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Monografia de Graduaccedilatildeo
Monitoramento das propriedades quiacutemicas efiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo
Natal janeiro de 2009
TIacuteTULO Monitoramento das propriedades quiacutemicas
e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ALUNO DE GRADUACcedilAtildeO Klismeryane Costa de Melo
ORIENTADOR UFRN Professor Dr Everaldo Silvino
ORIENTADOR PETROBRAS Marcos Tuacutelio Antunes
PERIacuteODO
NatalRN Janeiro2009
MELO Klismeryane Costa de ndash Monitoramento das propriedades fiacutesicas e quiacutemicas dos
fluido de perfuraccedilatildeo Monografia UFRN Departamento de Engenharia Quiacutemica Programa
de Recursos Humanos ndash PRH 14ANP Aacuterea de concentraccedilatildeo Engenharia de Processos em
Plantas de Petroacuteleo e Gaacutes Natural
Orientador Prof Dr Eduardo Lins de Barros Neto
Orientador Petrobras Marcos Tuacutelio Antunes
RESUMO ___________________________________________________________________________ RESUMO Fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo misturas de aditivos quiacutemicos utilizados em operaccedilotildees
de perfuraccedilatildeo de poccedilo com a finalidade de carrear os cascalhos cortados pela broca sustentar
as paredes do poccedilo etc Estatildeo classificados em fluido base oacuteleo ar ou aacutegua de acordo com sua
fase dispersante Os fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua satildeo de tratamento mais simples e
apresentam menos riscos de poluiccedilatildeo O tratamento desses fluidos eacute feito em campo atraveacutes
do monitoramento de suas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas durante a circulaccedilatildeo do fluido
dentro do poccedilo Essas propriedades satildeo a densidade os paracircmetros reoloacutegicos forccedila gel os
paracircmetros de filtraccedilatildeo o teor de soacutelidos pH cloretos alcalinidade etc O objetivo deste
trabalho eacute apresentar metodologias de anaacutelises de propriedades fiacutesicas e quiacutemicas realizadas
nas sondas de perfuraccedilatildeo para fluidos base aacutegua
Palavras chaves fluido de perfuraccedilatildeo propriedades de fluido de perfuraccedilatildeo ___________________________________________________________________________
ABSTRACT
Drilling fluids are used in well bore drilling They are blends of chemical additives used with
the purpose to remove the drill cuttings They are classified in accordance with the dispersed
phase that can be air oil or water The water-based drilling fluids are fluids of more simple
treatment and show small power of environmental pollution The treatment of this fluids has
been made in the field by analyzes of its chemical and physical properties during fluid
circulation inside the well These properties are density rheological parameters gel force
filtration parameters solid content pH chlorides alkalinity etc The objective of this work is
to present methodologies for the analyses of physical and chemical properties of water-based
drilling fluids to be used in drilling rigs
___________________________________________________________________________ Keywords Drilling fluids physical properties chemical properties
AGRADECIMENTOS
Agradeccedilo primeiramente a Deus pois sem Ele natildeo teria conquistado nada em minha
vida Ele eacute a forccedila que me conduz pelos lugares mais altos que eu possa imaginar e que me
segura e me ergue quando penso em fraquejar
Agradeccedilo a minha famiacutelia que sempre me apoio em todos os meus projetos de vida
em especial a minha matildee Ciacutecera e meu irmatildeo Wellington que em nenhum momento
mediram esforccedilos para tornar esse projeto uma realidade Aos meus amigos de faculdades
que sempre me ajudaram e compartilharam tantos momentos felizes ao longo desses cincos
anos em especial a Ileacuteia pelo esforccedilo em conseguir esse estaacutegio e dedicaccedilatildeo ao longo deste
para tornaacute-lo viaacutevel Sem esquecer Nila claro amiga de todas as horas
Ao meu coordenador de estagio Prof Dr Everaldo Silvino e ao meu Supervisor de
estagio Engenheiro Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra pela orientaccedilatildeo e dedicaccedilatildeo no
desenvolvimento deste trabalho contribuindo para minha formaccedilatildeo acadecircmica e profissional
A todos do IP (Intervenccedilatildeo em Poccedilos do Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues)
principalmente para os mais proacuteximos Assis Eanes Bacelar Ironaldo Jackelan Rogeacuterio
Taacutessia Cordeiro Juacutelio Aratildeo Gazel Ciacutecero Evandro Joaldo Andreacuteia Teodoacutesio Ruy
Edfrance Luna Falcatildeo Walfredo Ionaldo o meu muito obrigado pelo incentivo
informaccedilotildees e conselho durante o desenvolvimento deste trabalho e eacute claro pela amizade e
conhecimentos compartilhados durante a nossa convivecircncia
Aos motoristas Zeca Joatildeo Soldado Sinobaldo e Raniery pela alegria e respeito
com que me conduziam
Aos amigos encontrados nesta empresa que vou carregar em meu coraccedilatildeo para o resto
da vida Djacyr Genigley Geilson Joanes e Lincoln
Agrave Estatal Petroacuteleo Brasileiro S A ndash PETROBRAS pela oportunidade dada
Ao corpo docente do curso de Graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica principalmente ao
Prof Dr Eduardo Lins de Barros Neto pela amizade dedicaccedilatildeo companheirismo e antes de
tudo pelo profissional que eacute
SUMAacuteRIO
1 ndash INTRODUCcedilAtildeO 10
2 ndash ASPECTOS TEOacuteRICOS 12
21ndash Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo 12
22- Fluidos de perfuraccedilatildeo 13
23-Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo 14
24-Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo 17
24-Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo 20
25-Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG 21
4 ndash METODOLOGIA DE ANAacuteLISE 25
41-Meacutetodos Fiacutesicos 25
411 Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH 25
412 Determinaccedilatildeo do teor de areia 26
412 Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica 27
414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP 28
415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos 29
416 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes 30
42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS 32
421- DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR 32
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf 32
6 - CONCLUSAtildeO 37
7 - REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 39
Lista de Figuras
Figura 2 1-Ciclo simplificado de fluido de perfuraccedilatildeo 21 Figura 4 1- Funil Marsh Fonte wwwfanncom 25
Figura 4 2- Medidor de areia Fonte wwwsolotestcombr 26
Figura 4 3 - Balanccedila densimeacutetrica Fonte wwwfanncom 27
Figura 4 4 Filtro-prensa BTBP Fonte wwwfanncom 28
Figura 4 5 ndash Retorta Fonte wwwfanncom 29
Figura 4 6 - Viscosiacutemetro rotativo de cilindros co-axiais Fann mod 35-a Fonte
wwwfanncom 30
Lista de Tabelas
Tabela 2 1 ndash Tipo de fluidos utilizados no ATPARG 19
CAPIacuteTULO 1 INTRODUCcedilAtildeO GERAL
Introduccedilatildeo Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2006 10
1 ndash Introduccedilatildeo
Fluido de perfuraccedilatildeo eacute usado como ferramenta essencial na perfuraccedilatildeo de poccedilos de
petroacuteleo Sua importacircncia se justifica pela funccedilatildeo desempenhada durante a operaccedilatildeo de
perfuraccedilatildeo Eacute competecircncia dos fluidos de perfuraccedilatildeo carrear os cascalhos cortados pela broca
sustentar a parede do poccedilo lubrificar a broca controlar a pressatildeo existente na formaccedilatildeo etc
Essas funccedilotildees satildeo desempenhadas de acordo com as propriedades do fluido que satildeo
previamente especificadas e formuladas de acordo com a formaccedilatildeo O controle dessas
propriedades durante a operaccedilatildeo eacute garantia de um bom desempenho do fluido dentro do poccedilo
Esse controle eacute feito em campo por meacutetodos de anaacutelises de paracircmetros fiacutesicos e quiacutemicos
Durante vaacuterios anos utilizou-se fluido a base de oacuteleo diesel devido agrave excelente
performance proporcionada agrave perfuraccedilatildeo comparado ao fluido base aacutegua Poreacutem em alguns
lugares as leis ambientais vigentes natildeo permitem o uso deste tipo de fluido
Nos campos de petroacuteleo do Rio Grande do Norte devido a exigecircncias ambientais o
fluido de perfuraccedilatildeo utilizado eacute base aacutegua Este trabalho tem como objetivo apresentar uma
visatildeo geral sobre fluido de perfuraccedilatildeo bem como as metodologias de anaacutelises para o
monitoramento de algumas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas de fluido de perfuraccedilatildeo base aacutegua
CAPIacuteTULO 2
ASPECTOS TEOacuteRICOS
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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2 - Aspectos Teoacutericos
21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
O processo de exploraccedilatildeo de petroacuteleo envolve a pesquisa por formaccedilatildeo de rochas
associadas com oacuteleo ou depoacutesitos de gaacutes natural e compreende etapas que vatildeo desde a
prospecccedilatildeo geofiacutesica passando pela perfuraccedilatildeo exploratoacuteria desenvolvimento do poccedilo
quando economicamente viaacutevel e a sua exploraccedilatildeo se forem achados hidrocarbonetos em
quantidades suficientes caso contraacuterio o poccedilo poderaacute ser abandonado
Em terra ou mar a perfuraccedilatildeo de um poccedilo eacute um trabalho realizado sem interrupccedilatildeo
que soacute termina quando se atinge a profundidade programada ou o objetivo proposto para a
perfuraccedilatildeo A perfuraccedilatildeo em terra eacute feita com sonda de perfuraccedilatildeo constituiacuteda de estrutura
metaacutelica de mais de 40 metros de altura (torre) e de equipamentos especiais
A torre sustenta um tubo vertical a coluna de perfuraccedilatildeo em cuja extremidade eacute
colocada uma broca Por meio de movimentos de rotaccedilatildeo e peso transmitido pela coluna agrave
broca as rochas satildeo perfuradas Para contrabalanccedilar as pressotildees existentes na formaccedilatildeo
resfriar a broca carrear a rocha triturada (cascalhos de perfuraccedilatildeo) ateacute a superfiacutecie aleacutem de
evitar desmoronamento das paredes do poccedilo eacute circulado na coluna um fluido de perfuraccedilatildeo
O fluido eacute injetado por bombas para o interior da coluna de perfuraccedilatildeo atraveacutes da cabeccedila de
injeccedilatildeo ou Swivel e retorna agrave superfiacutecie atraveacutes do espaccedilo anular formado pelas paredes dos
poccedilos e a coluna Ao atingir determinada profundidade a coluna de perfuraccedilatildeo eacute retirada do
poccedilo e uma coluna de revestimento de accedilo de diacircmetro inferior ao da broca eacute descida no
poccedilo
O anular entre os tubos do revestimento e as paredes do poccedilo eacute cimentado com
finalidade de isolar as rochas atravessadas permitindo entatildeo o avanccedilo de perfuraccedilatildeo com
seguranccedila Apoacutes a operaccedilatildeo de cimentaccedilatildeo a coluna de perfuraccedilatildeo eacute novamente decida no
poccedilo tendo na sua extremidade nova broca de diacircmetro menor do que a do revestimento para
o prosseguimento da perfuraccedilatildeo
Do exposto percebe-se que um poccedilo eacute perfurado em diversas fases caracterizadas
pelos diacircmetros das brocas No caso dos poccedilos do Alto do Rodrigues e Fazenda Porcinho a
sua grande maioria eacute perfurada em duas fases
A fase inicial ou fase ldquoumrdquo abrange os niacuteveis mais superficiais do terreno onde eacute
utilizado um fluido mais simples composto de apenas bentonita soacutedica e aacutegua Num segundo
estaacutegio fase ldquodoisrdquo eacute usado um fluido mais elaborado cuja composiccedilatildeo oferece
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caracteriacutesticas que permitem uma obtenccedilatildeo de perfis geoloacutegicos aleacutem de prover inibiccedilatildeo
fiacutesico-quiacutemica dos argilo-minerais reduzindo a interaccedilatildeo rocha-fluido entre outras
22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
Os fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo misturas complexas de soacutelidos liacutequidos produtos
quiacutemicos e por vezes ateacute gases Do ponto de vista quiacutemico eles podem assumir aspectos de
suspensatildeo dispersatildeo coloidal ou emulsatildeo dependendo do estado fiacutesico dos componentes
O fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser estaacutevel do ponto de vista quiacutemico estabilizar as
paredes do poccedilo mecacircnica e quimicamente facilitar a separaccedilatildeo dos cascalhos na superfiacutecie
manter os soacutelidos em suspensatildeo quando estiver em repouso ser inerte em relaccedilatildeo a danos agraves
rochas produtoras aceitar qualquer tratamento fiacutesico e quiacutemico ser bombeaacutevel apresentar
baixo grau de corrosatildeo e de abrasatildeo em relaccedilatildeo agrave coluna de perfuraccedilatildeo e demais
equipamentos do sistema de circulaccedilatildeo facilitar as interpretaccedilotildees geoloacutegicas do material do
poccedilo e apresentar custo compatiacutevel com a
operaccedilatildeo
O escoamento do fluido de perfuraccedilatildeo
para baixo pela tubulaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo e para
cima pelo poccedilo algumas vezes eacute interrompido
ou por causa de um problema ou para elevar a
tubulaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo para cima e para fora do
poccedilo permitindo a troca da broca Quando a perfuraccedilatildeo paacutera os cortes em suspensatildeo no
fluido podem afundar no poccedilo prendendo a broca
Os fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo projetados com uma propriedade muito interessante que
resolve esse problema Sua espessura ou viscosidade aumenta quando diminui o seu
movimento Quando o fluido paacutera de circular ele forma um gel espesso que manteacutem os
cortes de rocha em suspensatildeo e evita que eles afundem no poccedilo
Quando o fluido comeccedila a circular novamente ele torna-se mais fino e volta agrave forma
liacutequida anterior essa propriedade do fluido garante ao transporte dos cascalhos para a
superfiacutecie limpando assim o fundo do poccedilo
O fluido tambeacutem eacute responsaacutevel por exercer pressatildeo hidrostaacutetica sobre as formaccedilotildees
evitando assim o influxo de fluidos indesejaacuteveis (kick) e estabilizar as paredes do poccedilo
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23 Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
As propriedades de controle dos fluidos podem ser fiacutesicas ou quiacutemicas As fiacutesicas satildeo
mais geneacutericas ou seja satildeo vaacutelidas para qualquer tipo de fluido Jaacute as quiacutemicas satildeo
especiacuteficas para cada tipo de fluido
As propriedades fiacutesicas mais importantes e frequumlentemente medidas nas sondas satildeo as
densidades os paracircmetros reoloacutegicos as forccedilas geacuteis (inicial e final) os paracircmetros de
filtraccedilatildeo e teor de soacutelidos
As propriedades quiacutemicas mais frequumlentemente determinadas nos laboratoacuterios das
sondas satildeo o pH os teores de cloreto e de bentonita e a alcalinidade O excesso de cal
(determinada nos fluidos tratados por cal hidratada) teor de caacutelcio e de magneacutesio a
concentraccedilatildeo de H2S e a concentraccedilatildeo de potaacutessio (testada nos fluidos inibidos por gesso)
Densidade
Os limites de variaccedilatildeo da densidade dos fluidos para perfurar uma determinada fase
satildeo definidos pela pressatildeo atuante no fluido que se encontra no espaccedilo poroso da rocha (limite
miacutenimo) e pela pressatildeo para qual a rocha se rompe (limite maacuteximo) das formaccedilotildees expostas
A baritina (BaSO4) tem o poder de aumentar a densidade de um fluido Este tem
densidade de 425 enquanto a densidade dos soacutelidos perfurados eacute em torno de 26 Para
reduzir a densidade dos fluidos agrave base de aacutegua dilui-se com aacutegua (densidade 100) ou oacuteleo
diesel (densidade 082)
Paracircmetros reoloacutegicos e forccedilas geacuteis
O comportamento do fluxo de um fluido eacute definido pelos paracircmetros reoloacutegicos Para
isto considera-se que o fluido eacute definido como um modelo reoloacutegico cujos paracircmetros vatildeo
influir diretamente no caacutelculo de perdas de cargas na tubulaccedilatildeo e velocidade de transporte dos
cascalhos
O controle de propriedades reoloacutegicas eacute de vital importacircncia nas operaccedilotildees de
perfuraccedilatildeo pois elas satildeo responsaacuteveis pela remoccedilatildeo dos cascalhos perfurados Aleacutem disso
influenciam no progresso da perfuraccedilatildeo que se chama de taxa de penetraccedilatildeo
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O descontrole dessa propriedade juntamente com o gel do fluido ocasiona problemas
seacuterios como Obstruccedilatildeo do anular formaccedilatildeo de fundo falso reduccedilatildeo de taxa de penetraccedilatildeo
alargamento do poccedilo prisatildeo da coluna perda de circulaccedilatildeo etc
Para os fluidos de perfuraccedilatildeo assume-se o modelo de Bingham o qual postula que
uma determinada tensatildeo deve ser aplicada para iniciar o fluxo (limite de escoamento) e acima
dessa tensatildeo o fluido se comporta como Newtoniano isto eacute Tensatildeo cisalhante (T)
proporcional a taxa de cisalhamento (TC)
Alguns fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo tixotroacutepicos isto eacute adquirem um estado semi-riacutegido
quando estatildeo em repouso e quando em movimentam apresentam fluidez A forccedila gel eacute um
paracircmetro de natureza reoloacutegica que indica o grau de gelificaccedilatildeo devido agrave interaccedilatildeo eleacutetrica
entre partiacuteculas dispersas
A forccedila gel inicial mede a resistecircncia inicial para colocar o fluido em fluxo A forccedila
gel final mede a resistecircncia do fluido para reiniciar o fluxo quando este fica um certo tempo
em repouso A diferenccedila entre elas indica o grau de tixotropia do fluido
Paracircmetros de filtraccedilatildeo
Devido agrave pressatildeo da coluna de fluido ter que ser maior que a pressatildeo de poro de
formaccedilatildeo para evitar o influxo dos fluidos contido nas rochas o fluido de perfuraccedilatildeo deveria
invadir continuamente as formaccedilotildees permeaacuteveis se natildeo houvesse o depoacutesito de um reboco
que eacute a capacidade do fluido de perfuraccedilatildeo em formar uma camada de partiacuteculas soacutelidas
uacutemidas sobre as rochas permeaacuteveis expostas pela broca e eacute de fundamental importacircncia para
o sucesso da perfuraccedilatildeo e da completaccedilatildeo do poccedilo
Quando existem partiacuteculas soacutelidas com dimensotildees adequadas a obstruccedilatildeo dos poros eacute
raacutepida e somente a fase liacutequida do fluido de perfuraccedilatildeo denominada filtrado invade a
formaccedilatildeo
O controle do filtrado torna-se criacutetico em casos de formaccedilotildees de folhelhos sensiacuteveis a
aacutegua esses folhelhos desenvolvem pressotildees devido ao inchamento pelo contato com a aacutegua
causando desmoronamento e alargamento do poccedilo Em formaccedilotildees permeaacuteveis o depoacutesito de
um reboco muito espesso causa reduccedilatildeo acentuada do diacircmetro do poccedilo aleacutem do que um
reboco espesso facilita a prisatildeo por pressatildeo diferencial
Para formar o reboco deve haver o influxo da fase liacutequida do fluido do poccedilo para a
formaccedilatildeo Este processo eacute conhecido como filtraccedilatildeo Eacute essencial que o fluido tenha uma
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fraccedilatildeo razoaacutevel de partiacuteculas com dimensotildees ligeiramente menores agraves dimensotildees dos poros
das rochas expostas
Quando existem partiacuteculas soacutelidas com dimensotildees adequadas a obstruccedilatildeo dos poros eacute
raacutepida e somente a fase liacutequida do fluido o filtrado invade a rocha
O filtrado e a espessura de reboco satildeo dois paracircmetros medidos rotineiramente para
definir o comportamento do fluido quanto agrave filtraccedilatildeo
Teor de soacutelidos
O teor de soacutelidos cujo valor deve ser mantido no miacutenimo possiacutevel eacute uma propriedade
que deve ser controlada com rigor porque o seu aumento implica aumento de vaacuterias outras
propriedades (densidade viscosidade e forccedila gel) aleacutem de aumentar a ocorrecircncia de
problemas como desgaste dos equipamentos de circulaccedilatildeo fratura das formaccedilotildees devido agrave
elevaccedilatildeo das pressotildees de bombeio ou hidrostaacutetica prisatildeo da coluna e reduccedilatildeo da taxa de
penetraccedilatildeo
O tratamento do fluido para reduzir o teor de soacutelidos pode ser preventivo ou corretivo
O tratamento preventivo consiste em inibir o fluido fiacutesico ou quimicamente evitando-se a
dispersatildeo dos soacutelidos perfurados No meacutetodo corretivo pode-se fazer uso de equipamentos
extratores de soacutelidos tais como tanques de decantaccedilatildeo peneiras hidrociclones e
centrifugadores ou diluir o fluido
Concentraccedilatildeo Hidrogeniocircnica ndash pH
O controle quiacutemico de alguns sistemas de fluido de perfuraccedilatildeo baseia-se na
determinaccedilatildeo do pH (pH=- log [H+] onde [H+] eacute a concentraccedilatildeo molar do iacuteon H+) O pH dos
fluidos de perfuraccedilatildeo eacute geralmente mantido no intervalo alcalino devido a fatores tais como
reduzir a taxa de corrosatildeo e aumentar a eficiecircncia dos dispersantes bem como aumentar o
rendimento das bentonitas
O pH dos fluidos de perfuraccedilatildeo tem que ser mantido na faixa de 7 a 10 com o intuito
de reduzir a taxa de corrosatildeo dos equipamentos e evitar a dispersatildeo das formaccedilotildees argilosas
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Alcalinidades
A alcalinidade eacute determinada por meacutetodos diretos de titulaccedilatildeo volumeacutetrica de
neutralizaccedilatildeo e esta leva em consideraccedilatildeo as espeacutecies carbonatos (CO3--) e bicarbonatos
HC03- dissolvidos no fluido aleacutem dos iacuteons hidroxilas (OH-) dissolvidos e natildeo dissolvidos
Se numa soluccedilatildeo aquosa (no caso o filtrado do fluido) houver apenas OH- entatildeo soacute se
mede Pf natildeo havendo C03-2 nem HC03
- a viragem do metilorange se daacute com a primeira gota
de soluccedilatildeo de H2S04 N50 A medida em que o Mf cresce tornando-se maior do que o Pf a
alcalinidade passa a ser devido a OH- + C03-2 a C03
-2 + HC03- e por fim somente a HC03
-
quando o Pf = O Entre o Pf = Mf e Pf = O vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser
deduzida cada uma sendo apropriada para fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
Esse teste identifica a alcalinidade parcial do filtrado alcalinidade da lama e
alcalinidade total do filtrado
Teor de cloretos ou salinidade
Este teste eacute feito por anaacutelise volumeacutetrica de precipitaccedilatildeo por titulaccedilatildeo dos iacuteons
cloretos
Os resultados obtidos com esses testes no campo satildeo utilizados para identificar o teor
salino da aacutegua de preparo do fluido controlar a salinidade de fluidos inibidos com sal
identificar influxos de aacutegua salgada e identificar a perfuraccedilatildeo de uma rocha ou domo salino
Teor de bentonita ou de soacutelidos ativos
O teste do azul de metileno ou MBT eacute uma anaacutelise volumeacutetrica por adsorccedilatildeo que serve
como inibidor da quantidade de soacutelidos ativos ou bentoniacuteticos no fluido de perfuraccedilatildeo Este
mede a capacidade de troca de caacutetion (CTC) das argilas e soacutelidos ativos presentes
24 Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
O fluido de perfuraccedilatildeo eacute classificado de acordo com a composiccedilatildeo baseado no
constituinte principal da fase contiacutenua ou dispersante e satildeo eles fluido a base de aacutegua fluidos
a base de oacuteleo e fluidos a base de ar ou de gaacutes neste relatoacuterio vamos nos deter ao fluido de
perfuraccedilatildeo base aacutegua que foi o trabalhado durante o estaacutegio
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Fluidos a base de aacutegua
A definiccedilatildeo de um fluido a base aacutegua considera principalmente a natureza da aacutegua e os
aditivos quiacutemicos empregados no preparo do fluido A proporccedilatildeo entre os componentes
baacutesicos e as interaccedilotildees entre eles provoca sensiacuteveis modificaccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido Consequumlentemente a composiccedilatildeo eacute o principal fator a considerar no
controle das suas propriedades
A aacutegua eacute a fase contiacutenua e o principal componente de qualquer fluido agrave base de aacutegua
podendo ser doce dura ou salgada A aacutegua doce natildeo precisa de tratamento preacutevio pois natildeo
afeta o desempenho dos aditivos empregados no preparo do fluido sua salinidade eacute inferior a
1000 ppm de NaCl equivalente
A aacutegua dura tem a presenccedila de sais de caacutelcio e magneacutesio dissolvido onde estes
apresentam concentraccedilotildees capazes de alterar o desempenho dos aditivos do fluido de
perfuraccedilatildeo
A aacutegua salgada possui salinidade superior a 1000 ppm de NaCl equivalente e pode ser
natural como a aacutegua do mar ou pode ser salgada com a adiccedilatildeo de sais como NaCl KCl ou
CaCl2 A aacutegua tem a funccedilatildeo de prover o meio de dispersatildeo para os mateacuterias coloidais estes
controlam a viscosidade limite de escoamento forccedilas geacuteis e filtrado em valores adequados
para conferir ao fluido uma boa taxa de remoccedilatildeo dos soacutelidos perfurados e capacidade de
estabilizaccedilatildeo das paredes do poccedilo
Os fatores a serem considerados na seleccedilatildeo da aacutegua de preparo satildeo disponibilidade
custo de transporte e de tratamento tipos de formaccedilotildees geoloacutegicas a serem perfuradas
produtos quiacutemicos que comporatildeo o fluido e equipamentos e teacutecnicas a serem usados na
avaliaccedilatildeo das formaccedilotildees
Os soacutelidos dispersos em meio aquoso podem ser ativos ou inertes Os soacutelidos ativos
satildeo materiais argilosos cuja funccedilatildeo principal eacute aumentar a viscosidade do fluido A argila
mais usada eacute a bentonita
Os soacutelidos inertes podem se originar da adiccedilatildeo de materiais industrializados ou de
detritos finos das rochas perfuradas O adensante baritina eacute o soacutelido inerte mais comuns dentre
os produtos comercializados Os soacutelidos inertes oriundos das rochas perfuradas satildeo areia silte
e calcaacuterio fino
Os produtos quiacutemicos a serem adicionados ao fluido podem ser
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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bull alcalinizantes e controladores de pH como soda caacuteustica potassa caacuteustica e cal
hidratada
bull dispersantes como o lignossulfonato tanino lignito e fosfato
bull redutores de filtrado como amido
bull floculantes como a soda caacuteustica cal e cloreto de soacutedio
bull poliacutemeros de uso geral para viscosificar desflocular ou reduzir filtrado
bull surfactantes para emulsificar e reduzir a tensatildeo superficial
bull removedores de caacutelcio e magneacutesio como carbonato e bicarbonato de soacutedio
bull inibidores de formaccedilatildeo ativas como cloreto de potaacutessio soacutedio e caacutelcio
bull bactericidas como paraformaldeiacutedo composto organoclorados soda caacuteustica e
cal
Produtos quiacutemicos mais especiacuteficos como anticorrosivos traccediladores quiacutemicos
antiespumantes entre outros tambeacutem podem estar presentes
A Tabela 21 abaixo apresenta a composiccedilatildeo dos fluidos usado na Petrobraacutes (ATP-
ARGIP) com seus respectivos coacutedigos
COacuteDIGO Tipos de
Fluido COacuteDIGO Tipos de Fluido
1 Aacutegua do Mar 12 NaCl com Poliacrilamida
2 Convencional 13 Milk Mud
3 BTS 14 Espuma
4 Nativo 15 Convencional com Asfalto e
LCM
5 NaCl com Poliacutemeros
16 Base Oacuteleo Mineral
6 Base Cal 17 Especiais para alta
temperatura
7 Disperso 18 Biopoliacutemero Saturado
8 KCL com Poliacutemero 19 Catiocircnico
9 Saturado 20 KCl com Poliacrilamida
10 Aerado 21 Biopoliacutemero com Carbonato
11 Base Oacuteleo Diesel 22 Sinteacutetico (Eacutester ou Parafina)
Tabela 2 1 ndash Tipo de fluidos utilizados no ATPARG
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados Tipo 2 Aacutegua Industrial argila ativada e soda caacuteustica
Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e
calcaacuterio
Tipo 19 Aacutegua Industrial Oacutexido de Magneacutesio Goma Xantana CMC BBV ADS
Amido Comum Cloreto de soacutedio Poliacutemero Catiocircnico Calcaacuterio Fino Lubrificante Preventor
de enceramento e Bactericida
24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
O controle dos soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo eacute feito por um sistema de equipamentos
