Como Escolher o Desemulsificante Certo: da Química à Performance em Campo

Na produção de petróleo, poucas etapas são tão críticas quanto a separação entre óleo e água. A emulsão que se forma durante a extração precisa ser quebrada de forma eficiente para que o óleo atinja as especificações de comercialização e os processos a jusante operem sem interrupções.

O desafio é que não existe uma fórmula mágica. Cada poço, cada campo, cada método de recuperação produz emulsões com características únicas e é exatamente aí que a escolha do desemulsificante certo faz toda a diferença.

O desafio da separação óleo-água em operações complexas

As emulsões na produção de petróleo se formam de maneiras diferentes conforme o tipo de campo e o método de extração utilizado. Fatores como a presença de partículas finas, sais, compostos orgânicos, asfaltenos e resinas influenciam diretamente a estabilidade da emulsão.

Campos offshore, por exemplo, lidam com alta pressão e influência da água do mar, enquanto campos onshore enfrentam variações de temperatura e salinidade que afetam o comportamento da emulsão.

Para o formulador, isso significa que entender a composição do óleo bruto é o primeiro passo. Parâmetros como grau API, composição SARA (saturados, aromáticos, resinas e asfaltenos), BS&W (sedimentos básicos e água) e salinidade são essenciais para direcionar a escolha do pacote químico.

Como esses parâmetros são medidos na prática?

O grau API é obtido a partir da densidade relativa do óleo – a razão entre a massa específica do petróleo e a massa específica da água, ambas medidas a 60°F. Esse valor indica se o óleo é leve, médio ou pesado, o que impacta diretamente na viscosidade da emulsão e na dificuldade de quebra.

Já o BS&W mede a quantidade de água e sedimentos presentes no petróleo. Após o processo de desemulsificação, o valor de referência de mercado é que o BS&W fique abaixo de 1% v/v, garantindo a qualidade do óleo produzido e evitando penalizações na comercialização.

Por que não existe “um” desemulsificante ideal?

Uma das maiores dificuldades enfrentadas por formuladores e engenheiros de produção é encontrar a formulação que funcione de forma consistente em cenários reais. A tentativa de usar um único produto para diferentes poços ou condições operacionais raramente funciona.

A seleção correta exige uma abordagem baseada em dados: análise detalhada da emulsão, testes comparativos e a combinação certa de bases desemulsificantes. É aqui que o conhecimento técnico e um portfólio amplo fazem a diferença.

O papel do RSN (Relative Solubility Number) na escolha da química

Os ativos utilizados em desemulsificantes são moléculas anfifílicas – ou seja, atuam na interface água/óleo deslocando os emulsificantes naturais do petróleo (asfaltenos, resinas, ácidos naftênicos e carboxílicos).

Como esses ativos têm solubilidades diferentes entre si, o setor utiliza um parâmetro chamado RSN (Relative Solubility Number) para padronizar esse balanço de hidrofobicidade em uma escala única:

• RSN baixo → maior afinidade com a fase óleo (mais hidrofóbico)
• RSN alto → maior afinidade com a fase aquosa (mais hidrofílico)

Esse número ajuda a explicar por que cada classe de produto atua de forma diferente na quebra da emulsão:

Entender o RSN de cada aditivo é o que permite montar formulações sob medida (ao invés de depender de um único produto genérico) e é um dos motivos pelos quais um amplo portfólio de bases químicas aumenta a chance de encontrar a combinação ideal mais rápido.

O desempenho de um sistema de separação não depende de um único produto, mas de uma estratégia química integrada. As formulações mais avançadas combinam três funcionalidades principais:

Dropper (Quebra Primária)

O desemulsificante primário, responsável pela quebra inicial da emulsão. Atua na interface óleo-água, rompendo o filme interfacial e promovendo a coalescência das gotas de água. Produtos como o ULTROIL® EB 1030 se destacam nessa função, especialmente em óleos pesados e emulsões estáveis.

Treater (Tratamento Secundário)

Após a quebra primária, o treater atua no refinamento da separação, ajuda a remover a água ainda dispersa na fase oleosa, melhorando a qualidade do óleo tratado. A linha KEMELIX® 3515X é referência nessa etapa, combinando eficiência de separação com estabilidade térmica.

