Modelo_de_Relat_rio_Final_PIBITI__UFS__FAPITEC__CNPq_e_PIBITIVOL (1)

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE 
PRÓ-REITORIA DE PÓS-GRADUAÇÃO E PESQUISA 
CENTRO DE INOVAÇÃO E TRANSFERÊNCIA DE 
TECNOLOGIA 
 
 
 
PROGRAMA INSTITUCIONAL DE INICIAÇÃO EM 
DESENVOLVIMENTO TECNOLÓGICO E INOVAÇÃO (PIBITI) 
 
 
 
 
Utilização de glicerina como fase polar para obtenção 
de fluidos de perfuração não aquosos 
 
 
 
Área do conhecimento: Petróleo, perfuração, produção. 
Subárea do conhecimento: fluido de perfuração, microemulsão. 
Especialidade do conhecimento: fluido de perfuração não aquoso, 
óleos vegetais, glicerina, sistemas microemulsionados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relatório Final 
Período da bolsa: 01 de Agosto de 2019 a 31 de Julho de 2020. 
 
 
 
RESUMO 
 
Durante a operação de perfuração de um poço de petróleo é comum à produção 
de cascalhos provenientes do corte das camadas rochosas. Esses detritos são 
carreados até a superfície através de um fluido de perfuração que é injetado no 
poço e atua efetivamente na limpeza do mesmo. O fluido de perfuração entra em 
contato diretamente com a formação e, portanto, sua composição deve apesentar 
materiais com baixa toxidade para evitar a contaminação do solo e dos lençóis 
freáticos. Tendo em vista essa necessidade será desenvolvido um fluido de 
perfuração a base de sistemas microemulsionados cuja composição destaca por 
ser formulado através de produtos biodegradáveis. Foi testado o óleo de babaçu e 
óleo de pinho na formulação do sistema, entretanto, o óleo de pinho foi o 
escolhido, pois formulou um sistema microemulsionado mais estável e 
homogêneo. Foram construídos três diagramas de fase através do software Origin 
para diferentes razões C/T (1, 5 e 10) utilizados para definir a região de 
microemulsão (Windos IV) e para determinar o ponto do sistema que irá compor o 
fluido. O ponto selecionado foi composto de 1,5% de óleo pinho, 44,5% de razão 
C/T (álcool isopropílico/óleo de babaçu) e 58,5% de glicerina de percentual 
mássico do diagrama C/T=1. 
 
Palavras-chave: óleo vegetal, fluido de perfuração, sistemas microemulsionados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO ................................................................................................. 4 
2. CARACTERIZAÇÃO E JUSTIFICATIVA ........................................................ 5 
3. OBJETIVOS E METAS .................................................................................... 6 
4. METODOLOGIA OU DESCRIÇÃO TÉCNICA ................................................ 6 
5. BUSCA DE ANTERIORIDADE ...................................................................... 10 
6. RESULTADOS E DISCUSSÃO ..................................................................... 10 
7. CONCLUSÃO ................................................................................................ 14 
8. PERSPECTIVAS PARA TRANSFERÊNCIA DE TECNOLOGIA .................. 14 
9. MATÉRIA ENCAMINHADA PARA PUBLICAÇÃO ....................................... 15 
10. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................. 15 
 
 
 
 
 
