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Tipo do documento: Dissertação
Título: Avaliação dos efeitos de aditivos sólidos na reologia de suspensões aquosas de CMC na formulação de fluidos de perfuração
Título(s) alternativo(s): Evaluation of the effects of solid additives on the rheology of CMC aqueous suspensions in the formulation of drilling fluids
Autor(es): Saide, Victor Gabriel de Paula
Orientador(a): Calçada, Luís Américo
Primeiro coorientador: Scheid, Cláudia Míriam
Primeiro membro da banca: Calçada, Luís Américo
Segundo membro da banca: Calado, Verônica Maria de Araújo
Terceiro membro da banca: Pedrosa, Marcelo Sierpe
Área(s) do CNPq: Engenharia Química
Idioma: por
Data do documento: 19-Jul-2017
Editor: Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UFRRJ
Departamento: Instituto de Tecnologia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Citação: Saide, Victor Gabriel de Paula. Avaliação dos efeitos de aditivos sólidos na reologia de suspensões aquosas de CMC na formulação de fluidos de perfuração. 2017. [104 f.. Dissertação( Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química) - Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, [Seropédica-RJ] .
Resumo: Os fluidos de perfuração desempenham diversas funções na perfuração de um poço de petróleo. Essas funções são dependentes das características físicas e químicas e dependem das características da fase dispersa e da fase dispersante. Polímeros podem ser utilizados como agentes viscosificantes ou como agentes estabilizantes. As partículas sólidas dispersas em um fluido podem agir como agentes adensantes ou como agentes viscosificantes. As características físico-químicas das partículas sólidas influenciam diretamente nas propriedades dos fluidos de perfuração, sendo elas a concentração de sólidos, a densidade, a granulometria, a composição química e a carga superficial. Neste trabalho, foi feito um estudo da reologia de suspensões com objetivo de avaliar a influência da concentração de sólidos, do diâmetro das partículas e do efeito da fase sólida composta por calcita, barita e eferas de vidro. Foi avaliado o efeito da fase sólida, do polímero e do fluido base, neste caso CMC/água, na reologia das suspensões. O polímero estudado foi o carboximetilcelulose (CMC), atuando como agente viscosificante. Amostras de calcita e esferas de vidro foram caracterizadas e divididas em dois intervalos de distribuição de tamanho de partículas utilizando a técnica de analise granulométrica. As partículas de barita apresentaram um único intervalo de tamanho de partículas. Foram preparadas soluções de CMC 2lb/lbb (0,05% em volume). A partir da solução, foram preparadas suspensões em cinco concentrações distintas com calcita, barita e esferas de vidro nas duas distribuições de partículas estudadas, totalizando 25 suspensões. As curvas de escoamento das amostras de fluidos foram analisadas em um reômetro utilizando a geometria de cilindros coaxias. Os fluidos ainda foram caracterizados com determinação de pH, da densidade, fração volumétrica de sólidos e potencial zeta. Os resultados mostraram que a distribuição de tamanho das partículas de calcita influenciou nas curvas de viscosidade e de escoamento. Os fluidos preparados com a menor faixa de diâmetro de partículas apresentaram maiores valores de viscosidade aparente. As suspensões preparadas com esferas de vidro apresentaram uma diminuição da viscosidade aparente com a diminuição do diâmetro de partícula. As maiores concentrações de sólidos apresentaram maiores valores de tensão nas curvas de escoamento e de viscosidade aparente. A suspensão com calcita apresentou os maiores valores de viscosidade aparente. A suspensão com barita apresentou maior valor de potencial zeta em modulo dentre todas as suspensões. Na suspensão com barita ocorreu o surgimento de bandas de carbonila no espectro infravermelho, comprovando adsorção química, justificando sua menor viscosidade aparente em relação aos outros sólidos
Abstract: Drilling fluids perform various functions in the drilling of an oil well. These functions are dependent on the physical and chemical characteristics and depend on the characteristics of the dispersed phase and the dispersant phase. Polymers may be used as viscosifying agents or as stabilizing agents. Solid particles dispersed in a fluid may act as thickening agents or as viscosifying agents. The physical-chemical characteristics of the solid particles directly influence the properties of the drilling fluids, they are the concentration of solids, the density, the granulometry, the chemical composition and the surface charge. In this work, a study of the suspensions rheology was carried out to evaluate the influence of solids concentration, particle diameter and the solid phase effect composed by calcite, barite and glass beads. The effect of the solid phase, the polymer and the base fluid, in this case CMC / water, was evaluated in the rheology of the suspensions. The polymer studied was carboxymethylcellulose (CMC), acting as a viscosifying agent. Calcite samples and glass beads were characterized and divided into two particle size distribution intervals using the particle size analysis technique. The barite particles had a single particle size range. Solutions of CMC 2 1b/lbb (0.05% by volume) were prepared. From this solution, suspensions were prepared at five different concentrations with calcite, barite and glass beads in the two particle distributions studied, totaling 25 suspensions. The flow curves of the fluid samples were analyzed on a rheometer using the coaxial cylinder geometry. The fluids were still characterized with determination of pH, density, volumetric fraction of solids and zeta potential. The results showed that the size distribution of the calcite particles influenced the viscosity and flow curves. The fluids prepared with the smallest particle diameter range showed higher viscosity values. Suspensions prepared with glass beads exhibited a decrease in apparent viscosity with decreasing particle diameter. Higher concentrations of solids had higher values of tension in the flow curves and apparent viscosity. The suspension with calcite presented the highest values of apparent viscosity. The suspension with barite presented higher value of zeta potential in the modulus of all the suspensions. In the suspension with barite the presence of carbonyl bands in the infrared spectrum, proving chemical adsorption, justifying its lower apparent viscosity in relation to the other solids.
URI: https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/13456
Aparece nas coleções:Mestrado em Engenharia Química

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