Publicação: Descontaminação de cascalhos de perfuração utilizando um secador micro-ondas semi-industrial em regime contínuo
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
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Coorientador
Ataíde, Carlos Henrique
Resumo
No processo de perfuração de poços de petróleo e gás, os fragmentos de rochas chamados de
cascalho de perfuração são levados até a superfície através do fluido de perfuração. Ao atingir
a rocha geradora de petróleo, os cascalhos gerados durante esta perfuração passam a ser
denominados cascalhos de reservatórios e apresentam petróleo em sua composição. Os
cascalhos de perfuração devem ser separados do fluido a fim de reaproveitar o fluido de
perfuração e de remover os contaminantes do fluido presentes no cascalho, para que o mesmo
possa ser descartado. O secador de cascalhos é responsável pela descontaminação destes
cascalhos de perfuração, permitindo seu descarte desde que os teores residuais de base não
aquosa (olefina e n-parafinas) estejam abaixo de 6,9%, em massa, segundo a legislação
ambiental brasileira. A secagem por micro-ondas tem se mostrado uma excelente alternativa
como secador de cascalhos, alcançando teores de base orgânica abaixo de 1%. Além disso, o
tratamento por micro-ondas tem sido bastante utilizado na remediação de solos contaminados
com petróleo, mostrando sua possível aplicação na remediação de cascalhos de reservatório.
Neste trabalho, foi desenvolvido um protótipo semi-industrial de secagem micro-ondas em
regime contínuo, para descontaminação de cascalhos de perfuração, e foram realizados
estudos da remediação de cascalhos de reservatórios em uma unidade de bancada. O protótipo
foi testado em condições reais de operação, utilizando vazões entre 250 e 750 kg/h, teores de
contaminantes entre 7,5 e 12,5% e cascalhos offshore, evaporito e cascalhos de reservatório.
Na unidade de bancada foi avaliada a remediação de cascalhos de reservatório perfurados
tanto com fluido base aquosa quanto fluido base sintética. O protótipo foi capaz de reduzir,
em cascalhos offshore, os teores residuais de contaminantes a níveis abaixo de 0,1% com um
gasto energético comercialmente competitivo. Mostrou-se também eficaz no tratamento de
evaporito e promissor na remediação de cascalhos de reservatório. O tratamento de cascalhos
de reservatório na unidade de bancada mostrou que a temperatura e energia específica são
importantes fatores para tratamento deste tipo de cascalho e que a tecnologia tem grande
potencial de aplicação em escala semi-industrial.
Abstract
In the process of drilling oil wells, rocks fragments are generated and called drill cuttings.
They are brought to the surface through the drilling fluid. When the drill reaches the oil
reservoir, the rocks fragments generated are called reservoir drill cuttings, because they have
intragranular oil. Drill cuttings and drilling fluids must be separated in order to reuse the
drilling fluid and remove contaminants in drill cuttings so that it can be disposed. The cuttings
dryer is responsible for the decontamination of these drill cuttings, allowing their disposal as
long as the residual contents of synthetic bases (olefin and n-paraffins) are below 6.9%, by
mass, according to Brazilian environmental legislation. Microwave drying has proved to be an
excellent alternative as a drill cuttings dryer, reaching levels of organic base below 1%. In
addition, microwave treatment has been widely used in the remediation of soils petroleumcontaminated,
showing its possible application in remediation of reservoir drill cuttings. In
this work, a semi-industrial prototype of continuous microwave dryer was developed for the
decontamination of drill cuttings, and were evaluated the remediation of reservoir drill
cuttings in a bench scale. The prototype was tested under real operating conditions, using
mass flow rates between 250-750 kg/h, synthetic base content between 7.5-12.5% and using
offshore drill cuttings, evaporite and reservoir drill cuttings. In the bench scale was evaluated
the remediation of reservoir drill cuttings with water-based fluid and synthetic-based fluid.
The prototype was able to reduce the residual content to levels below 0.1%, with low specific
energy. It has also been shown to be effective in decontamination of evaporite and promising
in remediation of reservoir drill cuttings. The remediation of reservoir drill cuttings in the
bench scale showed that temperature and specific energy are important parameters for the
treatment of this type of cuttings and the technology is able to remediation of reservoir drill
cuttings.
Palavras-chave
Engenharia química, Perfuração estratigráfica, Cascalho, Reservatórios, Protótipo semi-industrial, Remediação micro-ondas, Fluido de perfuração, Petróleo, Cascalhos de reservatório, Semi-industrial prototype, Microwave remediation, Petroleum, Reservoir drill cutti
Citação
PETRI JÚNIOR, Irineu.Descontaminação de cascalhos de perfuração utilizando um secador
micro-ondas semi-industrial em regime contínuo. 2017.148 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2017.180