3 Materiais e Métodos
4.3 Ensaios de Rolamento (Inibição de Folhelhos Reativos)
com os fluidos formulados. Os resultados mostram que os fluidos formulados com os polímeros M350, M350C18, M750 e M750C18 na presença de cloreto de potássio apresentaram maiores percentuais de massa recuperada quando observados os dados obtidos para a massa recuperada em #8, o que confirma a atuação do KCl como inibidor da reatividade de folhelhos. Observa-se também que os valores para as massas recuperadas em #30 dos fluidos formulados com KCl, foram mais satisfatórios quando comparados com os valores obtidos para os sistemas formulados sem a presença dos íons potássio.
comparar com as formulações que utilizaram os poliglicóis não modificados, principalmente se houver íons potássio nestes sistemas. Uma possível explicação encontra-se na sinergia existente entre a atuação do íon potássio e do poliglicol modificado. Conforme sugerido por RODRIGUES et al (2006) e LIMA (2004), o segmento hidrofílico dos polímeros modificados é capaz de penetrar nas entrecamadas das argilas, enquanto que o segmento hidrofóbico permaneceria na região externa da argila, conforme ilustrado na Figura 28. O íon potássio, por sua vez, minimiza o aumento do espaçamento das entrecamadas. Estes efeitos combinados diminuem significativamente a entrada das moléculas de água, prevenindo o inchamento dos folhelhos reativos.
Figura 28-Modelo de inibição da reatividade de folhelhos através de poliglicóis modificados (RODRIGUES, 2006).
Dentre todos os sistemas estudados, o M350C18 com KCl foi o que apresentou os melhores resultados para a inibição da reatividade de folhelhos, principalmente quando observamos os resultados obtidos para as massas recuperadas em malha #8 e #30, o que significa uma efetiva proteção do cascalho, mantendo-o íntegro.
É importante ressaltar que, assim como nos resultados obtidos nos ensaios de filtração, a hidrofobização teve um efeito significativo na propriedade avaliada, mesmo no caso do polímero M750C18, que não foi capaz de alterar a reologia do fluido. No caso da redução de filtrado e da inibição de reatividade de folhelhos, a massa molar do segmento hidrofílico não teve um papel tão importante, uma vez que era apenas necessário que estivesse presente para que pudesse penetrar nas entrecamadas da argila. A proteção das argilas seria de fato promovida pelos segmentos estearato que ficam no lado externo destas. Como os polímeros M350C18 e M750C18 apresentam o
mesmo segmento hidrofóbico, ambos levaram a excelentes resultados nestas propriedades.
Tabela 13-Resultados obtidos nos ensaios de inibição de folhelhos para massa recuperada em #30.
Fluido
Massa recuperada em #30
Concentração (%p/v)
0
0,5
1
2
3
5
10
M350 com KCl
43,27
43,8
45,31
45,6
46,15
46,14
46,15
% Recuperado
86,54
87,6
90,62
91,2
92,3
92,28
92,3
M350C18 com KCl
43,27
44,38
43,59
44,6
45,01
45,72
46,55
% Recuperado
86,54
88,76
87,18
89,2
90,02
91,44
93,1
M350 sem KCl
37,67
-
37,79
38,58
37,87
-
38,4
% Recuperado
75,34
-
75,58
77,16
75,74
-
76,8
M350C18 sem KCl
37,67
38,89
40,14
41,92
43,75
44,2
44,65
% Recuperado
75,34
77,78
80,28
83,84
87,5
88,4
89,3
M750 com KCl
43,27
43,73
44,12
44,79
44,49
45,11
44,7
% Recuperado
86,54
87,46
88,24
89,58
88,98
90,22
89,4
M750C18 com KCl
43,27
42,26
43,58
45,54
46,1
42,8
43,83
% Recuperado
86,54
84,52
87,16
91,08
92,2
85,6
87,66
M750 sem KCl
37,67
40,76
40,53
38,13
41,69
38,92
37,71
% Recuperado
75,34
81,52
81,06
76,26
83,38
77,84
75,42
M750C18 sem KCl
37,67
38,17
38,85
39,39
40,84
42,26
41,3
% Recuperado
75,34
76,34
77,7
78,78
81,68
84,52
82,6
Tabela 14-Resultados obtidos nos ensaios de inibição de folhelhos para massa recuperada em #8.
Fluido
Massa recuperada em #8
Concentração (%p/v)
0
0,5
1
2
3
5
10
M350 com KCl
17,09
23,48
27,35
29,99
32,51
28,81
28,94
% Recuperado
34,18
46,96
54,7
59,98
65,02
57,62
57,88
M350C18 com KCl
17,09
27,68
30,59
32,78
34,75
38,56
42,74
% Recuperado
34,18
55,36
61,18
65,56
69,5
77,12
85,48
M350 sem KCl
2,35
-
2,58
3,97
2,92
-
3,79
% Recuperado
4,7
-
5,16
7,94
5,84
-
7,58
M350C18 sem KCl
2,35
3,59
4,42
7,79
16,36
20,83
27,38
% Recuperado
4,7
7,18
8,84
15,58
32,72
41,66
54,76
M750 com KCl
17,09
21,54
25,54
29,07
27,94
31,02
27,96
% Recuperado
34,18
43,08
51,08
58,14
55,88
62,04
55,92
M750C18 com KCl
17,09
23,06
26,31
29,01
31,85
33,2
35,8
% Recuperado
34,18
46,12
52,62
58,02
63,7
66,4
71,6
M750 sem KCl
2,35
3,49
2,13
4,26
4,12
2,57
2,48
% Recuperado
4,7
6,98
4,26
8,52
8,24
5,14
4,96
M750C18 sem KCl
2,35
5,48
5,58
10,35
11,3
17,73
22,27
% Recuperado
4,7
10,96
11,16
20,7
22,6
35,46
44,54
As Figuras 28 a 35 mostram os gráficos com os resultados obtidos nos ensaios de inibição da reatividade de folhelhos para os sistemas estudados.
