ENSAIOS OSCILATÓRIOS

Os ensaios oscilatórios englobam as rampas de tensão e frequência, conforme feito na caracterização das gomas em solução aquosa.

A primeira análise é feita pelas de rampas de tensão, pois através dos resulta- dos é possível identificar a faixa viscoelástica linear do fluido. Os ensaios de rampa de tensão para o fluido de perfuração com a goma diutana foram realizados utilizando uma variação de tensão entre 0,5 e 1,5 Pa e adotando uma frequência constante e igual a 1Hz. Na figura 36 foram plotadas as rampas de tensão para as amostras de

fluido contendo diutana na temperatura de 60°C.

Figura 36 - Rampa de tensão - fluido de perfuração com diutana,60°C.

Fonte: Elaboração Própria

A partir da figura 36 percebe-se que a tensão de 0,5 a 1,5 Pa compreende a região viscoelástica linear para todas as amostras do fluido de perfuração com diutana a 60°C, pois nota-se uma linearidade entre o G’ e G” com o aumento da tensão.

Feito isto, escolheu-se uma tensão de 1,0 Pa, que engloba a zona linear visco- elástico das amostras, para a realização dos ensaios de rampa de frequência, o qual tem por objetivo caracterizar o comportamento que predomina (elástico ou viscoso) durante um intervalo de frequência fixado em 0,1 a 100 Hz.

A partir dos gráficos da figura 37(a)-37(d) percebe-se um comportamento elás- tico (G’>G” ) num intervalo de frequência de 0,1 a 20 Hz para todas as amostras de fluido de perfuração contendo a goma diutana. Esta frequência de cruzamento na qual G’=G” é chamado de ponto gel, que corresponde a uma inversão de comportamento, ou seja, o fluido se torna mais viscoso, porém em altas frequências pode ocorrer o fenômeno de ressonância [21] o que tornam os dados pouco confiáveis. Por esta ra- zão conclui-se que todas as amostras do fluido de perfuração possuem características predominantemente elásticas.

Figura 37 - Rampa de frequência - fluido de perfuração com diutana, 60°C.

(a) Fluido de Perfuração com a goma diutana sem contaminação

(b) Fluido de Perfuração com a goma diutana com cálcio

(c) Fluido de Perfuração com a goma diutana com magnésio

(d) Fluido de Perfuração com a goma diutana com cálcio e magnésio

Fonte: Elaboração própria

6.4.4 EFEITO DA TEMPERATURA

O efeito da temperatura foi analisado em três partes, primeiro estudando as cur- vas de fluxo, em seguida foram analisadas as diferenças entre os graus de tixotropia e por fim as mudanças na elasticidade com o acréscimo da temperatura.

Com relação às curvas de fluxo, é possível observar na figura 38 que para dife- rentes formulações do fluido de perfuração (sem contaminação e com incremento de cálcio e magnésio) e com o acréscimo de temperatura, as características das curvas foram muito semelhantes, ocorrendo em todos os casos um comportamento quase linear com o fato de que a viscosidade diminui significativamente conforme aumenta

a taxa de cisalhamento. Correlacionado com os parâmetros do modelo de Herschel- Bulkley através das tabelas 27, 28 e 26 pode-se perceber que com o acréscimo de temperatura de 20°C para 40°C ocorreu uma tendência de redução na tensão limite de escoamento, proporcionado pela redução na viscosidade da amostra, aumento do índice de consistência do fluido e aumento no grau de pseudoplasticidade devido a re- dução no índice de fluxo do fluido, estes comportamentos foram notados para todas as amostras. Para o caso do acréscimo de 40°C para 60°C nota-se um comportamento ligeiramente diferente, pois para a amostra do fluido sem contaminação ocorre au- mento na tensão limite de escoamento, aumento no índice de consistência e aumento do índice de fluxo, indicando que o fluido torna-se menos pseudoplástico e com maior teor de sólidos, resultando em uma viscosidade menor. Enquanto que para todas as amostras contaminadas o comportamento foi de redução na tensão limite de escoa- mento, aumento do índice de consistência e aumento no índice de fluxo, indicando um fluido menos viscoso e menos pseudoplástico, e percebe-se que devido a grande queda na viscosidade com o aumento do cisalhamento, isto indica uma capacidade de afinamento do fluido, notado em todas as amostras estudadas.

