].
Quando a Equação 4 é simplificada para esse sistema
devido às variáveis de pressão, altura e velocidade
serem constantes, é possível obter a Equação 5, que
determina a potência dissipada (Sano e Usui, 1985
apud Aldeia [8]).
   
(5)
Em que,
D é diâmetro da pá de agitação [m];
N é a rotação do impelidor [s-1];
 é o número de potência [-];
ρ é massa específica do fluido [kg/m3].
Para impulsores do tipo de pás inclinadas, utilizado
nos ensaios desse trabalho, o número de potência é
calculado pela Equação 6.
  

 
(6)
Em que,
D é o diâmetro da pá de agitação [m];
T é o diâmetro do tanque [m];
W é a largura da pá [m] e
np é o número de pás.
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Como o número de potência varia apenas em função
do impelidor empregado, para todas as rotações e
condições operacionais dos ensaios o número de
potência foi igual a 1,4, considerando que o regime foi
turbulento.
3. Resultados e Discussão
Através da Equação 2 é possível identificar o regime
de agitação para cada nível de rotação. Para o sistema,
um valor de Reynolds inferior a 10 caracteriza um
regime laminar, superior a 10000 caracteriza um
regime turbulento e entre esses valores é um regime de
transição [10].
As potências dissipadas foram determinadas pela
Equação 5 e estão apresentadas na Tabela 3, com os
respectivos valores do número de Reynolds.
Tabela 3. Potência dissipada pela agitação.
Agitação
(min-1)
Potência
Dissipada (W)
Reynolds
240
0,053
31449
250
0,059
32759
300
0,103
39311
400
0,244
52415
500
0,476
65518
600
0,822
78622
700
1,305
91725
800
1,948
104829
900
2,774
117933
1000
3,805
131036
A Tabela 3 indica que todos os ensaios realizados nas
rotações entre 240 a 1000 min-1 operaram em regime
turbulento.
As massas de sólidos formados em função da potência
dissipada estão representadas na Figura 3.
Figura 3. Massas recuperadas em função da potência
dissipada, sem e com a aplicação do campo magnético.
Com base nos resultados apresentados na Figura 3
verifica-se que, à medida que a potência dissipada
aumentou, a massa precipitada também aumentou, até
valores de potência em torno de 2 W, mantendo-se
aparentemente constante até valores de potência em
torno de 3 W, com posterior redução da massa
precipitada após este nível. Considerando que o tempo
de batelada foi o mesmo para todos os experimentos,
aparentemente a variação de potência dissipada
impactou diretamente na massa de CaCO3 precipitada.
Deste modo, para potências dissipadas acima de 3 W,
aparentemente a elevada taxa de agitação impacta na
liberação de CO2 da suspensão, dificultando este
fenômeno.
Considerando que ocorre a formação de CO2 como
mostrado na Equação 3 e que ele apresenta, no
equilíbrio, uma concentração em solução e uma
liberação da fase gasosa correspondente à
supersaturação [11], o aumento de potência dissipada
deve deslocar este equilíbrio e reduzir a solubilidade
do mesmo no sistema. Visto que a solubilidade do
CaCO3 no sistema aumenta com o aumento de CO2
em solução [12], é esperada uma maior precipitação
conforme aumenta-se a liberação do gás, como pode
ser observado na Figura 4.
Figura 4. Solubilidade da aragonita em função da pressão
parcial de CO2. (Adaptado de Anderko, 2016 [12])
Com relação à aplicação do campo no sistema, não se
observou uma diferença significativa de massa
precipitada de carbonato de cálcio quando comparado
ao sistema sem aplicação do campo magnético.
Os resultados de tamanho médio de cristais são
apresentados na Figura 5.
Figura 5. Tamanho médio de partículas em função da
potência dissipada.
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De acordo com os resultados apresentados na
Figura 5, é verificado que, sem aplicação do campo
magnético e com baixa potência dissipada, o tamanho
médio das partículas foi da ordem de 25 µm,
decrescendo até tamanho médio de ordem de 10 µm à
medida que a potência dissipada aumentou. Contudo,
com aplicação de campo magnético, foi observado um
tamanho médio praticamente constante, na ordem de
15 µm.
