A molhabilidade das argilas em óleo de soja cresceu com o aumento da concentração das soluções de tensoativo utilizadas durante a modificação superficial. Foi conseguida a diminuição de aproximadamente 22º no ângulo de contato entre o solvente e a argila preparada com tensoativo na concentração acima da c.m.c. em comparação à sódica.
O estudo das propriedades reológicas revelou que o viscosificante atuou ligeiramente melhor na fase contínua do fluido de perfuração quando quantidades de cátions quaternários de amônio foram adsorvidas na superfície da argila. Entretanto, foi observada pouca relevância da variação da concentração de tensoativo na modificação da argila quando se analisou em conjunto a influência de outras variáveis (temperatura e concentração de viscosificante).
O estudo do efeito das variáveis independentes mostrou que a temperatura é o fator analisado mais influente nas propriedades reológicas do fluido preparado. Portanto, em situações reais, a aplicação deste fluido deve levar em conta a temperatura do poço, de forma a evitar grandes alterações nas suas propriedades e não prejudicar o seu desempenho durante a operação de perfuração.
A obtenção dos modelos matemáticos que descrevem as variáveis viscosidade plástica, viscosidade aparente, tixotropia e limite de escoamento em função das variáveis controladas (concentração de tensoativo na modificação superficial da argila, concentração de viscosificante e temperatura) permite minimizar tempo e trabalho com a realização de muitos ensaios.
Todos os modelos obtidos apresentaram regressão significativa em nível de 95% de confiança (Fcalculado superior ao Ftabelado) com R² variando entre 0,84256 e 0,95288. Isso mostra que os modelos explicaram acima de 84,3% da variação dos dados experimentais. Todos os modelos foram também preditivos, o que significa dizer que os modelos obtidos podem ser satisfatoriamente utilizados para descrever outros pontos dentro da faixa de valores estudada (Cv=0,25% a 0,75%; Cs=0,4392g/L a 0,8157g/L; T=25°C a 65°C).
_____________________________________
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
_____________________________________
Referências
AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE. API RP 13B-2: Recommended Practice for Field Testing of Oil-based Drilling Fluids, 2005.
ANNIS, R. M., SMITH V. M. Drilling Fluids Technology, Revised Edition Exxon Company U.S.A., 1996.
ARAÚJO, E.M., MELO, T.J.A., OLIVEIRA, A.D., ARAÚJO, H.L.D., ARAÚJO, K.D., BARBOSA, R., 2006. Preparação de argilas organofílicas e desenvolvimento de nanocompósitos com matrizes poliméricas de polietileno e nylon6. Parte 1: Comportamento Mecânico. Polímeros: Ciência e Tecnologia, vol. 16, pp. 38–45.
BARBOSA, M. I. R., Bentonitas aditivadas com polímero para aplicação em fluidos de perfuração. 2006. p6. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais). Curso de pós-graduação em Engenharia de Materiais, Universidade Federal de Campina Grande, 2006.
BARROS NETO, E.L. Extração de cobre utilizando microemulsões: otimização e modelagem. Dissertação de Mestrado, UFRN. Natal: DEQ/PPGEQ, 1996.
BERGAYA, F., LAGALY, G., 2001. Surface modifications of clay minerals. Appl. Clay Sci. 19, 1–3.
BERGAYA, F., LAGALY, G, 2013. Chapter 1 – General Introduction: Clays, Clay Minerals, and Clay Science. Developments in Clay Science 5, 1 – 19.
BRIGATTI, M. F., GALÁN, E., THENG, B.K.G., 2013. Chapter 2 – Structure and Mineralogy of Clay Minerals. Developments in Clay Science 5, 21 – 81.
BOURGOYNE JR., A. T.; MILLHEIM, K.; CHENEVERT, M. E.; YOUNG JR., F. S. Applied Drilling Engineering. SPE Richardson, 1986.
CASTEL, C. D., 2012. Estudo comparativo na obtenção de nanocompósitos de polipropileno/montmorilonita utilizando diferentes rotas de síntese. Tese de doutorado. 119f. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre: Programa de Pós-Graduação em Química.
DALTIN, D. Tensoativos - Química, propriedades e aplicações. 1. ed. São Paulo: Edgard Blucher. 2011.
DAMASCENO, B.P.G.L. et al. Microemulsão: um promissor carreador para moléculas insolúveis. Rev.Ciênc. Farm. Básica Apl.,v. 32, n. 1, p. 9-18, 2011.
DARLEY, H.C.H.; GRAY, G.R. Composition and Properties of Drilling and Completion Fluids. Fifth Edition, Gulf Publishing Company, Houstoun, Texas, 1988.
DEER, W.A., HOWIE, R.A., ZUSSMAN, J. An Introduction to the Rock-Forming Minerals. 2 ed. USA: Paperback, 1992.
DIAS, F.T.G., SOUZA, R. R., LUCAS E. F., 2015. Influence of modified starches composition on their performance as fluid loss additives in invert-emulsion drilling fluids. Fuel 140, 711 – 716.