extratores buscando sempre manter o teor de soacutelidos adequados ao trabalho Quando estes
natildeo satildeo suficientes para esse controle a accedilatildeo corretiva implicaraacute num custo adicional pois
uma nova formulaccedilatildeo teraacute que ser feita ou seja um fluido novo seraacute misturado para diluiccedilatildeo
O natildeo uso dos equipamentos ou a natildeo correccedilatildeo do teor de soacutelidos implica na reduccedilatildeo da taxa
de penetraccedilatildeo problemas de ordem reoloacutegicas do fluido de perfuraccedilatildeo reboco de baixa
qualidade maior densidade equivalente de circulaccedilatildeo dano a formaccedilatildeo ameaccedila de prisatildeo da
coluna por diferencial de pressatildeo elevado desgaste de equipamentos grande volume de
resiacuteduos gerados e maior custo global
Existe algumas recomendaccedilotildees que se forem seguidas auxiliam na soluccedilatildeo de
problemas provocados por soacutelidos satildeo elas
Analisar os testes do fluido de perfuraccedilatildeo a fim de identificar a presenccedila de
um teor elevado de soacutelidos
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
eficientemente
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
em sequumlecircncia apropriada
Verificar se os equipamentos instalados na sonda tecircm capacidade suficiente
para remover soacutelidos numa taxa que permita trabalhar na faixa aceitaacutevel de teor
de soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo
Verificar qual o equipamento adicional necessaacuterio para resolver o problema
provocado pelo teor elevado de soacutelidos
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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PEN
EIR
AS
KELLY (HASTE QUADRADA)
KATARINA
DESLIZADOR DE CASCALHOS
TUBOS PESADOS (HW)
PEN
EIR
AS
COMANDOS
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo da diluiccedilatildeo necessaacuteria para resolver o problema sem o uso
de equipamento adicional
Comparar os custos determinados em nos dois itens anteriores
Recomendar se necessaacuterio a instalaccedilatildeo de equipamento adicional extrator de
soacutelidos
Caso seja instalado um equipamento adicional de soacutelidos operaacute-lo por um
periacuteodo apropriado de tempo repetir os testes com o fluido de perfuraccedilatildeo e
avaliar a eficiecircncia do equipamento adicional instalado
25 Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de
perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
Peneiras Vibratoacuterias
A peneira vibratoacuteria eacute a primeira
barreira na retenccedilatildeo dos soacutelidos do fluido de
perfuraccedilatildeo que retorna durante a saiacuteda de
cada ciclo de circulaccedilatildeo Dessa etapa os
soacutelidos mais grosseiros satildeo retidos jaacute que eacute
mais faacutecil removecirc-los antes de passar pelos
hidrociclones e centrifugadores Ao lado
apresenta-se uma figura esquemaacutetica com o
percurso simplificado do fluido no poccedilo
quando se estaacute perfurando
Hidrociclones
A separaccedilatildeo dos soacutelidos ocorre da seguinte
forma o liacutequido contendo a fraccedilatildeo mais fina
de partiacuteculas menores eacute descarregado atraveacutes Figura 2 1-Ciclo simplificado de fluido de
perfuraccedilatildeo
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do tubo cilindro central (overflow) o liacutequido contendo os soacutelidos mais grossos eacute
descarregado pelo underflow
Os cones hoje satildeo feitos de poliuretano este material quando expostos a altas
temperaturas (150 e 175 ordm F) amolecem fazendo com que haja a necessidade de substituiacute-los
A viscosidade do fluido o teor de soacutelidos na alimentaccedilatildeo a pressatildeo disponiacutevel na
entrada do equipamento e o lay-out do percurso feito pelo fluido influencia de forma direta no
desempenho do equipamento
Quanto menor a viscosidade (dentro do possiacutevel) maior o desempenho do
hidrociclone
Uma grande concentraccedilatildeo de soacutelidos na alimentaccedilatildeo tem efeito negativo no
desempenho Com o hidrociclone trabalhando com descarga tipo ldquosprayrdquo o ponto de corte
meacutedio aumenta quando a carga de soacutelidos aumenta Quando a carga de soacutelidos ultrapassa o
ponto suportaacutevel pelo ldquounderflowrdquo o hidrociclone comeccedila a descarregar em ldquoforma de cordardquo
e o ponto de corte meacutedio aumenta drasticamente A pressatildeo recomendada pela maioria dos
fabricantes e fornecedores de hidrociclones jaacute estaacute otimizada A maioria dos hidrociclones no
campo requer de 70 a 80 peacutes de fluido de pressatildeo hidrostaacutetica Os hidrociclones utilizados nas
sondas satildeo chamados de desareadores e dessiltadores
Depuradores (MUD CLEANER)
Este eacute composto por hidrociclones em seacuterie com uma tela fina que permite recuperar
partiacuteculas e eacute usado com fluidos de perfuraccedilatildeo pesados As partiacuteculas soacutelidas que esse
equipamento remove satildeo maiores que a baritina Como ocorre no ciclone parte do material eacute
recuperada e parte eacute descartada o recuperado retorna ao fluido reduzindo custos
Monta-se uma cobertura onde a tela estaacute colocada fazendo com que todos os soacutelidos
descarregados pelos dessiltadores satildeo retornados para o sistema de circulaccedilatildeo No caso de
baritina ser adicionada ao fluido a cobertura daacute lugar a tela fina Esse equipamento reduz a
perda da baritina dos fluidos pesados no intuito de recuperar fluidos caros e reduzir descarte
de poluente ao meio ambiente
Decantador Centriacutefugo
A funccedilatildeo deste equipamento eacute separar soacutelidos de liacutequidos eacute formado por um tambor
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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ciliacutendrico-cocircnico composto por uma seccedilatildeo cocircnica que origina a chamada ldquopraiardquo e uma ou
vaacuterios secccedilotildees ciliacutendricas conectadas que origina a ldquopiscinardquoUm parafuso transportador que
fica dentro do tambor rotativo
Eacute possiacutevel ajustar a profundidade do liacutequido no tambor o niacutevel da piscina teraacute um
efeito sobre a eficiecircncia de separaccedilatildeo pois ele afetaraacute as aacutereas secas e molhadas da praia bem
como a secagem dos soacutelidos e a habilidade fiacutesica do parafuso em transportar os soacutelidos para o
tambor
A medida do teor de areia num fluido nos daacute um paracircmetro de avaliaccedilatildeo dos
equipamentos extratores de soacutelidos da sonda e serve como uma medida de abrasividade do
fluido
CAPIacuteTULO 4
METODOLOGIA DE ANAacuteLISES
Metodologia de anaacutelise Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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4 - Metodologia de anaacutelise
O monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo eacute feito
de acordo com as metodologias descritas neste capiacutetulo Aqui seratildeo descritos os meacutetodos
fiacutesicos e quiacutemicos para anaacutelises de fluido de perfuraccedilatildeo base aacutegua
As anaacutelises que seratildeo descritas neste documento estatildeo de acordo com o Manual de
Laboratoacuterio de Fluido Programa de Trainees Petrobras ndash 2002 Quiacutemico de Petroacuteleo Junior
41 Meacutetodos Fiacutesicos
411 Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
Figura 4 1- Funil Marsh Fonte wwwfanncom
A Figura 41 mostra o funil Marsh que eacute um funil com as seguintes dimensotildees 1524
cm (6rdquo) de diacircmetro na parte superior 3048 cm (12rdquo) de altura A metade da abertura
superior eacute coberta por uma peneira de malha nordm 10 O orifiacutecio inferior tem 476 mm (316rdquo) de
diacircmetro interno e 508 cm (2rdquo) de comprimento A capacidade do funil ateacute a marca superior eacute
de 1500 cmsup3
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Se segura o funil em posiccedilatildeo vertical obstruindo o orifiacutecio de descarga com o dedo
indicador
bull verta-se atraveacutes da peneira a amostra de fluido tomada em qualquer ponto onde ela
esteja em agitaccedilatildeo ateacute que o niacutevel da mesma fique rente agrave parte inferior da tela da
peneira
bull imediatamente retira-se o dedo do tubo de descarga e com o auxiacutelio de um
cronocircmetro observa-se o tempo em segundos necessaacuterio para que escoe um (01) litro
de fluido para um recipiente graduado
bull a operaccedilatildeo deve ser raacutepida para minimizar erros
bull registra-se a ldquoViscosidaderdquo Marsh em segundos1000 cmsup3 de fluido
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Verifica-se a precisatildeo do funil Marsh com 1500 cmsup3 de aacutegua doce a 21ordmC O tempo de
escoamento de 1000 cmsup3 de aacutegua deve ser de 28 plusmn 05 segundos
412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
Figura 4 2- Medidor de areia Fonte wwwsolotestcombr
A Figura 42 mostra o conjunto que registra o conteuacutedo de areia presente no fluido
em percentagem volumeacutetrica composto por um tubo de vidro graduado em percentual
volumeacutetrico (0-20 v) um cilindro cocircnico um copo ciliacutendrico com uma tela de peneira
(malha 200 mesh)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Verta-se o fluido previamente passado atraveacutes da peneira do funil Marsh no tubo de
vidro graduado ateacute a marca indicada e depois se adiciona aacutegua ateacute a referecircncia
superior
bull obstrui-se a saiacuteda superior do tubo com o dedo e agita-se vigorosamente Em seguida
esvazia-se a amostra de fluido diluiacutedo atraveacutes da peneira lavando todo o resiacuteduo no
tubo com aacutegua Lava-se a areia retida na peneira ateacute eliminar os traccedilos de fluido
bull coloca-se o funil sobre a peneira e inverte-se o conjunto lentamente Faz-se retornar a
areia da peneira para o interior do tubo atraveacutes de jatos daacutegua
bull apoacutes a deposiccedilatildeo total da areia lecirc-se diretamente a percentagem em volume de areia
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412 Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
Figura 4 3 - Balanccedila densimeacutetrica Fonte wwwfanncom
A Figura 43 apresenta a balanccedila utilizada para mediccedilatildeo de densidade de fluido de
perfuraccedilatildeo no campo O equipamento consiste de uma base e braccedilo graduado com copo para
amostra tampa fiel cursor e medidor de niacutevel Possui quatro escalas de leituras
Densidade 072 - 288
Massa Especiacutefica 6-24(lbmgal)
Massa Especiacutefica 45-180(lbmft3)
Gradiente Hidrostaacutetico 310-1250 (ldquopsirdquo1000ft)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Posiciona-se a base da balanccedila em uma superfiacutecie lisa e nivelada
bull enche totalmente o copo da balanccedila com o fluido a ser testado Se o copo inicialmente
estiver molhado despeje a primeira porccedilatildeo de fluido e volte a enchecirc-lo Deve ser eliminado as
bolhas de ar trapeadas no fluido Para tanto basta que se decircem alguns golpes no copo ateacute que
desapareccedilam
bull coloca-se a tampa enroscando-a com um leve movimento de rotaccedilatildeo ateacute que fique
firmemente assentado no copo certificando-se que uma pequena quantidade de fluido escape
pelo orifiacutecio de purgaccedilatildeo
bull lava-se e seca-se o exterior da balanccedila
bull coloca-se a balanccedila sobre a base e move-se o cursor ateacute que a bolha do niacutevel fique
centralizada
bull lecirc-se a massa especiacutefica eou densidade no lado do cursor que estiver mais proacuteximo do
copo coletor
bull Registra-se a leitura da massa especiacutefica em lbmgal ou de densidade com precisatildeo de
bull 005 ou 0005 respectivamente
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Deve ser feito a calibraccedilatildeo do equipamento frequentemente com aacutegua doce ateacute 21ordmC
que deveraacute dar uma leitura de densidade igual a 100 A afericcedilatildeo se faz retirando ou colocando
esferas de chumbo no depoacutesito especial que existe na extremidade do braccedilo da balanccedila
414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
Figura 4 4 Filtro-prensa BTBP Fonte wwwfanncom
O equipamento consiste de um reservatoacuterio de fluido com capacidade aproximada de
400 cmsup3 um meio filtrante (Papel de filtro Whatman nordm 50 de 9 cm ou similar) um coletor de
filtrado (proveta graduada) e uma fonte de pressatildeo (cilindro contendo N2 ou CO2) O
reservatoacuterio eacute constituiacutedo por uma ceacutelula tampa superior fixada atraveacutes de uma prensa
gaxetas tela e uma base A aacuterea exposta a filtraccedilatildeo eacute de 7 polsup2 O controle de pressatildeo eacute
efetuado por uma vaacutelvula com registro (manocircmetro) A despressurizaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de
uma vaacutelvula de escape
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Assegura-se que todas as partes do filtro estejam limpas e secas e que as gaxetas natildeo
estejam gastas ou deformadas
bull monta-se todas as peccedilas da ceacutelula a base uma gaxeta a tela o papel-filtro outra
gaxeta e o corpo da ceacutelula
bull preenche-se filtro com fluido ateacute um centiacutemetro da borda superior da ceacutelula e coloca-
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se o conjunto sobre o suporte central Assegura-se que a tampa superior da ceacutelula tenha a sua
gaxeta e tampa-se a ceacutelula apertando-a com o parafuso
bull com uma proveta graduada recolhe-se o filtrado na saiacuteda da ceacutelula
bull fecha-se a vaacutelvula de escape e ajusta-se o regulador de pressatildeo ateacute obter 100 psi em 30
segundos no maacuteximo Marca-se o tempo e apoacutes 30 minutos mede-se o volume de filtrado na
proveta Fecha-se a fonte de pressatildeo Elimina-se o gaacutes confinado na ceacutelula atraveacutes da vaacutelvula
de escape cuidadosamente
bull retira-se a ceacutelula do suporte despeja o fluido desarma a ceacutelula recolhe-se o pepal de
filtro com o reboco lave o mesmo com um leve jato de aacutegua e mede-se a sua espessura em
132rdquo
bull registra-se o volume de filtrado em cmsup3 com aproximaccedilatildeo de 01 cmsup3
bull registra-se a espessura do reboco em 132rdquo com aproximaccedilatildeo de 164rdquo
CALIBRACcedilAtildeO
bull Eacute necessaacuterio verificar com frequumlecircncia a exatidatildeo dos manocircmetros
415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
Figura 4 5 ndash Retorta Fonte wwwfanncom A Retorta mostrada na Figura 55 destina-se a determinaccedilatildeo dos teores de soacutelidos e
liacutequidos existentes num fluido atraveacutes da destilaccedilatildeo de uma amostra do mesmo Eacute constituiacutedo
de um copo para amostra com capacidade de 10 cmsup3 uma cacircmara de aquecimento um forno e
um condensador O destilado eacute coletado numa proveta graduada A retorta eacute regulada por um
termostato que permite manter com seguranccedila a temperatura necessaacuteria para completa
destilaccedilatildeo da amostra de fluido
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PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Retira-se a retorta do bloco isolante Usando a espaacutetula como desarmadordesenrosca-
se o depoacutesito de fluido da retorta
bull introduz-se uma palha de accedilo na cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se o depoacutesito com o fluido a ser testado e coloca-se a tampa de afericcedilatildeo no
depoacutesito de fluido
bull limpa-se bem a tampa a rosca e o corpo externo do depoacutesito sem derramar o fluido
bull enrosca-se o depoacutesito na parte inferior da cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se a retorta na cacircmara isolante e fecha-se a tampa da cacircmara isolante
bull coloca-se a proveta graduada sob a descarga do condensador
bull por meio de fio eleacutetrico liga-se o aparelho a uma tomada de 115 volts CA e fecha-se
o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute acender
bull o tempo de destilaccedilatildeo eacute de 35 minutos
bull abre-se o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute apagar
bull deixa-se a retorta esfriar por 10 min Apoacutes isso retira-se a proveta e faz as leituras
correspondentes aos volumes de aacutegua e oacuteleo recuperados na proveta graduada
Os resultados satildeo obtidos em aacutegua = Volume de aacutegua x 10
oacuteleo = Volume de oacuteleo x 10
soacutelidos = 100-( aacutegua + oacuteleo)
416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
Figura 4 6 - Viscosiacutemetro rotativo de cilindros co-axiais Fann mod 35-a Fonte wwwfanncom
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A Figura 46 mostra um aparelho projetado para medir propriedades reoloacutegicas e
gelificantes de liacutequidos Este modelo possui 6 (seis) velocidades e eacute usado tanto em
laboratoacuterio como em sondas de exploraccedilatildeo Possui um motor 50 Hz e 115 volts uma
combinaccedilatildeo rotor-bob-mola de torccedilatildeo que permite medidas de taxa de cisalhamento da ordem
de 511 a 1022 s-1 e tensatildeo de cisalhamento da ordem de zero a 1533 dynascmsup2 Outras
combinaccedilotildees permitem avaliaccedilotildees da ordem de 0707 a 3252 s-1 e de zero a 131520
dynascmsup2 de taxa de deformaccedilatildeo e tensatildeo de cisalhamento respectivamente
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Agita-se o fluido a ser testado no misturador Beach durante 5 min em velocidade alta
(18000 RPM)
bull coloca-se o fluido no copo do viscosiacutemetro ateacute a sua marca e posiciona-se o mesmo na
base do equipamento Eleva-se o copo ateacute que o niacutevel do fluido coincida com a marca no rotor
e fixa-se com o parafuso
bull liga-se o motor acionando o interruptor para a posiccedilatildeo HIGH e certifica-se que o
seletor de engrenagens esteja na posiccedilatildeo inferior
bull faz-se a leitura que corresponde a 600 RPM apoacutes 1 min de operaccedilatildeo
bull procede-se conforme diagrama na parte superior do equipamento para seleccedilatildeo de
velocidades e registra-se os valores de deflexatildeo apoacutes 1 min de agitaccedilatildeo para 300 200 100 6
e 3 RPM
bull coloca-se o equipamento a 600 RPM por 2 minutos Imediatamente muda-se a
velocidade para 3 RPM desliga-se o motor e apoacutes 10 segundos de repouso liga-se o aparelho
a 3 RPM ao mesmo tempo em que observa-se o ponto maacuteximo atingido pela escala valor este
denominado forccedila gel inicial
bull repere-se os dois uacuteltimos itens entretanto para um tempo de repouso de 10 min A
deflexatildeo maacutexima obtida para esta nova condiccedilatildeo eacute denominada forccedila gel final
bull registra-se os valores das deflexotildees em graus para cada velocidade do equipamento
bull registra-se os valores das forccedilas geacuteis em aproximadamente 100 lbfpesup2 seguindo o
procedimento anteriormente descrito
CALIBRACcedilAtildeO
bull O aparelho deve ser calibrado periodicamente empregando-se uma mistura de
glicerina e aacutegua pura na temperatura ambiente ou atraveacutes do calibrador mecacircnico
padronizado
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42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
421 - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR MATERIAIS
Jogo de papel indicador com escala de cores variadas para comparaccedilatildeo PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Toma-se um papel indicador com escala apropriada
bull posiciona-se o papel na superfiacutecie do fluido ou umedece o mesmo com uma gota do
filtrado do fluido
bull apoacutes um minuto aproximadamente a tira de papel deveraacute ter mudado de cor afetada
pela alcalinidade do fluido ou do filtrado
bull compara-se a cor do papel indicador com a carta colorimeacutetrica correspondente
bull se a cor natildeo corresponder agrave escala calorimeacutetrica da seacuterie escolhida dever-se-aacute repetir a
operaccedilatildeo com outra seacuterie
bull registre-se o pH aproximado a 05 ou a 02 unidades conforme a escala do papel
indicador usado
Nota O papel indicador daacute resultados falsos em fluidos com alta concentraccedilatildeo de sal Para
este caso utiliza-se o meacutetodo potenciomeacutetrico quando o fluido contiver mais de 10000 ppm
Cl
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf (Fluidos agrave Base Aacutegua) A alcalinidade de um filtrado agrave base de aacutegua ou de uma aacutegua proveacutem de um ou mais
dos seguintes agentes quiacutemicos
I ndash HO- - Hidroacutexido
II ndash CO3= - Carbonato
III - CO3H- - Bicarbonato ( Borato + Silicato etc)
A medida da alcalinidade pelo pH fornece as concentraccedilotildees dos sais dissolvidos poreacutem
natildeo indica quanto de cada um dos radicais acima Para isso recorre-se agrave titulaccedilatildeo com o aacutecido
sulfuacuterico em meio contendo um indicador apropriado Para a aacutegua incolor os indicadores satildeo
fenolftaleiacutena e metilorange se a aacutegua ou filtrado estiver corado por exemplo devido a
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lignossulfonato utiliza-se o azul de bromofenol em lugar de metilorange em uacuteltimo caso
usa-se o vermelho de metila em lugar dele
TIPOS DE ALCALINIDADES
Na praacutetica determinam-se as seguintes alcalinidades
I ndash do filtrado agrave fenolftaleiacutena ndash Pf
II ndash do filtrado ao metilorange ndash Mf
III ndash do fluido agrave fenolftaleiacutena ndash Pm
Se numa aacutegua houver apenas HO- entatildeo soacute se mede Pf natildeo havendo CO3= nem
CO3H- a viragem ao metilorange se daacute com a primeira gota de soluccedilatildeo de H2SO4 N50 A
medida que o Mf cresce tornando-se maior que o Pf a alcalinidade passa a ser devida a HO- +
CO3= a CO3
= + CO3H- e por fim somente a CO3H- quando o Pf =0 Entre o Pf =Mf e Pf =0
vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser deduzidas cada uma sendo apropriada para
fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
As concentraccedilotildees desses radicais satildeo expressos em epm (equivalentes partes por
milhatildeo) ppm mgl e em gl conforme a conveniecircncia As alcalinidades geralmente satildeo
expressas em epm usando-se caacutelcio como termo de comparaccedilatildeo de equivalecircncia O peso
atocircmico dele eacute 40 molg e o valor absoluto de sua valecircncia eacute 2 Em termos de valecircncias 1Ca++
= 2HO- 1Ca++ = 1 CO3 1Ca++ = 2CO3H- por conseguinte o equivalente de HO- em Ca++ eacute
20 o equivalente de CO3= em Ca++ eacute 40 etc
As combinaccedilotildees possiacuteveis entre Pf e Mf estatildeo no quadro 1 Os caacutelculos podem ser
efetuados utilizando as foacutermulas contidas no quadro 2
Resultados de
Medidas Interpretaccedilatildeo
HO- CO3= CO3H-
Pf = Mf Pf 0 0
Pf lt 12 Mf 0 2Pf Mf - 2Pf
Pf = 12 Mf 0 2Pf 0
Pf gt 12 Mf 2Pf - Mf 2(Mf - Pf ) 0
Pf = 0 0 0 Mf
Quadro 1 As foacutermulas apresentadas no quadro 2 satildeo baseadas em que
bull 1 epm HO- = 17 ppm HO-
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bull 1 epm CO3= = 30 ppm CO3
=
bull 1 epm CO3H- =61 ppm CO3H-
e nas equivalecircncias estequiomeacutetricas entre Ca++ HO- CO3= e CO3H- anteriormente
apresentadas
Resultados Iacuteon Alcalinidade epm Ppm
Pf = Mf HO- Pf 20Pf 340Pf
Pf lt 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
CO3- Mf - 2Pf 20(Mf - 2Pf) 1200(Mf - 2Pf)
Pf = 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
Pf gt 12 Mf HO- 2Pf - Mf 20(2Pf - Mf) 340(2Pf - Mf)
CO3= 2(Mf - Pf) 40(Mf - Pf) 1200(Mf - Pf)
Pf = 0 CO3H- Mf 20 Mf 1200 Mf
MATERIAIS
bull Caacutepsula de porcelana de 250 cm3
bull 2 pipetas graduadas uma de 1 cm3 e outra de 10 cm3
bull Agitador de vidro
bull Bureta
bull Soluccedilatildeo de H2SO4 N50
bull Soluccedilatildeo indicadora de fenolftaleiacutena
PROCEDIMENTO
bull Meccedila 1 cm3 de fluido e coloque-o em uma caacutepsula
bull Dilua com 50 cm3 de aacutegua destilada
bull Adicione 3 gotas de fenolftaleiacutena
bull Titule com soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 rapidamente
bull Agite continuamente ateacute que a cor da amostra passe do vermelho agrave cor original do
fluido
bull Ao volume da soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 em cm3 se chama alcalinidade do
fluido (Pm)
bull A alcalinidade do filtrado (Pf) se determina seguindo-se o processo anterior tomando-
se 1 cm3 de filtrado
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A determinaccedilatildeo de ldquoMfrdquo Alcalinidade do filtrado ao metilorange seraacute feita do seguinte modo
bull Determinado o Pf adicionar agrave soluccedilatildeo 2 a 3 gotas de soluccedilatildeo de metilorange
bull Continuar a titulaccedilatildeo anterior com a soluccedilatildeo de H2SO4 N50 ateacute viragem do amarelo-
alaranjado para o roacuteseo
bull Anotar o volume Vt de soluccedilatildeo de aacutecido gasto na titulaccedilatildeo Vt em cm3
bull Calcular o Mf como segue
bull Mf =Vt cm3 de H2SO4 N50
NOTAS
1 ndash Se o filtrado se apresentar corado devido por exemplo a tanino a viragem em ambas as
determinaccedilotildees pode ser afetada particularmente no caso do metilorange Neste caso a
determinaccedilatildeo do ponto final poderaacute ser efetuada com um potenciocircmetro O ponto final para a
determinaccedilatildeo da alcalinidade Pf eacute tomado quando o potenciocircmetro acusar o pH 83 para o
valor de Mf quando acusar o pH 43
2 ndash Em lugar do metilorange como indicador para determinaccedilatildeo do Mf podem ser usados
21 ndash azul de bromo-fenol a 01 em aacutegua destilada
22 - indicador misto cuja composiccedilatildeo eacute a seguinte
bull Vermelho de metila002 g
bull Verde de bromo-cresol010 g
bull Aacutelcool qsp1000 cm3
Com estes indicadores a viragem eacute niacutetida pelo que dispensa o uso do potenciocircmetro
A restriccedilatildeo que se faz eacute que estes indicadores satildeo oxidaacuteveis em presenccedila de certas
substacircncias tal como o aacutecido niacutetrico
Registrar-se as alcalinidades Pf e Pm em cm3 de H2SO4 N50
PREPARO DE SOLUCcedilOtildeES E REATIVOS
Soluccedilatildeo titulada de aacutecido sulfuacuterico N50 Toma-se 12 cm3 de aacutecido sulfuacuterico concentrado e o
dilui em matraz aferido (recipiente de vidro com um gargalo muito estreito e com marca de
afericcedilatildeo) de 2000 cm3 com aacutegua destilada Em seguida titula-se com uma soluccedilatildeo de NaOH
01N usando fenolftaleiacutena como indicador
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 36
Soluccedilatildeo Indicadora de Fenolftaleiacutena
Pesa-se 04g de fenolftaleiacutena qp Em seguida dissolve-
se em 60 cm3 de aacutelcool etiacutelico a 95 diluindo-se ateacute 100 cm3 com aacutegua destilada Filtra-se se
formar resiacuteduo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 37
CAPIacuteTULO 6
CONCLUSAtildeO
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 38
6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
TIacuteTULO Monitoramento das propriedades quiacutemicas
e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ALUNO DE GRADUACcedilAtildeO Klismeryane Costa de Melo
ORIENTADOR UFRN Professor Dr Everaldo Silvino
ORIENTADOR PETROBRAS Marcos Tuacutelio Antunes
PERIacuteODO
NatalRN Janeiro2009
MELO Klismeryane Costa de ndash Monitoramento das propriedades fiacutesicas e quiacutemicas dos
fluido de perfuraccedilatildeo Monografia UFRN Departamento de Engenharia Quiacutemica Programa
de Recursos Humanos ndash PRH 14ANP Aacuterea de concentraccedilatildeo Engenharia de Processos em
Plantas de Petroacuteleo e Gaacutes Natural
Orientador Prof Dr Eduardo Lins de Barros Neto
Orientador Petrobras Marcos Tuacutelio Antunes
RESUMO ___________________________________________________________________________ RESUMO Fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo misturas de aditivos quiacutemicos utilizados em operaccedilotildees
de perfuraccedilatildeo de poccedilo com a finalidade de carrear os cascalhos cortados pela broca sustentar
as paredes do poccedilo etc Estatildeo classificados em fluido base oacuteleo ar ou aacutegua de acordo com sua
fase dispersante Os fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua satildeo de tratamento mais simples e
apresentam menos riscos de poluiccedilatildeo O tratamento desses fluidos eacute feito em campo atraveacutes
do monitoramento de suas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas durante a circulaccedilatildeo do fluido
dentro do poccedilo Essas propriedades satildeo a densidade os paracircmetros reoloacutegicos forccedila gel os
paracircmetros de filtraccedilatildeo o teor de soacutelidos pH cloretos alcalinidade etc O objetivo deste
trabalho eacute apresentar metodologias de anaacutelises de propriedades fiacutesicas e quiacutemicas realizadas
nas sondas de perfuraccedilatildeo para fluidos base aacutegua
Palavras chaves fluido de perfuraccedilatildeo propriedades de fluido de perfuraccedilatildeo ___________________________________________________________________________
ABSTRACT
Drilling fluids are used in well bore drilling They are blends of chemical additives used with
the purpose to remove the drill cuttings They are classified in accordance with the dispersed
phase that can be air oil or water The water-based drilling fluids are fluids of more simple
treatment and show small power of environmental pollution The treatment of this fluids has
been made in the field by analyzes of its chemical and physical properties during fluid
