A bancada experimental foi transladada até a sala de tomografia, onde foram conectados e saturados os transdutores de pressão absoluto e diferencial. Uma vez verificadas as condições de 500 psi e 70°C nas amostras e 1500 psi de overburden, procedeu-se à tomografia da amostra seca. A tomografia da amostra seca é realizada em condições diferentes às condições do teste uma vez que o estado do elemento é gasoso nas condições mencionadas. Uma vez adquiridas as imagens da amostra seca, o processo de vácuo foi realizado novamente nas amostras para retirar o nitrogênio e preparar as amostras para a saturação com os outros fluidos que foram utilizados nos testes. O processo de vácuo é realizado seguindo o mesmo procedimento descrito na etapa 4 do item 4.1.1. Vale a pena ressaltar que desde a aquisição das imagens da amostra seca, o coreholder é fixado no dispositivo projetado para tal finalidade (prancha do setup experimental) evitando qualquer alteração e movimentação na bancada experimental com o fim de garantir a mesma posição da amostra entre uma tomografia e outra.
Após, as amostras foram saturadas com CO2 nas condições de reservatório, 8500 psi e
70°C. Simultaneamente, a pressão de overburden foi levada até 9500 psi. Uma vez saturadas, e nas condições do teste, a tomografia da amostra saturada com CO2 foi realizada. Depois de
realizada a tomografia, o CO2 que nas condições do teste está no estado supercrítico foi
retirado do composite core, porém, foi necessário diminuir a pressão no coreholder até 500 psi para garantir o CO2 no estado gasoso. Em seguida, realizou-se o processo de vácuo para
Depois de realizar vácuo, o composite core foi saturado com água deionizada e pressurizado até 8500 psi, consequentemente todo o sistema (linhas, by pass, separador) foi pressurizado nas condições do teste de 8500 psi e foi realizado o teste de estanqueidade, onde foi possível identificar e corrigir os vazamentos presentes no aparato experimental. Depois do teste de estanqueidade foi realizada a tomografia da amostra saturada com água deionizada. A Figura 4.7 apresenta o esquema para a saturação da amostra usando uma garrafa com o fluido a utilizar e uma bomba de deslocamento positivo.
Figura 4.7 Saturação das amostras e aquisição das imagens.
Após realizar a tomografia da amostra saturada com água deionizada, esta foi deslocada injetando água carbonatada a 1 cm3/min percorrendo a back pressure valve auxiliar. No início do procedimento, foi observada uma oscilação na queda de pressão provocada pelo possível entupimento da linha de entrada da back pressure valve auxiliar com a água carbonatada. O diâmetro dessa linha era de 1/16’’, menor que o diâmetro das linhas normalmente usadas nos experimentos do LMMR que são de 1/8’’, a instalação dessa linha foi necessária devido à ausência de linha de 1/8’’ no momento da montagem desse by-pass. Para mitigar a oscilação apresentada na queda de pressão foi necessário mudar o escoamento da água carbonatada pela back pressure valve principal através do by pass do separador como apresenta a linha vermelha da Figura 4.8 onde as linhas foram de 1/8’’ evitando o entupimento e a oscilação na queda de pressão. Deste modo, continuou-se injetando água carbonatada até saturar a amostra.
(a) Esquema de saturação das amostras. (b) Aquisição das imagens.
N2/CO2/DW
Figura 4.8 Setup para a saturação das amostras.
Uma vez saturadas as amostras com água carbonatada, realizou-se o ensaio para a determinação da permeabilidade absoluta variando a vazão de injeção. O procedimento consistiu na variação crescente da vazão de injeção de 1, 2 e 3 cm3/min monitorando a queda de pressão no transdutor de pressão diferencial. A cada nova vazão injetou-se 1 volume poroso. Depois de atingir a vazão de 3 cm3/min, foi diminuída para 2 e 1 cm3/min monitorando novamente os valores de queda de pressão que foram comparados com os obtidos durante o ensaio com a vazão crescente para confirmar que o escoamento no meio poroso se encontrava em estado estável e assim obter o valor de queda de pressão para determinar a permeabilidade absoluta. A Figura 4.9 apresenta os diferenciais de pressão obtidos durante o ensaio. Após obter o valor da queda de pressão, foi realizada a tomografia da amostra saturada com água carbonatada.
Figura 4.9 Gráfico do diferencial de pressão x volume poroso de água carbonatada injetada para cálculo da permeabilidade absoluta.
Tanto a tomografia seca como as tomografias de amostra saturada e as tomografias obtidas durante o teste de drenagem e embebição foram realizadas com o tubo fonte de Raios- X usado em um nível de energia de 130 keV e com intensidade de corrente de 50 mA.s. Em cada tomografia foram escaneadas seções do composite core espaçadas a cada 2 milímetros. O programa Osiris e uma rotina de MATLAB (Vidal Vargas, 2015) foram usados novamente para o processamento das imagens. A Figura 4.10 apresenta uma seção de amostra saturada com água carbonatada.
0 1 2 3 4 5 6 7 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 Δ P, ps i
Água Carbonatada Injetada, VP
Oscilação ΔP, BPV auxiliar Abre Fluxo pela BPV do Separador q= 1 cm3/min ΔP=1,51 psi q= 2 cm3/min ΔP= 3,19 psi q= 3 cm3/min ΔP= 4,92 psi q= 2 cm3/min ΔP= 3,21 psi q= 1 cm3/min ΔP=1,53 psi Êmbolo garrafa CO2 estagnado q= 1 cm3/min Troca Garrafa de CO2 Inicio 1 cm3/min
(a) Osiris (b) MATLAB Figura 4.10 Imagem tomográfica da amostra saturada com água carbonatada.
Antes de iniciar o teste de drenagem foi necessário adequar o separador bifásico para medir a água carbonatada que é produzida durante o teste. Para isso, a água deionizada que já estava no separador à 8500 psi foi dopada com um corante não reativo (azul de metileno) e foi criada uma interface líquido/gás injetando nitrogênio nas mesmas condições de pressão. Na Figura 4.11a é apresentada a interface.
(a) Interface líquido/gás (b) Câmera instalada
Figura 4.11 Sistema de captura fotográfica do separador.
Também, com o objetivo de monitorar a produção de fluidos no separador bifásico foi instalada uma câmera fotográfica programada junto com o software labVIEW para registrar imagens da escala do separador indicando a quantidade de fluido produzida. A Figura 4.11b mostra o esquema de captura fotográfica instalado.