Roteiro Aula Pratica Fluidos de Perfuracao

Prévia do material em texto

Disciplina: Engenharia de Petróleo e Gás 
Professora: Maria del Pilar Hidalgo Falla 
Monitor: Eduardo Conceição de Araújo. 
Alunos: Lucas Borges Picarelli, Marcus Vinicius, Bruno Suheara. 
 
Aula Prática – Ensaio Reológico de Viscosidade para Fluidos 
de Perfuração: Fluido Aquoso à Base de Bentonita com 
Aditivos Industriais 
 
Objetivos 
Avaliar as formulações de fluidos aquosos contendo aditivos 
antiespumante, sendo o seu desempenho avaliado por meio de seu 
comportamento reológico (curvas de fluxo, viscosidades aparente e plástica, 
limite de escoamento e força gel). 
Princípios Teóricos 
Os fluidos de perfuração são misturas complexas de sólidos, líquidos e, 
por vezes, até gases, que, do ponto de vista químico, podem assumir aspectos 
de suspensão, dispersão coloidal ou emulsão, dependendo do estado físico 
dos componentes. 
O coeficiente de viscosidade de emulsões e pastas não pode ser 
determinado de forma tão simples. Nesse tipo de sistema, deve-se levar em 
conta que as miscelas e partículas presentes tendem a se deslocar para o 
centro do tubo durante o processo de escoamento e, dessa maneira, provocam 
o aparecimento de uma outra força contrária ao processo de escoamento ou 
contra a queda do corpo esférico. Este é o campo de estudo dos líquidos não 
newtonianos, aqueles onde surge uma deformação física interna que 
desacelera o processo de fluxo. Para estes, mede-se a “viscosidade aparente”, 
em verdade o desvio do coeficiente de viscosidade real em relação ao 
coeficiente de viscosidade esperado caso o sistema seja considerado 
newtoniano. Essas medidas podem ser feitas nos viscosímetros já descritos, 
mas, normalmente e para sistemas de alta viscosidade, recomenda-se o uso 
de viscosímetros rotatórios – os que se baseiam no uso e na medida de forças 
centrípetas e centrífugas. 
 
 
 
 
 
 
 
Em suma, o estudo de líquidos não newtonianos pertence ao campo da 
reologia, o estudo da deformação de líquidos e sólidos. 
 
Leitura recomendada 
 Farias, K. V.; Amorim, L. V.; Lira, H. L. Desenvolvimento de Fluidos 
Aquosos para Aplicação em Perfuração de Poços de Petróleo – Parte 1; 
 Miranda-Pinto, C. O. B.; Souza, E. Manual de Trabalhos Práticos de 
Físico-Química. Ed. UFMG. Belo Horizonte. 2006. 
 
Materiais Utilizados 
 1 x viscosímetro rotatório modelo Fann 35; 
 Fluido de perfuração com antiespumante e sem antiespumante. 
Procedimentos Experimentais 
1. Agita-se o fluido no misturador mecânico durante 5 minutos; 
 
2. Transfere-se o fluido para o recipiente do viscosímetro e agitá-lo a 600 
rpm por 2 minutos, efetuando a leitura ( ); 
 
3. Muda-se a velocidade do viscosímetro para 300 rpm e realiza-se a 
leitura após 15 segundos ( ); 
 
4. Muda-se a velocidade do viscosímetro para 200 rpm e realiza-se a 
leitura quando o ponteiro se estabilizar ( ); 
 
5. Muda-se a velocidade do viscosímetro para 100 rpm e realiza-se a 
leitura quando o ponteiro se estabilizar ( ); 
 
6. Mudas-e a velocidade do viscosímetro para 6 rpm e realiza-se a leitura 
quando o ponteiro se estabilizar ( ); 
 
7. Muda-se a velocidade do viscosímetro para 3 rpm e realiza-se a leitura 
quando o ponteiro se estabilizar ( ). 
 
Força Gel: 
1. Agita-se o fluido a 600 rpm por 15 segundos; 
 
2. Deixa-se o fluido em repouso por 10 segundos; 
 
3. Muda-se imediatamente a velocidade do viscosímetro para 3 rpm e 
realiza-se a leitura (força gel inicial); 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. Deixa-se o fluido em repouso por 10 minutos; 
 
5. Muda-se imediatamente a velocidade do viscosímetro para 3 rpm e 
realiza-se a leitura (força gel final); 
 
6. Os procedimentos experimentais são realizados para os fluidos de 
perfuração com e sem antiespumante; 
 
7. As propriedades dos fluidos de perfuração podem ser obtidas através 
das seguintes equações: 
 
Viscosidade Aparente: 
 
 
 
 
Viscosidade Plástica: 
 
Limite de Escoamento: 
 
Força Gel: 
 
Discussão 
1) Descreva as principais funções dos fluidos de perfuração. 
 
2) Classifique os fluidos de perfuração de acordo com o seu constituinte 
principal da fase contínua (ou dispersante). 
 
3) Quais são os problemas que normalmente acarretam os fluidos aquosos 
em formações ativas como folhelhos? 
 
4) Determine as propriedades dos fluidos de perfuração (com e sem 
antiespumante) e confeccione um gráfico com as curvas de fluxo do 
fluido de perfuração ( ): 
 
Tensão de Cisalhamento: 
Taxa de Cisalhamento: 
 Fluido à Base de Água com Aditivos Industriais com antiespumante: 
 
Velocidade - 
(rpm) 
Leitura - 
600 
 
 
 
 
 
 
 
300 
200 
100 
6 
3 
 
 
Força Gel: 
 
Velocidade - 
(rpm) 
Leitura - 
3 
3 
 
 
 
 
= 
 
 
 
 
 
 
 
 Fluido à Base de Água com Aditivos Industriais sem antiespumante: 
 
Velocidade - 
(rpm) 
Leitura - 
600 
300 
200 
100 
6 
3 
 
Força Gel: 
 
Velocidade - 
(rpm) 
Leitura - 
3 
3