Post on 18-Mar-2016
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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 dispersões de polímeros e
bentonita;– 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
0 210 420 630 840 1050Á [1/s]
0
2
4
6
8
10
12
14
‚ [P
a]
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
ƒ [c
P]
HAAKE RheoWin 3.50.0012
Influência do tempo de hidratação para dispersões aquosas de bentonita [14,0g]
Água + BTN[4%] hidrat visc 0,0h - 21.07.08‚ = f (Á)
ƒ = f (Á)Água + BTN[4%] hidrat visc 24,0h - 22.07.08
‚ = f (Á)ƒ = f (Á)
Água + BTN[4%] hidrat visc 48,0h - 23.07.08‚ = f (Á)
ƒ = f (Á)Água + BTN[4%] hidrat visc 72,0h - 24.07.08
‚ = f (Á)ƒ = f (Á)
Água + BTN[4%] hidrat visc 96,0h II - 24.07.08‚ = f (Á)
ƒ = f (Á)
Resultados e Discussão
200 400 600 800 1000Á [1/s]
0
5
10
15
20
25
30
35
‚ [P
a]
20
40
60
80
100
120
140
160
ƒ [c
P]
HAAKE RheoWin 3.50.0012
Influência do tempo de hidrataçãosobre dispersões aquosas de CMC [3,0g]
Água + CMC[3,0g] hidrat visc 0,0h - 21.07.08‚ = f (Á)
ƒ = f (Á)Água + CMC[3,0g] hidrat visc 24,0h - 22.07.08
‚ = f (Á)ƒ = f (Á)
Água + CMC[3,0g] hidrat visc 48,0h - 23.07.08‚ = f (Á)
ƒ = f (Á)Água + CMC[3,0g] hidrat visc 72,0h - 24.07.08
‚ = f (Á)ƒ = f (Á)
Água + CMC[3,0g] hidrat visc 96,0h II - 25.07.08‚ = f (Á)
ƒ = f (Á)
Resultados e Discussão
200 400 600 800 1000Á [1/s]
5
10
15
20
25
30
35
‚ [P
a]
0
50
100
150
200
250
300
ƒ [c
P]
HAAKE RheoWin 3.50.0012
Influência do tempo de hidratação sobre dispersões aquosas de goma xantana [2,4g]
Água + GX[2,4] hidrat 0,0h visc - 21.07.08‚ = f (Á)
ƒ = f (Á)Água + GX[2,4] hidrat 24,0h visc - 22.07.08
‚ = f (Á)ƒ = f (Á)
Água + GX[2,4] hidrat 48,0h visc - 23.07.08‚ = f (Á)
ƒ = f (Á)Água + GX[2,4] hidrat 72,0h visc - 24.07.08
‚ = f (Á)ƒ = f (Á)
Água + GX[2,4] hidrat 96,0h visc - 25.07.08‚ = f (Á)
ƒ = f (Á)
Resultados e Discussão
200 400 600 800 1000Á [1/s]
0
5
10
15
20
25
30
35
‚ [P
a]
HAAKE RheoWin 3.50.0012
Curvas de fluxo em função da temperatura de operação do reômetro MARS CMC
FP CMC[3,0g] hidrat 15ºC - 14.07.2008‚ = f (Á)
FP CMC[3,0g] hidrat 20ºC - 14.07.2008‚ = f (Á)
FP CMC[3,0g] hidrat 25ºC - 14.07.2008‚ = f (Á)
FP CMC[3,0g] hidrat 35ºC - 14.07.2008‚ = f (Á)
FP CMC[3,0g] hidrat 45ºC - 14.07.2008‚ = f (Á)
FP CMC[3,0g] hidrat 55ºC - 15.07.2008‚ = f (Á)
FP CMC[3,0g] hidrat 65ºC - 15.07.2008‚ = f (Á)
FP CMC[3,0g] hidrat 75ºC - 15.07.2008‚ = f (Á)
FP CMC[3,0g] hidrat 85ºC - 15.07.2008‚ = f (Á)
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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