Considerando que o tamanho de partículas resultante
em um processo de cristalização é dependente da taxa
de nucleação e taxa de crescimento que, por sua vez,
são dependentes da supersaturação, como ilustrado na
Figura 6, pode-se dizer, através dos resultados obtidos,
que a potência dissipada aumenta a supersaturação
decorrente da menor concentração de CO2 dissolvido,
verificada pelo menor tamanho médio e maior
quantidade de massa recuperada com o aumento da
potência dissipada, sugerindo maior taxa de
nucleação.
Figura 6. O efeito da supersaturação (Nývlt et al.,2001).
Em que,
Lm é o tamanho médio dos cristais;
G é a taxa de crescimento cristalino;
Nn é a taxa de nucleação e
Δw é a supersaturação.
O resultado do tempo de indução medido é
apresentado na Figura 7.
É possível verificar que, nos experimentos conduzidos
sem a aplicação de campo magnético, o tempo de
indução diminuiu com o aumento da potência
dissipada, aumentando a taxa de nucleação e gerando,
desta maneira, partículas menores, conforme
apresentado na Figura 5. Por outro lado, com a
aplicação de campo magnético no sistema, o tempo de
indução aparentemente foi reduzido com o aumento da
potência dissipada, tendendo a um valor constante.
Entretanto, observou-se que o tempo de indução
apresentou valores maiores que o sistema sem
aplicação de campo, sugerindo que o campo em um
primeiro momento atua nas concentrações de CO2
decorrentes de alterações na cinética de reação. Como
os experimentos foram mantidos em mesmo tempo de
bateladas, neste período tem-se os mesmos níveis de
concentração de CO2. Isso se confirma quando
observado que a massa precipitada foi a mesma entre
os sistemas com e sem campo magnético, o que indica
que a concentração final de equilíbrio de CO2 e,
consequentemente, a de CaCO3, também foram
semelhantes.
Figura 7. Tempo de indução em função da potência
dissipada.
A redução da massa precipitada para valores de
potência dissipada acima de 3 W, conforme
apresentado na Figura 3, pode não estar associada a
um possível aumento de CO2 dissolvido, mas na
formação de partículas de tamanhos menores com
possível perda no sistema de filtração.
Avaliando-se o conjunto de resultados verificou-se
que, para o sistema sem aplicação de campo
magnético, a massa precipitada aumentou com o
aumento da potência dissipada, possivelmente pela
elevação da supersaturação do sistema devido ao
aumento da liberação de CO2 e da diminuição da
solubilidade do CaCO3. Em mais altas
suspersaturações, espera-se maiores taxas de
nucleação, refletindo-se em menores tempos de
indução e tamanho médio de partículas, conforme
observado nos resultados, o que está de acordo com a
teoria de cristalização apresentada na Figura 6.
Contudo, para o sistema com aplicação de campo
magnético, o conjunto de resultados mostrou que não
houve efeito do campo na massa precipitada, o que
indica mesma concentração de equilíbrio que o
sistema sem campo ao final do experimento.
Entretanto, observou-se um maior tempo de indução e
um menor tamanho médio em relação ao sistema sem
campo magnético. Isso é possivelmente explicado pela
hipótese de que o campo magnético varia a
concentração de CO2 na solução decorrente da
variação da cinética de formação do carbonato de
cálcio.
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4. Conclusão
A partir de todos os resultados obtidos conclui-se que,
na ausência de campo magnético, no geral a potência
dissipada impactou no aumento da massa precipitada,
devido ao aumento da supersaturação decorrente do
aumento da liberação de CO2 e da redução da
solubilidade do CaCO3. Em maiores supersaturações,
espera-se maiores taxas de nucleação, obtendo-se
menores tempos de indução e tamanho médio de
partículas, conforme observado nos resultados.
