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Caracterização e avaliação da viabilidade técnica de carboximetilceluloses para uso como redutor de filtrado em fluidos de perfuração.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2018
Autor(a) principal: NÓBREGA, Karine Castro.
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande
Brasil
Centro de Ciências e Tecnologia - CCT
PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS
UFCG
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/23473
Resumo: Este trabalho se propôs em avaliar a influência das propriedades físico-químicas de carboximetilceluloses (CMC) nas propriedades de filtração de fluidos poliméricos para perfuração de poços de petróleo. Para tanto, o estudo foi realizado em três etapas distintas: na 1a etapa, as amostras de CMC foram caracterizadas por medidas de pureza, pH, viscosidade e grau de substituição, por meio da classificação do comportamento reológico quanto à uniformidade de substituição e, ensaios de Espectroscopia na Região do Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Difração de Raios X (DRX) e Análise Termogravimétrica (TGA); na 2a etapa, as amostras de CMC foram avaliadas nas normas PE-2POC-00727-0 e API Specification 13A e, na 3a e última etapa, seis amostras de CMC foram selecionadas para serem avaliadas como redutor de filtrado em fluidos poliméricos. De acordo com os resultados obtidos a partir da caracterização, as amostras de CMC apresentaram diferentes graus de polimerização como função do aumento dos valores de viscosidade de 30 a 142cP e graus de substituição (0,71-0,87), além de diferentes uniformidades de substituição (comportamento tixotrópico e pseudoplástico). Segundo os testes na norma PE-2POC-00727-0, das doze amostras estudadas, apenas a amostra denominada de CMC7 foi considerada reprovada, podendo as demais serem utilizadas no fluido aquoso com a função de controlar as perdas por filtração. No entanto, nenhuma amostra de CMC foi aprovada na norma API Specification 13A, o que impede que as amostras poliméricas estudadas sejam utilizadas como CMC de baixa viscosidade em fluidos de perfuração de petróleo e gás natural. As CMCs 3, 4, 5, 9, 10 e 11 foram capazes, não somente de conferir aos fluidos poliméricos a redução do volume de filtrado, como também foi possível a obtenção de filtrados inferiores quando comparados com o filtrado obtido a partir do teste de filtração do fluido formulado com a CMC comercial. Dessa forma, diante dos resultados obtidos conclui-se que as CMCs estudadas apresentam potencial para serem utilizadas como redutor de filtrado em fluidos de perfuração e o desempenho dessa função poderá ser otimizado a partir da seleção de amostras especialmente com uma menor viscosidade, maior grau de substituição e mais uniformemente substituída, considerando o uso em um meio aquoso com baixa força iônica.
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Para tanto, o estudo foi realizado em três etapas distintas: na 1a etapa, as amostras de CMC foram caracterizadas por medidas de pureza, pH, viscosidade e grau de substituição, por meio da classificação do comportamento reológico quanto à uniformidade de substituição e, ensaios de Espectroscopia na Região do Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Difração de Raios X (DRX) e Análise Termogravimétrica (TGA); na 2a etapa, as amostras de CMC foram avaliadas nas normas PE-2POC-00727-0 e API Specification 13A e, na 3a e última etapa, seis amostras de CMC foram selecionadas para serem avaliadas como redutor de filtrado em fluidos poliméricos. De acordo com os resultados obtidos a partir da caracterização, as amostras de CMC apresentaram diferentes graus de polimerização como função do aumento dos valores de viscosidade de 30 a 142cP e graus de substituição (0,71-0,87), além de diferentes uniformidades de substituição (comportamento tixotrópico e pseudoplástico). Segundo os testes na norma PE-2POC-00727-0, das doze amostras estudadas, apenas a amostra denominada de CMC7 foi considerada reprovada, podendo as demais serem utilizadas no fluido aquoso com a função de controlar as perdas por filtração. No entanto, nenhuma amostra de CMC foi aprovada na norma API Specification 13A, o que impede que as amostras poliméricas estudadas sejam utilizadas como CMC de baixa viscosidade em fluidos de perfuração de petróleo e gás