4 
1. INTRODUÇÃO 
Durante a perfuração de um poço de petróleo é comum a produção de 
cascalhos devido ao corte das camadas rochosas, formações, causados pela 
broca1 para se atingir o reservatório (SILVA, 2003). Esses resíduos que vão se 
depositando no fundo do poço pode causar diversos problemas, sendo eles: o 
aprisionamento da coluna de perfuração2, redução do diâmetro do poço, impactos 
ambientais devido a contaminação do solo e dos lençóis freáticos, entre outros 
(SILVA, 2015). 
Desta forma, faz-se necessário o procedimento de limpeza do poço para 
que os cascalhos sejam coletados e seja dado uma finalidade adequada para aos 
mesmos. Essa limpeza, geralmente, é feita através de fluidos de perfuração que 
são injetados no interior da coluna de perfuração e carreiam os cascalhos através 
do espaço anular3 do poço até que os mesmos atinjam a superfície (SILVA, 2015). 
Os fluidos de perfuração devem apresentar caraterísticas básicas como ser 
estável quimicamente, manter a estabilidade da parede do poço, separar os 
cascalhos na superfície, não causar danos as formações rochosas, baixo teor 
corrosivo e abrasivo em relação à coluna de perfuração, não ser tóxico e 
apresentar custo viável para a sua produção e comercialização (SILVA, 2003). 
 Sendo assim, em busca de cumprir as exigências de operação e garantir a 
integridade da formação e do meio ambiente, vários fluidos de perfuração vêm 
sendo desenvolvidos com propriedades reológicas que atendam aos pré-requisitos 
de projeto citados. Entre as novas criações, destaca-se o fluido de perfuração a 
base de sistemas microemulsionados, visto que estes além de apresentarem alta 
eficiência na limpeza do poço, reduzem os impactos ambientais devido a sua 
composição em relação aos fluidos a base óleo e a base água (GONÇALVES, 
2018). 
Os sistemas microemulsionados são misturas altamente estáveis 
termodinamicamente e compostas por uma fase aquosa, uma fase oleosa na 
presença de um tensoativo e, a depender do tipo de sistema, de um cotensoativo. 
Sua aplicação na formulação de fluidos de perfuração caracteriza o fluido por ser 
sintético e apresenta vantagens em relação aos demais, devido ser constituído de 
moléculas orgânicas sintéticas, proveniente de óleos e tensoativos vegetais, e 
podem ser aplicados para as mesmas finalidades que o fluido a base óleo, 
entretanto, causa menos danos e é menos tóxicos devido seu caráter 
biodegradável (GONÇALVES, 2018 apud SANTANNA et. al, 2012). 
Diversos estudos vêm sendo desenvolvidos utilizando sistemas 
microemulsionados de composição vegetal. Borges (2014) realizou um estudo 
com ênfase na caracterização reológica e comportamento de fluidos de perfuração 
microemulsionados, cuja composição foi a base de óleo de soja e de pinho. 
CABRAL et al. (2017), fez a comparação da eficiência entre dois óleos vegetais 
 
1 Ferramenta conectada na extremidade inferior da coluna de perfuração utilizada para cortar 
mecanicamente a rocha na perfuração de poços de óleo e gás. 
2 Função é conduzir o fluido de perfuração entre outras. 
3 Espaço ao redor entre a tubulação, dentro de um poço, e a parede do poço. 
5 
aplicados na formulação de sistemas microemulsionados constituído por glicerina. 
Cavalcante et al. (2017) formulou 4 fluidos de perfuração sintéticos através da 
variação da glicerina obtida pela transesterificação. Curbelo et. al. (2016) 
desenvolveu e estudou a reologia de um fluido de perfuração microemulsionado, 
formado por uma fase aquosa, um óleo vegetal (OP) e um tensoativo não-iônico 
(T80), através de testes do envelhecimento, perda de filtrado, teor de sólido e 
comportamento reológico. Cruz (2017) estudou a avaliação das propriedades 
reológicas de um fluido de perfuração microemulsionado formulado a base de óleo 
de moringa. 
Desta forma, o presente trabalho se justifica, devido a necessidade de 
atender as demandas solicitadas pelos órgãos ambientais referentes a formulação 
de fluidos de perfuração com a finalidade de reduzir os danos ao meio ambiente. 
Também sendo justificado, devido apresentar o caráter tecnológico devido a 
formulação de um fluido a base de produtos biodegradáveis e por utilizar a 
glicerina como um componente constituinte do fluido de perfuração que agregará 
vantagens nas propriedades reológicas do mesmo. 
 
2. CARACTERIZAÇÃO E JUSTIFICATIVA 
No presente trabalho, visou-se desenvolver um fluido a partir de um sistema 
microemulsionado composto por materiais biodegradáveis como o óleo de pinho e 
tensoativo de babaçu, ambos vegetais, com a finalidade de reduzir o custo com o 
tratamento do fluido, com processos de produção, além criar um produto com 
caráter sustentável e de grande abundância nas regiões do Nordeste. Além disso, 
muitas vezes, a glicerina é um subproduto da produção de biocombustíveis e seu 
reaproveitamento na formulação de fluidos de perfuração poderá agregar valor a 
este produto. 
 
Osprocedimentos experimentais envolvidos na formulação desse trabalho 
foram: 
• Definir o melhor óleo vegetal que irá compor o sistema microemulsionado 
através e aplicação de um tensoativo iônico a partir da saponificação de um 
óleo vegetal. 
• Obtenção dos sistemas microemulsionados através das técnicas 
experimentais; 
• Construção dos diagramas de fase para diferentes razões 
cotensoativos/tensoativos (C/T) através do software Origin e definir a região 
de microemulsão (Windos IV) da melhor razão C/T. 
• Preparação do fluido de perfuração e estudo das propriedades reológicas 
desse fluido para justificar o comportamento do mesmo diante os resultados 
obtidos. 
6 
Vale ressaltar que esta última etapa não foi possível de ser realizada até o 
prazo para conclusão deste relatório em virtude da suspensão das 
atividades presenciais em função da pandemia causada pela covid-19. 
 