Quando ocorreu a aplicação de campo magnético no
sistema, a massa precipitada aumentou com o aumento
da potência, aparentemente sem diferença em relação
ao sistema sem campo. Isso sugere que ambos os
sistemas tiveram uma mesma concentração de
equilíbrio ao final do experimento. Tadavia, o sistema
com aplicação de campo magnético apresentou um
tempo de indução mais elevado e um menor tamanho
médio se comparado ao sistema sem campo
magnético. Os resultados sugerem a hipótese de que a
aplicação do campo magnético tem efeito na cinética
de formação do carbonato e consequente variação da
concentração de CO2 na solução ao longo do tempo,
atingindo após o tempo total, as mesmas condições, o
que é verificado pela mesma massa precipitada entre
os sistemas avaliados neste trabalho e um maior tempo
de indução para os ensaios realizados com aplicação
de campo magnético.
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Resumo Durante o processo de extração do petróleo em diversos poços, pode ocorrer a precipitação do carbonato de cálcio devido à mistura entre a água do mar injetada e a água de formação. A injeção de água do mar tem como finalidade provocar o aumento de pressão para extrair o petróleo dos reservatórios. De modo a investigar a formação de incrustações de carbonato de cálcio em concentrações iônicas representativas da mistura das águas de formação e injeção do processo de extração na região do pré-sal, este trabalho visou a avaliação do impacto da pressão interna do reator (25, 50 e 100 atm) e da temperatura (40 a 80 °C) neste processo. Para tanto, foi utilizado um sistema dinâmico (reator contínuo de serpentina), permitindo a aplicação do campo magnético no processo e avaliação da sua ação na incrustação de sólidos. Através do método TBT, foi possível observar que para todas as pressões, com e sem aplicação de campo magnético, o tempo de incrustação decaiu com o aumento da temperatura, de forma mais pronunciada até 60 °C e de maneira mais suave além dessa temperatura. 1. Introdução O carbonato de cálcio é um dos materiais de incrustações mais comuns em operações de campo petrolífero. A incrustação é formada devido à precipitação e crescimento de cristais nas tubulações decorrente da baixa solubilidade ou quantidades excessivas destes sais. [1] Vários fluidos, como a água do mar, a água de formação, o gás e o óleo, podem se misturar nos reservatórios e dentro de condições termodinâmicas, cinéticas e hidrodinâmicas específicas, irão ditar as tendências de formação de incrustações do carbonato de cálcio. Muitas dessas condições críticas são ignoradas nas operações de campo de petróleo, no que diz respeito à incrustação de carbonato de cálcio. [2] A incrustação de carbonato de cálcio geralmente cresce de modo a obstruir tubulações e equipamentos, causando problemas operacionais. Sua precipitação se manifesta através de inúmeras variáveis. Por isso, é necessário e importante investigá-las para se intervir de forma mais eficiente nos poços de extração de petróleo. Declet [3] menciona que a precipitação do carbonato de cálcio é afetada diretamente pelo pH da solução durante a reação. O aumento do pH da solução torna o CaCO 3 mais insolúvel e isso é provocado pela liberação de CO 2 na solução, produzido pela reação apresentada na Equação 1. CaCl 2. H 2 O + 2NaHCO 3 → CaCO 3 + 2NaCl + CO 2 + 2H 2 O (1) De acordo com Thomas [4], a pressão do poço varia em função da taxa de produção dos fluidos. Um reservatório que nunca foi utilizado está em equilíbrio, ou seja, em todo comprimento a sua pressão é constante. Thomas ainda afirma que, quando o poço está em produção de seus fluidos, há desequilíbrio das pressões. A pressão é menor no poço e vai crescendo à medida que se aproxima do reservatório.