DIAZ, E., Reologia aplicada a revestimentos de papel. Curso de especialização em papel e celulose, 2002.
Fann Filtro Prensa API Pressurizado. Disponível em: << http://www.eurosul.com/index.php?pag=conteudo&id_conteudo=894&idmenu=72&fann- filtro-prensa-api-pressurizado>> Acesso em: 07/08/2014.
Ferreira, H. S., 2008. Otimização do processo de organofilização de bentonitas visando seu uso em fluidos de perfuração não aquosos. Tese de doutorado. Universidade Federal de
Campina Grande. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Processos. Campina Grande – PB, Brasil.
FOX, ROBERT W. ; MCDONALD, ALAN T. Introdução à Mecânica dos Fluidos, 6.ed., LTC, 2005.
FUENTES, C. A., TRAN, L. Q. N., DUPONT-GILLAIN, C. VANDERLINDEN, W. DE FEYTER, S., 2011. Wetting behaviour and surface properties of technical bamboo fibres. Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects 380, 89–99.
GONDIM, P. C. A., 2009. Desenvolvimento de bloco de vedação com barita na composição de partida para blindagem de radiação X. Tese (Doutorado). 144f. Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Natal: PPGCEM.
HERMOSO, J., MARTINEZ-BOZA, GALLEGOS, C., 2014. Influence of viscosity modifier nature and concentration on the viscous flow behaviour of oil-based drilling fluids at high pressure. Applied Clay Science 87, 14 – 21.
HIEMENZ, P. C., RAJAGOPALAN, R., DEKKER, M., 1997. Principles of Colloid and Surface Chemistry, 3rd ed., cap. 10.
KELESSIDIS, V. C., MAGLIONE, C., TSAMANTAKI, ASPIRTAKIS, Y., 2006. Optimal determination of rheological parameters for Herschel–Bulkley drilling fluids and impact on pressure drop, velocity profiles and penetration rates during drilling. Journal of Petroleum Science and Engineering 53, 203–224
KHALIL, M, MOHAMED JAN, B., RAMAN, A. A. A., 2011. Rheological and statistical evaluation of nontraditional lightweight completion fluid and its dependence on temperature. Journal of Petroleum Science and Engineering 77, 27–33
KLAPYTA, Z., FUJITA, T., IYI, N., 2001. Adsorption of dodecyl- and octadecyltrimethylammonium ions on a smectite and synthetic micas. Applied Clay
LUMMUS, J.L. & AZAR, J.J., Drilling Fluids Optimizati on A Practical Field Approach, PennWell Publishing Company, Tulsa, Oklahoma, 1986.
MACHADO, J.C.V., Reologia e escoamento de fluidos, Rio de Janeiro: Interciência, 2002a. p. 257
MACHADO, J.C.V., Fluido de Perfuração. Programa Trainees Petrobras – UM-BA/ST/EP 2002b.
MELO, K.C., Avaliação e Modelagem Reológica de Fluidos de Perfuração Base Água, 2008. 100f. Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Natal: DEQ/PPGEQ, 2008.
MINATTI, E. Um novo modelo para a interação entre polímeros neutros hidrossolúveis e surfactantes. Tese de Doutorado. UFS, Florianópolis, 2005.
NETO, M. A. S. Emulsão Inversa a base de óleos vegetais para fluidos de perfuração. 2002. P8. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Natal: DEQ/PPGEQ, 2002.
PAIVA, L B DE, MORALES, A. R, DIAZ, F. R. V, 2008. Organoclays: Properties, preparation and applications. Applied Clay Science 42, 8-24.
PATEL, H.A., SOMANI, R.S., BAJAH, H.C., JASRA, R.V., 2007. Preparation and characterization of phosphonium montmorillonite with enhanced thermal stability. Appl. Clay Sci. 35, 194–200.
PEREZ, G. R. de M. Estudo da estabilidade elétrica de fluidos de emulsão inversa usados para perfuração de poços de petróleo. Projeto de estágio 1. Florianópolis: UFSC. 12 p. 2008.
QUEIROZ, P. I. B., 2002. Um método numérico para análise de adensamento e transporte de contaminantes no solo. 166f. Tese (Doutorado em Engenharia Aeronáutica e Mecânica) – Centro de Tecnologia, Departamento de Engenharia Aeronáutica e Mecânica,
Programa de pós-graduação em Engenharia Aeronáutica e Mecânica, Instituto Tecnológico de Aeronáutica, São José dos Campos/SP.
RAMOS, R. R., 1985. Estudo de algumas propriedades reológicas e teores de carbonato e bicarbonato após cura em câmara úmida e autoclave de três argilas esmectíticas tratadas com carbonato de sódio da localidade de Bravo, distrito de Boa Vista, município de Campina Grande, Paraíba. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal da Paraíba, Brasil.