3. OBJETIVOS E METAS 
• Realizar um estado da arte acerca da utilização de glicerina em fluidos de 
perfuração microemulsionados; 
• Definir o melhor óleo vegetal para utilização como fase oleosa do sistema 
microemulsionado e formular o tensoativo; 
• Desenvolver um sistema microemulsionado utilizando glicerina (fase polar), 
óleo vegetal (fase apolar), tensoativo de óleo vegetal e álcool isopropilico 
ou n-butanol (cotensoativo) e avaliar a melhor razão C/T; 
• Formular o fluido de perfuração microemulsionado e estudar as 
propriedades reológicas; 
• Comparar os resultados obtidos com outros estudos da literatura; 
• Caracterizar os fluidos desenvolvidos quanto aos parâmetros 
termogravimétricos (TG/DTG) e Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC). 
Diante do exposto, a inovação será o estudo das propriedades reológicas e 
a criação de um fluido de perfuração composto por pequenas quantidades de 
tensoativo e óleo biodegradáveis visando à redução da parte onerosa do processo 
(tensoativo) e desenvolvendo um produto com caráter sustentável e 
ambientalmente correto. Além disso, o fluido será composto por glicerina (fase 
polar) que trará outra característica vantajosa para o produto, como por exemplo, 
será eficiente na estabilidade do poço e irá impedir a dissolução dos 
hidrocarbonetos pesados resultando na redução dos custos de tratamento do 
fluido de perfuração quando retornar a superfície (GONÇALVEZ, 2018). 
4. METODOLOGIA OU DESCRIÇÃO TÉCNICA 
A metodologia do presente trabalho foi dividida em duas etapas. A primeira 
refere-se à formulação do sistema microemulsionado contemplando a escolha do 
óleo vegetal, do tipo de tensoativo a ser utilizado e no desenvolvimento dos 
diagramas e região da microemulsão onde serão coletados os pontos para 
desenvolver o fluido. A segunda etapa será referente à formulação, caracterização 
e aplicação do fluido de perfuração. 
4.1. DEFINIÇÃO DO MELHOR ÓLEO VEGETAL 
O tipo de fluido utilizado na fase oleosa foi determinado através da análise 
experimental da eficiência desse componente em prover a estabilidade do sistema 
e, consequentemente, ser capaz de formar um sistema microemulsionado. Além 
7 
de ter sido levado em consideração, a análise do processo de caracterização do 
fluido e da demanda da matéria prima em questão. 
4.2. FORMULAÇÃO DO TENSOATIVO 
A formulação do tensoativo foi realizada pelo processo de saponificação do 
Óleo de babaçu in natura, através dos cálculos das quantidades de produto 
necessária para saponificar a amostra do conteúdo lipídico, conforme metodologia 
presente em ANDRADE (2017). 
4.3. DESENVOLVIMENTO DO SISTEMA MICROEMULSIONADO 
Os sistemas microemulsionados foram formulados a partir de diagramas 
pseudoternários composto por quatro componentes, sendo eles:, fase polar, fase 
apolar, cotensoativo e tensoativo, conforme metodologia descrita em Andrade 
(2017). Desta forma, foram feitas três analises para três tipos de razões de 
cotensoativo/tensoativo (C/T), variando o percentual de cada composto para 
obtenção dos sistemas microemulsionados que darão origem a região de Winsor 
IV. 
4.4. EXPERIMENTO DE OBTENÇÃO DE SISTEMAS MICROEMULSIONADOS 
Os sistemas microemulsionados foram obtidos com base na metodologia 
presente em Andrade (2017), onde foi considerado quatro componentes para 
formação de uma mistura homogênea com o objetivo de solubilizar ao máximo a 
fase dispersa (tensoativo). Desta forma, foi estimado uma base de cálculo de 15 g 
e a partir dessa calculado a quantidade de cada componente para valores de 0 a 
100 % de porcentagem de óleo no sistema. 
4.5. DETERMINAÇÃO DAS REGIÕES DE MICROEMULSÃO 
De acordo com a metodologia presente em ANDRADE (2017), determinou-
se a região de microemulsão (Winsor IV) através da construção de diagramas 
pseudoternários pelo software OriginPro 8. Esses diagramas são compostos por 
curvas referentes a junção dos pontos obtidos experimentalmente pela 
combinação entre os constituintes dos sistemas microemulsionados (óleo de 
pinho, glicerina, sabão de babaçu, álcool isopropílico). A junção dos pontos 
obtidos experimentalmente forma as curvas que definem a região de 
microemulsão também conhecida como região de Winsor IV, onde qualquer ponto 
pertencente a esse domínio deve formar microemulsões. 
4.6. FORMULAÇÃO DO FLUIDO DE PERFURAÇÃO 
A partir dos diagramas de fase foram selecionados alguns pontos 
pertencentes a região de microemulsão que deverão ser analisados e utilizados no 
preparo do fluido de perfuração. A base de calculo adotada para formulação do 
fluido foi de 200g e o mesmo deve ser formulado, conforme metodologia de 
