3.1 Fluidos de perfuração contendo óleos vegetais
Yassin, Kamis e Abdullah (1991) estudaram a influência de dois tipos de óleo de palma (azeite de dendê) em fluidos de perfuração: o éster metílico de palma cru e o éster metílico do ácido graxo destilado de palma. Os autores concluíram que os fluidos apresentaram valores elevados de viscosidade cinemática, que pode levar a altos valores de viscosidade plástica, principalmente em baixas temperaturas, aumentando a resistência interna do fluido ao escoamento. Já em termos de estabilidade, os fluidos apresentaram emulsões estáveis, porém tal estabilidade diminuiu com o aumento da temperatura, além de elevadas forças géis. Tais fluidos também apresentaram elevados volumes de filtrado e finas espessuras de reboco.
Silva Neto (2002) estudou as propriedades dos fluidos de perfuração não-aquosos quando o biodiesel derivado do óleo de babaçu foi utilizado como fase contínua. O trabalho avaliou a influência de quatro parâmetros, em função da razão éster-água: concentração de argila organofílica, concentração de emulsificante, concentração do sal e teste de filtrado. Foi possível concluir que o fluido a base de biodiesel apresentou propriedades reológicas melhores do que o do fluido de referência, mostrando seu potencial e benefícios na perfuração.
Silva Neto (2002) também comparou as propriedades reológicas do fluido obtido com fluidos comerciais, nacional e importado, na razão éster/água de 70/30. O autor concluiu que o fluido formulado apresentou concentrações reduzidas de aditivos necessárias para manter as mesmas propriedades reológicas de um fluido convencional, o que levaria a uma redução de custos e o tornaria mais atrativo num projeto de perfuração de poços.
Wang et. al. (2012) compararam as propriedades reológicas entre o fluido a base de biodiesel (cujo óleo vegetal derivado não foi especificado) e um fluido parafínico. Os autores concluíram que a variação da viscosidade do fluido com biodiesel antes e depois do envelhecimento do fluido foi menor do que a do óleo parafínico, indicando elevada estabilidade do biodiesel em altas temperaturas. Quanto ao poder de inibição, ambos os fluidos apresentaram o mesmo potencial inibidor, o que mostra que o fluido a base de biodiesel pode ser utilizado para tal finalidade.
Os mesmos autores também investigaram o potencial de redução de filtrado desses fluidos, atingindo resultados satisfatórios. Por fim, os autores analisaram a tolerância à
contaminação desses fluidos, concluindo que a contaminação em solo seco e em cálcio não alteram consideravelmente as propriedades reológicas e de filtração.
Ismail et. al. (2014) formularam um fluido à base de biodiesel a fim de substituir a fase orgânica utilizada em fluidos não-aquosos convencionais e, através de análises das propriedades físicas e taxas de biodegrabilidade do fluido formulado, e compararam os resultados obtidos entre os fluidos. Foram utilizados óleos de palma, de milho, de farelo de arroz para preparação dos ésteres através do processo de transesterificação, que formariam a base dos fluidos.
Nesse trabalho, os testes de toxicidade mostraram que os fluidos à base de biodiesel foram categorizados como substâncias quase atóxicas. Já no teste de degradabilidade, os biodieseis derivados do farelo de arroz e do óleo de milho apresentaram melhores taxa de degradação do que o biodiesel derivado do óleo de palma, indicando que esse último apresenta maior conteúdo de aromáticos e maior grau de ramificação de suas cadeias.
Ihenacho et. al. (2016) formularam um fluido de perfuração base óleo utilizando óleo de jatrofa a uma razão óleo/água de 50/50, gema de ovo como emulsificante e sem a utilização de controlador de filtrado nem agente de molhabilidade, e compararam as propriedades do mesmo com as de um fluido a uma razão óleo/água 70/30 de formulação similar. O estudo visa diminuir a razão óleo/água a partir do uso de óleos vegetais, a fim de diminuir os custos da formulação. Além disso, os autores confirmam que a diminuição da razão óleo/água ocasiona uma menor perda de fluido, o que aumenta a estabilidade do poço e diminui a retenção de óleo nos cascalhos, facilitando seu tratamento e descarte.
O trabalho concluiu que os fluidos apresentaram densidades iguais a 8,1 ppg e a estabilidade elétrica dos mesmos em temperaturas de 48,9ºC e 120ºC estiveram dentro do range em que o fluido é considerado estável, porém seus valores diminuíram na mesma proporção com o aumento da temperatura. Quanto ao controle da filtração, o fluido 70/30 apresentou o dobro da perda quando comparado ao fluido 50/50 nos 30 minutos de teste, indicando que o fluido 50/50 apresenta melhor capacidade de estabilidade de poços. Além disso, a reologia dos fluidos não apresentou grandes variações, o que indica que o conteúdo de água não apresentou influência significativa na reologia dos mesmos.
