Uso de água produzida na formulação de fluidos de perfuração

Os fluidos de perfuração têm importância fundamental nas atividades petrolíferas, uma vez que, são responsáveis por permitir a retirada dos cascalhos provenientes da perfuração, a manutenção da pressão e a estabilidade do poço, evitando desmoronamentos e influxo de fluido na formação rochosa, além d...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2015
Main Author: Ribeiro, Laís Sibaldo
Orientador/a: Dantas, Tereza Neuma de Castro
Format: Dissertação
Language:por
Published: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Programa: PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA
Assuntos em Português:
Áreas de Conhecimento:
Online Access:https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/19778
Citação:RIBEIRO, Laís Sibaldo. Uso de água produzida na formulação de fluidos de perfuração. 2015. 99f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2015.
Resumo Português:Os fluidos de perfuração têm importância fundamental nas atividades petrolíferas, uma vez que, são responsáveis por permitir a retirada dos cascalhos provenientes da perfuração, a manutenção da pressão e a estabilidade do poço, evitando desmoronamentos e influxo de fluido na formação rochosa, além da lubrificação e resfriamento da broca. Existem basicamente três tipos de fluidos de perfuração, são eles: de base aquosa, de base não aquosa e aerado. O fluido de perfuração de base aquosa é amplamente usado por ser menos agressivo ao meio ambiente e apresentar excelente estabilidade e inibição (em fluidos aquosos inibidos), entre outras qualidades. A água produzida é gerada simultaneamente com o petróleo durante a produção e possui grandes concentrações de metais e contaminantes, sendo necessário tratá-la para descartá-la. A água produzida dos campos de Urucu-AM e do Riacho da Forquilha-RN possuem elevadas concentrações de contaminantes, metais e sais, como de cálcio e magnésio, dificultando o seu tratamento e descarte. Com isso, o objetivo desse trabalho foi analisar o uso da água produzida sintética com características semelhantes às águas produzidas de UrucuAM e de Riacho da Forquilha-RN na formulação de um fluido de perfuração aquoso, observando nas águas sintéticas de Urucu-AM e de Riacho da forquilha-RN a influência da variação da concentração de cálcio e de magnésio nos testes de reologia e filtrado. Realizouse um planejamento experimental fatorial simples 32 para modelagem estatística dos dados. Os resultados mostraram que a variação das concentrações de cálcio e magnésio não influencia na reologia do fluido, onde a viscosidade plástica, viscosidade aparente e os géis inicial e final não oscilaram significativamente. Para o filtrado, a concentração de cálcio influenciou de forma linear na concentração de cloreto, onde quanto maior a concentração de cálcio, maior a concentração de cloreto no filtrado. Para o volume de filtrado foi observado nos fluidos formulados com água sintética de Urucu-AM que a concentração de cálcio influencia de forma quadrática, isso significa que elevadas concentrações de cálcio interferem no poder de retenção dos inibidores de filtrado utilizados na formulação do fluido, já nos fluidos formulados a partir de água produzida sintética de Riacho da Forquilha-RN, a concentração de cálcio influencia de forma linear. A concentração de magnésio influenciou apenas na concentração de cloreto de forma quadrática nos fluidos formulados a partir da água sintética de Urucu-AM. O fluido com concentração máxima de magnésio (9,411g/L), e concentração mínima de cálcio (0,733g/L) apresentou bons resultados. Portanto, uma água produzida com concentração máxima de magnésio de 9,411g/L e máxima de cálcio de 0,733g/L pode ser utilizada para formulação de fluidos de perfuração de base aquosa, conferindo propriedades adequadas a esse tipo de fluido.
Drilling fluids have fundamental importance in the petroleum activities, since they are responsible for remove the cuttings, maintain pressure and well stability, preventing collapse and inflow of fluid into the rock formation and maintain lubrication and cooling the drill. There are basically three types of drilling fluids: water-based, non-aqueous and aerated based. The water-based drilling fluid is widely used because it is less aggressive to the environment and provide excellent stability and inhibition (when the water based drilling fluid is a inhibition fluid), among other qualities. Produced water is generated simultaneously with oil during production and has high concentrations of metals and contaminants, so it’s necessary to treat for disposal this water. The produced water from the fields of Urucu-AM and Riacho da forquilha-RN have high concentrations of contaminants, metals and salts such as calcium and magnesium, complicating their treatment and disposal. Thus, the objective was to analyze the use of synthetic produced water with similar characteristics of produced water from Urucu-AM and Riacho da Forquilha-RN for formulate a water-based drilling mud, noting the influence of varying the concentration of calcium and magnesium into filtered and rheology tests. We conducted a simple 32 factorial experimental design for statistical modeling of data. The results showed that the varying concentrations of calcium and magnesium did not influence the rheology of the fluid, where in the plastic viscosity, apparent viscosity and the initial and final gels does not varied significantly. For the filtrate tests, calcium concentration in a linear fashion influenced chloride concentration, where when we have a higher concentration of calcium we have a higher the concentration of chloride in the filtrate. For the Urucu’s produced water based fluids, volume of filtrate was observed that the calcium concentration influences quadratically, this means that high calcium concentrations interfere with the power of the inhibitors used in the formulation of the filtered fluid. For Riacho’s produced water based fluid, Calcium’s influences is linear for volume of filtrate. The magnesium concentration was significant only for chloride concentration in a quadratic way just for Urucu’s produced water based fluids. The mud with maximum concentration of magnesium (9,411g/L), but minimal concentration of calcium (0,733g/L) showed good results. Therefore, a maximum water produced by magnesium concentration of 9,411g/L and the maximum calcium concentration of 0,733g/L can be used for formulating water-based drilling fluids, providing appropriate properties for this kind of fluid.