PPGEQ - Mestrado em Engenharia Química

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Desenvolvimento de sistemas de pastas leves para aplicação em cimentação de poços petrolíferos com baixo gradiente de fratura
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2012-03-16) Araujo Filho, Romero Gomes da Silva; Melo, Marcus Antônio de Freitas; Freitas, Júlio Cezar de Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/2357217530716519; ; http://lattes.cnpq.br/5840621182000517; ; http://lattes.cnpq.br/1742937679581133; Silva, Moacir Guilhermino da; ; http://lattes.cnpq.br/7019484280783049; Andrade, João Marconi de; ; Barros, Joana Maria de Farias; ; http://lattes.cnpq.br/1016070459137884
Em todo o mundo, ocorrem naturalmente depósitos de hidrocarbonetos, constituídos de petróleo e gás natural, contidos dentro de rochas denominadas "rochas reservatório", em geral arenitos ou carbonatos. Esses depósitos existem em variadas condições de pressão e profundidade, desde poucas centenas até milhares de metros. Em geral, reservatórios mais "rasos" têm a tendência a fraturar mais facilmente, pois possuem baixo gradiente de fratura, ou seja, as fraturas são formadas mesmo com colunas hidrostáticas de fluido relativamente baixas. Essas zonas de baixo gradiente de fratura são particularmente mais comuns em zonas onshore, como aqui no Rio Grande do Norte. Um dos momentos mais propícios para a ocorrência de fraturas é durante a cimentação do poço, ao se utilizar uma pasta cimentante de densidade superior ao máximo permitido pela estrutura rochosa. Além disso, em zonas já naturalmente fraturadas, o uso de cimentos comuns causa perda de fluido para a formação, o que pode dar causa a cimentações falhas. Comercialmente, existem alternativas para o desenvolvimento de sistemas de pastas de cimento leves, mas esses falham ou em razão de seu elevadíssimo custo, ou em função das propriedades da pasta obtida não serem suficientemente boas para aplicações mais genéricas, ficando restritas a cada operação para qual a pasta de cimento foi feita. Nesse trabalho foi realizado um planejamento estatístico para determinar a influência de três variáveis, definidas como a concentração de cloreto de cálcio, concentração de vermiculita e concentração de nano sílica, nas várias propriedades do cimento. O uso da vermiculita, um minério de baixa densidade presente em grandes quantidades no nordeste brasileiro, como extensor para pastas cimentantes, permitiu a produção de pastas estáveis, com alta razão água/cimento, propriedades reológicas excelentes e baixas densidades, que foram fixadas em 12,5 lb/Gal. Viu-se também que o cloreto de cálcio é um poderoso viscosificante e gelificante, e seu uso combinado com a nano sílica possui grande efeito nas forças géis do cimento. Estudos de estabilidade hidrotérmica mostraram que as pastas foram estáveis nessas condições, e os ensaios de resistência mecânica mostraram valores da ordem de até 10 MPa
Estudo de sistemas de colchões lavadores para aplicação em poços perfurados com fluidos de perfuração não aquosos
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2012-08-03) Lima, Flávia Melo de; Melo, Marcus Antônio de Freitas; Freitas, Júlio Cezar de Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/2357217530716519; ; http://lattes.cnpq.br/5840621182000517; ; http://lattes.cnpq.br/4445874235323510; Melo, Dulce Maria de Araújo; ; http://lattes.cnpq.br/3318871716111536; Gomes, Erika Adriana de Santana; ; http://lattes.cnpq.br/2762469805823547; Andrade, João Marconi de; ; http://lattes.cnpq.br/4311011803008637
Os fluidos de perfuração utilizados para auxiliar a operação de perfuração de poços desempenham várias funções dentre elas, a formação de um filme de baixa permeabilidade (reboco) nas paredes do poço impedindo danos à formação. Após a descida da coluna de revestimento, o espaço anular deve ser preenchido com cimento, durante esse processo são utilizados, frequentemente, dois tipos de colchões, “colchão lavador” e “colchão espaçador”, onde o primeiro tem por objetivo de remover o reboco formado pelo fluido de perfuração e o segundo de evitar a contaminação do cimento por outros fluidos. A eficiência do colchão lavador é reforçada pela presença de misturas de dispersantes e tensoativos em sua composição. O uso da tecnologia de tensoativo é uma alternativa na remoção do fluido de perfuração não aquoso e tem sido demonstrado em operações de campo que estas técnicas são bem sucedidas. Dentro deste contexto, este trabalho foi realizado com dois objetivos principais: estudo dos parâmetros que influenciam o sistema microemulsionado (natureza do tensoativo (T), natureza do cotensoativo(C) e razão C/T) e a avaliação da eficiência de remoção de um filme de fluido de perfuração sintético a base de parafina e salmoura (70:30). A partir das construções dos diagramas foram escolhidos aqueles com maiores regiões de microemulsões. Os colchões lavadores microemulsionados formados com o tensoativo KMS, n-butanol e razão C/T 0,5 foram os que apresentaram melhores resultados de eficiência, em média 33 segundos de acordo com o “PROCELAB”. Os resultados indicaram que os sistemas de colchões microemulsionados são veículos promissores contribuindo com a operação de cimentação de poços de petróleo, pois é de grande interesse produtivo e econômico que os colchões tenham bons desempenhos em suas funções.
