Avaliação físico-química de soluções micelares aplicadas na remoção de reboco

dc.contributor.advisorFonseca, Jose Luis Cardozo
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/8143800826985556pt_BR
dc.contributor.authorSouza, Marcílio Nogueira de
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/9987397212381533pt_BR
dc.contributor.referees1Balaban, Rosangela de Carvalho
dc.contributor.referees1IDhttps://orcid.org/0000-0002-7587-6010pt_BR
dc.contributor.referees1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7711521318854102pt_BR
dc.contributor.referees2Wanderley Neto, Alcides de Oliveira
dc.contributor.referees2Latteshttp://lattes.cnpq.br/4789528535524269pt_BR
dc.contributor.referees3Oliveira, Mônica Rodrigues de
dc.contributor.referees3Latteshttp://lattes.cnpq.br/2219717055055892pt_BR
dc.contributor.referees4Silva, Dennys Correia da
dc.contributor.referees4IDhttps://orcid.org/0000-0002-6280-7606pt_BR
dc.contributor.referees4Latteshttp://lattes.cnpq.br/8567051112814180pt_BR
dc.date.accessioned2023-10-31T20:09:28Z
dc.date.available2023-10-31T20:09:28Z
dc.date.issued2023-02-28
dc.description.abstractWhen drilling an oil well, drilling fluids are used for the purpose of, among others, forming a thin layer in the reservoir rock formation that will prevent migratory flows from the well to the formation or vice versa. The removal of this thin layer, called grout, is of paramount importance for a desirable cementation. In order to remove the grout, washing mattresses are usually used, which need to remove the grout completely and leave the rock water-wettable. In addition, these mattresses need to be compatible with the cement paste and the drilling fluid. From this context, this work aims to develop and apply alcoholic micellar solutions and solutions containing mixtures of surfactants. In order to choose the best formulation, statistical studies of the Scheffé and central composite simplex network planning type were performed. The formulations were used in the plaster cleaning tests in a temperature range from 30 to 65 degrees Celsius, in order to evaluate the cleaning efficiency of the formulation in the face of the change in physical appearance through the turbidity point limit. For the formulations that completely removed the plaster and that presented a lower percentage of active matter (surfactant and/or alcohol) in their composition, surface tension, rheology and wettability measurements were performed as a way to evaluate and guarantee their applications. In addition, the study of compatibility between the washing mattresses and the cement paste was carried out, as well as the evaluation of the compressive strength of the cement after its contamination. The alcoholic micellar solution achieved 100% efficiency in the removal of plaster at all temperatures, only in the tests with a higher content of active matter (surfactant and alcohol), preferably with n-butanol. On the other hand, for the surfactant mixture solutions, 100% plaster removal efficiency was obtained for all temperatures in the tests with the highest percentage of 7EO lauryl alcohol. After these findings, formulations 10 (2.0% surfactant + 2.0% n-butanol + 96% brine) for the first system and 5 (2.0% LA 5EO + 2.0% LA 6EO + 4.0% LA 7EO) for the second system were chosen. These two formulations kept the rock water-wettable and were compatible with cement paste, which after hardening, showed compressive strength of 10.37 Mpa and 11.27 Mpa, respectively. Thus, it can be concluded that the formulations are suitable for use of olefin base fluid grout cleaning, being an alternative for use in oil fieldpt_BR
dc.description.resumoNa perfuração de um poço de petróleo são usados fluidos de perfuração com a finalidade de, dentre outras, formar uma camada fina na formação rochosa do reservatório que irão impedir fluxos migratórios do poço para a formação ou vice-versa. A remoção dessa fina camada, chamada de reboco, formada principalmente quando são usados fluido não aquoso (parafínico ou olefínico) é de suma importância para que ocorra a inversão da molhabilidade da rocha e assim garantir que seja alcançado o sucesso da operação de cimentação primária. Os fluidos chamados de colchões lavadores são deslocados entre o fluido de perfuração e a pasta de cimento. Eles atuam por meio de ação química na diluição e remoção