circulation inside the well These properties are density rheological parameters gel force
filtration parameters solid content pH chlorides alkalinity etc The objective of this work is
to present methodologies for the analyses of physical and chemical properties of water-based
drilling fluids to be used in drilling rigs
___________________________________________________________________________ Keywords Drilling fluids physical properties chemical properties
AGRADECIMENTOS
Agradeccedilo primeiramente a Deus pois sem Ele natildeo teria conquistado nada em minha
vida Ele eacute a forccedila que me conduz pelos lugares mais altos que eu possa imaginar e que me
segura e me ergue quando penso em fraquejar
Agradeccedilo a minha famiacutelia que sempre me apoio em todos os meus projetos de vida
em especial a minha matildee Ciacutecera e meu irmatildeo Wellington que em nenhum momento
mediram esforccedilos para tornar esse projeto uma realidade Aos meus amigos de faculdades
que sempre me ajudaram e compartilharam tantos momentos felizes ao longo desses cincos
anos em especial a Ileacuteia pelo esforccedilo em conseguir esse estaacutegio e dedicaccedilatildeo ao longo deste
para tornaacute-lo viaacutevel Sem esquecer Nila claro amiga de todas as horas
Ao meu coordenador de estagio Prof Dr Everaldo Silvino e ao meu Supervisor de
estagio Engenheiro Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra pela orientaccedilatildeo e dedicaccedilatildeo no
desenvolvimento deste trabalho contribuindo para minha formaccedilatildeo acadecircmica e profissional
A todos do IP (Intervenccedilatildeo em Poccedilos do Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues)
principalmente para os mais proacuteximos Assis Eanes Bacelar Ironaldo Jackelan Rogeacuterio
Taacutessia Cordeiro Juacutelio Aratildeo Gazel Ciacutecero Evandro Joaldo Andreacuteia Teodoacutesio Ruy
Edfrance Luna Falcatildeo Walfredo Ionaldo o meu muito obrigado pelo incentivo
informaccedilotildees e conselho durante o desenvolvimento deste trabalho e eacute claro pela amizade e
conhecimentos compartilhados durante a nossa convivecircncia
Aos motoristas Zeca Joatildeo Soldado Sinobaldo e Raniery pela alegria e respeito
com que me conduziam
Aos amigos encontrados nesta empresa que vou carregar em meu coraccedilatildeo para o resto
da vida Djacyr Genigley Geilson Joanes e Lincoln
Agrave Estatal Petroacuteleo Brasileiro S A ndash PETROBRAS pela oportunidade dada
Ao corpo docente do curso de Graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica principalmente ao
Prof Dr Eduardo Lins de Barros Neto pela amizade dedicaccedilatildeo companheirismo e antes de
tudo pelo profissional que eacute
SUMAacuteRIO
1 ndash INTRODUCcedilAtildeO 10
2 ndash ASPECTOS TEOacuteRICOS 12
21ndash Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo 12
22- Fluidos de perfuraccedilatildeo 13
23-Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo 14
24-Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo 17
24-Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo 20
25-Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG 21
4 ndash METODOLOGIA DE ANAacuteLISE 25
41-Meacutetodos Fiacutesicos 25
411 Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH 25
412 Determinaccedilatildeo do teor de areia 26
412 Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica 27
414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP 28
415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos 29
416 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes 30
42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS 32
421- DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR 32
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf 32
6 - CONCLUSAtildeO 37
7 - REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 39
Lista de Figuras
Figura 2 1-Ciclo simplificado de fluido de perfuraccedilatildeo 21 Figura 4 1- Funil Marsh Fonte wwwfanncom 25
Figura 4 2- Medidor de areia Fonte wwwsolotestcombr 26
Figura 4 3 - Balanccedila densimeacutetrica Fonte wwwfanncom 27
Figura 4 4 Filtro-prensa BTBP Fonte wwwfanncom 28
Figura 4 5 ndash Retorta Fonte wwwfanncom 29
Figura 4 6 - Viscosiacutemetro rotativo de cilindros co-axiais Fann mod 35-a Fonte
wwwfanncom 30
Lista de Tabelas
Tabela 2 1 ndash Tipo de fluidos utilizados no ATPARG 19
CAPIacuteTULO 1 INTRODUCcedilAtildeO GERAL
Introduccedilatildeo Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2006 10
1 ndash Introduccedilatildeo
Fluido de perfuraccedilatildeo eacute usado como ferramenta essencial na perfuraccedilatildeo de poccedilos de
petroacuteleo Sua importacircncia se justifica pela funccedilatildeo desempenhada durante a operaccedilatildeo de
perfuraccedilatildeo Eacute competecircncia dos fluidos de perfuraccedilatildeo carrear os cascalhos cortados pela broca
sustentar a parede do poccedilo lubrificar a broca controlar a pressatildeo existente na formaccedilatildeo etc
Essas funccedilotildees satildeo desempenhadas de acordo com as propriedades do fluido que satildeo
previamente especificadas e formuladas de acordo com a formaccedilatildeo O controle dessas
propriedades durante a operaccedilatildeo eacute garantia de um bom desempenho do fluido dentro do poccedilo
Esse controle eacute feito em campo por meacutetodos de anaacutelises de paracircmetros fiacutesicos e quiacutemicos
Durante vaacuterios anos utilizou-se fluido a base de oacuteleo diesel devido agrave excelente
performance proporcionada agrave perfuraccedilatildeo comparado ao fluido base aacutegua Poreacutem em alguns
lugares as leis ambientais vigentes natildeo permitem o uso deste tipo de fluido
Nos campos de petroacuteleo do Rio Grande do Norte devido a exigecircncias ambientais o
fluido de perfuraccedilatildeo utilizado eacute base aacutegua Este trabalho tem como objetivo apresentar uma
visatildeo geral sobre fluido de perfuraccedilatildeo bem como as metodologias de anaacutelises para o
monitoramento de algumas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas de fluido de perfuraccedilatildeo base aacutegua
CAPIacuteTULO 2
ASPECTOS TEOacuteRICOS
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 12
2 - Aspectos Teoacutericos
21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
O processo de exploraccedilatildeo de petroacuteleo envolve a pesquisa por formaccedilatildeo de rochas
associadas com oacuteleo ou depoacutesitos de gaacutes natural e compreende etapas que vatildeo desde a
prospecccedilatildeo geofiacutesica passando pela perfuraccedilatildeo exploratoacuteria desenvolvimento do poccedilo
quando economicamente viaacutevel e a sua exploraccedilatildeo se forem achados hidrocarbonetos em
quantidades suficientes caso contraacuterio o poccedilo poderaacute ser abandonado
Em terra ou mar a perfuraccedilatildeo de um poccedilo eacute um trabalho realizado sem interrupccedilatildeo
que soacute termina quando se atinge a profundidade programada ou o objetivo proposto para a
perfuraccedilatildeo A perfuraccedilatildeo em terra eacute feita com sonda de perfuraccedilatildeo constituiacuteda de estrutura
metaacutelica de mais de 40 metros de altura (torre) e de equipamentos especiais
A torre sustenta um tubo vertical a coluna de perfuraccedilatildeo em cuja extremidade eacute
colocada uma broca Por meio de movimentos de rotaccedilatildeo e peso transmitido pela coluna agrave
broca as rochas satildeo perfuradas Para contrabalanccedilar as pressotildees existentes na formaccedilatildeo
resfriar a broca carrear a rocha triturada (cascalhos de perfuraccedilatildeo) ateacute a superfiacutecie aleacutem de
evitar desmoronamento das paredes do poccedilo eacute circulado na coluna um fluido de perfuraccedilatildeo
O fluido eacute injetado por bombas para o interior da coluna de perfuraccedilatildeo atraveacutes da cabeccedila de
injeccedilatildeo ou Swivel e retorna agrave superfiacutecie atraveacutes do espaccedilo anular formado pelas paredes dos
poccedilos e a coluna Ao atingir determinada profundidade a coluna de perfuraccedilatildeo eacute retirada do
poccedilo e uma coluna de revestimento de accedilo de diacircmetro inferior ao da broca eacute descida no
poccedilo
O anular entre os tubos do revestimento e as paredes do poccedilo eacute cimentado com
finalidade de isolar as rochas atravessadas permitindo entatildeo o avanccedilo de perfuraccedilatildeo com
seguranccedila Apoacutes a operaccedilatildeo de cimentaccedilatildeo a coluna de perfuraccedilatildeo eacute novamente decida no
poccedilo tendo na sua extremidade nova broca de diacircmetro menor do que a do revestimento para
o prosseguimento da perfuraccedilatildeo
Do exposto percebe-se que um poccedilo eacute perfurado em diversas fases caracterizadas
pelos diacircmetros das brocas No caso dos poccedilos do Alto do Rodrigues e Fazenda Porcinho a
sua grande maioria eacute perfurada em duas fases
A fase inicial ou fase ldquoumrdquo abrange os niacuteveis mais superficiais do terreno onde eacute
utilizado um fluido mais simples composto de apenas bentonita soacutedica e aacutegua Num segundo
estaacutegio fase ldquodoisrdquo eacute usado um fluido mais elaborado cuja composiccedilatildeo oferece
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Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 13
caracteriacutesticas que permitem uma obtenccedilatildeo de perfis geoloacutegicos aleacutem de prover inibiccedilatildeo
fiacutesico-quiacutemica dos argilo-minerais reduzindo a interaccedilatildeo rocha-fluido entre outras
22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
Os fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo misturas complexas de soacutelidos liacutequidos produtos
quiacutemicos e por vezes ateacute gases Do ponto de vista quiacutemico eles podem assumir aspectos de
suspensatildeo dispersatildeo coloidal ou emulsatildeo dependendo do estado fiacutesico dos componentes
O fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser estaacutevel do ponto de vista quiacutemico estabilizar as
paredes do poccedilo mecacircnica e quimicamente facilitar a separaccedilatildeo dos cascalhos na superfiacutecie
manter os soacutelidos em suspensatildeo quando estiver em repouso ser inerte em relaccedilatildeo a danos agraves
rochas produtoras aceitar qualquer tratamento fiacutesico e quiacutemico ser bombeaacutevel apresentar
baixo grau de corrosatildeo e de abrasatildeo em relaccedilatildeo agrave coluna de perfuraccedilatildeo e demais
equipamentos do sistema de circulaccedilatildeo facilitar as interpretaccedilotildees geoloacutegicas do material do
poccedilo e apresentar custo compatiacutevel com a
operaccedilatildeo
O escoamento do fluido de perfuraccedilatildeo
para baixo pela tubulaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo e para
cima pelo poccedilo algumas vezes eacute interrompido
ou por causa de um problema ou para elevar a
tubulaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo para cima e para fora do
poccedilo permitindo a troca da broca Quando a perfuraccedilatildeo paacutera os cortes em suspensatildeo no
fluido podem afundar no poccedilo prendendo a broca
Os fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo projetados com uma propriedade muito interessante que
resolve esse problema Sua espessura ou viscosidade aumenta quando diminui o seu
movimento Quando o fluido paacutera de circular ele forma um gel espesso que manteacutem os
cortes de rocha em suspensatildeo e evita que eles afundem no poccedilo
Quando o fluido comeccedila a circular novamente ele torna-se mais fino e volta agrave forma
liacutequida anterior essa propriedade do fluido garante ao transporte dos cascalhos para a
superfiacutecie limpando assim o fundo do poccedilo
O fluido tambeacutem eacute responsaacutevel por exercer pressatildeo hidrostaacutetica sobre as formaccedilotildees
evitando assim o influxo de fluidos indesejaacuteveis (kick) e estabilizar as paredes do poccedilo
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23 Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
As propriedades de controle dos fluidos podem ser fiacutesicas ou quiacutemicas As fiacutesicas satildeo
mais geneacutericas ou seja satildeo vaacutelidas para qualquer tipo de fluido Jaacute as quiacutemicas satildeo
especiacuteficas para cada tipo de fluido
As propriedades fiacutesicas mais importantes e frequumlentemente medidas nas sondas satildeo as
densidades os paracircmetros reoloacutegicos as forccedilas geacuteis (inicial e final) os paracircmetros de
filtraccedilatildeo e teor de soacutelidos
As propriedades quiacutemicas mais frequumlentemente determinadas nos laboratoacuterios das
sondas satildeo o pH os teores de cloreto e de bentonita e a alcalinidade O excesso de cal
(determinada nos fluidos tratados por cal hidratada) teor de caacutelcio e de magneacutesio a
concentraccedilatildeo de H2S e a concentraccedilatildeo de potaacutessio (testada nos fluidos inibidos por gesso)
Densidade
Os limites de variaccedilatildeo da densidade dos fluidos para perfurar uma determinada fase
satildeo definidos pela pressatildeo atuante no fluido que se encontra no espaccedilo poroso da rocha (limite
miacutenimo) e pela pressatildeo para qual a rocha se rompe (limite maacuteximo) das formaccedilotildees expostas
A baritina (BaSO4) tem o poder de aumentar a densidade de um fluido Este tem
densidade de 425 enquanto a densidade dos soacutelidos perfurados eacute em torno de 26 Para
reduzir a densidade dos fluidos agrave base de aacutegua dilui-se com aacutegua (densidade 100) ou oacuteleo
diesel (densidade 082)
Paracircmetros reoloacutegicos e forccedilas geacuteis
O comportamento do fluxo de um fluido eacute definido pelos paracircmetros reoloacutegicos Para
isto considera-se que o fluido eacute definido como um modelo reoloacutegico cujos paracircmetros vatildeo
influir diretamente no caacutelculo de perdas de cargas na tubulaccedilatildeo e velocidade de transporte dos
cascalhos
O controle de propriedades reoloacutegicas eacute de vital importacircncia nas operaccedilotildees de
perfuraccedilatildeo pois elas satildeo responsaacuteveis pela remoccedilatildeo dos cascalhos perfurados Aleacutem disso
influenciam no progresso da perfuraccedilatildeo que se chama de taxa de penetraccedilatildeo
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O descontrole dessa propriedade juntamente com o gel do fluido ocasiona problemas
seacuterios como Obstruccedilatildeo do anular formaccedilatildeo de fundo falso reduccedilatildeo de taxa de penetraccedilatildeo
alargamento do poccedilo prisatildeo da coluna perda de circulaccedilatildeo etc
Para os fluidos de perfuraccedilatildeo assume-se o modelo de Bingham o qual postula que
uma determinada tensatildeo deve ser aplicada para iniciar o fluxo (limite de escoamento) e acima
dessa tensatildeo o fluido se comporta como Newtoniano isto eacute Tensatildeo cisalhante (T)
proporcional a taxa de cisalhamento (TC)
Alguns fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo tixotroacutepicos isto eacute adquirem um estado semi-riacutegido
quando estatildeo em repouso e quando em movimentam apresentam fluidez A forccedila gel eacute um
paracircmetro de natureza reoloacutegica que indica o grau de gelificaccedilatildeo devido agrave interaccedilatildeo eleacutetrica
entre partiacuteculas dispersas
A forccedila gel inicial mede a resistecircncia inicial para colocar o fluido em fluxo A forccedila
gel final mede a resistecircncia do fluido para reiniciar o fluxo quando este fica um certo tempo
em repouso A diferenccedila entre elas indica o grau de tixotropia do fluido
Paracircmetros de filtraccedilatildeo
Devido agrave pressatildeo da coluna de fluido ter que ser maior que a pressatildeo de poro de
formaccedilatildeo para evitar o influxo dos fluidos contido nas rochas o fluido de perfuraccedilatildeo deveria
invadir continuamente as formaccedilotildees permeaacuteveis se natildeo houvesse o depoacutesito de um reboco
que eacute a capacidade do fluido de perfuraccedilatildeo em formar uma camada de partiacuteculas soacutelidas
uacutemidas sobre as rochas permeaacuteveis expostas pela broca e eacute de fundamental importacircncia para
o sucesso da perfuraccedilatildeo e da completaccedilatildeo do poccedilo
Quando existem partiacuteculas soacutelidas com dimensotildees adequadas a obstruccedilatildeo dos poros eacute
raacutepida e somente a fase liacutequida do fluido de perfuraccedilatildeo denominada filtrado invade a
formaccedilatildeo
O controle do filtrado torna-se criacutetico em casos de formaccedilotildees de folhelhos sensiacuteveis a
aacutegua esses folhelhos desenvolvem pressotildees devido ao inchamento pelo contato com a aacutegua
causando desmoronamento e alargamento do poccedilo Em formaccedilotildees permeaacuteveis o depoacutesito de
um reboco muito espesso causa reduccedilatildeo acentuada do diacircmetro do poccedilo aleacutem do que um
reboco espesso facilita a prisatildeo por pressatildeo diferencial
Para formar o reboco deve haver o influxo da fase liacutequida do fluido do poccedilo para a
formaccedilatildeo Este processo eacute conhecido como filtraccedilatildeo Eacute essencial que o fluido tenha uma
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fraccedilatildeo razoaacutevel de partiacuteculas com dimensotildees ligeiramente menores agraves dimensotildees dos poros
das rochas expostas
Quando existem partiacuteculas soacutelidas com dimensotildees adequadas a obstruccedilatildeo dos poros eacute
raacutepida e somente a fase liacutequida do fluido o filtrado invade a rocha
O filtrado e a espessura de reboco satildeo dois paracircmetros medidos rotineiramente para
definir o comportamento do fluido quanto agrave filtraccedilatildeo
Teor de soacutelidos
O teor de soacutelidos cujo valor deve ser mantido no miacutenimo possiacutevel eacute uma propriedade
que deve ser controlada com rigor porque o seu aumento implica aumento de vaacuterias outras
propriedades (densidade viscosidade e forccedila gel) aleacutem de aumentar a ocorrecircncia de
problemas como desgaste dos equipamentos de circulaccedilatildeo fratura das formaccedilotildees devido agrave
elevaccedilatildeo das pressotildees de bombeio ou hidrostaacutetica prisatildeo da coluna e reduccedilatildeo da taxa de
penetraccedilatildeo
O tratamento do fluido para reduzir o teor de soacutelidos pode ser preventivo ou corretivo
O tratamento preventivo consiste em inibir o fluido fiacutesico ou quimicamente evitando-se a
dispersatildeo dos soacutelidos perfurados No meacutetodo corretivo pode-se fazer uso de equipamentos
extratores de soacutelidos tais como tanques de decantaccedilatildeo peneiras hidrociclones e
centrifugadores ou diluir o fluido
Concentraccedilatildeo Hidrogeniocircnica ndash pH
O controle quiacutemico de alguns sistemas de fluido de perfuraccedilatildeo baseia-se na
determinaccedilatildeo do pH (pH=- log [H+] onde [H+] eacute a concentraccedilatildeo molar do iacuteon H+) O pH dos
fluidos de perfuraccedilatildeo eacute geralmente mantido no intervalo alcalino devido a fatores tais como
reduzir a taxa de corrosatildeo e aumentar a eficiecircncia dos dispersantes bem como aumentar o
rendimento das bentonitas
O pH dos fluidos de perfuraccedilatildeo tem que ser mantido na faixa de 7 a 10 com o intuito
de reduzir a taxa de corrosatildeo dos equipamentos e evitar a dispersatildeo das formaccedilotildees argilosas
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Alcalinidades
A alcalinidade eacute determinada por meacutetodos diretos de titulaccedilatildeo volumeacutetrica de
neutralizaccedilatildeo e esta leva em consideraccedilatildeo as espeacutecies carbonatos (CO3--) e bicarbonatos
HC03- dissolvidos no fluido aleacutem dos iacuteons hidroxilas (OH-) dissolvidos e natildeo dissolvidos
Se numa soluccedilatildeo aquosa (no caso o filtrado do fluido) houver apenas OH- entatildeo soacute se
mede Pf natildeo havendo C03-2 nem HC03
- a viragem do metilorange se daacute com a primeira gota
de soluccedilatildeo de H2S04 N50 A medida em que o Mf cresce tornando-se maior do que o Pf a
alcalinidade passa a ser devido a OH- + C03-2 a C03
-2 + HC03- e por fim somente a HC03
-
quando o Pf = O Entre o Pf = Mf e Pf = O vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser
deduzida cada uma sendo apropriada para fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
Esse teste identifica a alcalinidade parcial do filtrado alcalinidade da lama e
alcalinidade total do filtrado
Teor de cloretos ou salinidade
Este teste eacute feito por anaacutelise volumeacutetrica de precipitaccedilatildeo por titulaccedilatildeo dos iacuteons
cloretos
Os resultados obtidos com esses testes no campo satildeo utilizados para identificar o teor
salino da aacutegua de preparo do fluido controlar a salinidade de fluidos inibidos com sal
identificar influxos de aacutegua salgada e identificar a perfuraccedilatildeo de uma rocha ou domo salino
Teor de bentonita ou de soacutelidos ativos
O teste do azul de metileno ou MBT eacute uma anaacutelise volumeacutetrica por adsorccedilatildeo que serve
como inibidor da quantidade de soacutelidos ativos ou bentoniacuteticos no fluido de perfuraccedilatildeo Este
mede a capacidade de troca de caacutetion (CTC) das argilas e soacutelidos ativos presentes
24 Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
O fluido de perfuraccedilatildeo eacute classificado de acordo com a composiccedilatildeo baseado no
constituinte principal da fase contiacutenua ou dispersante e satildeo eles fluido a base de aacutegua fluidos
a base de oacuteleo e fluidos a base de ar ou de gaacutes neste relatoacuterio vamos nos deter ao fluido de
perfuraccedilatildeo base aacutegua que foi o trabalhado durante o estaacutegio
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Fluidos a base de aacutegua
A definiccedilatildeo de um fluido a base aacutegua considera principalmente a natureza da aacutegua e os
aditivos quiacutemicos empregados no preparo do fluido A proporccedilatildeo entre os componentes
baacutesicos e as interaccedilotildees entre eles provoca sensiacuteveis modificaccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido Consequumlentemente a composiccedilatildeo eacute o principal fator a considerar no
controle das suas propriedades
A aacutegua eacute a fase contiacutenua e o principal componente de qualquer fluido agrave base de aacutegua
podendo ser doce dura ou salgada A aacutegua doce natildeo precisa de tratamento preacutevio pois natildeo
afeta o desempenho dos aditivos empregados no preparo do fluido sua salinidade eacute inferior a
1000 ppm de NaCl equivalente
A aacutegua dura tem a presenccedila de sais de caacutelcio e magneacutesio dissolvido onde estes
apresentam concentraccedilotildees capazes de alterar o desempenho dos aditivos do fluido de
perfuraccedilatildeo
A aacutegua salgada possui salinidade superior a 1000 ppm de NaCl equivalente e pode ser
natural como a aacutegua do mar ou pode ser salgada com a adiccedilatildeo de sais como NaCl KCl ou
CaCl2 A aacutegua tem a funccedilatildeo de prover o meio de dispersatildeo para os mateacuterias coloidais estes
controlam a viscosidade limite de escoamento forccedilas geacuteis e filtrado em valores adequados
para conferir ao fluido uma boa taxa de remoccedilatildeo dos soacutelidos perfurados e capacidade de
estabilizaccedilatildeo das paredes do poccedilo
Os fatores a serem considerados na seleccedilatildeo da aacutegua de preparo satildeo disponibilidade
custo de transporte e de tratamento tipos de formaccedilotildees geoloacutegicas a serem perfuradas
produtos quiacutemicos que comporatildeo o fluido e equipamentos e teacutecnicas a serem usados na
avaliaccedilatildeo das formaccedilotildees
Os soacutelidos dispersos em meio aquoso podem ser ativos ou inertes Os soacutelidos ativos
satildeo materiais argilosos cuja funccedilatildeo principal eacute aumentar a viscosidade do fluido A argila
mais usada eacute a bentonita
Os soacutelidos inertes podem se originar da adiccedilatildeo de materiais industrializados ou de
detritos finos das rochas perfuradas O adensante baritina eacute o soacutelido inerte mais comuns dentre
os produtos comercializados Os soacutelidos inertes oriundos das rochas perfuradas satildeo areia silte
e calcaacuterio fino
Os produtos quiacutemicos a serem adicionados ao fluido podem ser
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bull alcalinizantes e controladores de pH como soda caacuteustica potassa caacuteustica e cal
hidratada
bull dispersantes como o lignossulfonato tanino lignito e fosfato
bull redutores de filtrado como amido
bull floculantes como a soda caacuteustica cal e cloreto de soacutedio
bull poliacutemeros de uso geral para viscosificar desflocular ou reduzir filtrado
bull surfactantes para emulsificar e reduzir a tensatildeo superficial
bull removedores de caacutelcio e magneacutesio como carbonato e bicarbonato de soacutedio
bull inibidores de formaccedilatildeo ativas como cloreto de potaacutessio soacutedio e caacutelcio
bull bactericidas como paraformaldeiacutedo composto organoclorados soda caacuteustica e
cal
Produtos quiacutemicos mais especiacuteficos como anticorrosivos traccediladores quiacutemicos
antiespumantes entre outros tambeacutem podem estar presentes
A Tabela 21 abaixo apresenta a composiccedilatildeo dos fluidos usado na Petrobraacutes (ATP-
ARGIP) com seus respectivos coacutedigos
COacuteDIGO Tipos de
Fluido COacuteDIGO Tipos de Fluido
1 Aacutegua do Mar 12 NaCl com Poliacrilamida
2 Convencional 13 Milk Mud
3 BTS 14 Espuma
4 Nativo 15 Convencional com Asfalto e
LCM
5 NaCl com Poliacutemeros
16 Base Oacuteleo Mineral
6 Base Cal 17 Especiais para alta
temperatura
7 Disperso 18 Biopoliacutemero Saturado
8 KCL com Poliacutemero 19 Catiocircnico
9 Saturado 20 KCl com Poliacrilamida
10 Aerado 21 Biopoliacutemero com Carbonato
11 Base Oacuteleo Diesel 22 Sinteacutetico (Eacutester ou Parafina)
Tabela 2 1 ndash Tipo de fluidos utilizados no ATPARG
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Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados Tipo 2 Aacutegua Industrial argila ativada e soda caacuteustica
Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e
calcaacuterio
Tipo 19 Aacutegua Industrial Oacutexido de Magneacutesio Goma Xantana CMC BBV ADS
Amido Comum Cloreto de soacutedio Poliacutemero Catiocircnico Calcaacuterio Fino Lubrificante Preventor
de enceramento e Bactericida
24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
O controle dos soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo eacute feito por um sistema de equipamentos
extratores buscando sempre manter o teor de soacutelidos adequados ao trabalho Quando estes
natildeo satildeo suficientes para esse controle a accedilatildeo corretiva implicaraacute num custo adicional pois
uma nova formulaccedilatildeo teraacute que ser feita ou seja um fluido novo seraacute misturado para diluiccedilatildeo
O natildeo uso dos equipamentos ou a natildeo correccedilatildeo do teor de soacutelidos implica na reduccedilatildeo da taxa
de penetraccedilatildeo problemas de ordem reoloacutegicas do fluido de perfuraccedilatildeo reboco de baixa
qualidade maior densidade equivalente de circulaccedilatildeo dano a formaccedilatildeo ameaccedila de prisatildeo da
coluna por diferencial de pressatildeo elevado desgaste de equipamentos grande volume de
resiacuteduos gerados e maior custo global
Existe algumas recomendaccedilotildees que se forem seguidas auxiliam na soluccedilatildeo de
problemas provocados por soacutelidos satildeo elas
Analisar os testes do fluido de perfuraccedilatildeo a fim de identificar a presenccedila de
um teor elevado de soacutelidos
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
eficientemente
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
em sequumlecircncia apropriada
Verificar se os equipamentos instalados na sonda tecircm capacidade suficiente
para remover soacutelidos numa taxa que permita trabalhar na faixa aceitaacutevel de teor
de soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo
Verificar qual o equipamento adicional necessaacuterio para resolver o problema
provocado pelo teor elevado de soacutelidos
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PEN
EIR
AS
KELLY (HASTE QUADRADA)
KATARINA
DESLIZADOR DE CASCALHOS
TUBOS PESADOS (HW)
PEN
EIR
AS
COMANDOS
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo da diluiccedilatildeo necessaacuteria para resolver o problema sem o uso
de equipamento adicional
Comparar os custos determinados em nos dois itens anteriores
Recomendar se necessaacuterio a instalaccedilatildeo de equipamento adicional extrator de
soacutelidos
Caso seja instalado um equipamento adicional de soacutelidos operaacute-lo por um
periacuteodo apropriado de tempo repetir os testes com o fluido de perfuraccedilatildeo e
avaliar a eficiecircncia do equipamento adicional instalado
25 Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de
perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
Peneiras Vibratoacuterias
A peneira vibratoacuteria eacute a primeira
barreira na retenccedilatildeo dos soacutelidos do fluido de
perfuraccedilatildeo que retorna durante a saiacuteda de
cada ciclo de circulaccedilatildeo Dessa etapa os
soacutelidos mais grosseiros satildeo retidos jaacute que eacute
