Um dos maiores desafios para a indústria petrolífera é o aumento da taxa de recuperação de petróleo dos reservatórios, o que é dificultado principalmente pelos diversos parâmetros que envolvem as interações entre óleo, rochas e a água do mar. Devido ao grande potencial do pré-sal brasileiro, a recuperação de petróleo de reservatórios carbonáticos é uma relevante problemática científica e tecnológica. Assim, este estudo visou investigar as interações moleculares entre rochas carbonáticas, óleo e água do mar, utilizando um modelo simplificado do sistema composto por calcita/ácido esteárico/solução salina. Sabendo-se que a fração ácida do petróleo interage fortemente com carbonatos, fez-se uso de monocamadas de ácido esteárico automontadas a partir de solução em decano e pretende-se avaliar a sua remoção com enxagues de soluções de água do mar adicionadas dos íons metálicos Pb²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Fe³⁺, Ni²⁺, Co²⁺ e Mn²⁺ . Foi realizada uma otimização do procedimento para automontagem de monocamadas de ácido esteárico sobre calcita, de forma a garantir a reprodutibilidade do processo. Tanto a caracterização da superfície de calcita quanto a conformação das moléculas que compõem a monocamada e sua possível remoção pelo enxágue, foram investigadas por meio de espectroscopia SFG, ângulo de contato e Microscopia de Força Atômica. Após os experimentos e análises, verificou-se que há uma faixa de concentração ideal de ácido esteárico em decano (de aproximadamente 50 µM) para a formação de monocamadas em superfícies polidas de calcita e concentrações abaixo desta faixa resultam em monocamadas incompletas e menos ordenadas. Concentrações maiores, por sua vez, geram aglomerados de ácido esteárico ao longo da superfície, inclusive resultando em moléculas dispostas em multicamadas e eventualmente até cristalitos. Por fim, a partir da espectroscopia SFG, conclui-se que todos os íons de interesse deste estudo (com exceção do Mn²⁺), são de fato capazes de remover ácidos graxos de superfícies carbonáticas, em concentrações a nível milimolar (cerca de 0,5, 4,2 e 0,8 mM para Fe³⁺, Ni²⁺ e Zn²⁺, respectivamente). Portanto, a adição de tais íons metálicos à água de injeção pode vir a ser um método simples e eficiente para recuperação avançada de petróleo.

One of the biggest challenges for the oil industry is the increase in the rate of oil recovery from the reservoirs, which is mainly hampered by the various parameters that involve the interactions between oil, rocks and seawater. Due to the great potential of the Brazilian pre-salt, the recovery of oil from carbonate reservoirs is a relevant scientific and technological problem. Thus, this study aims to investigate the molecular interactions between carbonate rocks, oil and seawater, using a simplified model of the system composed of calcite/stearic acid/saline solution. Knowing that the acidic fraction of petroleum interacts strongly with carbonates, self-assembled monolayers of stearic acid from a solution in decane are used as a model system, and it is intended to evaluate its removal by rinsing with seawater solutions with added metallic ions Pb²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Fe³⁺, Ni²⁺, Co²⁺ and Mn²⁺. An optimization of the procedure for selfassembly of monolayers of stearic acid on calcite was carried out, in order to guarantee the reproducibility of the process. Both the characterization of the calcite surface and the conformation of the molecules in the monolayer and its possible removal by rinsing are investigated by means of SFG spectroscopy, contact angle and Atomic Force Microscopy. From the experiments and analysis, it is found that there is an ideal concentration range (approximately 50 μM) of stearic acid in decane for the formation of monolayers on polished calcite surfaces. Concentrations below this range result in incomplete and less ordered monolayers, while above it, in turn, will generate agglomerates of stearic acid along the surface, which may be molecular multilayers or even crystallites. Finally, from SFG spectroscopy, it is concluded that all the ions of interest in this study (except Mn²⁺) are in fact capable of removing fatty acids from carbonate surfaces, at concentrations in the millimolar level (about 0.5, 4.2 and 0.8 mM for Fe³⁺, Ni²⁺ and Zn²⁺, respectively). Therefore, the addition of such metallic ions to the injection seawater may become a simple and efficient method for Enhanced Oil Recovery.