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A. Ciências Exatas e da Terra - 4. Química - 1. Físico-Química
OBTENÇÃO E ESTUDO DAS PROPRIEDADES DE UM NOVO FLUIDO (GEL) DE FRATURAMENTO HIDRÁULICO

 

Heraldo da Silva Albuquerque 1
Tereza Neuma de Castro Dantas 1
Afonso Avelino Dantas Neto 1
Vanessa Cristina Santanna 1
(1. Universidade Federal do Rio Grande do Norte/UFRN)
INTRODUÇÃO:

   Companhias petrolíferas têm investido significativamente no aumento da produtividade de seus reservatórios. Uma das operações utilizadas com esta finalidade é o fraturamento hidráulico.

   O fraturamento hidráulico consiste na injeção do fluido de fraturamento juntamente com um agente de sustentação (areia, cerâmica ou bauxita) com alto diferencial de pressão para promover fraturas na rocha do reservatório, criando dessa forma, caminhos preferenciais, os quais facilitam o fluxo dos fluidos do reservatório para o poço. A fratura, que é iniciada no poço, se propaga através da formação rochosa pelo bombeio de um certo volume de fluido, a uma pressão superior à tensão que tende  a fechar a mesma.

   Os géis de fraturamento existentes atualmente são a base de polímero e esses géis deixam resíduos insolúveis que danificam a rocha reservatório. Portanto, este trabalho visou desenvolver um novo fluido (gel) a base de tensoativo, livre de resíduos insolúveis para ser utilizado como fluido de fraturamento hidráulico. Os fluidos a base de tensoativo foram desenvolvidos a partir de sistemas microemulsionados, onde foi estudada uma de suas propriedades mais importantes, que é a visosidade.

               

METODOLOGIA:

  Inicialmente a região de gel foi determinada a partir da construção de diagramas de fases. O diagrama foi obtido a temperatura ambiente (26 ºC), utilizando-se um sistema pseudoternário composto por água destilada, óleo vegetal e uma relação constante cotensoativo/tensoativo igual a 0,5.

  A partir de um ponto dentro dea região de gel, foi determinada a composição necessária para a obtenção do gel. O gel foi preparado em um misturador Waring, onde todos os reagentes foram adicionados ao mesmo tempo e mantidos em agitação por aproximadamente 30 minutos.

Para a determinação da viscosidade foram realizados ensaios reológicos em um reômetro da Haake RS150, nas temperaturas de 26 a 86ºC, a uma taxa de cisalhamento de 100s -1                  

 

 

RESULTADOS:

 O sistema obtido é composto pelo tensoativo (sabão), óleo de pinho, álcool iso-amílico e razão C/T = 0,5. Esse sistema apresenta um gel com características próximas do gel de HPG (gel padrão utilizado pela indústria do petróleo) como translucidade e consistência. Este sistema foi denominado de S9.

 Nos ensaios reológicos, o sistema S9 apresentou viscosidade superior ao gel de HPG em toda a faixa de temperatura estudada. No entanto, este gel apresentou três tipos de comportamentos: 1) a viscosidade diminui com o aumento da temperatura (26 a 46 ºC); 2) a viscosidade tem um pequeno aumento com o aumento da temperatura (46 a 66 ºC); 3) a viscosidade reduz novamente a partir de 66 ºC. No primeiro comportamento, de 26 a 46 ºC, as lamelas estão mais afastadas uma das outras e a diminuição da viscosidade ocorre na fase contínua. No segundo comportamento, de 46 a 66 ºC, devido ao aumento da interação tensoativo-água, o tensoativo penetra mais na fase aquosa, aumentando o volume das lamelas. Assim, há uma maior interação entre ambas, aumentando, conseqüentemente, a viscosidade. A partir daí, não há mais novas interações e com o aumento da temperatura (> 66 ºC) algumas interações são quebradas e a viscosidade é reduzida.

 

CONCLUSÕES:

  A aplicação de tensoativo aniônico, em sistemas microemulsionados, utilizando-se diagrama de fases pseudoternário, mostrou-se de grande utilidade para a obtenção de géis de fraturamento hidráulico. O gel obtido foi desenvolvido a partir de matéria-prima biodegradável e compatível com o meio ambiente.

   O sistema de gel apresentou características semelhantes ao gel de HPG, tais como translucidade e consistência. Também apresentou resistência ao efeito da temperatura em toda a faixa de temperatura estudada.                

 

Instituição de fomento: CNPq/ANP
Trabalho de Iniciação Científica  
Palavras-chave: Fraturamento; Gel; Tensoativos.
Anais da 58ª Reunião Anual da SBPC - Florianópolis, SC - Julho/2006