mais faacutecil removecirc-los antes de passar pelos
hidrociclones e centrifugadores Ao lado
apresenta-se uma figura esquemaacutetica com o
percurso simplificado do fluido no poccedilo
quando se estaacute perfurando
Hidrociclones
A separaccedilatildeo dos soacutelidos ocorre da seguinte
forma o liacutequido contendo a fraccedilatildeo mais fina
de partiacuteculas menores eacute descarregado atraveacutes Figura 2 1-Ciclo simplificado de fluido de
perfuraccedilatildeo
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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do tubo cilindro central (overflow) o liacutequido contendo os soacutelidos mais grossos eacute
descarregado pelo underflow
Os cones hoje satildeo feitos de poliuretano este material quando expostos a altas
temperaturas (150 e 175 ordm F) amolecem fazendo com que haja a necessidade de substituiacute-los
A viscosidade do fluido o teor de soacutelidos na alimentaccedilatildeo a pressatildeo disponiacutevel na
entrada do equipamento e o lay-out do percurso feito pelo fluido influencia de forma direta no
desempenho do equipamento
Quanto menor a viscosidade (dentro do possiacutevel) maior o desempenho do
hidrociclone
Uma grande concentraccedilatildeo de soacutelidos na alimentaccedilatildeo tem efeito negativo no
desempenho Com o hidrociclone trabalhando com descarga tipo ldquosprayrdquo o ponto de corte
meacutedio aumenta quando a carga de soacutelidos aumenta Quando a carga de soacutelidos ultrapassa o
ponto suportaacutevel pelo ldquounderflowrdquo o hidrociclone comeccedila a descarregar em ldquoforma de cordardquo
e o ponto de corte meacutedio aumenta drasticamente A pressatildeo recomendada pela maioria dos
fabricantes e fornecedores de hidrociclones jaacute estaacute otimizada A maioria dos hidrociclones no
campo requer de 70 a 80 peacutes de fluido de pressatildeo hidrostaacutetica Os hidrociclones utilizados nas
sondas satildeo chamados de desareadores e dessiltadores
Depuradores (MUD CLEANER)
Este eacute composto por hidrociclones em seacuterie com uma tela fina que permite recuperar
partiacuteculas e eacute usado com fluidos de perfuraccedilatildeo pesados As partiacuteculas soacutelidas que esse
equipamento remove satildeo maiores que a baritina Como ocorre no ciclone parte do material eacute
recuperada e parte eacute descartada o recuperado retorna ao fluido reduzindo custos
Monta-se uma cobertura onde a tela estaacute colocada fazendo com que todos os soacutelidos
descarregados pelos dessiltadores satildeo retornados para o sistema de circulaccedilatildeo No caso de
baritina ser adicionada ao fluido a cobertura daacute lugar a tela fina Esse equipamento reduz a
perda da baritina dos fluidos pesados no intuito de recuperar fluidos caros e reduzir descarte
de poluente ao meio ambiente
Decantador Centriacutefugo
A funccedilatildeo deste equipamento eacute separar soacutelidos de liacutequidos eacute formado por um tambor
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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ciliacutendrico-cocircnico composto por uma seccedilatildeo cocircnica que origina a chamada ldquopraiardquo e uma ou
vaacuterios secccedilotildees ciliacutendricas conectadas que origina a ldquopiscinardquoUm parafuso transportador que
fica dentro do tambor rotativo
Eacute possiacutevel ajustar a profundidade do liacutequido no tambor o niacutevel da piscina teraacute um
efeito sobre a eficiecircncia de separaccedilatildeo pois ele afetaraacute as aacutereas secas e molhadas da praia bem
como a secagem dos soacutelidos e a habilidade fiacutesica do parafuso em transportar os soacutelidos para o
tambor
A medida do teor de areia num fluido nos daacute um paracircmetro de avaliaccedilatildeo dos
equipamentos extratores de soacutelidos da sonda e serve como uma medida de abrasividade do
fluido
CAPIacuteTULO 4
METODOLOGIA DE ANAacuteLISES
Metodologia de anaacutelise Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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4 - Metodologia de anaacutelise
O monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo eacute feito
de acordo com as metodologias descritas neste capiacutetulo Aqui seratildeo descritos os meacutetodos
fiacutesicos e quiacutemicos para anaacutelises de fluido de perfuraccedilatildeo base aacutegua
As anaacutelises que seratildeo descritas neste documento estatildeo de acordo com o Manual de
Laboratoacuterio de Fluido Programa de Trainees Petrobras ndash 2002 Quiacutemico de Petroacuteleo Junior
41 Meacutetodos Fiacutesicos
411 Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
Figura 4 1- Funil Marsh Fonte wwwfanncom
A Figura 41 mostra o funil Marsh que eacute um funil com as seguintes dimensotildees 1524
cm (6rdquo) de diacircmetro na parte superior 3048 cm (12rdquo) de altura A metade da abertura
superior eacute coberta por uma peneira de malha nordm 10 O orifiacutecio inferior tem 476 mm (316rdquo) de
diacircmetro interno e 508 cm (2rdquo) de comprimento A capacidade do funil ateacute a marca superior eacute
de 1500 cmsup3
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Se segura o funil em posiccedilatildeo vertical obstruindo o orifiacutecio de descarga com o dedo
indicador
bull verta-se atraveacutes da peneira a amostra de fluido tomada em qualquer ponto onde ela
esteja em agitaccedilatildeo ateacute que o niacutevel da mesma fique rente agrave parte inferior da tela da
peneira
bull imediatamente retira-se o dedo do tubo de descarga e com o auxiacutelio de um
cronocircmetro observa-se o tempo em segundos necessaacuterio para que escoe um (01) litro
de fluido para um recipiente graduado
bull a operaccedilatildeo deve ser raacutepida para minimizar erros
bull registra-se a ldquoViscosidaderdquo Marsh em segundos1000 cmsup3 de fluido
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Verifica-se a precisatildeo do funil Marsh com 1500 cmsup3 de aacutegua doce a 21ordmC O tempo de
escoamento de 1000 cmsup3 de aacutegua deve ser de 28 plusmn 05 segundos
412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
Figura 4 2- Medidor de areia Fonte wwwsolotestcombr
A Figura 42 mostra o conjunto que registra o conteuacutedo de areia presente no fluido
em percentagem volumeacutetrica composto por um tubo de vidro graduado em percentual
volumeacutetrico (0-20 v) um cilindro cocircnico um copo ciliacutendrico com uma tela de peneira
(malha 200 mesh)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Verta-se o fluido previamente passado atraveacutes da peneira do funil Marsh no tubo de
vidro graduado ateacute a marca indicada e depois se adiciona aacutegua ateacute a referecircncia
superior
bull obstrui-se a saiacuteda superior do tubo com o dedo e agita-se vigorosamente Em seguida
esvazia-se a amostra de fluido diluiacutedo atraveacutes da peneira lavando todo o resiacuteduo no
tubo com aacutegua Lava-se a areia retida na peneira ateacute eliminar os traccedilos de fluido
bull coloca-se o funil sobre a peneira e inverte-se o conjunto lentamente Faz-se retornar a
areia da peneira para o interior do tubo atraveacutes de jatos daacutegua
bull apoacutes a deposiccedilatildeo total da areia lecirc-se diretamente a percentagem em volume de areia
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412 Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
Figura 4 3 - Balanccedila densimeacutetrica Fonte wwwfanncom
A Figura 43 apresenta a balanccedila utilizada para mediccedilatildeo de densidade de fluido de
perfuraccedilatildeo no campo O equipamento consiste de uma base e braccedilo graduado com copo para
amostra tampa fiel cursor e medidor de niacutevel Possui quatro escalas de leituras
Densidade 072 - 288
Massa Especiacutefica 6-24(lbmgal)
Massa Especiacutefica 45-180(lbmft3)
Gradiente Hidrostaacutetico 310-1250 (ldquopsirdquo1000ft)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Posiciona-se a base da balanccedila em uma superfiacutecie lisa e nivelada
bull enche totalmente o copo da balanccedila com o fluido a ser testado Se o copo inicialmente
estiver molhado despeje a primeira porccedilatildeo de fluido e volte a enchecirc-lo Deve ser eliminado as
bolhas de ar trapeadas no fluido Para tanto basta que se decircem alguns golpes no copo ateacute que
desapareccedilam
bull coloca-se a tampa enroscando-a com um leve movimento de rotaccedilatildeo ateacute que fique
firmemente assentado no copo certificando-se que uma pequena quantidade de fluido escape
pelo orifiacutecio de purgaccedilatildeo
bull lava-se e seca-se o exterior da balanccedila
bull coloca-se a balanccedila sobre a base e move-se o cursor ateacute que a bolha do niacutevel fique
centralizada
bull lecirc-se a massa especiacutefica eou densidade no lado do cursor que estiver mais proacuteximo do
copo coletor
bull Registra-se a leitura da massa especiacutefica em lbmgal ou de densidade com precisatildeo de
bull 005 ou 0005 respectivamente
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Deve ser feito a calibraccedilatildeo do equipamento frequentemente com aacutegua doce ateacute 21ordmC
que deveraacute dar uma leitura de densidade igual a 100 A afericcedilatildeo se faz retirando ou colocando
esferas de chumbo no depoacutesito especial que existe na extremidade do braccedilo da balanccedila
414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
Figura 4 4 Filtro-prensa BTBP Fonte wwwfanncom
O equipamento consiste de um reservatoacuterio de fluido com capacidade aproximada de
400 cmsup3 um meio filtrante (Papel de filtro Whatman nordm 50 de 9 cm ou similar) um coletor de
filtrado (proveta graduada) e uma fonte de pressatildeo (cilindro contendo N2 ou CO2) O
reservatoacuterio eacute constituiacutedo por uma ceacutelula tampa superior fixada atraveacutes de uma prensa
gaxetas tela e uma base A aacuterea exposta a filtraccedilatildeo eacute de 7 polsup2 O controle de pressatildeo eacute
efetuado por uma vaacutelvula com registro (manocircmetro) A despressurizaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de
uma vaacutelvula de escape
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Assegura-se que todas as partes do filtro estejam limpas e secas e que as gaxetas natildeo
estejam gastas ou deformadas
bull monta-se todas as peccedilas da ceacutelula a base uma gaxeta a tela o papel-filtro outra
gaxeta e o corpo da ceacutelula
bull preenche-se filtro com fluido ateacute um centiacutemetro da borda superior da ceacutelula e coloca-
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se o conjunto sobre o suporte central Assegura-se que a tampa superior da ceacutelula tenha a sua
gaxeta e tampa-se a ceacutelula apertando-a com o parafuso
bull com uma proveta graduada recolhe-se o filtrado na saiacuteda da ceacutelula
bull fecha-se a vaacutelvula de escape e ajusta-se o regulador de pressatildeo ateacute obter 100 psi em 30
segundos no maacuteximo Marca-se o tempo e apoacutes 30 minutos mede-se o volume de filtrado na
proveta Fecha-se a fonte de pressatildeo Elimina-se o gaacutes confinado na ceacutelula atraveacutes da vaacutelvula
de escape cuidadosamente
bull retira-se a ceacutelula do suporte despeja o fluido desarma a ceacutelula recolhe-se o pepal de
filtro com o reboco lave o mesmo com um leve jato de aacutegua e mede-se a sua espessura em
132rdquo
bull registra-se o volume de filtrado em cmsup3 com aproximaccedilatildeo de 01 cmsup3
bull registra-se a espessura do reboco em 132rdquo com aproximaccedilatildeo de 164rdquo
CALIBRACcedilAtildeO
bull Eacute necessaacuterio verificar com frequumlecircncia a exatidatildeo dos manocircmetros
415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
Figura 4 5 ndash Retorta Fonte wwwfanncom A Retorta mostrada na Figura 55 destina-se a determinaccedilatildeo dos teores de soacutelidos e
liacutequidos existentes num fluido atraveacutes da destilaccedilatildeo de uma amostra do mesmo Eacute constituiacutedo
de um copo para amostra com capacidade de 10 cmsup3 uma cacircmara de aquecimento um forno e
um condensador O destilado eacute coletado numa proveta graduada A retorta eacute regulada por um
termostato que permite manter com seguranccedila a temperatura necessaacuteria para completa
destilaccedilatildeo da amostra de fluido
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PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Retira-se a retorta do bloco isolante Usando a espaacutetula como desarmadordesenrosca-
se o depoacutesito de fluido da retorta
bull introduz-se uma palha de accedilo na cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se o depoacutesito com o fluido a ser testado e coloca-se a tampa de afericcedilatildeo no
depoacutesito de fluido
bull limpa-se bem a tampa a rosca e o corpo externo do depoacutesito sem derramar o fluido
bull enrosca-se o depoacutesito na parte inferior da cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se a retorta na cacircmara isolante e fecha-se a tampa da cacircmara isolante
bull coloca-se a proveta graduada sob a descarga do condensador
bull por meio de fio eleacutetrico liga-se o aparelho a uma tomada de 115 volts CA e fecha-se
o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute acender
bull o tempo de destilaccedilatildeo eacute de 35 minutos
bull abre-se o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute apagar
bull deixa-se a retorta esfriar por 10 min Apoacutes isso retira-se a proveta e faz as leituras
correspondentes aos volumes de aacutegua e oacuteleo recuperados na proveta graduada
Os resultados satildeo obtidos em aacutegua = Volume de aacutegua x 10
oacuteleo = Volume de oacuteleo x 10
soacutelidos = 100-( aacutegua + oacuteleo)
416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
Figura 4 6 - Viscosiacutemetro rotativo de cilindros co-axiais Fann mod 35-a Fonte wwwfanncom
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A Figura 46 mostra um aparelho projetado para medir propriedades reoloacutegicas e
gelificantes de liacutequidos Este modelo possui 6 (seis) velocidades e eacute usado tanto em
laboratoacuterio como em sondas de exploraccedilatildeo Possui um motor 50 Hz e 115 volts uma
combinaccedilatildeo rotor-bob-mola de torccedilatildeo que permite medidas de taxa de cisalhamento da ordem
de 511 a 1022 s-1 e tensatildeo de cisalhamento da ordem de zero a 1533 dynascmsup2 Outras
combinaccedilotildees permitem avaliaccedilotildees da ordem de 0707 a 3252 s-1 e de zero a 131520
dynascmsup2 de taxa de deformaccedilatildeo e tensatildeo de cisalhamento respectivamente
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Agita-se o fluido a ser testado no misturador Beach durante 5 min em velocidade alta
(18000 RPM)
bull coloca-se o fluido no copo do viscosiacutemetro ateacute a sua marca e posiciona-se o mesmo na
base do equipamento Eleva-se o copo ateacute que o niacutevel do fluido coincida com a marca no rotor
e fixa-se com o parafuso
bull liga-se o motor acionando o interruptor para a posiccedilatildeo HIGH e certifica-se que o
seletor de engrenagens esteja na posiccedilatildeo inferior
bull faz-se a leitura que corresponde a 600 RPM apoacutes 1 min de operaccedilatildeo
bull procede-se conforme diagrama na parte superior do equipamento para seleccedilatildeo de
velocidades e registra-se os valores de deflexatildeo apoacutes 1 min de agitaccedilatildeo para 300 200 100 6
e 3 RPM
bull coloca-se o equipamento a 600 RPM por 2 minutos Imediatamente muda-se a
velocidade para 3 RPM desliga-se o motor e apoacutes 10 segundos de repouso liga-se o aparelho
a 3 RPM ao mesmo tempo em que observa-se o ponto maacuteximo atingido pela escala valor este
denominado forccedila gel inicial
bull repere-se os dois uacuteltimos itens entretanto para um tempo de repouso de 10 min A
deflexatildeo maacutexima obtida para esta nova condiccedilatildeo eacute denominada forccedila gel final
bull registra-se os valores das deflexotildees em graus para cada velocidade do equipamento
bull registra-se os valores das forccedilas geacuteis em aproximadamente 100 lbfpesup2 seguindo o
procedimento anteriormente descrito
CALIBRACcedilAtildeO
bull O aparelho deve ser calibrado periodicamente empregando-se uma mistura de
glicerina e aacutegua pura na temperatura ambiente ou atraveacutes do calibrador mecacircnico
padronizado
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42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
421 - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR MATERIAIS
Jogo de papel indicador com escala de cores variadas para comparaccedilatildeo PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Toma-se um papel indicador com escala apropriada
bull posiciona-se o papel na superfiacutecie do fluido ou umedece o mesmo com uma gota do
filtrado do fluido
bull apoacutes um minuto aproximadamente a tira de papel deveraacute ter mudado de cor afetada
pela alcalinidade do fluido ou do filtrado
bull compara-se a cor do papel indicador com a carta colorimeacutetrica correspondente
bull se a cor natildeo corresponder agrave escala calorimeacutetrica da seacuterie escolhida dever-se-aacute repetir a
operaccedilatildeo com outra seacuterie
bull registre-se o pH aproximado a 05 ou a 02 unidades conforme a escala do papel
indicador usado
Nota O papel indicador daacute resultados falsos em fluidos com alta concentraccedilatildeo de sal Para
este caso utiliza-se o meacutetodo potenciomeacutetrico quando o fluido contiver mais de 10000 ppm
Cl
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf (Fluidos agrave Base Aacutegua) A alcalinidade de um filtrado agrave base de aacutegua ou de uma aacutegua proveacutem de um ou mais
dos seguintes agentes quiacutemicos
I ndash HO- - Hidroacutexido
II ndash CO3= - Carbonato
III - CO3H- - Bicarbonato ( Borato + Silicato etc)
A medida da alcalinidade pelo pH fornece as concentraccedilotildees dos sais dissolvidos poreacutem
natildeo indica quanto de cada um dos radicais acima Para isso recorre-se agrave titulaccedilatildeo com o aacutecido
sulfuacuterico em meio contendo um indicador apropriado Para a aacutegua incolor os indicadores satildeo
fenolftaleiacutena e metilorange se a aacutegua ou filtrado estiver corado por exemplo devido a
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lignossulfonato utiliza-se o azul de bromofenol em lugar de metilorange em uacuteltimo caso
usa-se o vermelho de metila em lugar dele
TIPOS DE ALCALINIDADES
Na praacutetica determinam-se as seguintes alcalinidades
I ndash do filtrado agrave fenolftaleiacutena ndash Pf
II ndash do filtrado ao metilorange ndash Mf
III ndash do fluido agrave fenolftaleiacutena ndash Pm
Se numa aacutegua houver apenas HO- entatildeo soacute se mede Pf natildeo havendo CO3= nem
CO3H- a viragem ao metilorange se daacute com a primeira gota de soluccedilatildeo de H2SO4 N50 A
medida que o Mf cresce tornando-se maior que o Pf a alcalinidade passa a ser devida a HO- +
CO3= a CO3
= + CO3H- e por fim somente a CO3H- quando o Pf =0 Entre o Pf =Mf e Pf =0
vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser deduzidas cada uma sendo apropriada para
fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
As concentraccedilotildees desses radicais satildeo expressos em epm (equivalentes partes por
milhatildeo) ppm mgl e em gl conforme a conveniecircncia As alcalinidades geralmente satildeo
expressas em epm usando-se caacutelcio como termo de comparaccedilatildeo de equivalecircncia O peso
atocircmico dele eacute 40 molg e o valor absoluto de sua valecircncia eacute 2 Em termos de valecircncias 1Ca++
= 2HO- 1Ca++ = 1 CO3 1Ca++ = 2CO3H- por conseguinte o equivalente de HO- em Ca++ eacute
20 o equivalente de CO3= em Ca++ eacute 40 etc
As combinaccedilotildees possiacuteveis entre Pf e Mf estatildeo no quadro 1 Os caacutelculos podem ser
efetuados utilizando as foacutermulas contidas no quadro 2
Resultados de
Medidas Interpretaccedilatildeo
HO- CO3= CO3H-
Pf = Mf Pf 0 0
Pf lt 12 Mf 0 2Pf Mf - 2Pf
Pf = 12 Mf 0 2Pf 0
Pf gt 12 Mf 2Pf - Mf 2(Mf - Pf ) 0
Pf = 0 0 0 Mf
Quadro 1 As foacutermulas apresentadas no quadro 2 satildeo baseadas em que
bull 1 epm HO- = 17 ppm HO-
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bull 1 epm CO3= = 30 ppm CO3
=
bull 1 epm CO3H- =61 ppm CO3H-
e nas equivalecircncias estequiomeacutetricas entre Ca++ HO- CO3= e CO3H- anteriormente
apresentadas
Resultados Iacuteon Alcalinidade epm Ppm
Pf = Mf HO- Pf 20Pf 340Pf
Pf lt 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
CO3- Mf - 2Pf 20(Mf - 2Pf) 1200(Mf - 2Pf)
Pf = 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
Pf gt 12 Mf HO- 2Pf - Mf 20(2Pf - Mf) 340(2Pf - Mf)
CO3= 2(Mf - Pf) 40(Mf - Pf) 1200(Mf - Pf)
Pf = 0 CO3H- Mf 20 Mf 1200 Mf
MATERIAIS
bull Caacutepsula de porcelana de 250 cm3
bull 2 pipetas graduadas uma de 1 cm3 e outra de 10 cm3
bull Agitador de vidro
bull Bureta
bull Soluccedilatildeo de H2SO4 N50
bull Soluccedilatildeo indicadora de fenolftaleiacutena
PROCEDIMENTO
bull Meccedila 1 cm3 de fluido e coloque-o em uma caacutepsula
bull Dilua com 50 cm3 de aacutegua destilada
bull Adicione 3 gotas de fenolftaleiacutena
bull Titule com soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 rapidamente
bull Agite continuamente ateacute que a cor da amostra passe do vermelho agrave cor original do
fluido
bull Ao volume da soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 em cm3 se chama alcalinidade do
fluido (Pm)
bull A alcalinidade do filtrado (Pf) se determina seguindo-se o processo anterior tomando-
se 1 cm3 de filtrado
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A determinaccedilatildeo de ldquoMfrdquo Alcalinidade do filtrado ao metilorange seraacute feita do seguinte modo
bull Determinado o Pf adicionar agrave soluccedilatildeo 2 a 3 gotas de soluccedilatildeo de metilorange
bull Continuar a titulaccedilatildeo anterior com a soluccedilatildeo de H2SO4 N50 ateacute viragem do amarelo-
alaranjado para o roacuteseo
bull Anotar o volume Vt de soluccedilatildeo de aacutecido gasto na titulaccedilatildeo Vt em cm3
bull Calcular o Mf como segue
bull Mf =Vt cm3 de H2SO4 N50
NOTAS
1 ndash Se o filtrado se apresentar corado devido por exemplo a tanino a viragem em ambas as
determinaccedilotildees pode ser afetada particularmente no caso do metilorange Neste caso a
determinaccedilatildeo do ponto final poderaacute ser efetuada com um potenciocircmetro O ponto final para a
determinaccedilatildeo da alcalinidade Pf eacute tomado quando o potenciocircmetro acusar o pH 83 para o
valor de Mf quando acusar o pH 43
2 ndash Em lugar do metilorange como indicador para determinaccedilatildeo do Mf podem ser usados
21 ndash azul de bromo-fenol a 01 em aacutegua destilada
22 - indicador misto cuja composiccedilatildeo eacute a seguinte
bull Vermelho de metila002 g
bull Verde de bromo-cresol010 g
bull Aacutelcool qsp1000 cm3
Com estes indicadores a viragem eacute niacutetida pelo que dispensa o uso do potenciocircmetro
A restriccedilatildeo que se faz eacute que estes indicadores satildeo oxidaacuteveis em presenccedila de certas
substacircncias tal como o aacutecido niacutetrico
Registrar-se as alcalinidades Pf e Pm em cm3 de H2SO4 N50
PREPARO DE SOLUCcedilOtildeES E REATIVOS
Soluccedilatildeo titulada de aacutecido sulfuacuterico N50 Toma-se 12 cm3 de aacutecido sulfuacuterico concentrado e o
dilui em matraz aferido (recipiente de vidro com um gargalo muito estreito e com marca de
afericcedilatildeo) de 2000 cm3 com aacutegua destilada Em seguida titula-se com uma soluccedilatildeo de NaOH
01N usando fenolftaleiacutena como indicador
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Soluccedilatildeo Indicadora de Fenolftaleiacutena
Pesa-se 04g de fenolftaleiacutena qp Em seguida dissolve-
se em 60 cm3 de aacutelcool etiacutelico a 95 diluindo-se ateacute 100 cm3 com aacutegua destilada Filtra-se se
formar resiacuteduo
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CAPIacuteTULO 6
CONCLUSAtildeO
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6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
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CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
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7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
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bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
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Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
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Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
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5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
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6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
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Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
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propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
MELO Klismeryane Costa de ndash Monitoramento das propriedades fiacutesicas e quiacutemicas dos
fluido de perfuraccedilatildeo Monografia UFRN Departamento de Engenharia Quiacutemica Programa
de Recursos Humanos ndash PRH 14ANP Aacuterea de concentraccedilatildeo Engenharia de Processos em
Plantas de Petroacuteleo e Gaacutes Natural
Orientador Prof Dr Eduardo Lins de Barros Neto
Orientador Petrobras Marcos Tuacutelio Antunes
RESUMO ___________________________________________________________________________ RESUMO Fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo misturas de aditivos quiacutemicos utilizados em operaccedilotildees
de perfuraccedilatildeo de poccedilo com a finalidade de carrear os cascalhos cortados pela broca sustentar
as paredes do poccedilo etc Estatildeo classificados em fluido base oacuteleo ar ou aacutegua de acordo com sua
fase dispersante Os fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua satildeo de tratamento mais simples e
apresentam menos riscos de poluiccedilatildeo O tratamento desses fluidos eacute feito em campo atraveacutes
do monitoramento de suas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas durante a circulaccedilatildeo do fluido
dentro do poccedilo Essas propriedades satildeo a densidade os paracircmetros reoloacutegicos forccedila gel os
paracircmetros de filtraccedilatildeo o teor de soacutelidos pH cloretos alcalinidade etc O objetivo deste
trabalho eacute apresentar metodologias de anaacutelises de propriedades fiacutesicas e quiacutemicas realizadas
nas sondas de perfuraccedilatildeo para fluidos base aacutegua
Palavras chaves fluido de perfuraccedilatildeo propriedades de fluido de perfuraccedilatildeo ___________________________________________________________________________
ABSTRACT
Drilling fluids are used in well bore drilling They are blends of chemical additives used with
the purpose to remove the drill cuttings They are classified in accordance with the dispersed
phase that can be air oil or water The water-based drilling fluids are fluids of more simple
treatment and show small power of environmental pollution The treatment of this fluids has
been made in the field by analyzes of its chemical and physical properties during fluid
circulation inside the well These properties are density rheological parameters gel force
filtration parameters solid content pH chlorides alkalinity etc The objective of this work is
to present methodologies for the analyses of physical and chemical properties of water-based
drilling fluids to be used in drilling rigs
___________________________________________________________________________ Keywords Drilling fluids physical properties chemical properties
AGRADECIMENTOS
Agradeccedilo primeiramente a Deus pois sem Ele natildeo teria conquistado nada em minha
vida Ele eacute a forccedila que me conduz pelos lugares mais altos que eu possa imaginar e que me
segura e me ergue quando penso em fraquejar
Agradeccedilo a minha famiacutelia que sempre me apoio em todos os meus projetos de vida
em especial a minha matildee Ciacutecera e meu irmatildeo Wellington que em nenhum momento
mediram esforccedilos para tornar esse projeto uma realidade Aos meus amigos de faculdades
que sempre me ajudaram e compartilharam tantos momentos felizes ao longo desses cincos
anos em especial a Ileacuteia pelo esforccedilo em conseguir esse estaacutegio e dedicaccedilatildeo ao longo deste
para tornaacute-lo viaacutevel Sem esquecer Nila claro amiga de todas as horas
Ao meu coordenador de estagio Prof Dr Everaldo Silvino e ao meu Supervisor de
estagio Engenheiro Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra pela orientaccedilatildeo e dedicaccedilatildeo no
desenvolvimento deste trabalho contribuindo para minha formaccedilatildeo acadecircmica e profissional
A todos do IP (Intervenccedilatildeo em Poccedilos do Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues)
principalmente para os mais proacuteximos Assis Eanes Bacelar Ironaldo Jackelan Rogeacuterio
Taacutessia Cordeiro Juacutelio Aratildeo Gazel Ciacutecero Evandro Joaldo Andreacuteia Teodoacutesio Ruy
Edfrance Luna Falcatildeo Walfredo Ionaldo o meu muito obrigado pelo incentivo
informaccedilotildees e conselho durante o desenvolvimento deste trabalho e eacute claro pela amizade e