RATKIEVICIUS (2015) descrita brevemente a seguir: 
8 
• Sob agitação, é adicionado o volume referente a fase polar do sistema 
(glicerina); 
• Em seguida, adiciona-se lentamente, ainda sob agitação, o viscosificante 
conhecido como goma xanthana; 
• Deixa-se o fluido de perfuração em repouso durante um dia (24 horas) para 
que se ocorre o processo de hidratação do viscosificante; 
• Após esse período, adiciona-se na mistura a fase oleosa (óleo de pinho) e o 
tensoativo (sabão feito de óleo de babaçu), deixando em agitação por 15 
minutos; 
• Em seguida, faz-se a transferência do fluido para uma proveta graduada e 
pesa-se em uma balança para obter-se a massa do fluido referente ao 
volume que está sendo ocupado na proveta e calcula-se a densidade; 
Segundo a norma da Petrobras N-2604 a densidade do fluido deve estar no 
range entre 8,34 a 16,68 libras/galão, equivalente ao range de 1 a 2 g/cm³. Caso o 
mesmo não atenda ao requisito deve-se adicionar um adensante (exemplo: 
baritina) no fluido ainda no misturador. Esse aditivo deve ser adicionado no fluido 
conforme instruções a seguir: 
• Inicialmente, calcula-se o volume de Baritina através de um balanço de 
massa expresso pela Equação 1: 
 ρ.V + ρBaritina.VBaritina = ρD.VD (1) 
Onde: ρ é peso específico do fluido obtido, V é o volume do fluido obtido, 
ρBaritina é a massa específica da baritina, VBaritina é o volume necessário de baritina, 
ρD. é o peso específico desejado do fluido e VD é o volume do fluido (V + VBaritina). 
• Em seguida, é calculada a quantidade em massa de baritina, conforme 
Equação 2, obtida através do conhecimento do volume de baritina 
calculado anteriormente. 
mBaritina = ρBaritina VBaritina (2) 
• Adiciona-se a massa de baritina a mistura total do sistema no misturador e 
deixa-se em agitação por 15 minutos com a mesma frequência de agitação 
do início do procedimento; 
A análise da influência da quantidade de viscosificante foi para 8% referente 
ao volume de goma xanthana adicionado ao fluido perfuração, conforme Cruz 
(2017). 
4.7. PROPRIEDADES REOLÓGICAS DO FLUIDO 
Os parâmetros reológicos e gelificantes do fluido (viscosidade plástica, 
limite de escoamento e tixotropia) foram estimados através do equipamento 
Reômetro da Lamy Technology modelo RM300 que está acoplado ao banho 
9 
termostatizado da Tecnal. Conforme metodologia de Cruz (2017), as análises 
devem ser realizadas para20 ml de amostra a temperatura de 25 ºC e foram 
realizadas com um BOB DIN 125 que atende ao ranger de viscosidade entre os 
valores 0,020 a 70 Pa.s. 
Para análise da viscosidade plástica e limite de escoamento são traçadas 
curvas de fluxo pelo método CR, referente a taxa de cisalhamento controlada, que 
utiliza um sistema de medidas composto por cilindros coaxiais de diâmetro igual a 
25 mm e as análises são feitas para fluidos com taxa de deformação de 5 a 1020 
s-1 por um minuto. 
De acordo com Santos (2013), a análise tixotropica do fluido deve ser 
realizada através da submissão deste a um aumento da taxa de cisalhamento até 
o máximo valor dessa taxa, e, logo após atingir esse ponto, a tensão é reduzida 
até zero. Nos fluidos newtonianos é esperado que o caminho de ida e volta dessa 
curva sejam iguais e, portanto, o efeito da tixotropia é nulo. Já nos fluidos 
tixotrópicos, a taxa de cisalhamento na ida e na volta são diferentes dando origem 
a uma área entre as curvas de histerese e essa área é caracterizada por 
determinar a magnitude tixotropica do fluido. 
O grau da tixotropia é determinado em 3 minutos conforme, procedimento 
descrito a seguir: 
• Inicialmente, no primeiro minuto do experimento, é variada a taxa de 
cisalhamento referente a curva de ida de 5 a 1020 s-1; 
• No segundo minuto mantem-se a taxa de cisalhamento em 1020 s-1; 
• No terceiro minuto varia-se a taxa de cisalhamento referente a curva de 
volta de 1020 a 5 s-1; 
• Após a obtenção das curvas calcula-se a área do ciclo de histerese que irá 
determinar a magnitude da tixotropia do fluido. 
Por fim, é realizada a análise comportamental da reologia do fluido 
realizada para diferentes temperaturas, sendo elas 25, 30, 35, 40, 45 e 50 °C, e foi 
plotada curvas para cada uma dessas análises térmicas. 
A partir dos resultados, de acordo com Souza (2017), o fluido em estudo 
pode ser caracterizado pelo modelo de potência modificado, também conhecido 
como modelo reológico de Herschel-Bulkley, muito utilizado para caracterização 
de fluidos de perfuração, devido caracterizar o fluxo de fluidos não-newtonianos a 
partir dos parâmetros: tensão limite de escoamento (τ0), o índice de consistência 
(k) e o índice de fluxo (n), conforme mostrado na Equação (3). 
0
nk  = +
 