natural. As CMCs 3, 4, 5, 9, 10 e 11 foram capazes, não somente de conferir aos fluidos poliméricos a redução do volume de filtrado, como também foi possível a obtenção de filtrados inferiores quando comparados com o filtrado obtido a partir do teste de filtração do fluido formulado com a CMC comercial. Dessa forma, diante dos resultados obtidos conclui-se que as CMCs estudadas apresentam potencial para serem utilizadas como redutor de filtrado em fluidos de perfuração e o desempenho dessa função poderá ser otimizado a partir da seleção de amostras especialmente com uma menor viscosidade, maior grau de substituição e mais uniformemente substituída, considerando o uso em um meio aquoso com baixa força iônica.The purpose of this work is to evaluate the influence of the physical and chemical properties of carboxymethylcelluloses (CMC) on filtration properties of polymeric drilling fluids. The study was accomplished in three stages. In the first stage, the CMC samples were characterized by measurements of purity, pH, viscosity and degree of substitution, using the classification of the rheological behavior regarding to the uniformity of substitution and spectroscopy tests by the Fourier Transform Infrared Region (FTIR), X-ray Diffraction (XRD) and Thermogravimetric Analysis (TGA). On the second stage, the CMC samples were evaluated according to the standards PE- 2POC-00727-0 and API Specification 13A. Finally, in the third and last step, six CMC samples were selected to be evaluated as a fluid loss additive in polymeric fluids. According to the results obtained from the characterization, the CMC samples presented different degrees of polymerization as a function of the increase of the viscosity values from 30 to 142cP and degrees of substitution (0.71-0.87), besides different uniformities (thixotropic and pseudoplastic behavior). According to the tests in the standard PE-2POC-00727-0, from the twelve samples studied, only CMC7 sample was considered to be faulty. In this way, all the other samples could be used in the aqueous fluid in order to control filtration losses considering this standard. However, no CMC sample was approved in API Specification 13A, which prevents the polymer samples studied from being used as low viscosity CMC in drilling fluids. The samples 3, 4, 5, 9, 10 and 11 were not only able to give the polymeric fluids the reduction of the filtrate volume, but it was also possible to obtain lower filtrate volumes than that obtained from the filtration of the formulated fluid with commercial CMC. Thus, in view of the results obtained it is concluded that the CMCs studied have potential to be used as fluid loss additive in drilling fluids and the performance of this function can be optimized by selecting samples with a lower viscosity, a higher degree of substitution and more uniformly substituted, considering the use in an aqueous medium with low ionic strength.CNPqUniversidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Ciências e Tecnologia - CCTPÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAISUFCGAMORIM, Luciana Viana.http://lattes.cnpq.br/7209301206982076LIRA, Hélio de Lucena.http://lattes.cnpq.br/5548799845411781MORAIS, Crislene Rodrigues da Silva.http://lattes.cnpq.br/1255608881036504ARAÚJO, Edcleide Maria.http://lattes.cnpq.br/1097999681102529CUNHA, Carlos Thiago Candido.http://lattes.cnpq.br/0288408380576553NASCIMENTO, Renalle Cristina Alves de Medeiros.http://lattes.cnpq.br/6167163214175615NÓBREGA, Karine Castro.2018-11-262022-02-10T19:13:02Z2022-02-102022-02-10T19:13:02Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/23473NÓBREGA, Karine Castro. Caracterização e avaliação da viabilidade técnica de carboximetilceluloses para uso como redutor de filtrado em fluidos de perfuração. 2018. 125 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Materiais) - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2018. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/23473porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UCBinstname:Universidade Católica de Brasília (UCB)instacron:UCB2022-11-21T17:10:17Zoai:localhost:riufcg/23473Repositório InstitucionalPRIhttps://repositorio.ucb.br/oai/requestsara.ribeiro@ucb.bropendoar:2022-11-21T17:10:17Repositório Institucional da UCB - Universidade Católica de Brasília (UCB)false
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