Cinética da liberação de O2 de oxidantes sólidos, contendo peróxido de magnésio, em condições abióticas e bióticas, para aplicação no controle do souring em reservatórios de petróleo em offshore

Abstract

Peróxido de magnésio (MgO2) é um composto utilizado na remediação de águas subterrâneas, sendo uma alternativa viável para prevenir a produção de ácido sulfídrico (H2S), pois pode inibir a ação de Bactérias Redutoras de Sulfato (BRS), uma vez que em contato com a água, O2 é liberado lentamente tornando o ambiente aeróbio. O objetivo do presente estudo foi investigar a velocidade de liberação de O2 do MgO2 em condições abióticas e verificar a viabilidade como potencial inibidor das BRS, em condições bióticas. Os ensaios foram realizados em duas etapas. Na 1ª etapa realizaram-se experimentos, em condições abióticas, em frascos do tipo erlenmeyers adaptados com três aberturas para: a sonda do oxímetro, o eletrodo do pHmetro e o amostrador. Os oxidantes sólidos utilizados contendo MgO2 foram: Oxygen Release Compound (ORC®), 2 compostos sintetizados pela Universidade Federal do Paraná (UFPR-1 e UFPR-2) e o reagente Sigma-Aldrich. Inicialmente fluiu-se gás argônio no meio líquido e no headspace para a exaustão do O2. Em seguida, adicionaram-se os produtos numa concentração de 0,4, 4 e 10 g.L-1, divididos em fases de A a F (em duplicata). Leituras de pH e oxigênio dissolvido foram realizadas nos reatores. Quando atingida a concentração máxima de O2, sulfito de sódio foi adicionado para a eliminação do O2. As maiores velocidades de liberação de O2 dos oxidantes sólidos foram obtidas quando ORC® foi utilizado, determinadas pela quantidade de MgO2 contido nos produtos investigados, bem como pela concentração de produto adicionado na água do mar. Concomitante a isso, o aumento da concentração dos íons H+, promovido pela a correção do pH com HCl, foi um fator decisivo para obtenção de maiores velocidades de liberação de O2. Na 2ª etapa, em condições bióticas, foram empregados reatores erlenmeyers de 250 mL, utilizando o lactato como fonte de carbono para as BRS na ausência de luz. Um dos reatores foi conduzido sem a adição do ORC®, denominado controle, e o outro com a suplementação de MgO2. Em cada biorreator foi adicionado água do mar e um consórcio microbiano enriquecido de BRS e aplicaram-se sucessivas quantidades de ORC®. As concentrações de sulfato e sulfeto presentes no efluente foram determinadas, assim como pH e OD. Com o emprego do ORC® pode-se verificar que 10 g.L-1 foi capaz de inibir a formação de sulfeto durante 10 dias. Sendo assim, a alternativa de aplicação do MgO2 para evitar o souring em offshore não inativa e não impede o crescimento das BRS, apenas inibe-as de maneira eficaz, enquanto as condições de aerobiose forem mantidas. <br>

Abstract : Magnesium peroxide (MgO2) is a compound used in the remediation of groundwater and is a viable method for preventing the production of hydrogen sulphide (H2S), as it can inhibit the action of sulphate-reducing bacteria (SRB), since in contact with water, O2 is released slowly turning the aerobic environment. The aim of this study was to investigate the speed of release of O2 MgO2 in abiotic conditions and verify the feasibility as a potential inhibitor of BRS in biotic conditions. Assays were performed in two stages. In the 1st stage experiments were performed in abiotic conditions in erlenmeyeres flasks adapted with three openings: the oximeter probe, the electrode of the pHmeter and sampler. The solids oxidants containing MgO2 used were: Oxygen Release Compound (ORC®), 2 compounds synthesized by the Federal University of Paraná (UFPR-1 and UFPR-2) and Sigma-Aldrich reagent. Initially argon gas flowed up through the liquid and headspace to exhaust O2. Therefore, the products were added in a concentration of 0.4, 4 and 10 g.L-1, split into phases A to F (in duplicate). Readings of pH and dissolved oxygen were carried out in the reactors. When reaching the maximum concentration of O2, sodium sulfite was added to eliminate O2. The highest speed of release of oxidants O2 solids were obtained when ORC® was used, determined by the amount of MgO2 contained in the investigated products, as well as by the concentration of product added to the seawater. Concomitant to this, increasing the concentration of H+ ions, sponsored by the correction of the pH with HCl, was a decisive factor in achieving higher speeds release of O2. In Step 2, under biotic, were employed reactors of 250 mL erlenmeyeres flasks, using lactate as the carbon source for the BRS in the absence of light. One of the reactors was conducted without the addition of ORC®, called control, and the other with supplementation MgO2. In each bioreactor was added seawater and a microbial consortium enriched BRS and applied successive amounts of ORC®. The concentrations of sulfate and sulfite in the effluent were determined as well as pH and DO. With the use of the ORC® can be seen that 10 g.L-1 was capable of inhibiting the formation of sulfide for 10 days. Therefore, the alternative use of MgO2 to avoid souring offshore not inative and does not prevent the growth of BRS only inhibits them effectively, while aerobic conditions are maintained.