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A~traet--Although the mechanisms are not fully understood, magnetic treatment of water systems has been in existence for over a century. One of the major applications is to suppress water-scale deposition on the inner surface of boilers, heat exchangers and pipelines. Three dynamic rates play important roles in the crystallization process: these are association, dissociation and nucleation rates. In this paper we report on a series of laboratory experiments concerning the formation of calcium carbonate from super-saturated solution. The results indicate that under certain conditions in the presence of an external magnetic field, the nucleation rate can be greatly increased. This was observed as a rapid onset or "burst" of crystallization within the bulk solution, and can be quantitatively described as the scattering of incident light--the so-called Tyndall effect. As a consequence of the faster precipitation in the presence of the magnetic field, the resultant crystals are greater in number, with smaller sizes and irregular shapes. This observation is in agreement with an earlier report on a different magnetic treatment method. Copyright © 1996 Published by Elsevier Science Ltd
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The study of magnetic effect on the precipitation of calcium carbonate was widely studied. The main objective was to prevent the mineral scales deposits on the walls of industrial or domestic equipments. Magnetic water treatment for scale prevention has been around and has been reported as being effective in many instances. This investigation focused on MF effect on CaCO3 in presence of foreign ions. Because of their abundance in natural waters Mg2+, SO42- Na+ and Cl- were chosen for this study. It was shown that MF applicationreduces the induction time (tind) some either the water composition or the ionic strength (IS). With respect to reference solution, the effect of MF on tind is more pronounced in presence of foreign ions until IS = 0.02 M. Beyond this value, MF effect on tind become less important. Moreover, it was shown that MF effect on total and homogeneous precipitation ratios decreases with IS increasing. This inhibitory effect of magnetic treatment, with IS, is water compositiondependent. The presence of NaCl has the most effect on total precipitation whereas MgCl2 and Na2SO4 inhibit the precipitation of calcium carbonate in bulk of the solution.
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When calcium carbonate crystallizes from a mixed solution of calcium chloride and sodium hydrogen carbonate in ordinary water, the crystal size decreases with increasing strength of the magnetic field. This means that either the field accelerates nucleation or increases the rate of growth of nuclei, so that a larger fraction survives Ostwald ripening. At high pH, i.e. precipitated with sodium carbonate, or when heavy water is used as solvent, there is no effect of the field. Therefore, proton transfer is the rate determining step, and quantum effects (Pauli exclusion principle) are important. The magnetic field influences proton spin relaxation.
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This demonstration is useful in presenting a physical model for the four possible combinations of entropy and enthalpy to predict the spontaneity of a reaction. Keywords (Audience): Second-Year Undergraduate
Effects Of Magnetic Field On Formation Of Caco 3 Particles
  • A K Highashitani
  • S Kage
  • K Katamura
  • S Hatade
HIGHASHITANI, A. K., KAGE, S., KATAMURA, K., IMAI AND HATADE, S., 1993 "Effects Of Magnetic Field On Formation Of Caco 3 Particles" J. Coll. Int. Sci., 156 (1993)90-95
Princípios de termodinâmica para engenharia
  • M J Moran
  • H N Shapiro
  • Gisele Maria Ribeiro Tradução E Revisão Técnica
  • Vieira
MORAN, M. J., SHAPIRO, H. N. tradução e revisão técnica Gisele Maria Ribeiro Vieira "Princípios de termodinâmica para engenharia" 6 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2009
A influência do processo de hidratação de salmouras na deposição de CaCO 3 na avaliação TBT" Anais do XII do ENAHPE 2019 -Encontro Nacional de Construção de Poços de Petróleo e Gás
  • W Aldeia
  • De
  • L R L Araujo
  • D A Nascimento
  • A L Martins
  • B B Castro
ALDEIA, W., DE ARAUJO, L. R. L., NASCIMENTO, D. A., MARTINS, A. L., CASTRO, B.B. (2019) "A influência do processo de hidratação de salmouras na deposição de CaCO 3 na avaliação TBT" Anais do XII do ENAHPE 2019 -Encontro Nacional de Construção de Poços de Petróleo e Gás, Serra Negra, SP.
Contribuição ao estudo dos mecanismos envolvidos na aglomeração esférica de sólidos em suspensão
  • W Aldeia
ALDEIA, W, 2004. "Contribuição ao estudo dos mecanismos envolvidos na aglomeração esférica de sólidos em suspensão" Tese (Doutorado), São Carlos: UFSCar, 190p.
Calcium Carbonate polymorphs
  • A Anderko
ANDERKO, A., 2016 "Calcium Carbonate polymorphs" Disponível em https://wiki.olisystems.com/wiki/Calcium_Carbonate_ polymorphs. Acessado em 02 de julho de 19.