conhecimentos compartilhados durante a nossa convivecircncia
Aos motoristas Zeca Joatildeo Soldado Sinobaldo e Raniery pela alegria e respeito
com que me conduziam
Aos amigos encontrados nesta empresa que vou carregar em meu coraccedilatildeo para o resto
da vida Djacyr Genigley Geilson Joanes e Lincoln
Agrave Estatal Petroacuteleo Brasileiro S A ndash PETROBRAS pela oportunidade dada
Ao corpo docente do curso de Graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica principalmente ao
Prof Dr Eduardo Lins de Barros Neto pela amizade dedicaccedilatildeo companheirismo e antes de
tudo pelo profissional que eacute
SUMAacuteRIO
1 ndash INTRODUCcedilAtildeO 10
2 ndash ASPECTOS TEOacuteRICOS 12
21ndash Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo 12
22- Fluidos de perfuraccedilatildeo 13
23-Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo 14
24-Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo 17
24-Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo 20
25-Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG 21
4 ndash METODOLOGIA DE ANAacuteLISE 25
41-Meacutetodos Fiacutesicos 25
411 Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH 25
412 Determinaccedilatildeo do teor de areia 26
412 Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica 27
414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP 28
415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos 29
416 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes 30
42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS 32
421- DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR 32
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf 32
6 - CONCLUSAtildeO 37
7 - REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 39
Lista de Figuras
Figura 2 1-Ciclo simplificado de fluido de perfuraccedilatildeo 21 Figura 4 1- Funil Marsh Fonte wwwfanncom 25
Figura 4 2- Medidor de areia Fonte wwwsolotestcombr 26
Figura 4 3 - Balanccedila densimeacutetrica Fonte wwwfanncom 27
Figura 4 4 Filtro-prensa BTBP Fonte wwwfanncom 28
Figura 4 5 ndash Retorta Fonte wwwfanncom 29
Figura 4 6 - Viscosiacutemetro rotativo de cilindros co-axiais Fann mod 35-a Fonte
wwwfanncom 30
Lista de Tabelas
Tabela 2 1 ndash Tipo de fluidos utilizados no ATPARG 19
CAPIacuteTULO 1 INTRODUCcedilAtildeO GERAL
Introduccedilatildeo Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2006 10
1 ndash Introduccedilatildeo
Fluido de perfuraccedilatildeo eacute usado como ferramenta essencial na perfuraccedilatildeo de poccedilos de
petroacuteleo Sua importacircncia se justifica pela funccedilatildeo desempenhada durante a operaccedilatildeo de
perfuraccedilatildeo Eacute competecircncia dos fluidos de perfuraccedilatildeo carrear os cascalhos cortados pela broca
sustentar a parede do poccedilo lubrificar a broca controlar a pressatildeo existente na formaccedilatildeo etc
Essas funccedilotildees satildeo desempenhadas de acordo com as propriedades do fluido que satildeo
previamente especificadas e formuladas de acordo com a formaccedilatildeo O controle dessas
propriedades durante a operaccedilatildeo eacute garantia de um bom desempenho do fluido dentro do poccedilo
Esse controle eacute feito em campo por meacutetodos de anaacutelises de paracircmetros fiacutesicos e quiacutemicos
Durante vaacuterios anos utilizou-se fluido a base de oacuteleo diesel devido agrave excelente
performance proporcionada agrave perfuraccedilatildeo comparado ao fluido base aacutegua Poreacutem em alguns
lugares as leis ambientais vigentes natildeo permitem o uso deste tipo de fluido
Nos campos de petroacuteleo do Rio Grande do Norte devido a exigecircncias ambientais o
fluido de perfuraccedilatildeo utilizado eacute base aacutegua Este trabalho tem como objetivo apresentar uma
visatildeo geral sobre fluido de perfuraccedilatildeo bem como as metodologias de anaacutelises para o
monitoramento de algumas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas de fluido de perfuraccedilatildeo base aacutegua
CAPIacuteTULO 2
ASPECTOS TEOacuteRICOS
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 12
2 - Aspectos Teoacutericos
21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
O processo de exploraccedilatildeo de petroacuteleo envolve a pesquisa por formaccedilatildeo de rochas
associadas com oacuteleo ou depoacutesitos de gaacutes natural e compreende etapas que vatildeo desde a
prospecccedilatildeo geofiacutesica passando pela perfuraccedilatildeo exploratoacuteria desenvolvimento do poccedilo
quando economicamente viaacutevel e a sua exploraccedilatildeo se forem achados hidrocarbonetos em
quantidades suficientes caso contraacuterio o poccedilo poderaacute ser abandonado
Em terra ou mar a perfuraccedilatildeo de um poccedilo eacute um trabalho realizado sem interrupccedilatildeo
que soacute termina quando se atinge a profundidade programada ou o objetivo proposto para a
perfuraccedilatildeo A perfuraccedilatildeo em terra eacute feita com sonda de perfuraccedilatildeo constituiacuteda de estrutura
metaacutelica de mais de 40 metros de altura (torre) e de equipamentos especiais
A torre sustenta um tubo vertical a coluna de perfuraccedilatildeo em cuja extremidade eacute
colocada uma broca Por meio de movimentos de rotaccedilatildeo e peso transmitido pela coluna agrave
broca as rochas satildeo perfuradas Para contrabalanccedilar as pressotildees existentes na formaccedilatildeo
resfriar a broca carrear a rocha triturada (cascalhos de perfuraccedilatildeo) ateacute a superfiacutecie aleacutem de
evitar desmoronamento das paredes do poccedilo eacute circulado na coluna um fluido de perfuraccedilatildeo
O fluido eacute injetado por bombas para o interior da coluna de perfuraccedilatildeo atraveacutes da cabeccedila de
injeccedilatildeo ou Swivel e retorna agrave superfiacutecie atraveacutes do espaccedilo anular formado pelas paredes dos
poccedilos e a coluna Ao atingir determinada profundidade a coluna de perfuraccedilatildeo eacute retirada do
poccedilo e uma coluna de revestimento de accedilo de diacircmetro inferior ao da broca eacute descida no
poccedilo
O anular entre os tubos do revestimento e as paredes do poccedilo eacute cimentado com
finalidade de isolar as rochas atravessadas permitindo entatildeo o avanccedilo de perfuraccedilatildeo com
seguranccedila Apoacutes a operaccedilatildeo de cimentaccedilatildeo a coluna de perfuraccedilatildeo eacute novamente decida no
poccedilo tendo na sua extremidade nova broca de diacircmetro menor do que a do revestimento para
o prosseguimento da perfuraccedilatildeo
Do exposto percebe-se que um poccedilo eacute perfurado em diversas fases caracterizadas
pelos diacircmetros das brocas No caso dos poccedilos do Alto do Rodrigues e Fazenda Porcinho a
sua grande maioria eacute perfurada em duas fases
A fase inicial ou fase ldquoumrdquo abrange os niacuteveis mais superficiais do terreno onde eacute
utilizado um fluido mais simples composto de apenas bentonita soacutedica e aacutegua Num segundo
estaacutegio fase ldquodoisrdquo eacute usado um fluido mais elaborado cuja composiccedilatildeo oferece
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Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 13
caracteriacutesticas que permitem uma obtenccedilatildeo de perfis geoloacutegicos aleacutem de prover inibiccedilatildeo
fiacutesico-quiacutemica dos argilo-minerais reduzindo a interaccedilatildeo rocha-fluido entre outras
22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
Os fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo misturas complexas de soacutelidos liacutequidos produtos
quiacutemicos e por vezes ateacute gases Do ponto de vista quiacutemico eles podem assumir aspectos de
suspensatildeo dispersatildeo coloidal ou emulsatildeo dependendo do estado fiacutesico dos componentes
O fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser estaacutevel do ponto de vista quiacutemico estabilizar as
paredes do poccedilo mecacircnica e quimicamente facilitar a separaccedilatildeo dos cascalhos na superfiacutecie
manter os soacutelidos em suspensatildeo quando estiver em repouso ser inerte em relaccedilatildeo a danos agraves
rochas produtoras aceitar qualquer tratamento fiacutesico e quiacutemico ser bombeaacutevel apresentar
baixo grau de corrosatildeo e de abrasatildeo em relaccedilatildeo agrave coluna de perfuraccedilatildeo e demais
equipamentos do sistema de circulaccedilatildeo facilitar as interpretaccedilotildees geoloacutegicas do material do
poccedilo e apresentar custo compatiacutevel com a
operaccedilatildeo
O escoamento do fluido de perfuraccedilatildeo
para baixo pela tubulaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo e para
cima pelo poccedilo algumas vezes eacute interrompido
ou por causa de um problema ou para elevar a
tubulaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo para cima e para fora do
poccedilo permitindo a troca da broca Quando a perfuraccedilatildeo paacutera os cortes em suspensatildeo no
fluido podem afundar no poccedilo prendendo a broca
Os fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo projetados com uma propriedade muito interessante que
resolve esse problema Sua espessura ou viscosidade aumenta quando diminui o seu
movimento Quando o fluido paacutera de circular ele forma um gel espesso que manteacutem os
cortes de rocha em suspensatildeo e evita que eles afundem no poccedilo
Quando o fluido comeccedila a circular novamente ele torna-se mais fino e volta agrave forma
liacutequida anterior essa propriedade do fluido garante ao transporte dos cascalhos para a
superfiacutecie limpando assim o fundo do poccedilo
O fluido tambeacutem eacute responsaacutevel por exercer pressatildeo hidrostaacutetica sobre as formaccedilotildees
evitando assim o influxo de fluidos indesejaacuteveis (kick) e estabilizar as paredes do poccedilo
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23 Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
As propriedades de controle dos fluidos podem ser fiacutesicas ou quiacutemicas As fiacutesicas satildeo
mais geneacutericas ou seja satildeo vaacutelidas para qualquer tipo de fluido Jaacute as quiacutemicas satildeo
especiacuteficas para cada tipo de fluido
As propriedades fiacutesicas mais importantes e frequumlentemente medidas nas sondas satildeo as
densidades os paracircmetros reoloacutegicos as forccedilas geacuteis (inicial e final) os paracircmetros de
filtraccedilatildeo e teor de soacutelidos
As propriedades quiacutemicas mais frequumlentemente determinadas nos laboratoacuterios das
sondas satildeo o pH os teores de cloreto e de bentonita e a alcalinidade O excesso de cal
(determinada nos fluidos tratados por cal hidratada) teor de caacutelcio e de magneacutesio a
concentraccedilatildeo de H2S e a concentraccedilatildeo de potaacutessio (testada nos fluidos inibidos por gesso)
Densidade
Os limites de variaccedilatildeo da densidade dos fluidos para perfurar uma determinada fase
satildeo definidos pela pressatildeo atuante no fluido que se encontra no espaccedilo poroso da rocha (limite
miacutenimo) e pela pressatildeo para qual a rocha se rompe (limite maacuteximo) das formaccedilotildees expostas
A baritina (BaSO4) tem o poder de aumentar a densidade de um fluido Este tem
densidade de 425 enquanto a densidade dos soacutelidos perfurados eacute em torno de 26 Para
reduzir a densidade dos fluidos agrave base de aacutegua dilui-se com aacutegua (densidade 100) ou oacuteleo
diesel (densidade 082)
Paracircmetros reoloacutegicos e forccedilas geacuteis
O comportamento do fluxo de um fluido eacute definido pelos paracircmetros reoloacutegicos Para
isto considera-se que o fluido eacute definido como um modelo reoloacutegico cujos paracircmetros vatildeo
influir diretamente no caacutelculo de perdas de cargas na tubulaccedilatildeo e velocidade de transporte dos
cascalhos
O controle de propriedades reoloacutegicas eacute de vital importacircncia nas operaccedilotildees de
perfuraccedilatildeo pois elas satildeo responsaacuteveis pela remoccedilatildeo dos cascalhos perfurados Aleacutem disso
influenciam no progresso da perfuraccedilatildeo que se chama de taxa de penetraccedilatildeo
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O descontrole dessa propriedade juntamente com o gel do fluido ocasiona problemas
seacuterios como Obstruccedilatildeo do anular formaccedilatildeo de fundo falso reduccedilatildeo de taxa de penetraccedilatildeo
alargamento do poccedilo prisatildeo da coluna perda de circulaccedilatildeo etc
Para os fluidos de perfuraccedilatildeo assume-se o modelo de Bingham o qual postula que
uma determinada tensatildeo deve ser aplicada para iniciar o fluxo (limite de escoamento) e acima
dessa tensatildeo o fluido se comporta como Newtoniano isto eacute Tensatildeo cisalhante (T)
proporcional a taxa de cisalhamento (TC)
Alguns fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo tixotroacutepicos isto eacute adquirem um estado semi-riacutegido
quando estatildeo em repouso e quando em movimentam apresentam fluidez A forccedila gel eacute um
paracircmetro de natureza reoloacutegica que indica o grau de gelificaccedilatildeo devido agrave interaccedilatildeo eleacutetrica
entre partiacuteculas dispersas
A forccedila gel inicial mede a resistecircncia inicial para colocar o fluido em fluxo A forccedila
gel final mede a resistecircncia do fluido para reiniciar o fluxo quando este fica um certo tempo
em repouso A diferenccedila entre elas indica o grau de tixotropia do fluido
Paracircmetros de filtraccedilatildeo
Devido agrave pressatildeo da coluna de fluido ter que ser maior que a pressatildeo de poro de
formaccedilatildeo para evitar o influxo dos fluidos contido nas rochas o fluido de perfuraccedilatildeo deveria
invadir continuamente as formaccedilotildees permeaacuteveis se natildeo houvesse o depoacutesito de um reboco
que eacute a capacidade do fluido de perfuraccedilatildeo em formar uma camada de partiacuteculas soacutelidas
uacutemidas sobre as rochas permeaacuteveis expostas pela broca e eacute de fundamental importacircncia para
o sucesso da perfuraccedilatildeo e da completaccedilatildeo do poccedilo
Quando existem partiacuteculas soacutelidas com dimensotildees adequadas a obstruccedilatildeo dos poros eacute
raacutepida e somente a fase liacutequida do fluido de perfuraccedilatildeo denominada filtrado invade a
formaccedilatildeo
O controle do filtrado torna-se criacutetico em casos de formaccedilotildees de folhelhos sensiacuteveis a
aacutegua esses folhelhos desenvolvem pressotildees devido ao inchamento pelo contato com a aacutegua
causando desmoronamento e alargamento do poccedilo Em formaccedilotildees permeaacuteveis o depoacutesito de
um reboco muito espesso causa reduccedilatildeo acentuada do diacircmetro do poccedilo aleacutem do que um
reboco espesso facilita a prisatildeo por pressatildeo diferencial
Para formar o reboco deve haver o influxo da fase liacutequida do fluido do poccedilo para a
formaccedilatildeo Este processo eacute conhecido como filtraccedilatildeo Eacute essencial que o fluido tenha uma
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fraccedilatildeo razoaacutevel de partiacuteculas com dimensotildees ligeiramente menores agraves dimensotildees dos poros
das rochas expostas
Quando existem partiacuteculas soacutelidas com dimensotildees adequadas a obstruccedilatildeo dos poros eacute
raacutepida e somente a fase liacutequida do fluido o filtrado invade a rocha
O filtrado e a espessura de reboco satildeo dois paracircmetros medidos rotineiramente para
definir o comportamento do fluido quanto agrave filtraccedilatildeo
Teor de soacutelidos
O teor de soacutelidos cujo valor deve ser mantido no miacutenimo possiacutevel eacute uma propriedade
que deve ser controlada com rigor porque o seu aumento implica aumento de vaacuterias outras
propriedades (densidade viscosidade e forccedila gel) aleacutem de aumentar a ocorrecircncia de
problemas como desgaste dos equipamentos de circulaccedilatildeo fratura das formaccedilotildees devido agrave
elevaccedilatildeo das pressotildees de bombeio ou hidrostaacutetica prisatildeo da coluna e reduccedilatildeo da taxa de
penetraccedilatildeo
O tratamento do fluido para reduzir o teor de soacutelidos pode ser preventivo ou corretivo
O tratamento preventivo consiste em inibir o fluido fiacutesico ou quimicamente evitando-se a
dispersatildeo dos soacutelidos perfurados No meacutetodo corretivo pode-se fazer uso de equipamentos
extratores de soacutelidos tais como tanques de decantaccedilatildeo peneiras hidrociclones e
centrifugadores ou diluir o fluido
Concentraccedilatildeo Hidrogeniocircnica ndash pH
O controle quiacutemico de alguns sistemas de fluido de perfuraccedilatildeo baseia-se na
determinaccedilatildeo do pH (pH=- log [H+] onde [H+] eacute a concentraccedilatildeo molar do iacuteon H+) O pH dos
fluidos de perfuraccedilatildeo eacute geralmente mantido no intervalo alcalino devido a fatores tais como
reduzir a taxa de corrosatildeo e aumentar a eficiecircncia dos dispersantes bem como aumentar o
rendimento das bentonitas
O pH dos fluidos de perfuraccedilatildeo tem que ser mantido na faixa de 7 a 10 com o intuito
de reduzir a taxa de corrosatildeo dos equipamentos e evitar a dispersatildeo das formaccedilotildees argilosas
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Alcalinidades
A alcalinidade eacute determinada por meacutetodos diretos de titulaccedilatildeo volumeacutetrica de
neutralizaccedilatildeo e esta leva em consideraccedilatildeo as espeacutecies carbonatos (CO3--) e bicarbonatos
HC03- dissolvidos no fluido aleacutem dos iacuteons hidroxilas (OH-) dissolvidos e natildeo dissolvidos
Se numa soluccedilatildeo aquosa (no caso o filtrado do fluido) houver apenas OH- entatildeo soacute se
mede Pf natildeo havendo C03-2 nem HC03
- a viragem do metilorange se daacute com a primeira gota
de soluccedilatildeo de H2S04 N50 A medida em que o Mf cresce tornando-se maior do que o Pf a
alcalinidade passa a ser devido a OH- + C03-2 a C03
-2 + HC03- e por fim somente a HC03
-
quando o Pf = O Entre o Pf = Mf e Pf = O vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser
deduzida cada uma sendo apropriada para fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
Esse teste identifica a alcalinidade parcial do filtrado alcalinidade da lama e
alcalinidade total do filtrado
Teor de cloretos ou salinidade
Este teste eacute feito por anaacutelise volumeacutetrica de precipitaccedilatildeo por titulaccedilatildeo dos iacuteons
cloretos
Os resultados obtidos com esses testes no campo satildeo utilizados para identificar o teor
salino da aacutegua de preparo do fluido controlar a salinidade de fluidos inibidos com sal
identificar influxos de aacutegua salgada e identificar a perfuraccedilatildeo de uma rocha ou domo salino
Teor de bentonita ou de soacutelidos ativos
O teste do azul de metileno ou MBT eacute uma anaacutelise volumeacutetrica por adsorccedilatildeo que serve
como inibidor da quantidade de soacutelidos ativos ou bentoniacuteticos no fluido de perfuraccedilatildeo Este
mede a capacidade de troca de caacutetion (CTC) das argilas e soacutelidos ativos presentes
24 Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
O fluido de perfuraccedilatildeo eacute classificado de acordo com a composiccedilatildeo baseado no
constituinte principal da fase contiacutenua ou dispersante e satildeo eles fluido a base de aacutegua fluidos
a base de oacuteleo e fluidos a base de ar ou de gaacutes neste relatoacuterio vamos nos deter ao fluido de
perfuraccedilatildeo base aacutegua que foi o trabalhado durante o estaacutegio
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Fluidos a base de aacutegua
A definiccedilatildeo de um fluido a base aacutegua considera principalmente a natureza da aacutegua e os
aditivos quiacutemicos empregados no preparo do fluido A proporccedilatildeo entre os componentes
baacutesicos e as interaccedilotildees entre eles provoca sensiacuteveis modificaccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido Consequumlentemente a composiccedilatildeo eacute o principal fator a considerar no
controle das suas propriedades
A aacutegua eacute a fase contiacutenua e o principal componente de qualquer fluido agrave base de aacutegua
podendo ser doce dura ou salgada A aacutegua doce natildeo precisa de tratamento preacutevio pois natildeo
afeta o desempenho dos aditivos empregados no preparo do fluido sua salinidade eacute inferior a
1000 ppm de NaCl equivalente
A aacutegua dura tem a presenccedila de sais de caacutelcio e magneacutesio dissolvido onde estes
apresentam concentraccedilotildees capazes de alterar o desempenho dos aditivos do fluido de
perfuraccedilatildeo
A aacutegua salgada possui salinidade superior a 1000 ppm de NaCl equivalente e pode ser
natural como a aacutegua do mar ou pode ser salgada com a adiccedilatildeo de sais como NaCl KCl ou
CaCl2 A aacutegua tem a funccedilatildeo de prover o meio de dispersatildeo para os mateacuterias coloidais estes
controlam a viscosidade limite de escoamento forccedilas geacuteis e filtrado em valores adequados
para conferir ao fluido uma boa taxa de remoccedilatildeo dos soacutelidos perfurados e capacidade de
estabilizaccedilatildeo das paredes do poccedilo
Os fatores a serem considerados na seleccedilatildeo da aacutegua de preparo satildeo disponibilidade
custo de transporte e de tratamento tipos de formaccedilotildees geoloacutegicas a serem perfuradas
produtos quiacutemicos que comporatildeo o fluido e equipamentos e teacutecnicas a serem usados na
avaliaccedilatildeo das formaccedilotildees
Os soacutelidos dispersos em meio aquoso podem ser ativos ou inertes Os soacutelidos ativos
satildeo materiais argilosos cuja funccedilatildeo principal eacute aumentar a viscosidade do fluido A argila
mais usada eacute a bentonita
Os soacutelidos inertes podem se originar da adiccedilatildeo de materiais industrializados ou de
detritos finos das rochas perfuradas O adensante baritina eacute o soacutelido inerte mais comuns dentre
os produtos comercializados Os soacutelidos inertes oriundos das rochas perfuradas satildeo areia silte
e calcaacuterio fino
Os produtos quiacutemicos a serem adicionados ao fluido podem ser
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bull alcalinizantes e controladores de pH como soda caacuteustica potassa caacuteustica e cal
hidratada
bull dispersantes como o lignossulfonato tanino lignito e fosfato
bull redutores de filtrado como amido
bull floculantes como a soda caacuteustica cal e cloreto de soacutedio
bull poliacutemeros de uso geral para viscosificar desflocular ou reduzir filtrado
bull surfactantes para emulsificar e reduzir a tensatildeo superficial
bull removedores de caacutelcio e magneacutesio como carbonato e bicarbonato de soacutedio
bull inibidores de formaccedilatildeo ativas como cloreto de potaacutessio soacutedio e caacutelcio
bull bactericidas como paraformaldeiacutedo composto organoclorados soda caacuteustica e
cal
Produtos quiacutemicos mais especiacuteficos como anticorrosivos traccediladores quiacutemicos
antiespumantes entre outros tambeacutem podem estar presentes
A Tabela 21 abaixo apresenta a composiccedilatildeo dos fluidos usado na Petrobraacutes (ATP-
ARGIP) com seus respectivos coacutedigos
COacuteDIGO Tipos de
Fluido COacuteDIGO Tipos de Fluido
1 Aacutegua do Mar 12 NaCl com Poliacrilamida
2 Convencional 13 Milk Mud
3 BTS 14 Espuma
4 Nativo 15 Convencional com Asfalto e
LCM
5 NaCl com Poliacutemeros
16 Base Oacuteleo Mineral
6 Base Cal 17 Especiais para alta
temperatura
7 Disperso 18 Biopoliacutemero Saturado
8 KCL com Poliacutemero 19 Catiocircnico
9 Saturado 20 KCl com Poliacrilamida
10 Aerado 21 Biopoliacutemero com Carbonato
11 Base Oacuteleo Diesel 22 Sinteacutetico (Eacutester ou Parafina)
Tabela 2 1 ndash Tipo de fluidos utilizados no ATPARG
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Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados Tipo 2 Aacutegua Industrial argila ativada e soda caacuteustica
Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e
calcaacuterio
Tipo 19 Aacutegua Industrial Oacutexido de Magneacutesio Goma Xantana CMC BBV ADS
Amido Comum Cloreto de soacutedio Poliacutemero Catiocircnico Calcaacuterio Fino Lubrificante Preventor
de enceramento e Bactericida
24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
O controle dos soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo eacute feito por um sistema de equipamentos
extratores buscando sempre manter o teor de soacutelidos adequados ao trabalho Quando estes
natildeo satildeo suficientes para esse controle a accedilatildeo corretiva implicaraacute num custo adicional pois
uma nova formulaccedilatildeo teraacute que ser feita ou seja um fluido novo seraacute misturado para diluiccedilatildeo
O natildeo uso dos equipamentos ou a natildeo correccedilatildeo do teor de soacutelidos implica na reduccedilatildeo da taxa
de penetraccedilatildeo problemas de ordem reoloacutegicas do fluido de perfuraccedilatildeo reboco de baixa
qualidade maior densidade equivalente de circulaccedilatildeo dano a formaccedilatildeo ameaccedila de prisatildeo da
coluna por diferencial de pressatildeo elevado desgaste de equipamentos grande volume de
resiacuteduos gerados e maior custo global
Existe algumas recomendaccedilotildees que se forem seguidas auxiliam na soluccedilatildeo de
problemas provocados por soacutelidos satildeo elas
Analisar os testes do fluido de perfuraccedilatildeo a fim de identificar a presenccedila de
um teor elevado de soacutelidos
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
eficientemente
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
em sequumlecircncia apropriada
Verificar se os equipamentos instalados na sonda tecircm capacidade suficiente
para remover soacutelidos numa taxa que permita trabalhar na faixa aceitaacutevel de teor
de soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo
Verificar qual o equipamento adicional necessaacuterio para resolver o problema
provocado pelo teor elevado de soacutelidos
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PEN
EIR
AS
KELLY (HASTE QUADRADA)
KATARINA
DESLIZADOR DE CASCALHOS
TUBOS PESADOS (HW)
PEN
EIR
AS
COMANDOS
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo da diluiccedilatildeo necessaacuteria para resolver o problema sem o uso
de equipamento adicional
Comparar os custos determinados em nos dois itens anteriores
Recomendar se necessaacuterio a instalaccedilatildeo de equipamento adicional extrator de
soacutelidos
Caso seja instalado um equipamento adicional de soacutelidos operaacute-lo por um
periacuteodo apropriado de tempo repetir os testes com o fluido de perfuraccedilatildeo e
avaliar a eficiecircncia do equipamento adicional instalado
25 Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de
perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
Peneiras Vibratoacuterias
A peneira vibratoacuteria eacute a primeira
barreira na retenccedilatildeo dos soacutelidos do fluido de
perfuraccedilatildeo que retorna durante a saiacuteda de
cada ciclo de circulaccedilatildeo Dessa etapa os
soacutelidos mais grosseiros satildeo retidos jaacute que eacute
mais faacutecil removecirc-los antes de passar pelos
hidrociclones e centrifugadores Ao lado
apresenta-se uma figura esquemaacutetica com o
percurso simplificado do fluido no poccedilo
quando se estaacute perfurando
Hidrociclones
A separaccedilatildeo dos soacutelidos ocorre da seguinte
forma o liacutequido contendo a fraccedilatildeo mais fina
de partiacuteculas menores eacute descarregado atraveacutes Figura 2 1-Ciclo simplificado de fluido de
perfuraccedilatildeo
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do tubo cilindro central (overflow) o liacutequido contendo os soacutelidos mais grossos eacute
descarregado pelo underflow
Os cones hoje satildeo feitos de poliuretano este material quando expostos a altas
temperaturas (150 e 175 ordm F) amolecem fazendo com que haja a necessidade de substituiacute-los
A viscosidade do fluido o teor de soacutelidos na alimentaccedilatildeo a pressatildeo disponiacutevel na
entrada do equipamento e o lay-out do percurso feito pelo fluido influencia de forma direta no
desempenho do equipamento
Quanto menor a viscosidade (dentro do possiacutevel) maior o desempenho do
hidrociclone
Uma grande concentraccedilatildeo de soacutelidos na alimentaccedilatildeo tem efeito negativo no
desempenho Com o hidrociclone trabalhando com descarga tipo ldquosprayrdquo o ponto de corte
meacutedio aumenta quando a carga de soacutelidos aumenta Quando a carga de soacutelidos ultrapassa o
ponto suportaacutevel pelo ldquounderflowrdquo o hidrociclone comeccedila a descarregar em ldquoforma de cordardquo
e o ponto de corte meacutedio aumenta drasticamente A pressatildeo recomendada pela maioria dos
fabricantes e fornecedores de hidrociclones jaacute estaacute otimizada A maioria dos hidrociclones no
campo requer de 70 a 80 peacutes de fluido de pressatildeo hidrostaacutetica Os hidrociclones utilizados nas
sondas satildeo chamados de desareadores e dessiltadores
Depuradores (MUD CLEANER)
Este eacute composto por hidrociclones em seacuterie com uma tela fina que permite recuperar