Otimização do processo de flotação de emulsão óleo/água através do planejamento fatorial completo
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2012-12-27) Santana, Aline Viviane Maia de; Melo, Marcus Antônio de Freitas; ; http://lattes.cnpq.br/5840621182000517; ; http://lattes.cnpq.br/0529767292110731; Andrade, João Marconi de; ; Freitas, Júlio Cezar de Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/2357217530716519; Braga, Renata Martins; ; http://lattes.cnpq.br/4603529162393328
Nas últimas décadas, a geração de resíduos sólidos e líquidos tem aumentado substancialmente devido ao aumento da atividade industrial que está diretamente ligada ao crescimento econômico. Por mais eficiente que seja o processo, é inevitável a geração desses resíduos. Na indústria petrolífera, um dos principais resíduos gerado na exploração do petróleo é a água produzida, que devido à sua composição complexa e à grande quantidade gerada, tem se tornado um desafio, diante das restrições impostas pela legislação ambiental quanto ao seu descarte, fazendo-se necessário criar alternativas de reuso ou tratamento com a finalidade de reduzir o teor de contaminantes e diminuir os efeitos nocivos ao meio ambiente. Essa água pode estar presente sob a forma livre ou emulsionada com o óleo, quando na forma de emulsão do tipo óleo/água, faz-se necessário à utilização de substâncias químicas para promover a separação, sendo a flotação o método de tratamento que vem se mostrando mais eficiente, pois consegue remover grande parte do óleo emulsionado quando comparada a outros métodos. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi estudar os efeitos individuais e de interações de alguns parâmetros físico-químicos operacionais, baseado em trabalhos anteriores, para uma célula de flotação utilizada na separação de emulsão sintética óleo/água, visando otimizar a eficiência do processo de separação através um planejamento experimental do tipo fatorial completo 24 com ponto central. As variáveis de resposta para avaliar a eficiência da separação foram percentagem de remoção de cor e turbidez. As variáveis independentes estudadas foram: concentração do desemulsificante, teor de óleo em água, salinidade e pH, sendo fixadas a estas, limites mínimos e máximos. A análise da variância para a equação do modelo empírico mostrou-se estatisticamente significante e útil para fins preditivos da eficiência de separação do flotador com R2 > 90%. Os resultados mostraram que o teor de óleo em água e a interação entre o teor de óleo em água e a salinidade, apresentaram os maiores valores dos efeitos estimados dentre o conjunto dos fatores investigados, tendo grande e positiva influência na eficiência de separação. Através da análise da superfície de resposta, foi determinada uma eficiência máxima de remoção acima de 90% tanto para medida de turbidez quanto para medida de cor quando em meio salino (30 g/L), a altas concentrações de óleo (306 ppm), utilizando concentrações baixas do desemulsificante (1,1 ppm) e com pH próximo do neutro
Otimização do tempo e temperatura no processamento da gipsita oriunda dos cristalizadores da produção de sal para obter gesso de uso na construção civil
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2012-06-15) Gomes, Mayara Feliciano; Melo, Marcus Antônio de Freitas; Freitas, Júlio Cezar de Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/2357217530716519; ; http://lattes.cnpq.br/5840621182000517; ; http://lattes.cnpq.br/2363624585861131; Galdino, José Nildo; ; http://lattes.cnpq.br/3713583703008385; Andrade, João Marconi de;
Durante o processo de produção do sal, os primeiros cristais formados são descartados como resíduo industrial. Esse resíduo é constituído basicamente por gipsita, composto de sulfato de cálcio di-hidratado (CaSO4.2H2O), conhecido como carago cru ou malacacheta . Após ser submetida a processo de calcinação para obtenção do gesso (CaSO4.0,5H2O) , pode ser viabilizada a sua aplicação na indústria cimenteira. Este trabalho tem como objetivo otimizar o tempo e a temperatura para o processo de calcinação da gipsita (carago) para obtenção do gesso beta de acordo com as especificações da norma da construção civil. Os experimentos envolveram a caracterização química e mineralógica da gipsita (carago) oriunda dos cristalizadores, e do gesso que é produzido na indústria salineira localizada em Mossoró, através das seguintes técnicas: difração de raios-X (DRX), fluorescência de raios X (FRX), análise Termogravimétrica (TG/DTG) e a microscopia eletrônica de varredura (MEV) com EDS. Para otimização do tempo e temperatura do processo de calcinação foi utilizado o planejamento fatorial de três níveis com superfícies de respostas dos ensaios mecânicos de resistência à compressão e tempo de pega conforme a norma NBR-13207: Gessos para Construção civil e a difração de raios-X dos gessos (carago) beta obtidos na calcinação. O software STATISTICA 7.0 foi usado para os cálculos para relacionar os dados experimentais para um modelo estatístico. O processo para otimização da calcinação da gipsita (carago) ocorreram na faixa de temperatura de 120°C a 160°C e o tempo na faixa de 90 a 210 minutos no forno a pressão atmosférica, verificou-se que com o aumento dos valores da temperatura de 160°C e no tempo de calcinação para 210 minutos obtemos resultados dos ensaios de resistência a compressão com valores acima de 10 MPa que estão de acordo com o requerido pela norma (>8,40) e que nos difratogramas de raios- X temos a predominância da fase do hemidrato beta, obtendo um gesso beta de boa qualidade e que está de acordo com as normas vigentes, dando a um subproduto da indústria salineira a empregabilidade na construção civil

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