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
polímeros e bentonita;
dispersões
de
– 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
200
14
190
Influência do tempo de
12
180
170
hidratação para dispersões
160
aquosas de bentonita [14,0g]
150
10
140
130
120
8
100
90
6
Água + BTN[4%]
‚ = f (Á)
ƒ = f (Á)
Água + BTN[4%]
‚ = f (Á)
ƒ = f (Á)
Água + BTN[4%]
‚ = f (Á)
ƒ = f (Á)
Água + BTN[4%]
‚ = f (Á)
ƒ = f (Á)
Água + BTN[4%]
‚ = f (Á)
ƒ = f (Á)
4
2
hidrat visc 0,0h - 80
21.07.08
70
hidrat visc 24,0h - 22.07.08
60
hidrat visc 48,0h - 23.07.08
50
hidrat visc 72,0h - 24.07.08
40
hidrat visc 96,0h II - 24.07.08
30
20
10
0
ƒ [cP]
‚ [Pa]
110
0
210
420
630
Á [1/s]
HAAKE RheoWin 3.50.0012
840
0
1050
Resultados e Discussão
35
160
30
140
Influência do tempo de hidratação
sobre dispersões aquosas de CMC [3,0g]
25
120
‚ [Pa]
Água + CMC[3,0g]
‚ = f (Á)
ƒ = f (Á)
Água + CMC[3,0g]
‚ = f (Á)
ƒ = f (Á)
Água + CMC[3,0g]
‚ = f (Á)
ƒ = f (Á)
Água + CMC[3,0g]
‚ = f (Á)
ƒ = f (Á)
Água + CMC[3,0g]
‚ = f (Á)
ƒ = f (Á)
15
10
100
hidrat visc 0,0h
- 21.07.08
ƒ [cP]
20
hidrat visc 24,0h - 22.07.08
80
hidrat visc 48,0h - 23.07.08
hidrat visc 72,0h - 24.07.08
60
hidrat visc 96,0h II - 25.07.0
5
0
HAAKE RheoWin 3.50.0012
40
200
400
600
Á [1/s]
800
1000
20
Resultados e Discussão
35
300
Influência do tempo de hidratação
30
250
sobre dispersões aquosas de
goma xantana [2,4g]
200
Água + GX[2,4]
‚ = f (Á)
ƒ = f (Á)
Água + GX[2,4]
‚ = f (Á)
ƒ = f (Á)
Água + GX[2,4]
‚ = f (Á)
ƒ = f (Á)
Água + GX[2,4]
‚ = f (Á)
ƒ = f (Á)
Água + GX[2,4]
‚ = f (Á)
ƒ = f (Á)
20
15
10
5
200
400
600
Á [1/s]
800
hidrat 0,0h visc - 21.07.08
150
ƒ [cP]
‚ [Pa]
25
hidrat 24,0h visc - 22.07.0
hidrat 48,0h visc - 23.07.0
100
hidrat 72,0h visc - 24.07.0
hidrat 96,0h visc - 25.07.0
50
1000
0
Resultados e Discussão
35
30
25
hidrat 15ºC - 14.07.2008
hidrat 20ºC - 14.07.2008
hidrat 25ºC - 14.07.2008
Curvas de fluxo em função
hidrat 35ºC - 14.07.2008
temperatura
hidrat 45ºC - da
14.07.2008
hidrat 55ºC - 15.07.2008
do reômetro
hidrat 65ºC - 15.07.2008
de operação
MARS
CMC
hidrat 75ºC - 15.07.2008
hidrat 85ºC - 15.07.2008
‚ [Pa]
20
FP CMC[3,0g]
‚ = f (Á)
FP CMC[3,0g]
‚ = f (Á)
FP CMC[3,0g]
‚ = f (Á)
FP CMC[3,0g]
‚ = f (Á)
FP CMC[3,0g]
‚ = f (Á)
FP CMC[3,0g]
‚ = f (Á)
FP CMC[3,0g]
‚ = f (Á)
FP CMC[3,0g]
‚ = f (Á)
FP CMC[3,0g]
‚ = f (Á)
15
10
5
0
200
400
600
Á [1/s]
800
1000
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.
Agadecimentos
Obrigado!
Questões???
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