partiacuteculas e eacute usado com fluidos de perfuraccedilatildeo pesados As partiacuteculas soacutelidas que esse
equipamento remove satildeo maiores que a baritina Como ocorre no ciclone parte do material eacute
recuperada e parte eacute descartada o recuperado retorna ao fluido reduzindo custos
Monta-se uma cobertura onde a tela estaacute colocada fazendo com que todos os soacutelidos
descarregados pelos dessiltadores satildeo retornados para o sistema de circulaccedilatildeo No caso de
baritina ser adicionada ao fluido a cobertura daacute lugar a tela fina Esse equipamento reduz a
perda da baritina dos fluidos pesados no intuito de recuperar fluidos caros e reduzir descarte
de poluente ao meio ambiente
Decantador Centriacutefugo
A funccedilatildeo deste equipamento eacute separar soacutelidos de liacutequidos eacute formado por um tambor
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ciliacutendrico-cocircnico composto por uma seccedilatildeo cocircnica que origina a chamada ldquopraiardquo e uma ou
vaacuterios secccedilotildees ciliacutendricas conectadas que origina a ldquopiscinardquoUm parafuso transportador que
fica dentro do tambor rotativo
Eacute possiacutevel ajustar a profundidade do liacutequido no tambor o niacutevel da piscina teraacute um
efeito sobre a eficiecircncia de separaccedilatildeo pois ele afetaraacute as aacutereas secas e molhadas da praia bem
como a secagem dos soacutelidos e a habilidade fiacutesica do parafuso em transportar os soacutelidos para o
tambor
A medida do teor de areia num fluido nos daacute um paracircmetro de avaliaccedilatildeo dos
equipamentos extratores de soacutelidos da sonda e serve como uma medida de abrasividade do
fluido
CAPIacuteTULO 4
METODOLOGIA DE ANAacuteLISES
Metodologia de anaacutelise Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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4 - Metodologia de anaacutelise
O monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo eacute feito
de acordo com as metodologias descritas neste capiacutetulo Aqui seratildeo descritos os meacutetodos
fiacutesicos e quiacutemicos para anaacutelises de fluido de perfuraccedilatildeo base aacutegua
As anaacutelises que seratildeo descritas neste documento estatildeo de acordo com o Manual de
Laboratoacuterio de Fluido Programa de Trainees Petrobras ndash 2002 Quiacutemico de Petroacuteleo Junior
41 Meacutetodos Fiacutesicos
411 Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
Figura 4 1- Funil Marsh Fonte wwwfanncom
A Figura 41 mostra o funil Marsh que eacute um funil com as seguintes dimensotildees 1524
cm (6rdquo) de diacircmetro na parte superior 3048 cm (12rdquo) de altura A metade da abertura
superior eacute coberta por uma peneira de malha nordm 10 O orifiacutecio inferior tem 476 mm (316rdquo) de
diacircmetro interno e 508 cm (2rdquo) de comprimento A capacidade do funil ateacute a marca superior eacute
de 1500 cmsup3
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Se segura o funil em posiccedilatildeo vertical obstruindo o orifiacutecio de descarga com o dedo
indicador
bull verta-se atraveacutes da peneira a amostra de fluido tomada em qualquer ponto onde ela
esteja em agitaccedilatildeo ateacute que o niacutevel da mesma fique rente agrave parte inferior da tela da
peneira
bull imediatamente retira-se o dedo do tubo de descarga e com o auxiacutelio de um
cronocircmetro observa-se o tempo em segundos necessaacuterio para que escoe um (01) litro
de fluido para um recipiente graduado
bull a operaccedilatildeo deve ser raacutepida para minimizar erros
bull registra-se a ldquoViscosidaderdquo Marsh em segundos1000 cmsup3 de fluido
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Verifica-se a precisatildeo do funil Marsh com 1500 cmsup3 de aacutegua doce a 21ordmC O tempo de
escoamento de 1000 cmsup3 de aacutegua deve ser de 28 plusmn 05 segundos
412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
Figura 4 2- Medidor de areia Fonte wwwsolotestcombr
A Figura 42 mostra o conjunto que registra o conteuacutedo de areia presente no fluido
em percentagem volumeacutetrica composto por um tubo de vidro graduado em percentual
volumeacutetrico (0-20 v) um cilindro cocircnico um copo ciliacutendrico com uma tela de peneira
(malha 200 mesh)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Verta-se o fluido previamente passado atraveacutes da peneira do funil Marsh no tubo de
vidro graduado ateacute a marca indicada e depois se adiciona aacutegua ateacute a referecircncia
superior
bull obstrui-se a saiacuteda superior do tubo com o dedo e agita-se vigorosamente Em seguida
esvazia-se a amostra de fluido diluiacutedo atraveacutes da peneira lavando todo o resiacuteduo no
tubo com aacutegua Lava-se a areia retida na peneira ateacute eliminar os traccedilos de fluido
bull coloca-se o funil sobre a peneira e inverte-se o conjunto lentamente Faz-se retornar a
areia da peneira para o interior do tubo atraveacutes de jatos daacutegua
bull apoacutes a deposiccedilatildeo total da areia lecirc-se diretamente a percentagem em volume de areia
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412 Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
Figura 4 3 - Balanccedila densimeacutetrica Fonte wwwfanncom
A Figura 43 apresenta a balanccedila utilizada para mediccedilatildeo de densidade de fluido de
perfuraccedilatildeo no campo O equipamento consiste de uma base e braccedilo graduado com copo para
amostra tampa fiel cursor e medidor de niacutevel Possui quatro escalas de leituras
Densidade 072 - 288
Massa Especiacutefica 6-24(lbmgal)
Massa Especiacutefica 45-180(lbmft3)
Gradiente Hidrostaacutetico 310-1250 (ldquopsirdquo1000ft)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Posiciona-se a base da balanccedila em uma superfiacutecie lisa e nivelada
bull enche totalmente o copo da balanccedila com o fluido a ser testado Se o copo inicialmente
estiver molhado despeje a primeira porccedilatildeo de fluido e volte a enchecirc-lo Deve ser eliminado as
bolhas de ar trapeadas no fluido Para tanto basta que se decircem alguns golpes no copo ateacute que
desapareccedilam
bull coloca-se a tampa enroscando-a com um leve movimento de rotaccedilatildeo ateacute que fique
firmemente assentado no copo certificando-se que uma pequena quantidade de fluido escape
pelo orifiacutecio de purgaccedilatildeo
bull lava-se e seca-se o exterior da balanccedila
bull coloca-se a balanccedila sobre a base e move-se o cursor ateacute que a bolha do niacutevel fique
centralizada
bull lecirc-se a massa especiacutefica eou densidade no lado do cursor que estiver mais proacuteximo do
copo coletor
bull Registra-se a leitura da massa especiacutefica em lbmgal ou de densidade com precisatildeo de
bull 005 ou 0005 respectivamente
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Deve ser feito a calibraccedilatildeo do equipamento frequentemente com aacutegua doce ateacute 21ordmC
que deveraacute dar uma leitura de densidade igual a 100 A afericcedilatildeo se faz retirando ou colocando
esferas de chumbo no depoacutesito especial que existe na extremidade do braccedilo da balanccedila
414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
Figura 4 4 Filtro-prensa BTBP Fonte wwwfanncom
O equipamento consiste de um reservatoacuterio de fluido com capacidade aproximada de
400 cmsup3 um meio filtrante (Papel de filtro Whatman nordm 50 de 9 cm ou similar) um coletor de
filtrado (proveta graduada) e uma fonte de pressatildeo (cilindro contendo N2 ou CO2) O
reservatoacuterio eacute constituiacutedo por uma ceacutelula tampa superior fixada atraveacutes de uma prensa
gaxetas tela e uma base A aacuterea exposta a filtraccedilatildeo eacute de 7 polsup2 O controle de pressatildeo eacute
efetuado por uma vaacutelvula com registro (manocircmetro) A despressurizaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de
uma vaacutelvula de escape
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Assegura-se que todas as partes do filtro estejam limpas e secas e que as gaxetas natildeo
estejam gastas ou deformadas
bull monta-se todas as peccedilas da ceacutelula a base uma gaxeta a tela o papel-filtro outra
gaxeta e o corpo da ceacutelula
bull preenche-se filtro com fluido ateacute um centiacutemetro da borda superior da ceacutelula e coloca-
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se o conjunto sobre o suporte central Assegura-se que a tampa superior da ceacutelula tenha a sua
gaxeta e tampa-se a ceacutelula apertando-a com o parafuso
bull com uma proveta graduada recolhe-se o filtrado na saiacuteda da ceacutelula
bull fecha-se a vaacutelvula de escape e ajusta-se o regulador de pressatildeo ateacute obter 100 psi em 30
segundos no maacuteximo Marca-se o tempo e apoacutes 30 minutos mede-se o volume de filtrado na
proveta Fecha-se a fonte de pressatildeo Elimina-se o gaacutes confinado na ceacutelula atraveacutes da vaacutelvula
de escape cuidadosamente
bull retira-se a ceacutelula do suporte despeja o fluido desarma a ceacutelula recolhe-se o pepal de
filtro com o reboco lave o mesmo com um leve jato de aacutegua e mede-se a sua espessura em
132rdquo
bull registra-se o volume de filtrado em cmsup3 com aproximaccedilatildeo de 01 cmsup3
bull registra-se a espessura do reboco em 132rdquo com aproximaccedilatildeo de 164rdquo
CALIBRACcedilAtildeO
bull Eacute necessaacuterio verificar com frequumlecircncia a exatidatildeo dos manocircmetros
415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
Figura 4 5 ndash Retorta Fonte wwwfanncom A Retorta mostrada na Figura 55 destina-se a determinaccedilatildeo dos teores de soacutelidos e
liacutequidos existentes num fluido atraveacutes da destilaccedilatildeo de uma amostra do mesmo Eacute constituiacutedo
de um copo para amostra com capacidade de 10 cmsup3 uma cacircmara de aquecimento um forno e
um condensador O destilado eacute coletado numa proveta graduada A retorta eacute regulada por um
termostato que permite manter com seguranccedila a temperatura necessaacuteria para completa
destilaccedilatildeo da amostra de fluido
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PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Retira-se a retorta do bloco isolante Usando a espaacutetula como desarmadordesenrosca-
se o depoacutesito de fluido da retorta
bull introduz-se uma palha de accedilo na cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se o depoacutesito com o fluido a ser testado e coloca-se a tampa de afericcedilatildeo no
depoacutesito de fluido
bull limpa-se bem a tampa a rosca e o corpo externo do depoacutesito sem derramar o fluido
bull enrosca-se o depoacutesito na parte inferior da cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se a retorta na cacircmara isolante e fecha-se a tampa da cacircmara isolante
bull coloca-se a proveta graduada sob a descarga do condensador
bull por meio de fio eleacutetrico liga-se o aparelho a uma tomada de 115 volts CA e fecha-se
o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute acender
bull o tempo de destilaccedilatildeo eacute de 35 minutos
bull abre-se o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute apagar
bull deixa-se a retorta esfriar por 10 min Apoacutes isso retira-se a proveta e faz as leituras
correspondentes aos volumes de aacutegua e oacuteleo recuperados na proveta graduada
Os resultados satildeo obtidos em aacutegua = Volume de aacutegua x 10
oacuteleo = Volume de oacuteleo x 10
soacutelidos = 100-( aacutegua + oacuteleo)
416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
Figura 4 6 - Viscosiacutemetro rotativo de cilindros co-axiais Fann mod 35-a Fonte wwwfanncom
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A Figura 46 mostra um aparelho projetado para medir propriedades reoloacutegicas e
gelificantes de liacutequidos Este modelo possui 6 (seis) velocidades e eacute usado tanto em
laboratoacuterio como em sondas de exploraccedilatildeo Possui um motor 50 Hz e 115 volts uma
combinaccedilatildeo rotor-bob-mola de torccedilatildeo que permite medidas de taxa de cisalhamento da ordem
de 511 a 1022 s-1 e tensatildeo de cisalhamento da ordem de zero a 1533 dynascmsup2 Outras
combinaccedilotildees permitem avaliaccedilotildees da ordem de 0707 a 3252 s-1 e de zero a 131520
dynascmsup2 de taxa de deformaccedilatildeo e tensatildeo de cisalhamento respectivamente
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Agita-se o fluido a ser testado no misturador Beach durante 5 min em velocidade alta
(18000 RPM)
bull coloca-se o fluido no copo do viscosiacutemetro ateacute a sua marca e posiciona-se o mesmo na
base do equipamento Eleva-se o copo ateacute que o niacutevel do fluido coincida com a marca no rotor
e fixa-se com o parafuso
bull liga-se o motor acionando o interruptor para a posiccedilatildeo HIGH e certifica-se que o
seletor de engrenagens esteja na posiccedilatildeo inferior
bull faz-se a leitura que corresponde a 600 RPM apoacutes 1 min de operaccedilatildeo
bull procede-se conforme diagrama na parte superior do equipamento para seleccedilatildeo de
velocidades e registra-se os valores de deflexatildeo apoacutes 1 min de agitaccedilatildeo para 300 200 100 6
e 3 RPM
bull coloca-se o equipamento a 600 RPM por 2 minutos Imediatamente muda-se a
velocidade para 3 RPM desliga-se o motor e apoacutes 10 segundos de repouso liga-se o aparelho
a 3 RPM ao mesmo tempo em que observa-se o ponto maacuteximo atingido pela escala valor este
denominado forccedila gel inicial
bull repere-se os dois uacuteltimos itens entretanto para um tempo de repouso de 10 min A
deflexatildeo maacutexima obtida para esta nova condiccedilatildeo eacute denominada forccedila gel final
bull registra-se os valores das deflexotildees em graus para cada velocidade do equipamento
bull registra-se os valores das forccedilas geacuteis em aproximadamente 100 lbfpesup2 seguindo o
procedimento anteriormente descrito
CALIBRACcedilAtildeO
bull O aparelho deve ser calibrado periodicamente empregando-se uma mistura de
glicerina e aacutegua pura na temperatura ambiente ou atraveacutes do calibrador mecacircnico
padronizado
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42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
421 - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR MATERIAIS
Jogo de papel indicador com escala de cores variadas para comparaccedilatildeo PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Toma-se um papel indicador com escala apropriada
bull posiciona-se o papel na superfiacutecie do fluido ou umedece o mesmo com uma gota do
filtrado do fluido
bull apoacutes um minuto aproximadamente a tira de papel deveraacute ter mudado de cor afetada
pela alcalinidade do fluido ou do filtrado
bull compara-se a cor do papel indicador com a carta colorimeacutetrica correspondente
bull se a cor natildeo corresponder agrave escala calorimeacutetrica da seacuterie escolhida dever-se-aacute repetir a
operaccedilatildeo com outra seacuterie
bull registre-se o pH aproximado a 05 ou a 02 unidades conforme a escala do papel
indicador usado
Nota O papel indicador daacute resultados falsos em fluidos com alta concentraccedilatildeo de sal Para
este caso utiliza-se o meacutetodo potenciomeacutetrico quando o fluido contiver mais de 10000 ppm
Cl
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf (Fluidos agrave Base Aacutegua) A alcalinidade de um filtrado agrave base de aacutegua ou de uma aacutegua proveacutem de um ou mais
dos seguintes agentes quiacutemicos
I ndash HO- - Hidroacutexido
II ndash CO3= - Carbonato
III - CO3H- - Bicarbonato ( Borato + Silicato etc)
A medida da alcalinidade pelo pH fornece as concentraccedilotildees dos sais dissolvidos poreacutem
natildeo indica quanto de cada um dos radicais acima Para isso recorre-se agrave titulaccedilatildeo com o aacutecido
sulfuacuterico em meio contendo um indicador apropriado Para a aacutegua incolor os indicadores satildeo
fenolftaleiacutena e metilorange se a aacutegua ou filtrado estiver corado por exemplo devido a
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lignossulfonato utiliza-se o azul de bromofenol em lugar de metilorange em uacuteltimo caso
usa-se o vermelho de metila em lugar dele
TIPOS DE ALCALINIDADES
Na praacutetica determinam-se as seguintes alcalinidades
I ndash do filtrado agrave fenolftaleiacutena ndash Pf
II ndash do filtrado ao metilorange ndash Mf
III ndash do fluido agrave fenolftaleiacutena ndash Pm
Se numa aacutegua houver apenas HO- entatildeo soacute se mede Pf natildeo havendo CO3= nem
CO3H- a viragem ao metilorange se daacute com a primeira gota de soluccedilatildeo de H2SO4 N50 A
medida que o Mf cresce tornando-se maior que o Pf a alcalinidade passa a ser devida a HO- +
CO3= a CO3
= + CO3H- e por fim somente a CO3H- quando o Pf =0 Entre o Pf =Mf e Pf =0
vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser deduzidas cada uma sendo apropriada para
fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
As concentraccedilotildees desses radicais satildeo expressos em epm (equivalentes partes por
milhatildeo) ppm mgl e em gl conforme a conveniecircncia As alcalinidades geralmente satildeo
expressas em epm usando-se caacutelcio como termo de comparaccedilatildeo de equivalecircncia O peso
atocircmico dele eacute 40 molg e o valor absoluto de sua valecircncia eacute 2 Em termos de valecircncias 1Ca++
= 2HO- 1Ca++ = 1 CO3 1Ca++ = 2CO3H- por conseguinte o equivalente de HO- em Ca++ eacute
20 o equivalente de CO3= em Ca++ eacute 40 etc
As combinaccedilotildees possiacuteveis entre Pf e Mf estatildeo no quadro 1 Os caacutelculos podem ser
efetuados utilizando as foacutermulas contidas no quadro 2
Resultados de
Medidas Interpretaccedilatildeo
HO- CO3= CO3H-
Pf = Mf Pf 0 0
Pf lt 12 Mf 0 2Pf Mf - 2Pf
Pf = 12 Mf 0 2Pf 0
Pf gt 12 Mf 2Pf - Mf 2(Mf - Pf ) 0
Pf = 0 0 0 Mf
Quadro 1 As foacutermulas apresentadas no quadro 2 satildeo baseadas em que
bull 1 epm HO- = 17 ppm HO-
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bull 1 epm CO3= = 30 ppm CO3
=
bull 1 epm CO3H- =61 ppm CO3H-
e nas equivalecircncias estequiomeacutetricas entre Ca++ HO- CO3= e CO3H- anteriormente
apresentadas
Resultados Iacuteon Alcalinidade epm Ppm
Pf = Mf HO- Pf 20Pf 340Pf
Pf lt 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
CO3- Mf - 2Pf 20(Mf - 2Pf) 1200(Mf - 2Pf)
Pf = 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
Pf gt 12 Mf HO- 2Pf - Mf 20(2Pf - Mf) 340(2Pf - Mf)
CO3= 2(Mf - Pf) 40(Mf - Pf) 1200(Mf - Pf)
Pf = 0 CO3H- Mf 20 Mf 1200 Mf
MATERIAIS
bull Caacutepsula de porcelana de 250 cm3
bull 2 pipetas graduadas uma de 1 cm3 e outra de 10 cm3
bull Agitador de vidro
bull Bureta
bull Soluccedilatildeo de H2SO4 N50
bull Soluccedilatildeo indicadora de fenolftaleiacutena
PROCEDIMENTO
bull Meccedila 1 cm3 de fluido e coloque-o em uma caacutepsula
bull Dilua com 50 cm3 de aacutegua destilada
bull Adicione 3 gotas de fenolftaleiacutena
bull Titule com soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 rapidamente
bull Agite continuamente ateacute que a cor da amostra passe do vermelho agrave cor original do
fluido
bull Ao volume da soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 em cm3 se chama alcalinidade do
fluido (Pm)
bull A alcalinidade do filtrado (Pf) se determina seguindo-se o processo anterior tomando-
se 1 cm3 de filtrado
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A determinaccedilatildeo de ldquoMfrdquo Alcalinidade do filtrado ao metilorange seraacute feita do seguinte modo
bull Determinado o Pf adicionar agrave soluccedilatildeo 2 a 3 gotas de soluccedilatildeo de metilorange
bull Continuar a titulaccedilatildeo anterior com a soluccedilatildeo de H2SO4 N50 ateacute viragem do amarelo-
alaranjado para o roacuteseo
bull Anotar o volume Vt de soluccedilatildeo de aacutecido gasto na titulaccedilatildeo Vt em cm3
bull Calcular o Mf como segue
bull Mf =Vt cm3 de H2SO4 N50
NOTAS
1 ndash Se o filtrado se apresentar corado devido por exemplo a tanino a viragem em ambas as
determinaccedilotildees pode ser afetada particularmente no caso do metilorange Neste caso a
determinaccedilatildeo do ponto final poderaacute ser efetuada com um potenciocircmetro O ponto final para a
determinaccedilatildeo da alcalinidade Pf eacute tomado quando o potenciocircmetro acusar o pH 83 para o
valor de Mf quando acusar o pH 43
2 ndash Em lugar do metilorange como indicador para determinaccedilatildeo do Mf podem ser usados
21 ndash azul de bromo-fenol a 01 em aacutegua destilada
22 - indicador misto cuja composiccedilatildeo eacute a seguinte
bull Vermelho de metila002 g
bull Verde de bromo-cresol010 g
bull Aacutelcool qsp1000 cm3
Com estes indicadores a viragem eacute niacutetida pelo que dispensa o uso do potenciocircmetro
A restriccedilatildeo que se faz eacute que estes indicadores satildeo oxidaacuteveis em presenccedila de certas
substacircncias tal como o aacutecido niacutetrico
Registrar-se as alcalinidades Pf e Pm em cm3 de H2SO4 N50
PREPARO DE SOLUCcedilOtildeES E REATIVOS
Soluccedilatildeo titulada de aacutecido sulfuacuterico N50 Toma-se 12 cm3 de aacutecido sulfuacuterico concentrado e o
dilui em matraz aferido (recipiente de vidro com um gargalo muito estreito e com marca de
afericcedilatildeo) de 2000 cm3 com aacutegua destilada Em seguida titula-se com uma soluccedilatildeo de NaOH
01N usando fenolftaleiacutena como indicador
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Soluccedilatildeo Indicadora de Fenolftaleiacutena
Pesa-se 04g de fenolftaleiacutena qp Em seguida dissolve-
se em 60 cm3 de aacutelcool etiacutelico a 95 diluindo-se ateacute 100 cm3 com aacutegua destilada Filtra-se se
formar resiacuteduo
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CAPIacuteTULO 6
CONCLUSAtildeO
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6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
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CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
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7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
ABSTRACT
Drilling fluids are used in well bore drilling They are blends of chemical additives used with
the purpose to remove the drill cuttings They are classified in accordance with the dispersed
phase that can be air oil or water The water-based drilling fluids are fluids of more simple
treatment and show small power of environmental pollution The treatment of this fluids has
been made in the field by analyzes of its chemical and physical properties during fluid
circulation inside the well These properties are density rheological parameters gel force
filtration parameters solid content pH chlorides alkalinity etc The objective of this work is
to present methodologies for the analyses of physical and chemical properties of water-based
drilling fluids to be used in drilling rigs
___________________________________________________________________________ Keywords Drilling fluids physical properties chemical properties
AGRADECIMENTOS
Agradeccedilo primeiramente a Deus pois sem Ele natildeo teria conquistado nada em minha
vida Ele eacute a forccedila que me conduz pelos lugares mais altos que eu possa imaginar e que me
segura e me ergue quando penso em fraquejar
Agradeccedilo a minha famiacutelia que sempre me apoio em todos os meus projetos de vida
em especial a minha matildee Ciacutecera e meu irmatildeo Wellington que em nenhum momento
mediram esforccedilos para tornar esse projeto uma realidade Aos meus amigos de faculdades
que sempre me ajudaram e compartilharam tantos momentos felizes ao longo desses cincos
anos em especial a Ileacuteia pelo esforccedilo em conseguir esse estaacutegio e dedicaccedilatildeo ao longo deste
para tornaacute-lo viaacutevel Sem esquecer Nila claro amiga de todas as horas
Ao meu coordenador de estagio Prof Dr Everaldo Silvino e ao meu Supervisor de
estagio Engenheiro Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra pela orientaccedilatildeo e dedicaccedilatildeo no
desenvolvimento deste trabalho contribuindo para minha formaccedilatildeo acadecircmica e profissional
A todos do IP (Intervenccedilatildeo em Poccedilos do Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues)
principalmente para os mais proacuteximos Assis Eanes Bacelar Ironaldo Jackelan Rogeacuterio
Taacutessia Cordeiro Juacutelio Aratildeo Gazel Ciacutecero Evandro Joaldo Andreacuteia Teodoacutesio Ruy
Edfrance Luna Falcatildeo Walfredo Ionaldo o meu muito obrigado pelo incentivo
informaccedilotildees e conselho durante o desenvolvimento deste trabalho e eacute claro pela amizade e
conhecimentos compartilhados durante a nossa convivecircncia
Aos motoristas Zeca Joatildeo Soldado Sinobaldo e Raniery pela alegria e respeito
com que me conduziam
Aos amigos encontrados nesta empresa que vou carregar em meu coraccedilatildeo para o resto
da vida Djacyr Genigley Geilson Joanes e Lincoln
Agrave Estatal Petroacuteleo Brasileiro S A ndash PETROBRAS pela oportunidade dada
Ao corpo docente do curso de Graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica principalmente ao
Prof Dr Eduardo Lins de Barros Neto pela amizade dedicaccedilatildeo companheirismo e antes de
tudo pelo profissional que eacute
SUMAacuteRIO
1 ndash INTRODUCcedilAtildeO 10
2 ndash ASPECTOS TEOacuteRICOS 12
21ndash Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo 12
22- Fluidos de perfuraccedilatildeo 13
23-Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo 14
24-Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo 17
24-Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo 20
25-Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG 21
4 ndash METODOLOGIA DE ANAacuteLISE 25
41-Meacutetodos Fiacutesicos 25
411 Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH 25
412 Determinaccedilatildeo do teor de areia 26
412 Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica 27
414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP 28
415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos 29
416 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes 30
42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS 32
421- DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR 32
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf 32
6 - CONCLUSAtildeO 37
7 - REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 39
Lista de Figuras
Figura 2 1-Ciclo simplificado de fluido de perfuraccedilatildeo 21 Figura 4 1- Funil Marsh Fonte wwwfanncom 25
Figura 4 2- Medidor de areia Fonte wwwsolotestcombr 26
Figura 4 3 - Balanccedila densimeacutetrica Fonte wwwfanncom 27
Figura 4 4 Filtro-prensa BTBP Fonte wwwfanncom 28
Figura 4 5 ndash Retorta Fonte wwwfanncom 29
Figura 4 6 - Viscosiacutemetro rotativo de cilindros co-axiais Fann mod 35-a Fonte
wwwfanncom 30
Lista de Tabelas
Tabela 2 1 ndash Tipo de fluidos utilizados no ATPARG 19
CAPIacuteTULO 1 INTRODUCcedilAtildeO GERAL
Introduccedilatildeo Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2006 10
1 ndash Introduccedilatildeo
Fluido de perfuraccedilatildeo eacute usado como ferramenta essencial na perfuraccedilatildeo de poccedilos de
petroacuteleo Sua importacircncia se justifica pela funccedilatildeo desempenhada durante a operaccedilatildeo de
perfuraccedilatildeo Eacute competecircncia dos fluidos de perfuraccedilatildeo carrear os cascalhos cortados pela broca
sustentar a parede do poccedilo lubrificar a broca controlar a pressatildeo existente na formaccedilatildeo etc
Essas funccedilotildees satildeo desempenhadas de acordo com as propriedades do fluido que satildeo
previamente especificadas e formuladas de acordo com a formaccedilatildeo O controle dessas
propriedades durante a operaccedilatildeo eacute garantia de um bom desempenho do fluido dentro do poccedilo
Esse controle eacute feito em campo por meacutetodos de anaacutelises de paracircmetros fiacutesicos e quiacutemicos
Durante vaacuterios anos utilizou-se fluido a base de oacuteleo diesel devido agrave excelente
performance proporcionada agrave perfuraccedilatildeo comparado ao fluido base aacutegua Poreacutem em alguns
lugares as leis ambientais vigentes natildeo permitem o uso deste tipo de fluido
Nos campos de petroacuteleo do Rio Grande do Norte devido a exigecircncias ambientais o
fluido de perfuraccedilatildeo utilizado eacute base aacutegua Este trabalho tem como objetivo apresentar uma
visatildeo geral sobre fluido de perfuraccedilatildeo bem como as metodologias de anaacutelises para o
monitoramento de algumas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas de fluido de perfuraccedilatildeo base aacutegua
CAPIacuteTULO 2
ASPECTOS TEOacuteRICOS
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 12
2 - Aspectos Teoacutericos
21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
O processo de exploraccedilatildeo de petroacuteleo envolve a pesquisa por formaccedilatildeo de rochas
associadas com oacuteleo ou depoacutesitos de gaacutes natural e compreende etapas que vatildeo desde a
prospecccedilatildeo geofiacutesica passando pela perfuraccedilatildeo exploratoacuteria desenvolvimento do poccedilo
quando economicamente viaacutevel e a sua exploraccedilatildeo se forem achados hidrocarbonetos em
quantidades suficientes caso contraacuterio o poccedilo poderaacute ser abandonado