3.2 Fluidos de perfuração contendo glicerina
Pomerleau (2011) estudou o comportamento da glicerina como base de fluidos de perfuração. Ele preparou fluidos contendo de 95 a 20% v/v de glicerina, sendo o percentual
restante de água, e avaliou a capacidade do fluido preparado de estabilizar formações ativas durante a perfuração, ou seja, testou-se a habilidade do fluido em inibir a hidratação de minerais sensíveis como montmorilonita sódica e bentonita sódica. O autor concluiu que os sólidos ativos não sofriam hidratação quando introduzidos um fluido contendo acima de 20% de glicerol. Assim os fluidos a base de glicerina pareceram como um boa alternativa de fluido inibido, que podem aumentar a estabilidade do poço, além de não permitirem a dissolução de hidrocarbonetos pesados no fluido, o que poderia acarretar na diminuição de custos de tratamento dos fluidos em superfície.
Malgaresi et. al. (2018) propuseram a formulação de um fluido cuja base contínua continha 50% de glicerina e 50% de água. Os autores fizeram uma análise comparativa com um fluido aquoso tradicional a partir da circulação através de testemunho e, logo após, a circulação de HCl. Os autores concluíram que a perda de filtrado de fluidos à base de glicerina é 5 vezes menor do que a perda de fluidos aquosos tradicionais para testemunhos de alta permeabilidade, e 4,3 vezes menor para os de baixa permeabilidade. Além disso, foi constatado que o reboco estabilizou-se 2 vezes mais rápido para a formulação proposta pelos autores para testemunhos de alta permeabilidade e 1,3 vezes para os de baixa.
Os mesmos autores também concluíram que o reboco apresentou baixa permeabilidade em ambos os fluidos para testemunhos porosos. A permeabilidade de retorno, entretanto, foi maior para fluidos à base de glicerina e os fluidos aquosos tradicionais invadiram mais o testemunho antes da formação do reboco, enquanto os glicerinados não penetraram no testemunho.
3.3 Fluidos de perfuração e microemulsões
Hayes, Haws e Gogarty (1975) formularam um fluido cuja fase contínua era uma microemulsão O/A e analisaram as propriedades do fluido obtido. A microemulsão foi obtida misturando água, hidrocarboneto, bentonita, lauril sulfato de sódio e, opcionalmente, um surfactante e/ou um eletrólito. Os autores verificaram que esses fluidos apresentam baixa resistividade elétrica (o que ajuda na interpretação das operações de perfilagem na perfuração), baixa perda de filtrado e também boa estabilidade na presença de argilas. Além disso, tais fluidos aumentam as taxas de perfuração e a vida útil da broca, lubrificam a coluna de perfuração mais eficientemente.
Os mesmos autores publicaram uma segunda patente, em 1977, sendo esta continuidade da anterior. Nela, estudaram fluidos de perfuração cuja fase contínua era uma microemulsão A/O. Concluíram que os fluidos microemulsionados apresentaram as seguintes
vantagens, quando comparados aos fluidos não-aquosos emulsionados: conduzem eletricidade, favorecendo técnicas de perfilagem elétrica; utilizam argila bentonita comum, sem necessidade de pré-tratamentos para torná-la organofílica, além de requererem menor quantidade de argila; são estáveis em um amplo range de concentração de sais; eliminam a necessidade do uso de outros aditivos, como inibidores de corrosão, emulsificantes, redutores de filtrado e lubrificantes, viscosificantes; apresentam maior teor de água, sendo, portanto, mais econômico.
Sousa et. al. (2016) realizou estudo reológico de um fluido de perfuração microemulsionado, cuja ME utilizada era composta de uma solução aquosa, um óleo vegetal e um tensoativo. Os autores concluíram que os fluidos apresentaram viscosidade e força gel satisfatórias, bem como baixa perda de filtrado. Além disso, os autores concluíram que, após o envelhecimento, houve uma melhora nas propriedades reológicas, mesmo após serem submetidos ao aumento da temperatura, mostrando-se como uma alternativa ecologicamente viável.
Tendo em vista a importância de sistemas microemulsionados para a indústria de petróleo e considerando que essa é uma tecnologia nova no mercado em considerável ascensão, este trabalho irá abordar a utilização de microemulsões do tipo óleo em água como fase contínua em fluidos de perfuração, no intuito de avaliar se há viabilidade de sua utilização através do estudo de algumas propriedades dos fluidos então desenvolvidos.