Modelagem de propriedades reológicas de argilas esmectitas do estado da Paraíba para uso em fluidos de perfuração de poços de petróleo

Abstract

ResumoAtualmente mais de 79% das argilas bentoníticas industrializadas são oriundas das jazidas de Boa Vista, PB. Estes jazimentos vêm sendo minerados de forma desordenada há mais de 40 anos, resultando no esgotamento das variedades mais nobres, havendo sério prejuízo para qualidade do produto final. As empresas mineradoras impõem rígidas condições de comercialização para os produtores, condicionando a aquisição das variedades menos nobres junto às variedades que ainda apresentam propriedades mais adequadas e frequentemente as variedades menos nobres são descartadas no processo produtivo. Este trabalho teve o objetivo otimizar as propriedades reológicas das novas ocorrências de argilas bentoníticas do estado da Paraíba, utilizando a técnica de planejamento experimental de misturas, a fim de adequá-las às exigências da Petrobras e da indústria nacional. As argilas utilizadas foram provenientes dos municípios de Olivedos e Boa Vista, PB. As amostras de argilas foram misturadas utilizando a técnica mencionada e caracterizadas física, química, térmica e mineralogicamente. Após caracterização as argilas foram transformadas em sódicas e foram determinadas suas propriedades reológicas para uso em perfuração de poços de petróleo de acordo com a norma da Petrobras. As variáveis respostas, viscosidade aparente, viscosidade plástica e volume de filtrado, foram avaliadas mediante análises das superfícies de respostas. Os resultados obtidos evidenciaram que as argilas estudadas são promissoras para usos em fluidos de perfuração. Observaram-se ainda melhoras significativas de suas reologias após mistura com as argilas de Boa Vista, PB. Palavras-chave: fluidos de perfuração, argilas bentoníticas, propriedades reológicas, planejamento experimental. Abstract Currently over 79% of industrialized bentonite clays in Brazil come from Boa Vista, PB. These bentonite deposits have been mined disorderly for over 40 years, resulting in the depletion of the noblest varieties, with serious damage to the final product quality. Mining companies impose strict marketing conditions for producers, conditioning the purchase of the less noble varieties with the varieties that still have more suitable properties, and often the less noble varieties are discarded in the production process. This work aimed to optimize the rheological properties of new occurrences of bentonite clays from Paraíba State using the experimental design technique of mixtures in order to adapt them to the requirements of Petrobras and national industry. The clays used in this study

Influência dos cátions lítio (Li + ), sódio (Na + ) e potássio (K + ) na reologia de bentonitas brasileiras para uso em fluidos de perfuração base aquosa

“…2b) das amostras, observou-se que as perdas totais de massas das amostras policatiônicas foram de 18,37, 15,98 e 22,70%, respectivamente, correspondentes às perdas de água, de matéria orgânica e de hidroxilas. Como se observa, a AM3 apresentou a menor perda de massa [41,42], diferentemente da AM1 que teve maior perda de massa, podendo influenciar diretamente as propriedades reológicas e de filtração das dispersões.…”

“…As amostras aditivadas com o K 2 CO 3 apresentaram resultados inferiores (devido a problemática que envolve o íon K + vista na introdução), seguido das amostras aditivadas com Na 2 CO 3 e Li 2 CO 3 ; este último apresentou os melhores resultados, devido às suas características químicas também vistas anteriormente. O fato da AM1 ter apresentado maior teor de fração x<2 µm e maior CTC (Tabela I) possibilita uma maior área superficial, facilitando a absorção e adsorção de líquidos, a exemplo da água utilizada nas dispersões para uso em fluidos base aquosa, podendo influenciar também nas propriedades reológicas e de filtração de dispersões dessa amostra [41,42]. Estudos [47,48] mostram que melhores propriedades reológicas são encontradas em amostras com menores diâmetros médios e com maiores teores de partículas com x<2 µm, fato este que foi observado no presente estudo.…”

“…As amostras aditivadas com os carbonatos Na 2 CO 3 , Li 2 CO 3 e K 2 CO 3 apresentaram os respectivos cátions em suas composições químicas, evidenciando a eficácia do processo de aditivação. Os resultados apresentados são típicos das argilas do estado da Paraíba, Brasil [40,41], porém, composições químicas semelhantes também são encontradas quando comparadas com argilas importadas [21,37,42,43]. Na Tabela V estão contidos os resultados de inchamento [35] em água das amostras policatiônicas e monocatiônicas aditivadas.…”

Influence of MgO and CaCl2 on the rheological properties of bentonitic clays from the new Paraíba-Brazil deposits using experimental planning and statistical analysis

“…The clays studied, named AM1 and AM2, were obtained from samples of the new deposits in the Olivedos municipality, Paraíba-Brazil, and the average samples were obtained using the delineation of mixture experiment modeling technique [13]. Among the samples studied in [19], those from the Olivedos municipality showed the most promising results when mixed with Chocolate clay from the Boa Vista municipality. In this study, Olivedos clays were also investigated individually, which did not produce satisfactory results, driving the decision to use secondary additives with these samples.…”

“…These systems have been shown to have satisfactory rheological property values at intermediate points, where traditional techniques do not indicate adequate results. Some researchers [12][13][14] have used statistical and mathematical techniques to study the effect of clay compositions and additives on the rheological properties of clay-water systems. This methodology has found application in a number of technological areas [13][14][15][16][17].…”