Figura 29-Gráfico da dependência das massas recuperadas dos cascalhos peneirados em malha #8 e #30 em função da concentração do polímero M350, em fluidos formulados na
presença e na ausência de KCl.
Pode-se notar pela Figura 29 que os sistemas formulados com o homopolímero M350 na presença de KCl apresentaram uma melhora considerável no teor de argila recuperada para os cascalhos peneirados em malha #8, o que confirma a utilização do íon potássio como inibidor do inchamento dos folhelhos.
Figura 30-Gráfico da dependência das massas recuperadas dos cascalhos peneirados em malha #8 e #30 em função da concentração do polímero M350 e M350C18, em fluidos
formulados na presença de KCl.
Quando a presença da cadeia hidrofóbica é avaliada, como na Figura 30, pode - se perceber que não há uma diferença significativa para o percentual de massa
recuperada em malha #30, mas para o teor de argila intacta recuperada, avaliada pelos resultados obtidos em malha #8, os fluidos formulados com o poliglicol modificado apresentaram resultados mais satisfatórios para concentrações do polímero hidrofobizado acima de 5% p/v. Entretanto, para concentrações inferiores a 5% p/v, não houve uma alteração significativa, revelando que nem todos os sistemas modificados apresentam melhores resultados quando comparados aos fluidos formulados apenas com os homopolímeros.
Figura 31-Gráfico da dependência das massas recuperadas dos cascalhos peneirados em malha #8 e #30 em função da concentração do polímero M350C18, em fluidos formulados na
presença e na ausência de KCl.
Os resultados apresentados pela Figura 31 corroboram a utilização do íon potássio como inibidor do inchamento das argilas. Desta vez, forma comparados os sistemas formulados apenas com o poliglicol modificado M350C18.
Figura 32-Gráfico da dependência das massas recuperadas dos cascalhos peneirados em malha #8 e #30 em função da concentração do polímero M350 e M350C18, em fluidos
formulados na ausência de KCl.
Nota-se, através da Figura 32, que os fluidos preparados com o polímero hidrofobizado M350C18 apresentam valores relativamente melhores que os apresentados para os fluidos contendo o homopolímero M350 apenas para os testes realizados em peneira #8 para concentrações muito altas (neste caso 10% p/v). Além disso, comparando-se os valores obtidos para o percentual de massa recuperada em #30 (Figuras 29, 30, 31 e 32) para os sistemas formulados com M350 na presença e na ausência de KCl, e para os fluidos preparados com M350C18 na presença e na ausência dos íons potássio, é possível notar que a diferença no percentual não é significativamente alta.
Figura 33-Gráfico da dependência das massas recuperadas dos cascalhos peneirados em malha #8 e #30 em função da concentração do polímero M750, em fluidos formulados na
presença e na ausência de KCl.
Novamente pode-se avaliar a eficácia da utilização dos íons potássio como inibidores do inchamento das argilas através da Figura 33. Percebe-se também, comparando-se a Figura 33 com a Figura 29, que o aumento da cadeia hidrofílica não possui efeito significativo sobre o percentual de massa recuperada (#30) e massa recuperada intacta (#8).
Figura 34-Gráfico da dependência das massas recuperadas dos cascalhos peneirados em malha #8 e #30 em função da concentração do polímero M750 e M750C18, em fluidos
formulados na presença de KCl.
Como já mencionado anteriormente, para os fluidos formulados com o polímero M350 e M350C18, é visível, pela Figura 34, que os sistemas formulados com o poliglicol modificado M750C18 só apresentaram diferenças sensíveis quando formulados com altas concentrações deste para o teor das massas recuperadas dos cascalhos em peneiras com #8. Para concentrações até 5% p/v o efeito da presença da cadeia hidrofóbica não é preponderante.
Figura 35-Gráfico da dependência das massas recuperadas dos cascalhos peneirados em malha #8 e #30 em função da concentração do polímero M750C18, em fluidos formulados na
presença e na ausência de KCl.
Os resultados apresentados pela Figura 35, assim como os resultados avaliados na Figura 31, atestam a validade da utilização do cloreto de potássio nas formulações dos fluidos de perfuração, bem como demonstram haver um aumento do teor da massa recuperada de argila intacta nos sistemas formulados com o poliglicol modificado M350C18 quando comparados aos sistemas formulados com M750C18 na presença de KCl.
Figura 36-Gráfico da dependência das massas recuperadas dos cascalhos peneirados em malha #8 e #30 em função da concentração do polímero M750 e M750C18, em fluidos
formulados na ausência de KCl.
Como mostrado para os fluidos preparados com o homopolímero M350 e M350C18, percebe-se pela Figura 36 que há um aumento do teor da massa da argila recuperada em #8 para os sistemas formulados com o poliglicol M750C18, mesmo na ausência de KCl, conforme a concentração do polímero hidrofobizado cresce. Entretanto, diferentemente dos fluidos com M350 e M350C18, os fluidos com M750C18 já possuem resultados significativos para concentrações a partir de 3% p/v.