Dryer (Polimento Final)

Responsável por remover traços residuais de água, garantindo que o óleo atinja o teor de água especificado para a refinaria. Por exemplo, os KEMELIX® D501, D503 e D510 são excelentes opções de químicos para polimento, otimizados para remover quantidades residuais muito pequenas de água (microemulsão ou água finamente dispersa).

A combinação inteligente dessas três funções em uma formulação personalizada reduz o consumo químico total, melhora a eficiência da separação e prolonga a vida útil dos equipamentos de processo.

Boosters – quando a formulação padrão não é suficiente

Em cenários mais críticos (óleos com alto teor de parafinas, asfaltenos ou sólidos) as três funções acima podem não ser suficientes isoladamente. Nesses casos, entram os boosters: aditivos intensificadores de performance que aumentam a eficiência da formulação desemulsificante principal.

Alguns exemplos incluem surfactantes de baixa massa molar, como alquil benzeno sulfônicos e álcoois etoxilados. Em situações extremas de acúmulo de asfalteno e parafina, também podem ser incorporados agentes dispersantes específicos para esses componentes.

Considerar a necessidade de um booster já na fase de bottle test evita retrabalho quando a formulação inicial (Dropper + Treater + Dryer) não atinge a performance esperada em óleos de composição mais desafiadora.

A importância do bottle test na seleção de desemulsificantes

O bottle test é o método mais confiável e amplamente utilizado para selecionar desemulsificantes, cujo procedimento envolve as seguintes etapas:

1. Coleta de amostras representativas de emulsão diretamente do campo
2. Transferência para tubos cônicos com diferentes desemulsificantes e dosagens
3. Medição da taxa de separação da água ao longo do tempo
4. Análise da qualidade da interface óleo-água e do teor de água residual

De acordo com o SPE OnePetro, a literatura técnica confirma que o bottle test continua sendo a ferramenta padrão para screening inicial, seguido de validação em campo. A metodologia permite comparar rapidamente diferentes formulações e concentrações antes de qualquer aplicação em escala real.

Com isso, se entende que o uso correto dos desemulsificantes vai além da eficiência operacional, impactando diretamente a durabilidade dos equipamentos, a redução de custos e a sustentabilidade da operação como um todo.

O papel do solvente na performance da formulação

Além dos ativos químicos, o solvente também influencia diretamente o desempenho do desemulsificante. Formulações costumam conter entre 30% e 40% m/m de ativos, sendo o restante composto por solventes como etanol, isopropanol, xileno ou solventes aromáticos pesados.

Propriedades físico-químicas do solvente – densidade, viscosidade e ponto de fulgor – afetam a forma como o produto se dispersa na emulsão e, consequentemente, a velocidade e a qualidade da separação.

Por isso, a escolha do solvente é parte integrante da formulação, não apenas um veículo neutro para os ativos.

Soluções em desemulsificantes Portfólio Indovinya: Plataforma Química + Know-How de Formulação

Na Indovinya, oferecemos uma plataforma química integrada combinada com expertise técnica para acelerar suas decisões. Com o portfólio de desemulsificantes para Oilfield Technology KEMELIX®, ULTROIL® EB e SURFONIC® OFD, é possível encontrar produtos que atuem como Dryer, Dropper e Treater, conforme a tabela abaixo aborda alguns exemplos de marcas de produtos x função x química:

Dispomos de um Kit de Amostras de Desemulsificantes desenvolvido para acelerar a fase de testes. Com ele, os formuladores podem testar múltiplas combinações em bottle tests reduzindo o tempo entre o laboratório e a aplicação em campo.

Como acelerar da escolha do desemulsificante com foco na performance em campo?

O caminho mais eficiente para selecionar o desemulsificante ideal segue três etapas:

1. Caracterização da emulsão: análise de API, SARA, BS&W, salinidade e temperatura do campo
2. Bottle test com portfólio amplo: teste combinado de droppers, treaters e dryers para identificar a sinergia ideal
3. Validação em campo: ajuste fino da dosagem e monitoramento da performance

Quanto mais amplo o portfólio disponível na fase de testes, maior a probabilidade de encontrar a combinação certa mais rapidamente. É por isso que a Indovinya investe continuamente em P&D e na expansão de suas linhas KEMELIX®, ULTROIL® EB e SURFONIC® OFD.

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