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Título: Tratamento de cascalho de perfuração utilizando sistemas microemulsionados
Autor(es): Silva, Daniel Nobre Nunes da
Palavras-chave: Cascalho de perfuração;Parafina;Microemulsão;Extração sólido-líquido
Data do documento: 4-Fev-2015
Editor: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citação: SILVA, Daniel Nobre Nunes da. Tratamento de cascalho de perfuração utilizando sistemas microemulsionados. 2015. 80f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2015.
Resumo: The oil industry is one of the activities that generates more waste to the environment. The drill cuttings is a waste generated in large quantities in the drilling process and that may cause environmental damage such as soil contamination and consequently the contamination of groundwater if disposed of without prior treatment. Arises the need to develop scientific activities and research ways to adapt these wastes the current environmental standards. In the case of solid wastes, the NBR 10004: 2004 of the Brazilian Association of Technical Standards (ABNT) classifies them into class I waste (hazardous) and class II (not dangerous), which determines which wastes may or may not be discarded in the environment without causing environmental impact. This study presents a novel alternative for treating drill cuttings, where this waste was classified as class I (Abreu & Souza, 2005), mainly by removing the n-paraffin present in it, since this arises when using drilling fluids base oil. Using microemulsion systems promotes the removal of this contaminant drill cuttings samples from wells located in Alto do Rodrigues - RN. Initially, we determined the concentration of paraffin using infrared method in samples were extracted with ultrasound, we obtained a paraffin concentration in the range from 36.59 to 43.52 g of paraffin per kilogram of cuttings. Used two microemulsion systems containing two nonionic surfactants from different classes, one is an alcohol ethoxylated (UNTL-90) and the other an nonylphenol ethoxylated (RNX 110). The results indicated that the system UNTL-90 surfactant has better efficiency than the system with RNX 110. The study of the influence of contact time at the extraction showed that for times greater than 25 minutes has a tendency to increase the percentage extraction with increasing contact time. It was also observed that the extraction is fast because at 1 minute contact has 22.7% extraction. The reuse of the microemulsion system without removing the paraffin extracted in previous steps, showed reduction of 29.32 in percentage of extraction by comparing the first and third extraction, but by comparing the first and second extractions reduction is 8.5 in percentage extraction, so the systems reuse optimization can be an option for economically viable removing paraffin from cuttings. The extraction with shaking is more effective in the treatment of cuttings, reaching the extraction percentage of 87.04%, that is, obtaining a drill cuttings with 0.551% paraffin. Using the percentage of paraffin employed in non-aqueous drilling fluids and fluid maximum limit on cuttings for disposal established by the Environmental Protection Agency of the United States (US EPA), one arrives at the conclusion that the level of paraffin on gravel cannot exceed 3.93%. Conclude that the amount of paraffin in the treated cuttings with the microemulsion system with shaking is below the established by US EPA, showing that the system used was efficient in removing the paraffin from the drill cuttings.
metadata.dc.description.resumo: A indústria do petróleo é uma das atividades que mais gera resíduos ao meio ambiente. O cascalho de perfuração é um resíduo gerado em grande quantidade no processo de perfuração de poços e que pode provocar impactos ambientais, tais como a contaminação do solo e consequentemente a contaminação de lençóis freáticos, caso descartados sem tratamento prévio. Surge à necessidade de se desenvolver atividades científicas e de pesquisar maneiras de adequar esses resíduos as normas ambientais vigentes. No caso dos resíduos sólidos, a norma NBR 10004:2004 da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) classifica-os em resíduos classe I (perigoso) e classe II (não perigoso), onde estabelece quais os resíduos que podem ou não ser descartados no meio ambiente sem provocar impacto ambiental. Este trabalho apresenta uma inovadora alternativa para tratar o cascalho de perfuração, que é classificado como resíduo classe I (Abreu & Souza, 2005), removendo principalmente a n-parafina presente no mesmo, uma vez que este é originado quando se usa fluidos de perfuração base óleo. Utilizando sistemas microemulsionados promove-se a remoção deste contaminante de amostras de cascalho de perfuração provenientes de poços localizados em Alto do Rodrigues – RN. Inicialmente, determinou-se a concentração de parafina utilizando o método de infravermelho, em amostras previamente extraídas com ultrassom, obteve-se uma concentração de parafina na faixa de 36,59 a 43,52 g de parafina por quilograma de cascalho. Utilizou-se dois sistemas microemulsionados contendo dois tensoativos não iônicos de diferentes classes, um é um álcool etoxilado (UNTL-90) e o outro um nonifenol etoxilado (RNX 110). Os resultados indicaram que o sistema com tensoativo UNTL-90 possui melhor eficiência que o sistema com RNX 110. O estudo da influência do tempo de contato na extração mostrou que para tempos maiores que 25 minutos tem-se uma tendência ao aumento do percentual de extração com o aumento do tempo de contato. Observou-se também que a extração é rápida, pois em 1 minutos de contato tem-se 22,7 % de extração. A reutilização do sistema microemulsionado, sem a remoção da parafina extraída em etapas anteriores, mostrou redução de 29,32 no percentual de extração comparando a primeira e a terceira extração, mas comparando a primeira e segunda extrações a redução é de 8,5 no percentual de extração, logo a otimização da reutilização dos sistemas pode ser uma opção para viabilizar economicamente a remoção de parafina de cascalho. A extração com agitação se mostrou mais eficaz no tratamento do cascalho, atingindo o percentual de extração de 87,04 %, ou seja, se obtém um cascalho de perfuração com 0,551 % de parafina. Utilizando o percentual de parafina empregado nos fluidos de perfuração não aquosos e o limite máximo de fluido no cascalho para descarte estabelecido pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (US Environmental Protection Agency - US EPA), chega-se à conclusão que o teor de parafina no cascalho não pode ser superior a 3,93 %. Conclui-se que a quantidade de parafina no cascalho tratado com o sistema microemulsionado e com agitação está bem abaixo do estabelecido pelo órgão americano (US EPA), mostrando que o sistema microemulsionado utilizado foi eficiente na remoção da parafina do cascalho de perfuração.
URI: http://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/20026
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