Efeito de íons contaminantes salinos na reologia, na densidade, na taxa de filtração e na determinação de cloretos totais

Abstract

A exploração de um poço de petróleo exige demandas de inovação tecnológica de diversas áreas de conhecimento a fim de garantir segurança na operação, viabilidade econômica na exploração, mitigar e mesmo eliminar danos ambientais. Durante a perfuração de um poço petrolífero, o fluido de perfuração é utilizado para proporcionar a estabilização de um poço. Em alguns casos, o contato do fluido de perfuração com a água do mar e rochas sedimentares podem causar contaminação do mesmo em decorrência da dissolução de íons salinos promovendo alterações em propriedades como a reologia, a densidade, e mesmo influenciar a determinação destas propriedades. O presente trabalho teve como objetivos a avaliação da força dos íons K+, Mg2+, Ca2+ na reologia, na densidade e o estudo do efeito da interação dos íons Cl-, Br-, I- no comportamento das propriedades reológicas, na densidade, no volume de filtrado, e na determinação dos cloretos totais no fluido de perfuração base água e no volume de filtrado. Para os testes de avaliação da força dos íons na reologia foram selecionadas concentrações percentuais mássicas iguais a 0,00 %m/m (0,00 g/L), 2,50 % m/m (25 g/L) e 5,0 % m/m (50 g/L) para os sais KCl, CaCl2, MgCl2. O estudo do efeito da interação dos íons Cl-, Br-, I- foi realizado pelo planejamento fatorial do tipo 33 com triplicata no ponto central tendo como as variáveis as concentrações percentuais mássicas equivalentes a 0, 2,5 e 5,0 % m/m da saturação dos sais NaCl, NaBr, NaI. Os resultados mostraram que os sais KCl, CaCl2, MgCl2 influenciaram na reologia e apresentaram pouco efeito na densidade. O ajuste feito pelo modelo de Herschel Bulkely apresentou boa correlação com os dados experimentais. Os parâmetros das propriedades reológicas e do volume de filtrado avaliados estatisticamente pelo diagrama de Pareto mostraram que os sais NaCl, NaBr e NaI exercem influência estatisticamente significativa na viscosidade aparente e no volume de filtrado. Com relação ao parâmetro limite de escoamento, somente o sal NaCl afetou os resultados e na viscosidade plástica esses sais não tiveram influência estatisticamente significativa. Na análise da superfície de resposta, a presença do sal NaCl e o aumento de sua concentração promoveu alterações nas regiões mínima e máxima do parâmetro de estudo com a consequente variação nas concentrações percentuais mássicas dos sais NaI e NaBr.