José Augusto da Costa Júnior Bolsista ANP PRH-14

Comportamento reológico de dispersões aquosas de bentonita e de polímeros utilizadas como fluidos de

perfuração

José Augusto da Costa Júnior Bolsista ANP PRH-14

Engª Química Klismeryane Costa Mestrado

Prof. Dr. Eduardo Lins de Barros Neto Orientador

Introdução

• Fluidos de Perfuração

• Reologia– Curva de Viscosidade– Curva de fluxo– Tixotropia

• Fluidos base água (Aditivos)– Polímero Catiônico;– Óxido de Magnésio;– Cloreto de Sódio;– Calcita;– Polímero/Bentonita;– Biosidas.

Metodologia Experimental

• Adição de todos os componentes à água destilada, com o auxílio do misturador Hamilton Beach;

• Após a estabilização da temperatura, realizamos o ensaio reológico com amostra em questão em um sistema de cilindros coaxiais, no Reômetro Mars, adicionando, em média, 11,7 mL no cilindro fixo (externo), tanto para o ensaio de curva de fluxo, como para a determinação da tixotropia;

• Após a etapa de determinação dos parâmetros reológicos, é feita a determinação da densidade da amostra no tensiômetro Krus, com um volume de, aproximadamente, 100 mL.

Ensaios Realizados

• Influência do tempo de hidratação;• Comportamento de dispersões de polímeros e

bentonita;– CMC, em diversas concentrações– Goma xantana, seguindo a mesma tendência– Bentonita, seguindo concentrações de 2 a 5% em

massa.• Combinações de polímeros/bentonita;• Influência da Temperatira de operação do

reômetro.

Resultados e Discussão

0 210 420 630 840 1050Á [1/s]

0

2

4

6

8

10

12

14

‚ [P

a]

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

160

170

180

190

200

ƒ [c

P]

HAAKE RheoWin 3.50.0012

Influência do tempo de hidratação para dispersões aquosas de bentonita [14,0g]

Água + BTN[4%] hidrat visc 0,0h - 21.07.08‚ = f (Á)

ƒ = f (Á)Água + BTN[4%] hidrat visc 24,0h - 22.07.08

‚ = f (Á)ƒ = f (Á)

Água + BTN[4%] hidrat visc 48,0h - 23.07.08‚ = f (Á)

ƒ = f (Á)Água + BTN[4%] hidrat visc 72,0h - 24.07.08

‚ = f (Á)ƒ = f (Á)

Água + BTN[4%] hidrat visc 96,0h II - 24.07.08‚ = f (Á)

ƒ = f (Á)


200 400 600 800 1000Á [1/s]

0

5

10

15

20

25

30

35

‚ [P

a]

20

40

60

80

100

120

140

160

ƒ [c

P]


Influência do tempo de hidrataçãosobre dispersões aquosas de CMC [3,0g]

Água + CMC[3,0g] hidrat visc 0,0h - 21.07.08‚ = f (Á)

ƒ = f (Á)Água + CMC[3,0g] hidrat visc 24,0h - 22.07.08

‚ = f (Á)ƒ = f (Á)

Água + CMC[3,0g] hidrat visc 48,0h - 23.07.08‚ = f (Á)

ƒ = f (Á)Água + CMC[3,0g] hidrat visc 72,0h - 24.07.08

‚ = f (Á)ƒ = f (Á)

Água + CMC[3,0g] hidrat visc 96,0h II - 25.07.08‚ = f (Á)

ƒ = f (Á)


200 400 600 800 1000Á [1/s]

5

10

15

20

25

30

35

‚ [P

a]

0

50

100

150

200

250

300

ƒ [c

P]


Influência do tempo de hidratação sobre dispersões aquosas de goma xantana [2,4g]

Água + GX[2,4] hidrat 0,0h visc - 21.07.08‚ = f (Á)

ƒ = f (Á)Água + GX[2,4] hidrat 24,0h visc - 22.07.08

‚ = f (Á)ƒ = f (Á)


ƒ = f (Á)Água + GX[2,4] hidrat 72,0h visc - 24.07.08

‚ = f (Á)ƒ = f (Á)


ƒ = f (Á)


200 400 600 800 1000Á [1/s]

0

5

10

15

20

25

30

35

‚ [P

a]


Curvas de fluxo em função da temperatura de operação do reômetro MARS CMC

FP CMC[3,0g] hidrat 15ºC - 14.07.2008‚ = f (Á)









Conclusão

Podemos concluir, de antemão, embora sem a etapa de tratamento de dados, que a consideração, sem a determinação das regiões as quais se aplicam determinados modelos de fluidos não-Newtonianos, como é o caso, pode nos induzir a determinação de comportamentos inadequados para fluidos de perfuração. Sendo assim, um estudo aprofundado e detalhado é necessário ser realizado, já que somente a viscosidade plástica e o limite de escoamento dos modelo reológicos são valores superficiais de um tratamento adequado para a fase de conclusão do estudo ralizado.

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