do reboco. Contém aditivos dispersantes (ou afinantes do fluido de perfuração), detergentes e, quando necessário, aditivo para inibir inchamento de argila e redutores de filtrado. Quando são utilizados em poços contendo fluido à base óleo, possuem ainda surfactantes para inverter a molhabilidade do revestimento e formação, de molhável ao óleo para molhável à água. Os colchões lavadores necessitam ser compatíveis com a pasta de cimento e o fluido de perfuração, pois podem ocasionar uma mistura com viscosidade excessiva capaz de diminuir a eficiência de deslocamento do fluido de perfuração e, consequentemente, tornar fraca a aderência do cimento, além da mistura pasta de cimento e colchão lavador serem resistentes a compressão dentro de limites estabelecidos por normas. Existem vários trabalhos na literatura que comprovam a eficiência de remoção dos colchões lavadores que podem ser aplicados na indústria petrolífera. O uso de soluções micelares alcoólicas e soluções contendo misturas de tensoativo são novas tecnologias que foram utilizadas como colchão lavador para remover os fluidos de perfuração a base de olefina e promover a inversão da molhabilidade da formação. Nesse sentido, esse trabalho desenvolveu e caracterizou novos sistemas micelares alcoólicas a partir de diagramas ternários e por misturas de tensoativos (blendas) formulados com tensoativos comercial não iônicos para utilização como colchão lavador numa rampa de temperatura (30°, 40°, 50° e 65 °C) que simula a temperatura alcançada na perfuração de alguns poços de petróleo e avaliar o comportamento dos colchões frente ao ponto de nuvem na remoção do reboco dentro do poço. Um planejamento em rede simplex utilizando o polinômio de scheffé foi confeccionada para a escolha das formulações mais eficiente em relação a remoção do reboco. Para a formulação dos Blends contendo tensoativos em salmoura, um estudo fatorial 2n foi desenvolvido para a escolha do ponto ótimo dos Blends das soluções de tensoativos que foram também estudados como colchão lavador. Esses sistemas foram submetidos aos mesmos testes do sistema anterior, ou seja, foram estudados dentro de uma rampa de temperatura (30°, 40°, 50° e 65 °C) cuja finalidade foi a de verificar a eficiência de remoção do reboco frente ao Cloud Point, simulando o comportamento dessas soluções e seu comportamento no interior do poço. Para ambos os sistemas de estudo foram utilizando os melhores pontos, a variação da fase aquosa e suas medidas de condutividade nas referidas temperaturas. Após essa fase, as soluções micelares alcóolicas e Blendas de tensoativos formulados foram caracterizados através do estudo de: ensaios de eficiência de remoção do reboco, medidas de tensão superficial, diâmetro de gotículas e molhabilidade, enquanto as misturas entre o colchão lavador e a pasta de cimento foram caracterizados por: reologia, compatibilidade dos fluidos e resistência à compressão (UCA) e difratometria de raios X. Os dois novos sistemas de remoção estudados na pesquisa mostraram-se eficientes na remoção do reboco formado pelo fluido de perfuração olefinico usados em poços de petróleo e podem ser utilizados como uma tecnologia mais econômica e limpa.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPESpt_BR
dc.identifier.citationSOUZA, Marcílio Nogueira de. Avaliação físico-química de soluções micelares aplicadas na remoção de reboco. 2023. 133 f. Orientador: Prof. Dr. José Luis Cardozo Fonseca. Coorientador: Prof. Dr. Alcides de Oliveira Wanderley Neto.Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Centro de Ciências Exatas e da Terra, Programa de Pós-graduação em Química, Natal/RN, 2023.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/55141
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Químicapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectFluído de perfuraçãopt_BR
dc.subjectTemperaturapt_BR
dc.subjectMolhabilidadept_BR
dc.subjectRebocopt_BR
dc.subjectSolução micelarpt_BR
dc.subjectDrilling fluidspt_BR
dc.subjectTemperaturept_BR
dc.subjectWettabilitypt_BR
dc.subjectFilter cakept_BR
dc.subjectMicellar solutionpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRApt_BR
dc.titleAvaliação físico-química de soluções micelares aplicadas na remoção de rebocopt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR

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