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Resumo: Estima-se que 80 a 90% da água fornecida às refinarias de petróleo e plantas petroquímicas seja descartada como água residual. A biodegradação é um importante processo de biorremediação da água produzida. Neste trabalho, a microalga Chlorella vulgaris foi cultivada em meio contendo diferentes concentrações de água produzida, avaliando a sua potencialidade para aplicação em biocombustíveis através do perfil de ácidos graxos das biomassas. Foram realizadas 3 condições de cultivo (30%AP, 40%AP e 50%AP), sendo realizado a extração de lipídios, quantificação e identificação de ácidos graxos e cálculo teórico de biodiesel. O cultivo de C. vulgaris em meio contendo 40% de água produzida e 60% de meio BG-11 possibilitou o maior acúmulo de lipídios e ácidos graxos.