Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/49778
ORCID:  http://orcid.org/0009-0009-7871-4875
Tipo do documento: Trabalho de Conclusão de Curso
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Título: Análise da força gel de fluidos de perfuração contendo microesferas ocas de vidro
Título(s) alternativo(s): Gel strength analysis of drilling fluids containing hollow glass microspheres
Autor(es): Aratani, João Vítor Ferreira
Primeiro orientador: Duarte, Claudio Roberto
Primeiro membro da banca: Camargo, Juliana de Carvalho
Segundo membro da banca: Souza, Gabriel Reis Simplício de
Resumo: Este estudo investigou o comportamento reológico da força gel em fluidos de perfuração sintéticos à base de olefina, modificados com microesferas ocas de vidro (HGMs). O desenvolvimento de fluidos de baixa densidade é fundamental para a perfuração de formações frágeis, depletadas ou com estreitas janelas operacionais, reduzindo o risco de fraturamento da rocha, perdas indesejadas de circulação e danos à formação. O gel é uma propriedade reológica crítica que assegura a suspensão estática dos cascalhos e aditivos densificantes durante as interrupções da circulação, devendo evitar a sedimentação de sólidos sem gerar picos excessivos de pressão, que surge no reinício do bombeamento. Utilizando o método de Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR 2³), foram formuladas dezessete amostras variando as concentrações de cal, microesferas ocas de vidro (HGS19K46) e viscosificante organofílico. Os ensaios foram executados em triplicata a 30 °C em um reômetro de cilindros coaxiais para medir a força gel após 10 segundos (G10s) e 10 minutos (G10min), adotando-se como limites de referência Petrobras os valores máximos de 10 e 15 lbf/100 ft², respectivamente. Os resultados demonstraram que nove formulações atenderam ao critério de G10s e seis satisfizeram ambos os parâmetros simultaneamente (PE4, PE6, PE14, PE15, PE16 e PE17). A análise das variáveis revelou que a aprovação esteve condicionada prioritariamente às menores concentrações de viscosificante organofílico (10,2 a 12 lb/bbl), enquanto a elevação simultânea dos aditivos na amostra PE10 resultou no maior valor de gel (33,27 lbf/100 ft² para G10min). Conclui-se que a incorporação das microesferas ocas de vidro permite obter fluidos leve-sólidos viáveis, cujo controle rigoroso da dosagem de viscosificante garante géis frágeis e planos, preservando a integridade do poço e mantendo a pressão hidrostática dentro dos limites de segurança.
Abstract: This study investigated the rheological behavior of gel strength in olefin-based synthetic drilling fluids modified with hollow glass microspheres (HGMs). The development of low- density fluids is essential for drilling fragile or depleted formations or those with narrow operational windows, reducing the risk of rock fracturing, undesired circulation losses, and formation damage. Gel strength is a critical rheological property that ensures the static suspension of drilling cuttings and weighting agents during circulation interruption, preventing solids settlement without generating excessive pressure spikes upon pump restart. Using a Central Composite Rotatable Design (CCRD) seventeen samples were formulated by varying the concentrations of lime, hollow glass microspheres (HGS19K46), and organophilic viscosifier. Tests were performed in triplicate at 30°C on a coaxial cylinder rheometer to measure gel strength after 10 seconds (G10s) and 10 minutes (G10min), adopting Petrobras' maximum reference limits of 10 and 15 lbf/100 ft², respectively. Results showed that nine formulations met the G10s criterion and six satisfied both parameters simultaneously (PE4, PE6, PE14, PE15, PE16, and PE17). Variable analysis revealed that approval was primarily conditioned on lower organophilic viscosifier concentrations (10.2 to 12 lb/bbl), whereas the simultaneous increase of additives in sample PE10 resulted in the highest gel value (33. lbf/100 ft² for G10min). It is concluded that the incorporation of hollow glass microspheres enables the formulation of viable low-density fluids, in which strict control of viscosifier dosage ensures fragile, flat gels, preserving wellbore integrity and maintaining hydrostatic pressure within safe operational limits.
Palavras-chave: Força gel
Gel strength
Fluido de perfuração sintético
Synthetic drilling fluid
Fluidos de baixa densidade
Low-density fluids
Microesferas ocas de vidro
Hollow glass microspheres
Reologia
Rheology
Área(s) do CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA::PETROLEO E PETROQUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Editora: Universidade Federal de Uberlândia
Referência: ARATANI, João Vítor Ferreira. Análise da força gel de fluidos de perfuração contendo microesferas ocas de vidro. 2026. 43 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2026.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/49778
Data de defesa: 5-Ago-2026
Aparece nas coleções:TCC - Engenharia Química

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
AnáliseDaForçaGel.pdfTCC945.83 kBAdobe PDFThumbnail
Visualizar/Abrir


Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons Creative Commons