Em terra ou mar a perfuraccedilatildeo de um poccedilo eacute um trabalho realizado sem interrupccedilatildeo
que soacute termina quando se atinge a profundidade programada ou o objetivo proposto para a
perfuraccedilatildeo A perfuraccedilatildeo em terra eacute feita com sonda de perfuraccedilatildeo constituiacuteda de estrutura
metaacutelica de mais de 40 metros de altura (torre) e de equipamentos especiais
A torre sustenta um tubo vertical a coluna de perfuraccedilatildeo em cuja extremidade eacute
colocada uma broca Por meio de movimentos de rotaccedilatildeo e peso transmitido pela coluna agrave
broca as rochas satildeo perfuradas Para contrabalanccedilar as pressotildees existentes na formaccedilatildeo
resfriar a broca carrear a rocha triturada (cascalhos de perfuraccedilatildeo) ateacute a superfiacutecie aleacutem de
evitar desmoronamento das paredes do poccedilo eacute circulado na coluna um fluido de perfuraccedilatildeo
O fluido eacute injetado por bombas para o interior da coluna de perfuraccedilatildeo atraveacutes da cabeccedila de
injeccedilatildeo ou Swivel e retorna agrave superfiacutecie atraveacutes do espaccedilo anular formado pelas paredes dos
poccedilos e a coluna Ao atingir determinada profundidade a coluna de perfuraccedilatildeo eacute retirada do
poccedilo e uma coluna de revestimento de accedilo de diacircmetro inferior ao da broca eacute descida no
poccedilo
O anular entre os tubos do revestimento e as paredes do poccedilo eacute cimentado com
finalidade de isolar as rochas atravessadas permitindo entatildeo o avanccedilo de perfuraccedilatildeo com
seguranccedila Apoacutes a operaccedilatildeo de cimentaccedilatildeo a coluna de perfuraccedilatildeo eacute novamente decida no
poccedilo tendo na sua extremidade nova broca de diacircmetro menor do que a do revestimento para
o prosseguimento da perfuraccedilatildeo
Do exposto percebe-se que um poccedilo eacute perfurado em diversas fases caracterizadas
pelos diacircmetros das brocas No caso dos poccedilos do Alto do Rodrigues e Fazenda Porcinho a
sua grande maioria eacute perfurada em duas fases
A fase inicial ou fase ldquoumrdquo abrange os niacuteveis mais superficiais do terreno onde eacute
utilizado um fluido mais simples composto de apenas bentonita soacutedica e aacutegua Num segundo
estaacutegio fase ldquodoisrdquo eacute usado um fluido mais elaborado cuja composiccedilatildeo oferece
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 13
caracteriacutesticas que permitem uma obtenccedilatildeo de perfis geoloacutegicos aleacutem de prover inibiccedilatildeo
fiacutesico-quiacutemica dos argilo-minerais reduzindo a interaccedilatildeo rocha-fluido entre outras
22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
Os fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo misturas complexas de soacutelidos liacutequidos produtos
quiacutemicos e por vezes ateacute gases Do ponto de vista quiacutemico eles podem assumir aspectos de
suspensatildeo dispersatildeo coloidal ou emulsatildeo dependendo do estado fiacutesico dos componentes
O fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser estaacutevel do ponto de vista quiacutemico estabilizar as
paredes do poccedilo mecacircnica e quimicamente facilitar a separaccedilatildeo dos cascalhos na superfiacutecie
manter os soacutelidos em suspensatildeo quando estiver em repouso ser inerte em relaccedilatildeo a danos agraves
rochas produtoras aceitar qualquer tratamento fiacutesico e quiacutemico ser bombeaacutevel apresentar
baixo grau de corrosatildeo e de abrasatildeo em relaccedilatildeo agrave coluna de perfuraccedilatildeo e demais
equipamentos do sistema de circulaccedilatildeo facilitar as interpretaccedilotildees geoloacutegicas do material do
poccedilo e apresentar custo compatiacutevel com a
operaccedilatildeo
O escoamento do fluido de perfuraccedilatildeo
para baixo pela tubulaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo e para
cima pelo poccedilo algumas vezes eacute interrompido
ou por causa de um problema ou para elevar a
tubulaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo para cima e para fora do
poccedilo permitindo a troca da broca Quando a perfuraccedilatildeo paacutera os cortes em suspensatildeo no
fluido podem afundar no poccedilo prendendo a broca
Os fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo projetados com uma propriedade muito interessante que
resolve esse problema Sua espessura ou viscosidade aumenta quando diminui o seu
movimento Quando o fluido paacutera de circular ele forma um gel espesso que manteacutem os
cortes de rocha em suspensatildeo e evita que eles afundem no poccedilo
Quando o fluido comeccedila a circular novamente ele torna-se mais fino e volta agrave forma
liacutequida anterior essa propriedade do fluido garante ao transporte dos cascalhos para a
superfiacutecie limpando assim o fundo do poccedilo
O fluido tambeacutem eacute responsaacutevel por exercer pressatildeo hidrostaacutetica sobre as formaccedilotildees
evitando assim o influxo de fluidos indesejaacuteveis (kick) e estabilizar as paredes do poccedilo
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23 Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
As propriedades de controle dos fluidos podem ser fiacutesicas ou quiacutemicas As fiacutesicas satildeo
mais geneacutericas ou seja satildeo vaacutelidas para qualquer tipo de fluido Jaacute as quiacutemicas satildeo
especiacuteficas para cada tipo de fluido
As propriedades fiacutesicas mais importantes e frequumlentemente medidas nas sondas satildeo as
densidades os paracircmetros reoloacutegicos as forccedilas geacuteis (inicial e final) os paracircmetros de
filtraccedilatildeo e teor de soacutelidos
As propriedades quiacutemicas mais frequumlentemente determinadas nos laboratoacuterios das
sondas satildeo o pH os teores de cloreto e de bentonita e a alcalinidade O excesso de cal
(determinada nos fluidos tratados por cal hidratada) teor de caacutelcio e de magneacutesio a
concentraccedilatildeo de H2S e a concentraccedilatildeo de potaacutessio (testada nos fluidos inibidos por gesso)
Densidade
Os limites de variaccedilatildeo da densidade dos fluidos para perfurar uma determinada fase
satildeo definidos pela pressatildeo atuante no fluido que se encontra no espaccedilo poroso da rocha (limite
miacutenimo) e pela pressatildeo para qual a rocha se rompe (limite maacuteximo) das formaccedilotildees expostas
A baritina (BaSO4) tem o poder de aumentar a densidade de um fluido Este tem
densidade de 425 enquanto a densidade dos soacutelidos perfurados eacute em torno de 26 Para
reduzir a densidade dos fluidos agrave base de aacutegua dilui-se com aacutegua (densidade 100) ou oacuteleo
diesel (densidade 082)
Paracircmetros reoloacutegicos e forccedilas geacuteis
O comportamento do fluxo de um fluido eacute definido pelos paracircmetros reoloacutegicos Para
isto considera-se que o fluido eacute definido como um modelo reoloacutegico cujos paracircmetros vatildeo
influir diretamente no caacutelculo de perdas de cargas na tubulaccedilatildeo e velocidade de transporte dos
cascalhos
O controle de propriedades reoloacutegicas eacute de vital importacircncia nas operaccedilotildees de
perfuraccedilatildeo pois elas satildeo responsaacuteveis pela remoccedilatildeo dos cascalhos perfurados Aleacutem disso
influenciam no progresso da perfuraccedilatildeo que se chama de taxa de penetraccedilatildeo
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O descontrole dessa propriedade juntamente com o gel do fluido ocasiona problemas
seacuterios como Obstruccedilatildeo do anular formaccedilatildeo de fundo falso reduccedilatildeo de taxa de penetraccedilatildeo
alargamento do poccedilo prisatildeo da coluna perda de circulaccedilatildeo etc
Para os fluidos de perfuraccedilatildeo assume-se o modelo de Bingham o qual postula que
uma determinada tensatildeo deve ser aplicada para iniciar o fluxo (limite de escoamento) e acima
dessa tensatildeo o fluido se comporta como Newtoniano isto eacute Tensatildeo cisalhante (T)
proporcional a taxa de cisalhamento (TC)
Alguns fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo tixotroacutepicos isto eacute adquirem um estado semi-riacutegido
quando estatildeo em repouso e quando em movimentam apresentam fluidez A forccedila gel eacute um
paracircmetro de natureza reoloacutegica que indica o grau de gelificaccedilatildeo devido agrave interaccedilatildeo eleacutetrica
entre partiacuteculas dispersas
A forccedila gel inicial mede a resistecircncia inicial para colocar o fluido em fluxo A forccedila
gel final mede a resistecircncia do fluido para reiniciar o fluxo quando este fica um certo tempo
em repouso A diferenccedila entre elas indica o grau de tixotropia do fluido
Paracircmetros de filtraccedilatildeo
Devido agrave pressatildeo da coluna de fluido ter que ser maior que a pressatildeo de poro de
formaccedilatildeo para evitar o influxo dos fluidos contido nas rochas o fluido de perfuraccedilatildeo deveria
invadir continuamente as formaccedilotildees permeaacuteveis se natildeo houvesse o depoacutesito de um reboco
que eacute a capacidade do fluido de perfuraccedilatildeo em formar uma camada de partiacuteculas soacutelidas
uacutemidas sobre as rochas permeaacuteveis expostas pela broca e eacute de fundamental importacircncia para
o sucesso da perfuraccedilatildeo e da completaccedilatildeo do poccedilo
Quando existem partiacuteculas soacutelidas com dimensotildees adequadas a obstruccedilatildeo dos poros eacute
raacutepida e somente a fase liacutequida do fluido de perfuraccedilatildeo denominada filtrado invade a
formaccedilatildeo
O controle do filtrado torna-se criacutetico em casos de formaccedilotildees de folhelhos sensiacuteveis a
aacutegua esses folhelhos desenvolvem pressotildees devido ao inchamento pelo contato com a aacutegua
causando desmoronamento e alargamento do poccedilo Em formaccedilotildees permeaacuteveis o depoacutesito de
um reboco muito espesso causa reduccedilatildeo acentuada do diacircmetro do poccedilo aleacutem do que um
reboco espesso facilita a prisatildeo por pressatildeo diferencial
Para formar o reboco deve haver o influxo da fase liacutequida do fluido do poccedilo para a
formaccedilatildeo Este processo eacute conhecido como filtraccedilatildeo Eacute essencial que o fluido tenha uma
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fraccedilatildeo razoaacutevel de partiacuteculas com dimensotildees ligeiramente menores agraves dimensotildees dos poros
das rochas expostas
Quando existem partiacuteculas soacutelidas com dimensotildees adequadas a obstruccedilatildeo dos poros eacute
raacutepida e somente a fase liacutequida do fluido o filtrado invade a rocha
O filtrado e a espessura de reboco satildeo dois paracircmetros medidos rotineiramente para
definir o comportamento do fluido quanto agrave filtraccedilatildeo
Teor de soacutelidos
O teor de soacutelidos cujo valor deve ser mantido no miacutenimo possiacutevel eacute uma propriedade
que deve ser controlada com rigor porque o seu aumento implica aumento de vaacuterias outras
propriedades (densidade viscosidade e forccedila gel) aleacutem de aumentar a ocorrecircncia de
problemas como desgaste dos equipamentos de circulaccedilatildeo fratura das formaccedilotildees devido agrave
elevaccedilatildeo das pressotildees de bombeio ou hidrostaacutetica prisatildeo da coluna e reduccedilatildeo da taxa de
penetraccedilatildeo
O tratamento do fluido para reduzir o teor de soacutelidos pode ser preventivo ou corretivo
O tratamento preventivo consiste em inibir o fluido fiacutesico ou quimicamente evitando-se a
dispersatildeo dos soacutelidos perfurados No meacutetodo corretivo pode-se fazer uso de equipamentos
extratores de soacutelidos tais como tanques de decantaccedilatildeo peneiras hidrociclones e
centrifugadores ou diluir o fluido
Concentraccedilatildeo Hidrogeniocircnica ndash pH
O controle quiacutemico de alguns sistemas de fluido de perfuraccedilatildeo baseia-se na
determinaccedilatildeo do pH (pH=- log [H+] onde [H+] eacute a concentraccedilatildeo molar do iacuteon H+) O pH dos
fluidos de perfuraccedilatildeo eacute geralmente mantido no intervalo alcalino devido a fatores tais como
reduzir a taxa de corrosatildeo e aumentar a eficiecircncia dos dispersantes bem como aumentar o
rendimento das bentonitas
O pH dos fluidos de perfuraccedilatildeo tem que ser mantido na faixa de 7 a 10 com o intuito
de reduzir a taxa de corrosatildeo dos equipamentos e evitar a dispersatildeo das formaccedilotildees argilosas
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Alcalinidades
A alcalinidade eacute determinada por meacutetodos diretos de titulaccedilatildeo volumeacutetrica de
neutralizaccedilatildeo e esta leva em consideraccedilatildeo as espeacutecies carbonatos (CO3--) e bicarbonatos
HC03- dissolvidos no fluido aleacutem dos iacuteons hidroxilas (OH-) dissolvidos e natildeo dissolvidos
Se numa soluccedilatildeo aquosa (no caso o filtrado do fluido) houver apenas OH- entatildeo soacute se
mede Pf natildeo havendo C03-2 nem HC03
- a viragem do metilorange se daacute com a primeira gota
de soluccedilatildeo de H2S04 N50 A medida em que o Mf cresce tornando-se maior do que o Pf a
alcalinidade passa a ser devido a OH- + C03-2 a C03
-2 + HC03- e por fim somente a HC03
-
quando o Pf = O Entre o Pf = Mf e Pf = O vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser
deduzida cada uma sendo apropriada para fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
Esse teste identifica a alcalinidade parcial do filtrado alcalinidade da lama e
alcalinidade total do filtrado
Teor de cloretos ou salinidade
Este teste eacute feito por anaacutelise volumeacutetrica de precipitaccedilatildeo por titulaccedilatildeo dos iacuteons
cloretos
Os resultados obtidos com esses testes no campo satildeo utilizados para identificar o teor
salino da aacutegua de preparo do fluido controlar a salinidade de fluidos inibidos com sal
identificar influxos de aacutegua salgada e identificar a perfuraccedilatildeo de uma rocha ou domo salino
Teor de bentonita ou de soacutelidos ativos
O teste do azul de metileno ou MBT eacute uma anaacutelise volumeacutetrica por adsorccedilatildeo que serve
como inibidor da quantidade de soacutelidos ativos ou bentoniacuteticos no fluido de perfuraccedilatildeo Este
mede a capacidade de troca de caacutetion (CTC) das argilas e soacutelidos ativos presentes
24 Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
O fluido de perfuraccedilatildeo eacute classificado de acordo com a composiccedilatildeo baseado no
constituinte principal da fase contiacutenua ou dispersante e satildeo eles fluido a base de aacutegua fluidos
a base de oacuteleo e fluidos a base de ar ou de gaacutes neste relatoacuterio vamos nos deter ao fluido de
perfuraccedilatildeo base aacutegua que foi o trabalhado durante o estaacutegio
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Fluidos a base de aacutegua
A definiccedilatildeo de um fluido a base aacutegua considera principalmente a natureza da aacutegua e os
aditivos quiacutemicos empregados no preparo do fluido A proporccedilatildeo entre os componentes
baacutesicos e as interaccedilotildees entre eles provoca sensiacuteveis modificaccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido Consequumlentemente a composiccedilatildeo eacute o principal fator a considerar no
controle das suas propriedades
A aacutegua eacute a fase contiacutenua e o principal componente de qualquer fluido agrave base de aacutegua
podendo ser doce dura ou salgada A aacutegua doce natildeo precisa de tratamento preacutevio pois natildeo
afeta o desempenho dos aditivos empregados no preparo do fluido sua salinidade eacute inferior a
1000 ppm de NaCl equivalente
A aacutegua dura tem a presenccedila de sais de caacutelcio e magneacutesio dissolvido onde estes
apresentam concentraccedilotildees capazes de alterar o desempenho dos aditivos do fluido de
perfuraccedilatildeo
A aacutegua salgada possui salinidade superior a 1000 ppm de NaCl equivalente e pode ser
natural como a aacutegua do mar ou pode ser salgada com a adiccedilatildeo de sais como NaCl KCl ou
CaCl2 A aacutegua tem a funccedilatildeo de prover o meio de dispersatildeo para os mateacuterias coloidais estes
controlam a viscosidade limite de escoamento forccedilas geacuteis e filtrado em valores adequados
para conferir ao fluido uma boa taxa de remoccedilatildeo dos soacutelidos perfurados e capacidade de
estabilizaccedilatildeo das paredes do poccedilo
Os fatores a serem considerados na seleccedilatildeo da aacutegua de preparo satildeo disponibilidade
custo de transporte e de tratamento tipos de formaccedilotildees geoloacutegicas a serem perfuradas
produtos quiacutemicos que comporatildeo o fluido e equipamentos e teacutecnicas a serem usados na
avaliaccedilatildeo das formaccedilotildees
Os soacutelidos dispersos em meio aquoso podem ser ativos ou inertes Os soacutelidos ativos
satildeo materiais argilosos cuja funccedilatildeo principal eacute aumentar a viscosidade do fluido A argila
mais usada eacute a bentonita
Os soacutelidos inertes podem se originar da adiccedilatildeo de materiais industrializados ou de
detritos finos das rochas perfuradas O adensante baritina eacute o soacutelido inerte mais comuns dentre
os produtos comercializados Os soacutelidos inertes oriundos das rochas perfuradas satildeo areia silte
e calcaacuterio fino
Os produtos quiacutemicos a serem adicionados ao fluido podem ser
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bull alcalinizantes e controladores de pH como soda caacuteustica potassa caacuteustica e cal
hidratada
bull dispersantes como o lignossulfonato tanino lignito e fosfato
bull redutores de filtrado como amido
bull floculantes como a soda caacuteustica cal e cloreto de soacutedio
bull poliacutemeros de uso geral para viscosificar desflocular ou reduzir filtrado
bull surfactantes para emulsificar e reduzir a tensatildeo superficial
bull removedores de caacutelcio e magneacutesio como carbonato e bicarbonato de soacutedio
bull inibidores de formaccedilatildeo ativas como cloreto de potaacutessio soacutedio e caacutelcio
bull bactericidas como paraformaldeiacutedo composto organoclorados soda caacuteustica e
cal
Produtos quiacutemicos mais especiacuteficos como anticorrosivos traccediladores quiacutemicos
antiespumantes entre outros tambeacutem podem estar presentes
A Tabela 21 abaixo apresenta a composiccedilatildeo dos fluidos usado na Petrobraacutes (ATP-
ARGIP) com seus respectivos coacutedigos
COacuteDIGO Tipos de
Fluido COacuteDIGO Tipos de Fluido
1 Aacutegua do Mar 12 NaCl com Poliacrilamida
2 Convencional 13 Milk Mud
3 BTS 14 Espuma
4 Nativo 15 Convencional com Asfalto e
LCM
5 NaCl com Poliacutemeros
16 Base Oacuteleo Mineral
6 Base Cal 17 Especiais para alta
temperatura
7 Disperso 18 Biopoliacutemero Saturado
8 KCL com Poliacutemero 19 Catiocircnico
9 Saturado 20 KCl com Poliacrilamida
10 Aerado 21 Biopoliacutemero com Carbonato
11 Base Oacuteleo Diesel 22 Sinteacutetico (Eacutester ou Parafina)
Tabela 2 1 ndash Tipo de fluidos utilizados no ATPARG
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Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados Tipo 2 Aacutegua Industrial argila ativada e soda caacuteustica
Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e
calcaacuterio
Tipo 19 Aacutegua Industrial Oacutexido de Magneacutesio Goma Xantana CMC BBV ADS
Amido Comum Cloreto de soacutedio Poliacutemero Catiocircnico Calcaacuterio Fino Lubrificante Preventor
de enceramento e Bactericida
24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
O controle dos soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo eacute feito por um sistema de equipamentos
extratores buscando sempre manter o teor de soacutelidos adequados ao trabalho Quando estes
natildeo satildeo suficientes para esse controle a accedilatildeo corretiva implicaraacute num custo adicional pois
uma nova formulaccedilatildeo teraacute que ser feita ou seja um fluido novo seraacute misturado para diluiccedilatildeo
O natildeo uso dos equipamentos ou a natildeo correccedilatildeo do teor de soacutelidos implica na reduccedilatildeo da taxa
de penetraccedilatildeo problemas de ordem reoloacutegicas do fluido de perfuraccedilatildeo reboco de baixa
qualidade maior densidade equivalente de circulaccedilatildeo dano a formaccedilatildeo ameaccedila de prisatildeo da
coluna por diferencial de pressatildeo elevado desgaste de equipamentos grande volume de
resiacuteduos gerados e maior custo global
Existe algumas recomendaccedilotildees que se forem seguidas auxiliam na soluccedilatildeo de
problemas provocados por soacutelidos satildeo elas
Analisar os testes do fluido de perfuraccedilatildeo a fim de identificar a presenccedila de
um teor elevado de soacutelidos
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
eficientemente
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
em sequumlecircncia apropriada
Verificar se os equipamentos instalados na sonda tecircm capacidade suficiente
para remover soacutelidos numa taxa que permita trabalhar na faixa aceitaacutevel de teor
de soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo
Verificar qual o equipamento adicional necessaacuterio para resolver o problema
provocado pelo teor elevado de soacutelidos
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PEN
EIR
AS
KELLY (HASTE QUADRADA)
KATARINA
DESLIZADOR DE CASCALHOS
TUBOS PESADOS (HW)
PEN
EIR
AS
COMANDOS
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo da diluiccedilatildeo necessaacuteria para resolver o problema sem o uso
de equipamento adicional
Comparar os custos determinados em nos dois itens anteriores
Recomendar se necessaacuterio a instalaccedilatildeo de equipamento adicional extrator de
soacutelidos
Caso seja instalado um equipamento adicional de soacutelidos operaacute-lo por um
periacuteodo apropriado de tempo repetir os testes com o fluido de perfuraccedilatildeo e
avaliar a eficiecircncia do equipamento adicional instalado
25 Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de
perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
Peneiras Vibratoacuterias
A peneira vibratoacuteria eacute a primeira
barreira na retenccedilatildeo dos soacutelidos do fluido de
perfuraccedilatildeo que retorna durante a saiacuteda de
cada ciclo de circulaccedilatildeo Dessa etapa os
soacutelidos mais grosseiros satildeo retidos jaacute que eacute
mais faacutecil removecirc-los antes de passar pelos
hidrociclones e centrifugadores Ao lado
apresenta-se uma figura esquemaacutetica com o
percurso simplificado do fluido no poccedilo
quando se estaacute perfurando
Hidrociclones
A separaccedilatildeo dos soacutelidos ocorre da seguinte
forma o liacutequido contendo a fraccedilatildeo mais fina
de partiacuteculas menores eacute descarregado atraveacutes Figura 2 1-Ciclo simplificado de fluido de
perfuraccedilatildeo
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do tubo cilindro central (overflow) o liacutequido contendo os soacutelidos mais grossos eacute
descarregado pelo underflow
Os cones hoje satildeo feitos de poliuretano este material quando expostos a altas
temperaturas (150 e 175 ordm F) amolecem fazendo com que haja a necessidade de substituiacute-los
A viscosidade do fluido o teor de soacutelidos na alimentaccedilatildeo a pressatildeo disponiacutevel na
entrada do equipamento e o lay-out do percurso feito pelo fluido influencia de forma direta no
desempenho do equipamento
Quanto menor a viscosidade (dentro do possiacutevel) maior o desempenho do
hidrociclone
Uma grande concentraccedilatildeo de soacutelidos na alimentaccedilatildeo tem efeito negativo no
desempenho Com o hidrociclone trabalhando com descarga tipo ldquosprayrdquo o ponto de corte
meacutedio aumenta quando a carga de soacutelidos aumenta Quando a carga de soacutelidos ultrapassa o
ponto suportaacutevel pelo ldquounderflowrdquo o hidrociclone comeccedila a descarregar em ldquoforma de cordardquo
e o ponto de corte meacutedio aumenta drasticamente A pressatildeo recomendada pela maioria dos
fabricantes e fornecedores de hidrociclones jaacute estaacute otimizada A maioria dos hidrociclones no
campo requer de 70 a 80 peacutes de fluido de pressatildeo hidrostaacutetica Os hidrociclones utilizados nas
sondas satildeo chamados de desareadores e dessiltadores
Depuradores (MUD CLEANER)
Este eacute composto por hidrociclones em seacuterie com uma tela fina que permite recuperar
partiacuteculas e eacute usado com fluidos de perfuraccedilatildeo pesados As partiacuteculas soacutelidas que esse
equipamento remove satildeo maiores que a baritina Como ocorre no ciclone parte do material eacute
recuperada e parte eacute descartada o recuperado retorna ao fluido reduzindo custos
Monta-se uma cobertura onde a tela estaacute colocada fazendo com que todos os soacutelidos
descarregados pelos dessiltadores satildeo retornados para o sistema de circulaccedilatildeo No caso de
baritina ser adicionada ao fluido a cobertura daacute lugar a tela fina Esse equipamento reduz a
perda da baritina dos fluidos pesados no intuito de recuperar fluidos caros e reduzir descarte
de poluente ao meio ambiente
Decantador Centriacutefugo
A funccedilatildeo deste equipamento eacute separar soacutelidos de liacutequidos eacute formado por um tambor
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ciliacutendrico-cocircnico composto por uma seccedilatildeo cocircnica que origina a chamada ldquopraiardquo e uma ou
vaacuterios secccedilotildees ciliacutendricas conectadas que origina a ldquopiscinardquoUm parafuso transportador que
fica dentro do tambor rotativo
Eacute possiacutevel ajustar a profundidade do liacutequido no tambor o niacutevel da piscina teraacute um
efeito sobre a eficiecircncia de separaccedilatildeo pois ele afetaraacute as aacutereas secas e molhadas da praia bem
como a secagem dos soacutelidos e a habilidade fiacutesica do parafuso em transportar os soacutelidos para o
tambor
A medida do teor de areia num fluido nos daacute um paracircmetro de avaliaccedilatildeo dos
equipamentos extratores de soacutelidos da sonda e serve como uma medida de abrasividade do
fluido
CAPIacuteTULO 4
METODOLOGIA DE ANAacuteLISES
Metodologia de anaacutelise Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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4 - Metodologia de anaacutelise
O monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo eacute feito
de acordo com as metodologias descritas neste capiacutetulo Aqui seratildeo descritos os meacutetodos
fiacutesicos e quiacutemicos para anaacutelises de fluido de perfuraccedilatildeo base aacutegua
As anaacutelises que seratildeo descritas neste documento estatildeo de acordo com o Manual de
Laboratoacuterio de Fluido Programa de Trainees Petrobras ndash 2002 Quiacutemico de Petroacuteleo Junior
41 Meacutetodos Fiacutesicos
411 Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
Figura 4 1- Funil Marsh Fonte wwwfanncom
A Figura 41 mostra o funil Marsh que eacute um funil com as seguintes dimensotildees 1524
cm (6rdquo) de diacircmetro na parte superior 3048 cm (12rdquo) de altura A metade da abertura
superior eacute coberta por uma peneira de malha nordm 10 O orifiacutecio inferior tem 476 mm (316rdquo) de
diacircmetro interno e 508 cm (2rdquo) de comprimento A capacidade do funil ateacute a marca superior eacute
de 1500 cmsup3
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Se segura o funil em posiccedilatildeo vertical obstruindo o orifiacutecio de descarga com o dedo
indicador
bull verta-se atraveacutes da peneira a amostra de fluido tomada em qualquer ponto onde ela
esteja em agitaccedilatildeo ateacute que o niacutevel da mesma fique rente agrave parte inferior da tela da
peneira
bull imediatamente retira-se o dedo do tubo de descarga e com o auxiacutelio de um
cronocircmetro observa-se o tempo em segundos necessaacuterio para que escoe um (01) litro
de fluido para um recipiente graduado
bull a operaccedilatildeo deve ser raacutepida para minimizar erros
bull registra-se a ldquoViscosidaderdquo Marsh em segundos1000 cmsup3 de fluido
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Verifica-se a precisatildeo do funil Marsh com 1500 cmsup3 de aacutegua doce a 21ordmC O tempo de
escoamento de 1000 cmsup3 de aacutegua deve ser de 28 plusmn 05 segundos
412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
Figura 4 2- Medidor de areia Fonte wwwsolotestcombr
A Figura 42 mostra o conjunto que registra o conteuacutedo de areia presente no fluido
em percentagem volumeacutetrica composto por um tubo de vidro graduado em percentual
volumeacutetrico (0-20 v) um cilindro cocircnico um copo ciliacutendrico com uma tela de peneira
(malha 200 mesh)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Verta-se o fluido previamente passado atraveacutes da peneira do funil Marsh no tubo de
vidro graduado ateacute a marca indicada e depois se adiciona aacutegua ateacute a referecircncia
superior
bull obstrui-se a saiacuteda superior do tubo com o dedo e agita-se vigorosamente Em seguida
esvazia-se a amostra de fluido diluiacutedo atraveacutes da peneira lavando todo o resiacuteduo no
