Otimização da ativação com carbonato de lítio (Li2CO3) através de diferentes métodos na reologia da argila verde lodo purificada para fluidos de perfuração base água e base óleo

Autor: Brasileiro, Camila Tavares
Přispěvatelé: Ferreira, Heber Sivini
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2018
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB
Universidade Federal da Paraíba (UFPB)
instacron:UFPB
Popis: Bentonite clays from the municipality of Boa Vista - PB have a high percentage of contaminants or coarse fractions, providing unsatisfactory rheological results for application in drilling fluids of oil wells. A purification process is necessary in order to improve the rheological behavior of these dispersions and to adapt them to the standards required by Petrobrás EP-1EP-00011-A, 2011 and API 13A, 1993.The properties of the drilling fluids as the cost of it are of extreme importance to the successful completion of an oil well. Specifically, the cations have a direct influence on the rheological behavior of these fluids. Li+ is in the first place in the selectivity plane of these cations. It has already been studied that Li2CO3, although having a high cost, presents extremely satisfactory rheological results for the application desired here. However, a more in-depth study on the improvement that this carbonate causes in all rheological properties becomes necessary. The aim of this research is to study the optimization of a bentonite clay activation from Paraíba (Verde Lodo) by different methods, as well as to evaluate the influence of lithium content on the rheological properties of aqueous and non-aqueous fluids. To this end, in addition to the traditional method (Padua) of additivation, this work, in an unprecedented way, analyzes three other methods (hot, cold and aged at 40ºC), with the aim of reducing curing time, thus optimizing the cost and production on the industrial scale. First the samples were characterized by XRD, XRF, SEM, CEC, LALLS and TGA / DTA. Then, the study was divided into two parts, where in part I was carried out the study of the rheological behavior of the purified and additive samples for water based drilling fluids.After this process, the samples were organophilized and again characterized by XRD and TGA / DTA. In part II, the apparent viscosity was studied in order to verify the compatibility in forming dispersions for nonaqueous drilling fluids based on Petrobrás standard EP-1EP-00023-A, 2011, and the flow curves were analyzed. In order to guarantee the robustness of the tests of this work, a statistical analysis was carried out, in order to evaluate the influence of the lithium content, besides the method of additivation. From the results, it was possible to infer that the traditional method can easily be replaced by the aged at 40ºC, since the statistical results show a very strong correlation of 97% between them, at a level of significance of 95% (α=5%). Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES As argilas bentoníticas provenientes do município de Boa Vista – PB possuem um elevado percentual de contaminantes ou frações grosseiras, proporcionando resultados reológicos insatisfatórios para aplicação em fluidos de perfuração de poços de petróleo. Um processo de purificação se faz necessário a fim de melhorar o comportamento reológico dessas dispersões e adequá-las as normas exigidas pela Petrobrás EP-1EP-00011-A, 2011 e API 13A, 1993. As propriedades dos fluidos de perfuração, bem como o custo do mesmo, são de extrema importância para o sucesso da conclusão de um poço de petróleo. De maneira específica, os cátions exercem uma influência direta no comportamento reológico desses fluidos. O Li+ encontra-se em primeiro lugar no plano de seletividade destes cátions. Já foi estudado que o Li2CO3, embora tenha o custo bastante elevado, apresenta resultados reológicos extremamente satisfatórios para a aplicação aqui desejada. Entretanto, um estudo mais aprofundado sobre a melhoria que este carbonato causa em todas as propriedades reológicas se faz necessário. Pretende-se com esta pesquisa estudar a otimização da ativação de uma argila bentonita da Paraíba (Verde Lodo) purificada, através de diferentes métodos, bem como avaliar a influência do teor de lítio nas propriedades reológicas de fluidos aquosos e não aquosos para este fim, além do método tradicional (Pádua) de aditivação, este trabalho, de maneira inédita, analisa outros três métodos (à quente, à frio e envelhecido a 40ºC), com o intuito de reduzir o tempo de cura, otimizando assim o custo e a produção na escala industrial. Primeiramente as amostras foram caracterizadas por DRX, FRX, MEV, CTC, AG e TG/DTA. Em seguida, o estudo foi dividido em duas partes, onde na parte I se realizou o estudo do comportamento reológico das amostras purificadas e aditivadas para fluidos de perfuração base água. Após este processo, as amostras foram organofilizadas e novamente caracterizadas por DRX e TG/DTA. Na parte II, foi estudada a viscosidade aparente a fim de verificar a compatibilidade em formar dispersões para fluidos de perfurações não aquosos com base na norma da Petrobrás EP-1EP-00023-A, 2011, e as curvas de fluxo foram analisadas. Para garantir a robustez dos ensaios deste trabalho, uma análise estatística foi realizada, com o intuito de avaliar a influência do teor de lítio, além do método de aditivação. A partir dos resultados, foi possível inferir que o método tradicional pode ser facilmente substituído pelo envelhecido a 40ºC, uma vez que os resultados estatísticos mostram uma correlação fortíssima de 97% entre eles, a um nível de confiança de 95% (α=5%).
Databáze: OpenAIRE
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