Avaliação do comportamento de argila ativada na presença de água destilada, soluções salinas e inibidores de hidratação catiônicos

The clay swelling is today one of the major problems during the well drilling. Nearly 50% of clays that constitute shale expand easily in the presence of water molecules. During the drilling of a geological formation containing swelling clays, when is feasible the use of water base fluids, it is nec...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2009
Main Author: Vidal, Emanuella Layne Ferreira
Orientador/a: Balaban, Rosângela de Carvalho
Format: Dissertação
Language:por
Published: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Programa: Programa de Pós-Graduação em Química
Department: Físico-Química; Química
Assuntos em Portugês:
Assuntos em Inglês:
Áreas de Conhecimento:
Online Access:http://repositorio.ufrn.br:8080/jspui/handle/123456789/17603
Citação:VIDAL, Emanuella Layne Ferreira. Avaliação do comportamento de argila ativada na presença de água destilada, soluções salinas e inibidores de hidratação catiônicos. 2009. 97 f. Dissertação (Mestrado em Físico-Química; Química) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2009.
Resumo Português:O inchamento das argilas, quando em contato com o fluido de perfuração, tem sido um dos maiores vilões na perfuração de poços de petróleo. Aproximadamente 50 % das argilas que constituem um folhelho se expandem facilmente na presença de moléculas de água. Na perfuração de camadas geológicas contendo folhelhos hidratáveis, quando é viável a utilização de fluidos à base de água, há a necessidade de utilização de inibidores de inchamento de argilas. Estes inibidores evitam que os sólidos perfurados incorporem-se ao fluido, e impedem o inchamento e o desmoronamento das paredes dos poços. Esta dissertação teve como objetivo realizar um estudo sobre o comportamento sinergético de inibidores de hidratação de argila quando associados aos sais de NaCl e KCl. Foram analisadas três amostras de inibidores de inchamento de argila comerciais, INIB A, INIB B e INIB C. Cada inibidor foi caracterizado quanto ao teor de cloreto e de matéria ativa. Para avaliação da interação água-argila na presença dos diversos fluidos, amostras de argila ativada foram submetidas a testes de capilaridade no CST (Capilary Succion Timer) e de inchamento no LSM (Linear Swell Meter). Para melhor interpretação dos resultados, foi empregada análise estatística experimental (DOE), por metodologia de resposta de superfície (RSM), através do programa MODDE 7.0TM da Umetrics, em que se levou em consideração o tipo, a concentração dos inibidores de inchamento e o tempo de contato com a argila. A análise dos resultados comprovou as diferenças de eficiência entre os inibidores empregados e que misturas dos inibidores com sais são mais eficientes que os produtos individualmente. Entretanto, para operações de campo, outros parâmetros devem ser levados em consideração, tais como custo, exigências dos órgãos ambientais e tempo de atuação do produto
Resumo inglês:The clay swelling is today one of the major problems during the well drilling. Nearly 50% of clays that constitute shale expand easily in the presence of water molecules. During the drilling of a geological formation containing swelling clays, when is feasible the use of water base fluids, it is necessary to apply clay inhibitors. This avoids the incorporation of the cutting to the drilling fluid which is responsible for the wall swelling and crumbling. The aim of this work was to evaluate the synergistic behavior that occurs when swelling clay inhibitors are associated to NaCl and KCl salts. Three swelling clay inhibitors samples, INIB A, INIB B and INIB C, were analyzed. Each inhibitor was characterized by the amount of chlorides and active matter content. For the water-clay interaction evaluation in the presence of various fluids, it was used the Capillary Suction Timer (CST, Fann) and Linear Swell Meter (LSM 2000, Fann). For better interpretation of results, a Design of Experiments (DOE, Umetrics MODDE 7.0 TM) through Result Surface Methodology (RSM) was employed, taking into account the type, the swelling inhibitors concentration and the contact time with the clay. The results showed different efficiencies among the inhibitors employed, and the salt-inhibitors mixtures were more efficient than those products alone. However, for field operation, other parameters should be taking into account, as operational cost, environmental requests and time of application for each product