(3) 
Onde: τ é a tensão cisalhante e γ é a taxa de cisalhamento. 
 Segundo Machado (2002), outro modelo que se aplica na caracterização de 
fluidos de perfuração, utilizado para uma análise comparativa em relação ao 
10 
Modelo de potência modificada, é o Modelo de Ostwald de Waale também 
conhecido como Modelo de Potência expresso pela Equação (4). 
nk = 
(4) 
4.8. CARACTERIZAÇÃO DO FLUIDO QUANTO AOS PARÂMETROS 
TERMOGRAVIMÉTRICOS (TG/DTG) E QUANTO A CALORIMETRIA 
DIFERENCIAL EXPLORATÓRIA (DSC) 
A outra caracterização dos parâmetros do fluido trata-se da análise de 
estabilidade térmica do fluido de perfuração que será realizada pela análise 
termogravimétrica (TG/DTG) e pela calorimetria exploratória diferencial (DSC). 
De acordo com a metodologia presente em BISPO (2019) apud MACEDO 
et al. (2008), os ensaios de TG e DSC devem ser realizados conforme 
procedimento descrito a seguir: 
• Análise realizada no aparelho Shimadzu modelo DSC-60 e nas condições 
de atmosférica inerte (N2); 
• Fluxo de 40 mL.min-1 (evitar a condensação de compostos voláteis do 
fluido); 
• Adiciona-se 3 mg de massa de amostra em um cadinho de alumínio; 
• Aquece a amostra em uma taxa de aquecimento de 10°C min-1 na faixa de 
25°C até 1000°C; 
5. BUSCA DE ANTERIORIDADE 
As anterioridades mais semelhantes a que está sendo desenvolvida foi 
encontrada no banco de dados do Instituto Nacional de Propriedade Industrial 
(INPI) e no European Patent Office (ESP@CENET). A busca foi feita por patentes 
publicadas até 5 anos e as mais relevantes foram descritas sucintamente abaixo: 
• Curbelo, et al. (2016), em sua patente BR 102016019048-7 A2, 
desenvolveram fluidos de perfuração microemulsionados, composto por 
uma solução aquosa de glicerina, como fase oleosa um óleo vegetal e um 
tensoativo, que pode ser iônico ou não-iônico. Para ativar o fluido foram 
utilizados goma xantana, sal, HP-amido, Triazina, Baritina, Hidróxido de 
Sódio, água e antiespumante. O fluido de perfuração à base da 
microemulsão da presente invenção apresentou eficiência de utilização com 
grande tolerância à contaminação por sal, alta viscosidade com uso de uma 
quantidade reduzida de viscosificante, baixa perda de filtrado, desempenho 
satisfatório em temperaturas elevadas, grande estabilidade e baixa 
toxicidade ao meio ambiente. 
• Garnica, et al. (2014), em sua patente BR 10 2014 029918 1 A2, refere-se à 
composição de um fluido para perfuração de poços de petróleo, que 
compreende em sistemas microemulsionados constituídos por uma fase 
polar contendo glicerina, uma fase oleosa constituída por um óleo vegetal e 
o tensoativo, que apresenta comportamento reológico satisfatório e 
11 
vantagens operacionais. A glicerina é utilizada na microemulsão para 
controlar essas propriedades reológicas do fluido, podendo minimizar, 
consideravelmente, o uso complementar de aditivos. Este sistema 
microemulsionado, apresenta uma composição termodinamicamente 
estável. 
6. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
O sistema microemulsionado desenvolvido foi composto por quatro 
componentes, sendo eles: glicerina (fase polar), óleo vegetal (fase apolar), álcool 
isopropilico (cotensoativo) e óleo de babaçu saponificado (tensoativo). 
Foi selecionado dois tipos de óleo vegetal para uma análise da formação de 
sistemas microemusionados, sendo eles o óleo pinho e o óleo de babaçu. 
Entretanto, ao compor o sistema com o óleo de Babaçu, este não se mostrou 
eficiente na obtenção de sistemas microemulsionados para essa composição em 
questão, pois à medida que era feita a titulação do sistema com gotículas de 
glicerina não foi possível visualizar a mudança do aspecto límpido para o turvo e 
do turvo para o transparente, ou vice-versa, que é o comportamento esperado 
pelo sistema microemulsionados. 
Já o óleo de pinho junto com a composição dita apresentou característica 
de um sistema microemulsionado, como está apresentado na Figura 1, sendo este 
selecionado para compor o sistema em estudo. O óleo de pinho é um óleo vegetal 
obtido através da terebintina vegetal pelo processo de destilação do vapor dos 
ramos e brotos do Pinus (OLIVEIRA, 2008). Ele apresentou coloração incolor, 
odor pináceo e aspecto oleoso pouco viscoso cuja sua formulação química é 
caracterizada por uma mistura de hidrocarbonetos e concentrações de álcoois 
terpênicos que variam a partir de 65%, 75%, entre outras (OLIVEIRA, 2008). 
 