Em comparação aos ensaios da goma diutana em solução aquosa, observa-se que o comportamento pseudoplástico se confirma devido ao as curvas demonstra- rem desempenhos parecidos sob as mesmas condições, ou seja, os resultados foram satisfatórios para a viscosidade.

O efeito da temperatura para os fluidos de perfuração com diutana foi testado também para rampa de frequência como apresentado na figura 39. Nota-se que en- tre 0,1 e 10 Hz, não houve uma taxa alta de incremento da elasticidade apesar de apresentarem um bom comportamento elástico, sendo a melhor temperatura para o caso de 40°C e contaminação com cálcio e magnésio. Analisando o efeito da tempe- ratura no ponto de cruzamento (Crossover ) quando o módulo elástico é igual ao mó- dulo viscoso para uma mesma frequência, pode-se perceber que, através da tabela 29, no caso das amostras sem contaminação e nas com contaminação com cálcio, ocorreu uma redução no ponto de cruzamento conforme aumentou-se a temperatura, isto indica que as amostras tornaram-se mais elásticas. Para os casos das amostras contaminadas com magnésio e com a mistura entre cálcio e magnésio, ocorreu um comportamento de aumento no ponto de cruzamento, porém não são dados confiá-

Figura 38 - Efeito da Temperatura curvas de fluxo - fluidos de perfuração com diutana.

(a) Fluido de Perfuração com a goma diutana sem contaminação

(b) Fluido de Perfuração com a goma diutana com cálcio

(c) Fluido de Perfuração com a goma diutana com magnésio

(d) Fluido de Perfuração com a goma diutana com cálcio e magnésio

Fonte: Elaboração própria

veis, visto que as frequências atingem valores maiores do que 30 Hz, podendo ter ocorrido o fenômeno de ressonância, o qual ocorre em regiões de altas frequências. Para avaliar o efeito destas duas contaminações os ensaios necessitariam ser refeitos para verificar se algum problema no equipamento influenciou o resultado.

Na análise da tixotropia, deve-se observar a tabela 26 nota-se que o aumento da temperatura ocasionou um aumento no grau tixotrópico do fluido, exceto no caso do fluido contaminado com a mistura de cálcio e magnésio.

Tabela 27 - Parâmetros do modelo de Herschel-Bulkley para o fluido de perfuração contendo diutana, 20°C. Amostras Herschel-Bulkley 20°CC τ0 K n R2

Fluido de Perfuração com diutana 24,26 5,352 0,3582 0,9946 Fluido de Perfuração com diutana

contaminado com cálcio

16,89 1,163 0,6302 0,9992

Fluido de Perfuração com diutana contaminado com magnésio

16,42 1,065 0,6229 0,9992

Fluido de Perfuração com diutana contaminado com cálcio e magnésio

26,98 3,061 0,4440 0,9881

Fonte: Elaboração própria

Tabela 28 - Parâmetros do modelo de Herschel-Bulkley para o fluido de perfuração contendo diutana, 40°C.

Amostras

Herschel-Bulkley 40°C.

τ0 K n R2

Fluido de Perfuração com diutana 20,64 7,521 0,2972 0,9961 Fluido de Perfuração com diutana

contaminado com cálcio

9,622 2,774 0,4865 0,9968

Fluido de Perfuração com diutana contaminado com magnésio

8,851 2,476 0,5077 0,9979

Fluido de Perfuração com diutana contaminado com cálcio e magnésio

23,37 7,238 0,3203 0,9916

Figura 39 - Efeito da Temperatura rampa de frequência- fluidos de perfuração com diutana.

(a) Fluido de Perfuração com a goma diutana sem contaminação

(b) Fluido de Perfuração com a goma diutana com cálcio

(c) Fluido de Perfuração com a goma diutana com magnésio

(d) Fluido de Perfuração com a goma diutana com cálcio e magnésio

Fonte: Elaboração própria