Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/29047
ORCID:  http://orcid.org/0000-0002-5225-2272
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Estudo da sedimentação de partículas em fluidos de perfuração aquosos e olefínicos utilizando a atenuação de raios gama
Alternate title (s): Study of particle sedimentation in aqueous and olefin based drilling fluids using the gamma-ray attenuation technique
Author: Faim, João Guilherme Prates
First Advisor: Arouca, Fábio de Oliveira
First coorientator: Damasceno, João Jorge Ribeiro
First member of the Committee: Arruda, Edu Barbosa
Second member of the Committee: Fagundes, Flávia Marques
Third member of the Committee: Lobato, Fran Sérgio
Summary: A relevância do petróleo na matriz energética mundial motiva a pesquisa por estratégias para otimizar a sua obtenção. Na etapa da perfuração dos poços de petróleo, fluidos de perfuração tem como uma de suas principais funções limpar o fundo do poço, carreando os cascalhos gerados pela broca até a superfície. Além disso, os fluidos devem ter a capacidade de manter esses sólidos em suspensão durante paradas operacionais. Por isso, conhecer o comportamento da sedimentação de partículas nos fluidos de perfuração, bem como suas características reológicas é de grande importância nos processos de perfuração de poços de petróleo. Desta forma, o presente trabalho objetivou estudar o processo de sedimentação de partículas em diferentes fluidos de perfuração. Para esta finalidade, avaliou-se o efeito da adição de goma xantana (GX), assim como o efeito da concentração de hematita, na reologia e na sedimentação de suspensões em fluidos de perfuração. O estudo da sedimentação, feito a partir da Técnica da Atenuação de Raios Gama, técnica não destrutiva, permitiu o monitoramento da concentração volumétrica de sólidos em função da posição e do tempo. Verificou-se que a adição de goma xantana afetou diretamente na reologia do fluido, conferindo a ele propriedades pseudoplásticas e tixotrópicas, e no processo de sedimentação, pela observação do fenômeno de aglomeração de partículas e pelo maior tempo de duração do processo. Quanto ao efeito da concentração de hematita, percebeu-se que fluidos com maiores quantidades de material adensante apresentaram maior estabilidade durante o processo de sedimentação, mantendo os sólidos em suspensão por mais tempo. Além disso, foram ajustadas equações constitutivas de tensão nos sólidos para cada sistema. Ao final do estudo foi possível compreender melhor o efeito do agente viscosificante (goma xantana) e agente adensante (hematita) nas propriedades dos fluidos de perfuração.
Abstract: The relevance of oil in world energy matrix motivates the search for strategies to optimize its production. In drilling stages of oil wells, drilling fluids present as one of its main functions to clean the bottom of well by carrying the drill cuttings to surface. In addition, drilling fluids, when at rest, must be able to maintain these solids in suspension. Therefore, it’s important to know the rheological properties of drilling fluids, as well as behavior of settling process in it. Thus, this dissertation aimed to study the sedimentation process of particles in different drilling fluids. For this purpose, the effect of addition of xanthan gum (GX) and the effect of hematite concentration on rheology and sedimentation of suspensions in drilling fluids was evaluated. The sedimentation was studied by using the Gamma-ray Attenuation Technique, a nondestructive approach that allows the monitoring of volumetric concentration of solids as a function of position and time. The addition of xanthan gum directly affected the rheology of the fluid, providing pseudoplastic and thixotropic properties, and the sedimentation process, observed by particle agglomeration phenomenon and the longer duration of settling process. Regarding the effect of hematite concentration, it was noticed that fluids with larger amounts of thickening material presented greater stability during the sedimentation process, maintaining the solids in suspension for longer. In addition, constitutive equations for pressure on solids were fitted for each system. Finally it was possible to better comprehend the effect of viscosifying agente (xanthan gum) and thickening agentes (hematite) on drilling fluids’ properties.
Keywords: Fluido pseudoplástico
Reologia
Aglomeração de partículas
Técnica da atenuação de raios gama
Shear-thinning fluid
Rheology
Particule agglomeration
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: FAIM, João Guilherme Prates. Estudo da sedimentação de partículas em fluidos de perfuração aquosos e olefínicos utilizando a atenuação de raios gama. 2020. 80 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. Disponível em: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.196
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.196
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/29047
Date of defense: 28-Feb-2020
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