Figura 1. Sistema microemulsionado formulado com óleo de pinho. Fonte: Próprio autor. 
Foram formulados três sistemas microemulsionados analisados para três 
razões C/T, sendo elas 1, 5 e 10. Esses sistemas, ilustrados na Figura 2, são 
representados pelos diagramas pseudoternário e as curvas projetadas pelos 
pontos obtidos experimentalmente e foram obtidas no software OriginPro 8 
12 
partindo do princípio que o ponto inicial da análise foi 0% de óleo e o ponto final foi 
50% para ambos os sistemas. 
 
Figura 2. Diagramas de fases Isopropilico/OBS. Fonte: Próprio autor 
Os três diagramas apresentaram uma ampla região de microemulsão que 
ganha maior visibilidade à medida que ocorre o aumento da razão C/T. O 
diagrama equivalente ao C/T=1 apresentou menor região de Winsor IV, entretanto, 
os pontos que compõe essa região apresentam maior percentual mássico de 
glicerina e menores percentuais mássico da fração onerosa (tensoativo) em 
relação aos outros sistemas (C/T=5 e C/T=10). 
Já o C/T=5 e C/T=10 apresentaram melhores solubilidade do tensoativo e 
regiões mais evidentes de Winsor IV caracterizando as razões por proporcionarem 
maior confiabilidade na obtenção dos sistemas microemulsionados. Entretanto, 
ambas as razões apresentam maiores percentuais de tensoativo e, 
consequentemente,o custo para produzir esse sistema seria superior ao do 
sistema como o C/T=1, por exemplo. 
Desta forma, foi selecionado o diagrama de C/T=1 visando os menores 
percentuais mássicos de tensoativo e maiores percentuais de glicerina que 
resultaria em um sistema mais econômico e com a mesma aplicação dos outros 
dois. A Figura 3 está representado o ponto dentro da região de microemulsão 
utilizado para formular o fluido de perfuração referente ao C/T=1. 
 
