Estabilidade de suspensões pseudoplásticas utilizadas na perfuração de poços de petróleo

Santos, Nara Brandão Costa

Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/21318

Document type:	Dissertação
Access type:	Acesso Aberto
Title:	Estabilidade de suspensões pseudoplásticas utilizadas na perfuração de poços de petróleo
Alternate title (s):	Stability of pseudoplastic suspensions used in drilling oil wells
Author:	Santos, Nara Brandão Costa
First Advisor:	Arouca, Fábio de Oliveira
First coorientator:	Damasceno, João Jorge Ribeiro
First member of the Committee:	Falleiros, Larissa Nayhara Soares Santana
Second member of the Committee:	Santana, Ricardo Corrêa de
Third member of the Committee:	Moreira, Bruno Arantes
Summary:	A indispensabilidade de consumo de energia vem estimulando o setor energético a potencializar sua capacidade produtiva. No cenário brasileiro, o petróleo destaca-se como importante fonte energética, e em operações de perfuração, fluidos de perfuração são utilizados com os principais propósitos de limpar e manter a pressão hidrostática do poço. Nesse contexto, esse trabalho objetivou avaliar o comportamento reológico de fluidos de perfuração, monitorar o perfil de sedimentação de sólidos constituintes desses fluidos, determinar equações constitutivas de pressão nos sólidos e estimar o cálculo da permeabilidade em meios porosos. Para isso, quatro fluidos de perfuração diferenciados pela razão óleo/água e pela presença do agente obturante e adensante carbonato de cálcio foram submetidos a ensaios laboratoriais de reologia e de sedimentação para avaliar a dinâmica de interação sólido-fluido. Empregou-se a Atenuação de Raios Gama, técnica não destrutiva, para monitorar o perfil de concentração de sólidos em relação à posição e ao tempo em sedimentação batelada e gravitacional, e para obter equações constitutivas de pressão nos sólidos. Os resultados possibilitaram verificar a pseudoplasticidade e a tixotropia dos fluidos e a influência do carbonato de cálcio no perfil de sedimentação. A suspensão de razão óleo/água 60/40 adensada com carbonato apresentou maiores valores de viscosidade aparente e menores taxa de sedimentação e permeabilidade em meio poroso, ao passo que a suspensão 80/20 não adensada apresentou menores valores de viscosidade aparente e maiores taxas de sedimentação. Dessa forma, pôde-se concluir que a formulação dos fluidos de perfuração deve ser adequada às condições operacionais e geológicas de aplicação, e que esse estudo contribuiu para ampliar o conhecimento reológico e de estabilidade de suspensões nãonewtonianas, consistindo-se em um aporte as pesquisas em prol do desenvolvimento e domínio de tecnologias que aumentem a oferta de energia e favoreceram o alcance da segurança energética do país.
Abstract:	The indispensability of energy consumption has been stimulating the energy sector to increase its productive capacity. In the Brazilian scenario, oil stands out as an important energy source and in drilling operations drilling fluids are used with the main purposes of cleaning and maintaining hydrostatic pressure of the well. In this context, the targets of this study were evaluate the rheological behavior of drilling fluids, monitor the setting profile of solids from these fluids, propose constitutive equation for pressure on solids and calculate the permeability of porous medium. For this, four drilling fluids differentiated by the oil/water ratio and the addition of calcium carbonate were submitted to rheology and sedimentation laboratory tests to evaluate the solid-fluid interaction. Gamma-ray attenuation, a nondestructive technique, was used to monitor the profile of solids concentration in relation to position and time in batch and gravitational sedimentation, and to obtain constitutive pressure equation in solids. The results allowed to verify the pseudoplasticity and the thixotropy of the fluids and the influence of the calcium carbonate in the sedimentation profile, being a viscosifying component and modifier of the sedimentation rate. The suspension 60/40 oil/ water ratio with carbonate showed the highest values of apparent viscosity and the lowest sedimentation rate and permeability of porous medium, on the other hand, the 80/20 nondensified suspension had the lowest values of apparent viscosity and the highest rates of sedimentation. Thus, it was concluded that the formulation of the drilling fluids should be adequate to the operational and geological conditions of use, and that this study contributed to increase the rheological and stability knowledge of non-newtonian suspensions, consisting of a contribution research on the development and domination of technologies that increase the supply of energy and support the achievement of the country's energy security.
Keywords:	Engenharia química Poços de petróleo Fluidos Reologia Fluidos de perfuração Sedimentação de suspensões não-newtonianas Técnica de atenuação de raios gama Drilling fluids Rheology Sedimentation of non-newtonian suspensions Gamma ray attenuation technique
Area (s) of CNPq:	CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Language:	por
Country:	Brasil
Publisher:	Universidade Federal de Uberlândia
Program:	Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
Quote:	SANTOS, Nara Brandão Costa. Estabilidade de suspensões pseudoplásticas utilizadas na perfuração de poços de petróleo. 2017. 147 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2017. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2017.234
Document identifier:	http://doi.org/10.14393/ufu.di.2017.234
URI:	https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/21318
Date of defense:	24-Feb-2017
Appears in Collections:	DISSERTAÇÃO - Engenharia Química

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