RAMOS FILHO, F.G., MÉLO, T.J.A., RABELLO, M.S., SILVA, S.M.L., 2005. Thermal stability of nanocomposites based on polypropylene and bentonite. Polym. Degrad. Stab. 89, 383–392.
RATKIEVICIUS, L. A. Obtenção de microemulsão, utilizando álcool laurílico etoxilado, empregada na composição de um fluido de perfuração base óleo: avaliação das propriedades reológicas. Trabalho de conclusão de curso, UFRN. Natal: DEQ, 2013.
ROBB, I.D. Microemulsions. New York: Plenum Press, 1981.
RODRIGUES, S.C.G., QUEIROZ, M.B., PEREIRA, K.R.O., VALENZUELA-DIAZ, F.R., RODRIGUES, M.G.F., 2010. Comparative study of organophilic clays to be used in the gas & petrol industry. Mater. Sci. Forum 660, 1037–1042.
ROSSI, C. G. F. T.; DANTAS, T. N. C.; DANTAS NETO, A. A.; MACIEL, M. A. M., Microemulsões: uma abordagem básica e perspectivas para aplicabilidade industrial. Universidade Rural, Rio Janeiro, v. 26, n.1-2, p. 45-66, 2007.
ROSSI, C. G. F. T.; DANTAS, T. N. C.; DANTAS NETO, A. A.; MACIEL, M. A. M., Tensoativos: uma abordagem básica e perspectivas para aplicabilidade industrial. Universidade Rural, Rio Janeiro, v. 25, n.1-2, p. 73-85, 2006.
SANTANNA, V. C., Obtenção e estudo das propriedades de um novo fluido de fraturamento hidráulico biocompatível. 2003. p25. Tese (Doutorado em Engenharia
Química). Curso de pós-graduação em Engenharia Química, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2003.
SIEBOLD, A., WALLISER, A. NARDIN, M., OPPLIGER, SCHULTZ, J., 1997. Capillary rise for thermodynamic characterization of solid particle surface of solid particle surface. Journal of Colloid and Interface Science 186, 60-70.
SILVA, G.C.; ROSSI, C.G.F.T; DANTAS NETO, A.A.; DANTAS, T.N.C; FONSECA, J.L.C., Characterization of wormlike micellar systems using DLS, rheometry and tensiometry. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, v. 377, p. 35–43, 2011.
SILVA, I. A., SOUSA, F. K. A., MENEZES, R. R., NEVES, G. A., SANTANA, L. N. L, FERREIRA, H. C., 2014. Modification of bentonites with nonionic surfactants for use in organic-based drilling fluids. Applied Clay Science 95, 371 – 377.
THENG, B. K. G., 2012. Chapter 1 – The Clay Minerals. Developments in Clay Science 4, 3 -45.
THOMAS J.E., organizador. Fundamentos de Engenharia de Petróleo. Rio de Janeiro: Editora Interciência, PETROBRAS, 2001, 271p.
TOURNASSAT, C., BOURG, I. C., STEEFEL, C. I., BERGAYA, F., 2015. Surface Properties of Clay Mineral - Natural and Engineered Clay Barriers. Developments in Clay Science 6, 15 – 31.
VALENZUELA DÍAZ, F.R., 1994 Preparação a nível de laboratório de algumas argilas esmectíticas organofílicas. Tese de Doutorado, Engenharia Química, Universidade de São Paulo.
VARGAFTIK, N. B., VOLKOV, B. N., VOLJAK L. D., 1983. International Tables of the Surface Tension of Water. Journal of Physical Chemistry Ref. Data 12(3) 817-820
VIANNA, M.M.G.R., 2005. Desenvolvimento de argilas organofílicas visando a remediação de áreas contaminadas por componentes da gasolina. Tese de Doutorado, Engenharia Química, Universidade de São Paulo.
VIEIRA JOSÉ, C. L.; PINTO, C. A.; VALENZUELA-DÍAZ, F. R. & BUCHLER, P. M., 2002. Sintetização de Argilas Organofílicas Visando seu Uso no Controle Ambiental de Resíduos de Fenol. Anais do 46o Congresso Brasileiro de Cerâmica, p. 1685, São Paulo – SP.
VITAL, G. S., Seleção de tensoativos e influência de um estabilizante para a otimização de formulações de fluidos de perfuração à base de óleo vegetal, 2005, 50p. Monografia (Graduação) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2005.
WINSOR, P. A., 1938. Hidrotody, solubilization, and related emulsification processes. J. Chem. Trans. Faraday. Soc, v44, n. 1, p. 376-398.
YAPAR, S., ÖZBUDAK, V., LOPES, A., 2005. Effect of adsorbent of concentration to the adsorption of phenol on hexadecyl trimethyl ammonium–bentonite. J. Hazard. Mater. 121, 135–139.
YILMAZ, N., YAPAR, S., 2004. Adsorption properties of tetradecyl- and hexadecyl trimethylammonium bentonites. Applied Clay Science 27, 223 – 228.