C/T = 1 C/T= 5 
C/T=10 
13 
 
Figura 3. Diagrama de fases: Isopropilico/OBS = 10. Fonte: Próprio autor. 
O fluido de perfuração a ser formulado composto não só pelo 
sistema microemulsionado como também por dois aditivos, sendo eles, a goma 
xanthana e a Baritina. O primeiro irá conferir ao fluido caráter viscoso até mesmo 
nas condições de alta pressão, temperatura e salinidade. Já o segundo irá conferir 
ao fluido controle da densidade durante o bombeamento do fluido e também nas 
paradas de injeção. Na Tabela 1 estão representados os componentes do fluido 
de perfuração. 
Tabela 1: Composição do ponto utilizado para compor o sistema 
microemulsionado. 
Componentes Função 
Glicerina Fase aquosa 
Óleo de pinho Fase oleosa 
Sabão de Óleo de babaçu Saponificado (OBS) Tensoativo 
Álcool isopropílico Cotensoativo 
Goma Xanthana Viscosificante 
Baritina Adensante 
Fonte: Próprio autor. 
As análises referentes a formulação, caracterização das propriedades 
reológicas e avaliação da estabilidade térmica do fluido de perfuração não foram 
realizadas devido a situação atual causada pela suspensão das atividades 
presenciais em virtude do COVID-19, visto não ser possível frequentar o 
laboratório. No entanto, assim que for possível retornar as atividades presenciais 
as mesmas serão desenvolvidas para que os objetivos do estudo possam ser 
Ponto escolhido: 
58,5 % Glicerina 
1,5 % Óleo de pinho 
44,5 % C/T 
14 
atingidos, assim como verificar quais serão as perspectivas futuras para este 
estudo. 
7. CONCLUSÃO 
O sistema microemulsionado utilizado para formulação do fluido de 
perfuração foi constituído por glicerina (fase polar), óleo de pinho vegetal (fase 
apolar), tensoativo de óleo de babaçu e álcool isopropilico (cotensoativo). 
O diagrama pseudotérnario selecionado para estudo foi o de razão C/T=1. 
Esse diagrama apresentou menores percentuais mássicos do componente 
oneroso do sistema (tensoativo) e maiores percentuais de glicerina, sendo 
considerado mais viável economicamente em relação ao C/T=5 e C/T=10 que 
apresentaram altos percentuais de tensoativo e, consequentemente, terá maior 
valor de produção. Dentre os óleos testados para fase oleosa o óleo de pinho foi o 
que apresentou melhores condições de solubilidade, o que permitiu a confecção 
dos diagramas para o sistema pseudotérnário. 
Na região de microemulsão (Windor IV) foi selecionado o ponto de estudo 
para formulação do fluido de perfuração. Este ponto é composto por 58,5% de 
glicerina, 1,5% de óleo de pinho e 44,5% de C/T=1 e, portanto, gasta um menor 
percentual do tensoativo que é o componente mais oneroso do sistema 
microemulsionado. 
O caráter biodegradável do tensoativo foi o diferencial do projeto, visto que 
o fluido será menos tóxico ao meio ambiente e menos corrosivos aos 
equipamentos do poço. Além de poder ser utilizado em substituição aos fluidos a 
base óleo que apresentam alto custo inicial e alto grau de poluição em relação aos 
fluidos a base de sistemas microemulsionados. 
Por fim, a glicerina, que compõe mais de 50% do volume do sistema 
microemulsionado, é um produto de fácil obtenção, pois é um coproduto da 
produção do biodiesel que está em alta no Brasil. Além disso, a glicerina impede a 
dissolução dos hidrocarbonetos pesados, mantendo a composição do fluido 
praticamente inalterada quando em contato com o petróleo e, por isso, quando o 
fluido for tratado para descarte ou para ser reinjetado no poço, devido as 
pequenas alterações de composição, não necessitará tratamento tão precisos e, 
consequentemente, ocorrerá redução desses custos. 
8. PERSPECTIVAS PARA TRANSFERÊNCIA DE TECNOLOGIA 
O registro desse trabalho no INPI ou no MAPA irá trazer autenticidade e 
maior visibilidade ao produto desenvolvido, além de torná-lo mais apreciável para 
empresas do ramo petrolífero que estão voltadas a produção e comercialização de 
fluidos de perfuração e, consequentemente, poderá abrir oportunidades para 
parcerias. 
15 
9. MATÉRIA ENCAMINHADA PARA PUBLICAÇÃO 
Devido a suspensão das atividades presenciais ainda não foi possível 
concluir o estudo e, portanto, nenhuma matéria foi enviada para publicação, mas 
há possibilidade de formulação de um artigo para publicação em revista assim que 
for possível concluir todas as etapas deste trabalho. 
10. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
ANDRADE. W. A. A. Desenvolvimento de um Tensoativo a base de Óleo de 
Moringa Oleífera LAM e formulação de Sistemas Microemulsionados para 
Processamento Primário de Petróleo, UFS, Programa Institucional de Bolsas de 
Iniciação Científica; Área de concentração: Petróleo e Petroquímica, São 
Cristovão/SE, Brasil, 2017. 
 
