Estudo reológico de um fluido de perfuração à base n-parafina, utilizando argila modificada com tensoativo

A perfuração de poços de petróleo, uma das etapas da exploração de óleo e gás, é feita ininterruptamente e hoje é capaz de ser realizada em regiões de grande complexidade como nas chamadas águas profundas. Para isto, é de extrema importância a utilização do fluido de perfuração. Dentre os fluidos de...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2015
Main Author: Cunha Filho, Fernando José Vieira da
Orientador/a: Barros Neto, Eduardo Lins de
Format: Dissertação
Language:por
Published: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA
Assuntos em Português:
Áreas de Conhecimento:
Online Access:https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/20414
Citação:CUNHA FILHO, Fernando José Vieira da. Estudo reológico de um fluido de perfuração à base n-parafina, utilizando argila modificada com tensoativo. 2015. 76f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2015.
Resumo Português:A perfuração de poços de petróleo, uma das etapas da exploração de óleo e gás, é feita ininterruptamente e hoje é capaz de ser realizada em regiões de grande complexidade como nas chamadas águas profundas. Para isto, é de extrema importância a utilização do fluido de perfuração. Dentre os fluidos de perfuração existentes, os fluidos de perfuração à base de óleo são utilizados em situações nas quais se requer maior resistência a temperaturas elevadas, baixa taxa de corrosão, baixa solubilidade das formações de sal, tais como as encontradas nas perfurações da camada pré-sal. Este trabalho teve como objetivo estudar reologicamente, atraé do STATISTICA 10, um fluido de perfuração, produzido, a partir de um sistema microemulsionado, utilizando uma argila (bentonita) organofilizada. O fluido estudado foi constituído de n-parafina como fase óleo, água salina (35g/L de NaCl), tensoativo nonilfenoletoxilado com quatro graus de etoxilação e a baritina, como adensante, para dar peso ao fluido e chegar ao peso de 8,5 lb/gal, usualmente utilizado em perfurações e padrão neste trabalho. O procedimento experimental foi dividido em seis etapas: processo de organofilização da bentonita, na qual foi realizada a modificação superficial da argila através do tensoativo catiônico brometo de hexadeciltrimetilamônio (CTAB) em três diferentes concentrações: 30% acima da concentração micelar crítica (c.m.c); 30% abaixo da concentração micelar crítica (c.m.c); na concentração micelar crítica (c.m.c); análise da tensão superficial e da molhabilidade, para assegurar que a modificação superficial foi realizada com sucesso; construção dos diagramas de fase ternários para obtenção dos sistemas microemulsionados; preparo do fluido de perfuração; planejamento fatorial, para estudo estatístico através do software STATISTICA 10.0; e análise reológica, que foi realizada no equipamento reômetro Thermo Cientific - HAAKE MARS (Modular Advanced Rheometer System) em três diferentes temperaturas: 25°C, 45°C e 65°C. As variáveis de respostas obtidas após ensaio reológico foram: viscosidade plástica, viscosidade aparente, limite de escoamento e tixotropia.
For drilling of oil wells, one of the stages of oil and gas is of utmost importance to use the drilling fluid. Among the existing drilling fluids, the oil-based drilling fluids are used in situations which require higher strength at elevated temperatures, low corrosion rate, low solubility of the salt formations, such as those found in the perforations of the pre Layer-salt. This work aimed to study rheological, attracts STATISTICA 10 a drilling fluid, produced from a microemulsion system, using a clay (bentonite) organophilizated. The fluid was studied consisting of n-paraffin as oil phase, brine (35g / L NaCl), surfactant nonilfenoletoxilado with four degrees of ethoxylation and barytes as density modifier to give weight to the fluid and reach the weight 8.5 lb / gal, usually used in drilling and standard in this work. The experimental procedure was divided into six steps: organophilization process of bentonite, which was carried out the surface of the clay modified by the cationic surfactant hexadecyltrim ethylammonium bromide (CTAB) at three different concentrations: 30% above the critical micelle concentration (cmc); 30% below the critical micelle concentration (CMC); the critical micelle concentration (c.m.c); Analysis of surface tension and wettability, to assess the success of surface modification; Construction of ternary phase diagrams in order to obtain the microemulsion systems; preparation of drilling fluid; factorial design, to statistical study using STATISTICA software 10.0; and rheological analysis at three different temperatures: 25 °C, 45 °C and 65 °C. The variable responses obtained after rheological testing were: plastic viscosity, apparent viscosity, yield stress and thixotropy. It was noticed increased wettability by decreasing the contact angle, as larger amounts of quaternary ammonium cations were adsorbed onto the clay surface. In addition, statistical analyzes have provided model equations to represent the response variables as a function of control variables significant for medium and predictive studied intervals.