Estudo da dispersibilidade e inchamento de folhelhos do Nordeste Brasileiro

Referencia Apresentador Autores
(Instituição)
Resumo
01-032
Matheus Brunet Brunet, M.(Universidade Federal de Campina Grande); Amorim, L.V.(UFCG); Nogueira, F.(Universidade Federal de Campina Grande); A instabilidade de poços de petróleo é um problema técnico de grande significância e geralmente ocorre quando formações de folhelhos são atravessadas. Os folhelhos são considerados formações problemáticas e difíceis de perfurar. Mais de 90% das formações perfuradas em todo o mundo são classificadas como folhelhos e 75% dos problemas operacionais estão relacionados aos folhelhos. Na indústria de perfuração, há um consenso de que os folhelhos são as formações mais problemáticas de se perfurar devido à instabilidade durante a perfuração quando utilizados os fluidos de perfuração à base de água. As formações de folhelhos podem causar muitos problemas, como desabamento parcial ou total da parede do poço, mau condicionamento da coluna de perfuração, obstrução do poço, enceramento da broca, cimentação de baixa qualidade e contaminação de fluidos de perfuração devido à sua mistura com partículas de argila. Esses problemas resultam em poços delgados e prisão da coluna de perfuração, podendo chegar ao abandono do poço. Uma vez que esses problemas causam grandes consequências econômicas para a indústria de exploração e produção de petróleo, diversos estudos vêm sendo desenvolvidos visando conhecer as causas da instabilidade dos folhelhos e discutir a influência da mineralogia neste fenômeno. Sendo assim, este trabalho tem como objetivo estudar o inchamento e a desintegração ou dispersibilidade de amostras de folhelhos do nordeste do Brasil. Para tanto, foram selecionadas 6 amostras de folhelhos, sendo duas da Paraíba (F1 e F2) e quatro do Ceará (F3, F4, F5 e F6). Para fins de comparação, foi estudada uma amostra de argila bentonítica sódica industrializada, conhecida comercialmente como Brasgel PA. O ensaio de inchamento foi realizado conforme a metodologia apresentada na norma ASTMD 5890 e utilizou-se como meios dispersantes agua deionizada, solução de citrato de potássio (sal utilizado como inibidor de inchamento em fluidos de perfuração aquosos) e fluido de perfuração inibido com citrato de potássio. Quanto ao ensaio de dispersibilidade, o mesmo foi realizado de acordo com as normas da API (American Petroleum Institute) na presença de água doce e de uma solução de citrato de potássio. A dispersibilidade é obtida pela equação: D = [(Pi – Pr)/Pi]x100, sendo D a dispersibilidade, em %, Pi, a massa inicial do folhelho, em g, e Pr, a massa do folhelho recuperada, em g. Também foram realizados ensaios de capacidade de troca de cátions (CTC) e área específica (AE) utilizando o método de adsorção de azul de metileno. A partir dos resultados obtidos pode-se constatar um inchamento alto da Brasgel PA (21 mL/g), sendo este o maior entre as amostras estudadas. As amostras de folhelho F1 e F2 apresentaram comportamento considerado disperso, visto que a coluna de água na proveta de ensaio se apresentou turva após a adição das amostras. Esta turbidez se deve as partículas das amostras que permaneceram dispersas no meio aquoso e não se depositaram no fundo do recipiente. A amostra F3 apresentou inchamento considerado baixo (2,5 mL/g) e as amostras F4, F5 e F6 apresentaram inchamento considerado nulo. Verificou-se também que as dispersibilidades das amostras em água doce variaram entre 10,75% (Folhelho F1) a 20,43% (Folhelho F2). Comparando os resultados com o obtido pela argila Brasgel PA (63,70%), observou-se que os folhelhos apresentaram dispersibilidade inferior quando do ensaio realizado em água doce. A análise dos resultados obtidos na presença do inibidor e no fluido inibido, de modo geral, mostrou que o sal de potássio reduziu a dispersibilidade dos folhelhos e também da argila Brasgel PA. Esta redução foi significativamente expressiva, em torno de 50%, para o folhelho F6. A amostra F2, mesmo apresentando valor de dispersibilidade em água doce (20,43%) bem abaixo do apresentado pela argila sódica (63,70%), apresentou redução de 32% na presença do inibidor. Esse comportamento sugere, portanto, que a instabilidade ou dispersibilidade dos folhelhos não é necessariamente provocada pelo inchamento osmótico do espaço interlamenlar dos argilominerais esmectíticos sódicos e que outros fatores também estão presentes. Os folhelhos apresentaram CTC entre 18,5 e 37 meq/100g de argila e a Brasgel PA uma CTC de 92,5 meq/ 100g de argila. Sendo assim, pode-se inferir que provavelmente as amostras de folhelhos estudadas apresentam em sua composição ilita como argilomineral, enquanto que o argilomineral presente da amostra Brasgel PA é a esmectita. Com relação à AE, observaram-se valores para os folhelhos na faixa de 144,4m²/g até 288,8 m²/g (Folhelho F3) e para a Brasgel PA de 721,9 m²/g. Quanto maior a AE, maior a área disponível para hidratação e provável inchamento. Diante do exposto, pode-se concluir que os folhelhos estudados apresentam baixa reatividade, bem como elevada desintegração na presença de água deionizada e que este comportamento decresce na presença do inibidor utilizado.
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