BISPO, M. dos S. Síntese e caracterização de carvão ativado de vagem de 
moringa oleifera lam e avaliação do seu desempenho na remoção de óleos e 
graxas em água produzida de extração de petróleo. Dissertação De Mestrado. 
Universidade Federal de Sergipe. São Cristovão/SE, 2019. 
 
BORGES, T. A., Análise da Reologia e do Escoamento de um Fluido de 
Perfuração a partir de Microemulsão a Base de Óleo Vegetal. Trabalho de 
Graduação, Natal, RN. 2014. 
 
CABRAL, A. G. ARAÚJO, E. A., LOPES, G. S., GARNICA, A. I. C., CURBELO, F. 
D. S. Estudo Comparativo De Óleos Vegetais Na Preparação De Microemulsões 
Utilizadas Como Colchão Lavador. Congresso Brasileiro de Engenharia Química 
em Iniciação Científica. UFSCar, São Carlos/SP. 2017. 
 
CAVALCANTI, T. P., SANTIAGO, C. R., FAGUNDES, K. R. S., CUNHA, J. D. da, 
BEZERRA, P. P. L. Influência da glicerina oriunda do processo de 
transesterificação nos parâmetros reológicos de fluidos de perfuração sintéticos. 
Congresso Brasileiro de P&D em Petróleo e Gás. Maceió/AL. 2017. 
 
CRUZ, G. P. Utilização de sistemas microemulsionados como base para obtenção 
de fluidos de perfuração: análise das propriedades reológicas. Trabalho De 
Conclusão De Curso. 2017. Núcleo de Graduação em Engenharia de Petróleo 
(NUPETRO), São Cristovão-Sergipe, Brasil, 2017. 
 
CURBELO, F. D. S., SOUSA, R. P. F., GARNIÇA, A. I. C., ARANHA, R. M., 
FREITAS, J. C. O., BRAGA, G. S., “Estudo Reológico de um Fluido de Perfuração 
Microemulsionado”. In XXI CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA 
QUÍMICA, Fortaleza, Ceará, 2016. 
 
Garnica A. I. C.; Melo, M. A. F.; Melo, D. M. A. BR 10 2014 029918 1 A2. INIPI. 
2014. 
 
16 
GONÇALVES, Tâmara Suelen da Silva – Desenvolvimento de fluidos de 
perfuração poliméricos a base de microemulsões e avaliação de suas 
propriedades. 2018. Dissertação de Mestrado, UFRN, Natal/RN, Brasil. 
 
GREEN, H.; WELTMANN, R.N. Equations of thixotropic breakdown for rotational 
viscometer. Industrial & Engineering Chemistry Analytical Edition, v. 18, n. 3, pp. 
167- 172, 1946. 
 
MACHADO, J.C.V., Reologia e escoamento de fluidos: Ênfase na indústria do 
petróleo, 1 ed., Rio de Janeiro, Interciência, 2002. 
 
SANTOS, T. G. M. Avaliação de modelos de tixotropia aplicados a fluidos de 
perfuração. Monografia (Graduação), Curitiba, PR, Brasil, 2013. 
 
MACEDO, J. S. et al. Biomorphic activated porous carbons with complex 
microstructures from lignocellulosic residues. Microporous and Mesoporous 
Materials, v. 107, n. 3, p. 276–285, 2008. 
 
 
SANTANNA, V. C.; DANTAS, T. N. C.; DANTAS NETO, A. A.; The use of 
microemulsion systems in oil industry. Intechopen, 2012. 
 
SILVA, Daniel Nobre Nunes da. Tratamento de cascalho de perfuração utilizando 
sistemas microemulsionados. Natal. Janeiro de 2015. 64 p. Dissertação de 
Mestrado. Universidade Federal do Rio Grande do Norte/UFRN. Programa de 
Pós-Graduaçãoem Engenharia Química, Área de Concentração. 
 
SILVA, Carolina Teixeira da. Desenvolvimento de fluidos de perfuração a base de 
óleos vegetais. Natal. Janeiro de 2003. 87 p. Monografia de Graduação. 
Universidade Federal do Rio Grande do Norte/UFRN. 2003. 
 
SOUZA, G. S., LUPORINI, S., RIGOLI, I. C., Caracterização reológica de 
suspensões argilosas salinas com goma xantana para fluidos de perfuração de 
poços de petróleo. Revista Matéria, v.22, n.01, e11796, 2017. 
 
RATKIEVICIUS, L. A. Avaliação de argila modificada por tensoativo para aplicação 
em fluido de perfuração a base de óleo vegetal. Dissertação de MSc, Natal, RN, 
Brasil.