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Tipo do documento: Tese
Title: Caracterização química de cascalhos de perfuração de poços de petróleo e seus efeitos em plantas e nas bases trocáveis do solo. 2013.
Other Titles: Chemical characterization of drill cuttings from oil wells and their effects on plants and in the soil exchangeable bases. 2013
Authors: Freitas, Fábio Cardoso de
Orientador(a): Zonta, Everaldo
Primeiro coorientador: Amaral Sobrinho, Nelson Moura Brasil do
Primeiro membro da banca: Silva, Eliane Maria Ribeiro da
Segundo membro da banca: Coelho, Irene da Silva
Terceiro membro da banca: Seabra, Paulo Negrais Carneiro
Quarto membro da banca: Portz, Adriano
Keywords: Resíduos alcalinos;Biorremediação;Fitorremediação;Alkaline residues;Bioremediation;Phytoremediation
Área(s) do CNPq: Agronomia
Idioma: por
Issue Date: 22-Feb-2013
Publisher: Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UFRRJ
Departamento: Instituto de Agronomia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Agronomia - Ciência do Solo
Citation: FREITAS, Fábio Cardoso de. Caracterização química de cascalhos de perfuração de poços de petróleo e seus efeitos em plantas e nas bases trocáveis do solo. 2013. 135 f. Tese (Doutorado em Agronomia - Ciência do Solo) - Instituto de Agronomia, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, 2013.
Abstract: Os cascalhos de perfuração são, em sua essência, rochas trituradas oriundas das formações geológicas onde se faz prospecção de poços de petróleo. De granulometria fina, o cascalho chega à superfície, impregnado de fluido de perfuração. Dependendo do equipamento de recuperação de fluido, utilizado na sonda de perfuração, o teor deste, no cascalho gerado fica em torno de 2 a 3%. As questões que envolvem seu tratamento e possível uso na agricultura estão associadas ao levantamento dos tipos de solos da região, bem como seus teores naturais de metais para que se possa inferir se estes elementos estão mais associados à rocha do que ao fluido. Outra questão fundamental é o real efeito das n-parafinas (que compõe o fluido base não aquosa) e, principalmente o Na (usado também na composição dos fluidos), no crescimento de plantas e nas bases trocáveis do solo. Para avaliar todas essas questões foi preciso identificar, separar e coletar esse material no campo, separando-o por fase de perfuração, fluido utilizado, material geológico atravessado, e, principalmente equipamento de recuperação do fluido. Então dois poços de petróleo, em terra, foram acompanhados, e, um inédito método de coleta, foi proposto para que se assemelhasse ao máximo com uma coleta de solo e, a partir daí, caracterizações químicas foram feitas para verificar, à luz da legislação pertinente e em vigor no país, seus reais constituintes e possíveis contaminantes. Os resultados mostraram que o cascalho coletado, nos dois poços, deve ser classificado como Resíduo Classe II A (Não Perigoso e Não Inerte), conforme a ABNT/NBR-10004:2004 e que, apesar de se enquadrarem como Classe II A, existe uma clara diferenciação desses resíduos, quando ocorre segregação entre os distintos aparelhos de recuperação do fluido. Os resultados mostraram também que havia na constituição dos materiais, elementos que poderiam ser essenciais ao crescimento vegetal, tais como Ca e Mg. Assim, para verificar a velocidade de mineralização dos constituintes orgânicos do cascalho, um ensaio foi proposto, em conjunto com um resíduo orgânico e a evolução de CO2, mensurada durante 31 dias. Os resultados mostraram que a mineralização ocorreu em pouco mais de 30 dias e foi diretamente proporcional a maior dose do resíduo orgânico aplicado. Depois dessa fase, ensaios preliminares com espécies oleaginosas foram propostos e os resultados indicaram que, para o cultivo de oleaginosas em vasos, as doses adotadas estavam no limite do tolerável para ambas as espécies avaliadas e que aquelas crescidas nos substratos que continham a menor dose (16 t.ha-1), foram as mais responsivas no ganho de massa seca e nos teores de nutrientes. Diante da necessidade de avaliar o acúmulo de sais de sódio em plantas e os efeitos nas bases trocáveis do solo, ensaios com girassóis e cevada foram feitos também em casa de vegetação. Ficou clara, nesse estudo, a contribuição do cascalho, na soma de bases dos substratos avaliados. Por último, para avaliar a relação entre a degradação das cadeias de hidrocarbonetos e a presença de sódio disponível, um rápido ensaio foi idealizado. Os resultados deste ensaio mostraram que a degradação dos hidrocarbonetos de petróleo ocorreu de forma mais rápida quando havia combinação dos resíduos (cascalho e resíduo orgânico), logo foi 3339possível inferir que ocorreram incrementos nos teores de sódio disponível, no meio, ao longo da incubação.
Abstract: The drill cuttings are, in essence, crushed rocks derived from geological formations where it is done prospection of oil wells. With Fine granulometry, the gravel comes to the surface impregnated of drilling fluid. Depending on the fluid recovery equipment used in the drilling rig its content in the gravel generated is placed around 2 to 3%. The issues involved in this material treatment and possible usage in agriculture are associated with the surveying of the soils in the region, as well as the natural contents of metals, in order to infer if these elements are more associated with the rock than the fluid. Another fundamental issue is the real effect of n-paraffins (which compose the fluid, non-aqueous base), and mainly the Na (also used in the fluid composition) on plant growth and in the soil exchangeable bases. To evaluate all these issues it was necessary to identify, separate and collect this material in the field, separating according to drilling phase, used fluid, geological material traversed, and mainly the fluid recovery equipment. Thus, two on land oil wells were selected, and an original sampling protocol was proposed in order to most resemble a soil sampling and, thereafter, chemical characterizations were performed to investigate under the applicable legislation in the country, their real constituents and possible contaminants. The results showed that the gravel collected in the two wells should be classified as a Class II A residue (Non-Hazardous and non-inert) according to ABNT/NBR-10004: 2004. Also, although they did not fit as Class II A, there is a clear difference of these residues when material from different fluid recovery apparatus was separated. The results also showed elements that could be essential to plant growth, such as Ca and Mg, in the materials constitution. Thus, to check the speed of mineralization of the organic constituents of the gravel an assay was proposed, together with measurement of organic residue and evolution of CO2 during 31 days. The results showed that the mineralization occurred in just over 30 days and it was directly proportional to the highest organic residue dosage applied. After this phase, preliminary tests with oleaginous species were accomplished and the results indicated that, for the cultivation of oilseeds in vases, the adopted dosages were within the tolerable limit for both species, and those which grew on substrates containing the lowest dosage (16 Mg ha-1) were the most responding in terms of the dry mass gain and nutrient content. Due to the need of evaluating the sodium accumulation in plants and the effects in the soil exchangeable bases, tests with sunflowers and barley were also made in a greenhouse. It became clear in this study, the gravel contribution in the sum of bases of tested substrates. Finally, to evaluate the relationship between the hydrocarbon degradation chains and the presence of available sodium, a rapid assay was set. Its results showed that the petroleum hydrocarbons degradation has occurred more rapidly when residues (gravel and organic residue) were combined; thus it was possible to infer that there was an increase in the available sodium content, in the medium, along the incubation.
URI: https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/9080
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