Influência da massa molar de CMC no comportamento reológico e de filtração de suspensões argilosas

Abstract

ResumoA carboximetilcelulose (CMC) é um polímero linear aniônico usado como agente viscosificante e redutor de filtrado e em fluidos de perfuração. A estrutura química e massa molar do polímero interferem nas interações complexas entre as cadeias poliméricas e os sólidos minerais presentes na suspensão. Desta forma, este trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento reológico e de filtração de suspensões argilosas em função do aumento da concentração de aditivo polimérico com diferentes massas molares. Para tanto, foi utilizada uma amostra de argila bentonítica, comercialmente conhecida por Volclay, duas amostras de carboximetilcelulose com diferentes massas molares (CMC 1 (9,0 x 10 4 g/mol) e CMC 2 (2,5 x 10 5 g/mol)) e mesmo grau de substituição (DS = 0,7), e uma amostra de calcita. Foram determinadas as propriedades reológicas (viscosidades aparente e plástica, limite de escoamento e força gel) e de filtração (volume de filtrado, spurt loss), espessura e permeabilidade do reboco, e poder de retenção) das suspensões argilosas. As propriedades reológicas e de filtração das suspensões argilosas preparadas com aditivos poliméricos são fortemente dependentes das interações CMC-argila e CMC-calcita e estas, por sua vez, são dependentes do grau de viscosidade e tamanho da cadeia do polímero. Palavras-chave: carboximetilcelulose, argila bentonítica, calcita, interações, grau de viscosidade. Abstract INTRODUÇÃOAs atividades de perfuração são extremamente importantes para a exploração de petróleo, já que o poço caracteriza-se como meio de ligação entre o reservatório e a superfície. A minimização do tempo de perfuração e do dano à zona produtora tem estimulado o constante desenvolvimento em tecnologia de fluidos de perfuração [1]. Os fluidos de perfuração, também denominados lamas, são considerados como misturas complexas de sólidos, líquidos, produtos químicos e, por vezes, até gases, utilizados para auxiliar o processo de perfuração de poços de petróleo, poços tubulares e operações de sondagem, desempenhando uma série de funções [2]. Dispersões de sólidos em líquidos são em geral fluidos não newtonianos, principalmente quando os sólidos dispersos tendem a interagir (solvatar, inchar, etc.) com a fase líquida. Os fluidos de perfuração base água (suspensões de argila em água) são exemplos de fluidos não newtonianos, ou seja, a relação entre a tensão de cisalhamento e a taxa de deformação não é constante [3,4]. A escolha de um fluido para perfurar um determinado tipo de formação rochosa considera alguns significativos requisitos como custo, disponibilidade de água, pressão da formação, inclinação do poço e preservação do meio ambiente [5]. Por isto, tem-se procurado desenvolver fluidos aquosos com produtos que atendam as crescentes exigências técnicas, Cerâmica 61 (2015) [399][400][401][402][403][404][405][406][407][408] http://dx

Effect of carboxymethylcellulose on the rheological and filtration properties of bentonite clay samples determined by experimental planning and statistical analysis

“…Short-chain polymers usually act as deflocculants, because they promote the neutralization of some of the clay particles' positive charges, one by one, covering them along the edges and increasing the distance between them [28]. According to [29] the reduction of FV occurs because the use of CMC in water-based fluids forms a lowpermeability film. The clay particles adsorb the polymer and help give consistency to the shell formed, making it less permeable.…”