tubo com aacutegua Lava-se a areia retida na peneira ateacute eliminar os traccedilos de fluido
bull coloca-se o funil sobre a peneira e inverte-se o conjunto lentamente Faz-se retornar a
areia da peneira para o interior do tubo atraveacutes de jatos daacutegua
bull apoacutes a deposiccedilatildeo total da areia lecirc-se diretamente a percentagem em volume de areia
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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412 Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
Figura 4 3 - Balanccedila densimeacutetrica Fonte wwwfanncom
A Figura 43 apresenta a balanccedila utilizada para mediccedilatildeo de densidade de fluido de
perfuraccedilatildeo no campo O equipamento consiste de uma base e braccedilo graduado com copo para
amostra tampa fiel cursor e medidor de niacutevel Possui quatro escalas de leituras
Densidade 072 - 288
Massa Especiacutefica 6-24(lbmgal)
Massa Especiacutefica 45-180(lbmft3)
Gradiente Hidrostaacutetico 310-1250 (ldquopsirdquo1000ft)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Posiciona-se a base da balanccedila em uma superfiacutecie lisa e nivelada
bull enche totalmente o copo da balanccedila com o fluido a ser testado Se o copo inicialmente
estiver molhado despeje a primeira porccedilatildeo de fluido e volte a enchecirc-lo Deve ser eliminado as
bolhas de ar trapeadas no fluido Para tanto basta que se decircem alguns golpes no copo ateacute que
desapareccedilam
bull coloca-se a tampa enroscando-a com um leve movimento de rotaccedilatildeo ateacute que fique
firmemente assentado no copo certificando-se que uma pequena quantidade de fluido escape
pelo orifiacutecio de purgaccedilatildeo
bull lava-se e seca-se o exterior da balanccedila
bull coloca-se a balanccedila sobre a base e move-se o cursor ateacute que a bolha do niacutevel fique
centralizada
bull lecirc-se a massa especiacutefica eou densidade no lado do cursor que estiver mais proacuteximo do
copo coletor
bull Registra-se a leitura da massa especiacutefica em lbmgal ou de densidade com precisatildeo de
bull 005 ou 0005 respectivamente
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Deve ser feito a calibraccedilatildeo do equipamento frequentemente com aacutegua doce ateacute 21ordmC
que deveraacute dar uma leitura de densidade igual a 100 A afericcedilatildeo se faz retirando ou colocando
esferas de chumbo no depoacutesito especial que existe na extremidade do braccedilo da balanccedila
414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
Figura 4 4 Filtro-prensa BTBP Fonte wwwfanncom
O equipamento consiste de um reservatoacuterio de fluido com capacidade aproximada de
400 cmsup3 um meio filtrante (Papel de filtro Whatman nordm 50 de 9 cm ou similar) um coletor de
filtrado (proveta graduada) e uma fonte de pressatildeo (cilindro contendo N2 ou CO2) O
reservatoacuterio eacute constituiacutedo por uma ceacutelula tampa superior fixada atraveacutes de uma prensa
gaxetas tela e uma base A aacuterea exposta a filtraccedilatildeo eacute de 7 polsup2 O controle de pressatildeo eacute
efetuado por uma vaacutelvula com registro (manocircmetro) A despressurizaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de
uma vaacutelvula de escape
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Assegura-se que todas as partes do filtro estejam limpas e secas e que as gaxetas natildeo
estejam gastas ou deformadas
bull monta-se todas as peccedilas da ceacutelula a base uma gaxeta a tela o papel-filtro outra
gaxeta e o corpo da ceacutelula
bull preenche-se filtro com fluido ateacute um centiacutemetro da borda superior da ceacutelula e coloca-
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 29
se o conjunto sobre o suporte central Assegura-se que a tampa superior da ceacutelula tenha a sua
gaxeta e tampa-se a ceacutelula apertando-a com o parafuso
bull com uma proveta graduada recolhe-se o filtrado na saiacuteda da ceacutelula
bull fecha-se a vaacutelvula de escape e ajusta-se o regulador de pressatildeo ateacute obter 100 psi em 30
segundos no maacuteximo Marca-se o tempo e apoacutes 30 minutos mede-se o volume de filtrado na
proveta Fecha-se a fonte de pressatildeo Elimina-se o gaacutes confinado na ceacutelula atraveacutes da vaacutelvula
de escape cuidadosamente
bull retira-se a ceacutelula do suporte despeja o fluido desarma a ceacutelula recolhe-se o pepal de
filtro com o reboco lave o mesmo com um leve jato de aacutegua e mede-se a sua espessura em
132rdquo
bull registra-se o volume de filtrado em cmsup3 com aproximaccedilatildeo de 01 cmsup3
bull registra-se a espessura do reboco em 132rdquo com aproximaccedilatildeo de 164rdquo
CALIBRACcedilAtildeO
bull Eacute necessaacuterio verificar com frequumlecircncia a exatidatildeo dos manocircmetros
415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
Figura 4 5 ndash Retorta Fonte wwwfanncom A Retorta mostrada na Figura 55 destina-se a determinaccedilatildeo dos teores de soacutelidos e
liacutequidos existentes num fluido atraveacutes da destilaccedilatildeo de uma amostra do mesmo Eacute constituiacutedo
de um copo para amostra com capacidade de 10 cmsup3 uma cacircmara de aquecimento um forno e
um condensador O destilado eacute coletado numa proveta graduada A retorta eacute regulada por um
termostato que permite manter com seguranccedila a temperatura necessaacuteria para completa
destilaccedilatildeo da amostra de fluido
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 30
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Retira-se a retorta do bloco isolante Usando a espaacutetula como desarmadordesenrosca-
se o depoacutesito de fluido da retorta
bull introduz-se uma palha de accedilo na cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se o depoacutesito com o fluido a ser testado e coloca-se a tampa de afericcedilatildeo no
depoacutesito de fluido
bull limpa-se bem a tampa a rosca e o corpo externo do depoacutesito sem derramar o fluido
bull enrosca-se o depoacutesito na parte inferior da cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se a retorta na cacircmara isolante e fecha-se a tampa da cacircmara isolante
bull coloca-se a proveta graduada sob a descarga do condensador
bull por meio de fio eleacutetrico liga-se o aparelho a uma tomada de 115 volts CA e fecha-se
o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute acender
bull o tempo de destilaccedilatildeo eacute de 35 minutos
bull abre-se o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute apagar
bull deixa-se a retorta esfriar por 10 min Apoacutes isso retira-se a proveta e faz as leituras
correspondentes aos volumes de aacutegua e oacuteleo recuperados na proveta graduada
Os resultados satildeo obtidos em aacutegua = Volume de aacutegua x 10
oacuteleo = Volume de oacuteleo x 10
soacutelidos = 100-( aacutegua + oacuteleo)
416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
Figura 4 6 - Viscosiacutemetro rotativo de cilindros co-axiais Fann mod 35-a Fonte wwwfanncom
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A Figura 46 mostra um aparelho projetado para medir propriedades reoloacutegicas e
gelificantes de liacutequidos Este modelo possui 6 (seis) velocidades e eacute usado tanto em
laboratoacuterio como em sondas de exploraccedilatildeo Possui um motor 50 Hz e 115 volts uma
combinaccedilatildeo rotor-bob-mola de torccedilatildeo que permite medidas de taxa de cisalhamento da ordem
de 511 a 1022 s-1 e tensatildeo de cisalhamento da ordem de zero a 1533 dynascmsup2 Outras
combinaccedilotildees permitem avaliaccedilotildees da ordem de 0707 a 3252 s-1 e de zero a 131520
dynascmsup2 de taxa de deformaccedilatildeo e tensatildeo de cisalhamento respectivamente
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Agita-se o fluido a ser testado no misturador Beach durante 5 min em velocidade alta
(18000 RPM)
bull coloca-se o fluido no copo do viscosiacutemetro ateacute a sua marca e posiciona-se o mesmo na
base do equipamento Eleva-se o copo ateacute que o niacutevel do fluido coincida com a marca no rotor
e fixa-se com o parafuso
bull liga-se o motor acionando o interruptor para a posiccedilatildeo HIGH e certifica-se que o
seletor de engrenagens esteja na posiccedilatildeo inferior
bull faz-se a leitura que corresponde a 600 RPM apoacutes 1 min de operaccedilatildeo
bull procede-se conforme diagrama na parte superior do equipamento para seleccedilatildeo de
velocidades e registra-se os valores de deflexatildeo apoacutes 1 min de agitaccedilatildeo para 300 200 100 6
e 3 RPM
bull coloca-se o equipamento a 600 RPM por 2 minutos Imediatamente muda-se a
velocidade para 3 RPM desliga-se o motor e apoacutes 10 segundos de repouso liga-se o aparelho
a 3 RPM ao mesmo tempo em que observa-se o ponto maacuteximo atingido pela escala valor este
denominado forccedila gel inicial
bull repere-se os dois uacuteltimos itens entretanto para um tempo de repouso de 10 min A
deflexatildeo maacutexima obtida para esta nova condiccedilatildeo eacute denominada forccedila gel final
bull registra-se os valores das deflexotildees em graus para cada velocidade do equipamento
bull registra-se os valores das forccedilas geacuteis em aproximadamente 100 lbfpesup2 seguindo o
procedimento anteriormente descrito
CALIBRACcedilAtildeO
bull O aparelho deve ser calibrado periodicamente empregando-se uma mistura de
glicerina e aacutegua pura na temperatura ambiente ou atraveacutes do calibrador mecacircnico
padronizado
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
421 - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR MATERIAIS
Jogo de papel indicador com escala de cores variadas para comparaccedilatildeo PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Toma-se um papel indicador com escala apropriada
bull posiciona-se o papel na superfiacutecie do fluido ou umedece o mesmo com uma gota do
filtrado do fluido
bull apoacutes um minuto aproximadamente a tira de papel deveraacute ter mudado de cor afetada
pela alcalinidade do fluido ou do filtrado
bull compara-se a cor do papel indicador com a carta colorimeacutetrica correspondente
bull se a cor natildeo corresponder agrave escala calorimeacutetrica da seacuterie escolhida dever-se-aacute repetir a
operaccedilatildeo com outra seacuterie
bull registre-se o pH aproximado a 05 ou a 02 unidades conforme a escala do papel
indicador usado
Nota O papel indicador daacute resultados falsos em fluidos com alta concentraccedilatildeo de sal Para
este caso utiliza-se o meacutetodo potenciomeacutetrico quando o fluido contiver mais de 10000 ppm
Cl
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf (Fluidos agrave Base Aacutegua) A alcalinidade de um filtrado agrave base de aacutegua ou de uma aacutegua proveacutem de um ou mais
dos seguintes agentes quiacutemicos
I ndash HO- - Hidroacutexido
II ndash CO3= - Carbonato
III - CO3H- - Bicarbonato ( Borato + Silicato etc)
A medida da alcalinidade pelo pH fornece as concentraccedilotildees dos sais dissolvidos poreacutem
natildeo indica quanto de cada um dos radicais acima Para isso recorre-se agrave titulaccedilatildeo com o aacutecido
sulfuacuterico em meio contendo um indicador apropriado Para a aacutegua incolor os indicadores satildeo
fenolftaleiacutena e metilorange se a aacutegua ou filtrado estiver corado por exemplo devido a
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lignossulfonato utiliza-se o azul de bromofenol em lugar de metilorange em uacuteltimo caso
usa-se o vermelho de metila em lugar dele
TIPOS DE ALCALINIDADES
Na praacutetica determinam-se as seguintes alcalinidades
I ndash do filtrado agrave fenolftaleiacutena ndash Pf
II ndash do filtrado ao metilorange ndash Mf
III ndash do fluido agrave fenolftaleiacutena ndash Pm
Se numa aacutegua houver apenas HO- entatildeo soacute se mede Pf natildeo havendo CO3= nem
CO3H- a viragem ao metilorange se daacute com a primeira gota de soluccedilatildeo de H2SO4 N50 A
medida que o Mf cresce tornando-se maior que o Pf a alcalinidade passa a ser devida a HO- +
CO3= a CO3
= + CO3H- e por fim somente a CO3H- quando o Pf =0 Entre o Pf =Mf e Pf =0
vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser deduzidas cada uma sendo apropriada para
fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
As concentraccedilotildees desses radicais satildeo expressos em epm (equivalentes partes por
milhatildeo) ppm mgl e em gl conforme a conveniecircncia As alcalinidades geralmente satildeo
expressas em epm usando-se caacutelcio como termo de comparaccedilatildeo de equivalecircncia O peso
atocircmico dele eacute 40 molg e o valor absoluto de sua valecircncia eacute 2 Em termos de valecircncias 1Ca++
= 2HO- 1Ca++ = 1 CO3 1Ca++ = 2CO3H- por conseguinte o equivalente de HO- em Ca++ eacute
20 o equivalente de CO3= em Ca++ eacute 40 etc
As combinaccedilotildees possiacuteveis entre Pf e Mf estatildeo no quadro 1 Os caacutelculos podem ser
efetuados utilizando as foacutermulas contidas no quadro 2
Resultados de
Medidas Interpretaccedilatildeo
HO- CO3= CO3H-
Pf = Mf Pf 0 0
Pf lt 12 Mf 0 2Pf Mf - 2Pf
Pf = 12 Mf 0 2Pf 0
Pf gt 12 Mf 2Pf - Mf 2(Mf - Pf ) 0
Pf = 0 0 0 Mf
Quadro 1 As foacutermulas apresentadas no quadro 2 satildeo baseadas em que
bull 1 epm HO- = 17 ppm HO-
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bull 1 epm CO3= = 30 ppm CO3
=
bull 1 epm CO3H- =61 ppm CO3H-
e nas equivalecircncias estequiomeacutetricas entre Ca++ HO- CO3= e CO3H- anteriormente
apresentadas
Resultados Iacuteon Alcalinidade epm Ppm
Pf = Mf HO- Pf 20Pf 340Pf
Pf lt 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
CO3- Mf - 2Pf 20(Mf - 2Pf) 1200(Mf - 2Pf)
Pf = 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
Pf gt 12 Mf HO- 2Pf - Mf 20(2Pf - Mf) 340(2Pf - Mf)
CO3= 2(Mf - Pf) 40(Mf - Pf) 1200(Mf - Pf)
Pf = 0 CO3H- Mf 20 Mf 1200 Mf
MATERIAIS
bull Caacutepsula de porcelana de 250 cm3
bull 2 pipetas graduadas uma de 1 cm3 e outra de 10 cm3
bull Agitador de vidro
bull Bureta
bull Soluccedilatildeo de H2SO4 N50
bull Soluccedilatildeo indicadora de fenolftaleiacutena
PROCEDIMENTO
bull Meccedila 1 cm3 de fluido e coloque-o em uma caacutepsula
bull Dilua com 50 cm3 de aacutegua destilada
bull Adicione 3 gotas de fenolftaleiacutena
bull Titule com soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 rapidamente
bull Agite continuamente ateacute que a cor da amostra passe do vermelho agrave cor original do
fluido
bull Ao volume da soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 em cm3 se chama alcalinidade do
fluido (Pm)
bull A alcalinidade do filtrado (Pf) se determina seguindo-se o processo anterior tomando-
se 1 cm3 de filtrado
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 35
A determinaccedilatildeo de ldquoMfrdquo Alcalinidade do filtrado ao metilorange seraacute feita do seguinte modo
bull Determinado o Pf adicionar agrave soluccedilatildeo 2 a 3 gotas de soluccedilatildeo de metilorange
bull Continuar a titulaccedilatildeo anterior com a soluccedilatildeo de H2SO4 N50 ateacute viragem do amarelo-
alaranjado para o roacuteseo
bull Anotar o volume Vt de soluccedilatildeo de aacutecido gasto na titulaccedilatildeo Vt em cm3
bull Calcular o Mf como segue
bull Mf =Vt cm3 de H2SO4 N50
NOTAS
1 ndash Se o filtrado se apresentar corado devido por exemplo a tanino a viragem em ambas as
determinaccedilotildees pode ser afetada particularmente no caso do metilorange Neste caso a
determinaccedilatildeo do ponto final poderaacute ser efetuada com um potenciocircmetro O ponto final para a
determinaccedilatildeo da alcalinidade Pf eacute tomado quando o potenciocircmetro acusar o pH 83 para o
valor de Mf quando acusar o pH 43
2 ndash Em lugar do metilorange como indicador para determinaccedilatildeo do Mf podem ser usados
21 ndash azul de bromo-fenol a 01 em aacutegua destilada
22 - indicador misto cuja composiccedilatildeo eacute a seguinte
bull Vermelho de metila002 g
bull Verde de bromo-cresol010 g
bull Aacutelcool qsp1000 cm3
Com estes indicadores a viragem eacute niacutetida pelo que dispensa o uso do potenciocircmetro
A restriccedilatildeo que se faz eacute que estes indicadores satildeo oxidaacuteveis em presenccedila de certas
substacircncias tal como o aacutecido niacutetrico
Registrar-se as alcalinidades Pf e Pm em cm3 de H2SO4 N50
PREPARO DE SOLUCcedilOtildeES E REATIVOS
Soluccedilatildeo titulada de aacutecido sulfuacuterico N50 Toma-se 12 cm3 de aacutecido sulfuacuterico concentrado e o
dilui em matraz aferido (recipiente de vidro com um gargalo muito estreito e com marca de
afericcedilatildeo) de 2000 cm3 com aacutegua destilada Em seguida titula-se com uma soluccedilatildeo de NaOH
01N usando fenolftaleiacutena como indicador
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 36
Soluccedilatildeo Indicadora de Fenolftaleiacutena
Pesa-se 04g de fenolftaleiacutena qp Em seguida dissolve-
se em 60 cm3 de aacutelcool etiacutelico a 95 diluindo-se ateacute 100 cm3 com aacutegua destilada Filtra-se se
formar resiacuteduo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 37
CAPIacuteTULO 6
CONCLUSAtildeO
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 38
6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
AGRADECIMENTOS
Agradeccedilo primeiramente a Deus pois sem Ele natildeo teria conquistado nada em minha
vida Ele eacute a forccedila que me conduz pelos lugares mais altos que eu possa imaginar e que me
segura e me ergue quando penso em fraquejar
Agradeccedilo a minha famiacutelia que sempre me apoio em todos os meus projetos de vida
em especial a minha matildee Ciacutecera e meu irmatildeo Wellington que em nenhum momento
mediram esforccedilos para tornar esse projeto uma realidade Aos meus amigos de faculdades
que sempre me ajudaram e compartilharam tantos momentos felizes ao longo desses cincos
anos em especial a Ileacuteia pelo esforccedilo em conseguir esse estaacutegio e dedicaccedilatildeo ao longo deste
para tornaacute-lo viaacutevel Sem esquecer Nila claro amiga de todas as horas
Ao meu coordenador de estagio Prof Dr Everaldo Silvino e ao meu Supervisor de
estagio Engenheiro Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra pela orientaccedilatildeo e dedicaccedilatildeo no
desenvolvimento deste trabalho contribuindo para minha formaccedilatildeo acadecircmica e profissional
A todos do IP (Intervenccedilatildeo em Poccedilos do Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues)
principalmente para os mais proacuteximos Assis Eanes Bacelar Ironaldo Jackelan Rogeacuterio
Taacutessia Cordeiro Juacutelio Aratildeo Gazel Ciacutecero Evandro Joaldo Andreacuteia Teodoacutesio Ruy
Edfrance Luna Falcatildeo Walfredo Ionaldo o meu muito obrigado pelo incentivo
informaccedilotildees e conselho durante o desenvolvimento deste trabalho e eacute claro pela amizade e
conhecimentos compartilhados durante a nossa convivecircncia
Aos motoristas Zeca Joatildeo Soldado Sinobaldo e Raniery pela alegria e respeito
com que me conduziam
Aos amigos encontrados nesta empresa que vou carregar em meu coraccedilatildeo para o resto
da vida Djacyr Genigley Geilson Joanes e Lincoln
Agrave Estatal Petroacuteleo Brasileiro S A ndash PETROBRAS pela oportunidade dada
Ao corpo docente do curso de Graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica principalmente ao
Prof Dr Eduardo Lins de Barros Neto pela amizade dedicaccedilatildeo companheirismo e antes de
tudo pelo profissional que eacute
SUMAacuteRIO
1 ndash INTRODUCcedilAtildeO 10
2 ndash ASPECTOS TEOacuteRICOS 12
21ndash Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo 12
22- Fluidos de perfuraccedilatildeo 13
23-Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo 14
24-Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo 17
24-Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo 20
25-Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG 21
4 ndash METODOLOGIA DE ANAacuteLISE 25
41-Meacutetodos Fiacutesicos 25
411 Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH 25
412 Determinaccedilatildeo do teor de areia 26
412 Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica 27
414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP 28
415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos 29
416 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes 30
42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS 32
421- DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR 32
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf 32
6 - CONCLUSAtildeO 37
7 - REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 39
Lista de Figuras
Figura 2 1-Ciclo simplificado de fluido de perfuraccedilatildeo 21 Figura 4 1- Funil Marsh Fonte wwwfanncom 25
Figura 4 2- Medidor de areia Fonte wwwsolotestcombr 26
Figura 4 3 - Balanccedila densimeacutetrica Fonte wwwfanncom 27
Figura 4 4 Filtro-prensa BTBP Fonte wwwfanncom 28
Figura 4 5 ndash Retorta Fonte wwwfanncom 29
Figura 4 6 - Viscosiacutemetro rotativo de cilindros co-axiais Fann mod 35-a Fonte
wwwfanncom 30
Lista de Tabelas
Tabela 2 1 ndash Tipo de fluidos utilizados no ATPARG 19
CAPIacuteTULO 1 INTRODUCcedilAtildeO GERAL
Introduccedilatildeo Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2006 10
1 ndash Introduccedilatildeo
Fluido de perfuraccedilatildeo eacute usado como ferramenta essencial na perfuraccedilatildeo de poccedilos de
petroacuteleo Sua importacircncia se justifica pela funccedilatildeo desempenhada durante a operaccedilatildeo de
perfuraccedilatildeo Eacute competecircncia dos fluidos de perfuraccedilatildeo carrear os cascalhos cortados pela broca
sustentar a parede do poccedilo lubrificar a broca controlar a pressatildeo existente na formaccedilatildeo etc
Essas funccedilotildees satildeo desempenhadas de acordo com as propriedades do fluido que satildeo
previamente especificadas e formuladas de acordo com a formaccedilatildeo O controle dessas
propriedades durante a operaccedilatildeo eacute garantia de um bom desempenho do fluido dentro do poccedilo
Esse controle eacute feito em campo por meacutetodos de anaacutelises de paracircmetros fiacutesicos e quiacutemicos
Durante vaacuterios anos utilizou-se fluido a base de oacuteleo diesel devido agrave excelente
performance proporcionada agrave perfuraccedilatildeo comparado ao fluido base aacutegua Poreacutem em alguns
lugares as leis ambientais vigentes natildeo permitem o uso deste tipo de fluido
Nos campos de petroacuteleo do Rio Grande do Norte devido a exigecircncias ambientais o
fluido de perfuraccedilatildeo utilizado eacute base aacutegua Este trabalho tem como objetivo apresentar uma
visatildeo geral sobre fluido de perfuraccedilatildeo bem como as metodologias de anaacutelises para o
monitoramento de algumas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas de fluido de perfuraccedilatildeo base aacutegua
CAPIacuteTULO 2
ASPECTOS TEOacuteRICOS
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 12
2 - Aspectos Teoacutericos
21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
O processo de exploraccedilatildeo de petroacuteleo envolve a pesquisa por formaccedilatildeo de rochas
associadas com oacuteleo ou depoacutesitos de gaacutes natural e compreende etapas que vatildeo desde a
prospecccedilatildeo geofiacutesica passando pela perfuraccedilatildeo exploratoacuteria desenvolvimento do poccedilo
quando economicamente viaacutevel e a sua exploraccedilatildeo se forem achados hidrocarbonetos em
quantidades suficientes caso contraacuterio o poccedilo poderaacute ser abandonado
Em terra ou mar a perfuraccedilatildeo de um poccedilo eacute um trabalho realizado sem interrupccedilatildeo
que soacute termina quando se atinge a profundidade programada ou o objetivo proposto para a
perfuraccedilatildeo A perfuraccedilatildeo em terra eacute feita com sonda de perfuraccedilatildeo constituiacuteda de estrutura
metaacutelica de mais de 40 metros de altura (torre) e de equipamentos especiais
A torre sustenta um tubo vertical a coluna de perfuraccedilatildeo em cuja extremidade eacute
colocada uma broca Por meio de movimentos de rotaccedilatildeo e peso transmitido pela coluna agrave
broca as rochas satildeo perfuradas Para contrabalanccedilar as pressotildees existentes na formaccedilatildeo
resfriar a broca carrear a rocha triturada (cascalhos de perfuraccedilatildeo) ateacute a superfiacutecie aleacutem de
evitar desmoronamento das paredes do poccedilo eacute circulado na coluna um fluido de perfuraccedilatildeo
O fluido eacute injetado por bombas para o interior da coluna de perfuraccedilatildeo atraveacutes da cabeccedila de
injeccedilatildeo ou Swivel e retorna agrave superfiacutecie atraveacutes do espaccedilo anular formado pelas paredes dos
poccedilos e a coluna Ao atingir determinada profundidade a coluna de perfuraccedilatildeo eacute retirada do
poccedilo e uma coluna de revestimento de accedilo de diacircmetro inferior ao da broca eacute descida no
poccedilo
O anular entre os tubos do revestimento e as paredes do poccedilo eacute cimentado com
finalidade de isolar as rochas atravessadas permitindo entatildeo o avanccedilo de perfuraccedilatildeo com
seguranccedila Apoacutes a operaccedilatildeo de cimentaccedilatildeo a coluna de perfuraccedilatildeo eacute novamente decida no
poccedilo tendo na sua extremidade nova broca de diacircmetro menor do que a do revestimento para
o prosseguimento da perfuraccedilatildeo
Do exposto percebe-se que um poccedilo eacute perfurado em diversas fases caracterizadas
pelos diacircmetros das brocas No caso dos poccedilos do Alto do Rodrigues e Fazenda Porcinho a
sua grande maioria eacute perfurada em duas fases
A fase inicial ou fase ldquoumrdquo abrange os niacuteveis mais superficiais do terreno onde eacute
utilizado um fluido mais simples composto de apenas bentonita soacutedica e aacutegua Num segundo
estaacutegio fase ldquodoisrdquo eacute usado um fluido mais elaborado cuja composiccedilatildeo oferece
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 13
caracteriacutesticas que permitem uma obtenccedilatildeo de perfis geoloacutegicos aleacutem de prover inibiccedilatildeo
fiacutesico-quiacutemica dos argilo-minerais reduzindo a interaccedilatildeo rocha-fluido entre outras
22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
Os fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo misturas complexas de soacutelidos liacutequidos produtos
quiacutemicos e por vezes ateacute gases Do ponto de vista quiacutemico eles podem assumir aspectos de
suspensatildeo dispersatildeo coloidal ou emulsatildeo dependendo do estado fiacutesico dos componentes
O fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser estaacutevel do ponto de vista quiacutemico estabilizar as
paredes do poccedilo mecacircnica e quimicamente facilitar a separaccedilatildeo dos cascalhos na superfiacutecie
manter os soacutelidos em suspensatildeo quando estiver em repouso ser inerte em relaccedilatildeo a danos agraves
rochas produtoras aceitar qualquer tratamento fiacutesico e quiacutemico ser bombeaacutevel apresentar
baixo grau de corrosatildeo e de abrasatildeo em relaccedilatildeo agrave coluna de perfuraccedilatildeo e demais
equipamentos do sistema de circulaccedilatildeo facilitar as interpretaccedilotildees geoloacutegicas do material do
poccedilo e apresentar custo compatiacutevel com a
operaccedilatildeo
O escoamento do fluido de perfuraccedilatildeo
para baixo pela tubulaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo e para
cima pelo poccedilo algumas vezes eacute interrompido
ou por causa de um problema ou para elevar a
tubulaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo para cima e para fora do
poccedilo permitindo a troca da broca Quando a perfuraccedilatildeo paacutera os cortes em suspensatildeo no
fluido podem afundar no poccedilo prendendo a broca
Os fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo projetados com uma propriedade muito interessante que
resolve esse problema Sua espessura ou viscosidade aumenta quando diminui o seu
movimento Quando o fluido paacutera de circular ele forma um gel espesso que manteacutem os
cortes de rocha em suspensatildeo e evita que eles afundem no poccedilo
Quando o fluido comeccedila a circular novamente ele torna-se mais fino e volta agrave forma
liacutequida anterior essa propriedade do fluido garante ao transporte dos cascalhos para a
superfiacutecie limpando assim o fundo do poccedilo
O fluido tambeacutem eacute responsaacutevel por exercer pressatildeo hidrostaacutetica sobre as formaccedilotildees
evitando assim o influxo de fluidos indesejaacuteveis (kick) e estabilizar as paredes do poccedilo
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 14
23 Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
As propriedades de controle dos fluidos podem ser fiacutesicas ou quiacutemicas As fiacutesicas satildeo
mais geneacutericas ou seja satildeo vaacutelidas para qualquer tipo de fluido Jaacute as quiacutemicas satildeo
especiacuteficas para cada tipo de fluido
As propriedades fiacutesicas mais importantes e frequumlentemente medidas nas sondas satildeo as
densidades os paracircmetros reoloacutegicos as forccedilas geacuteis (inicial e final) os paracircmetros de
filtraccedilatildeo e teor de soacutelidos
As propriedades quiacutemicas mais frequumlentemente determinadas nos laboratoacuterios das
sondas satildeo o pH os teores de cloreto e de bentonita e a alcalinidade O excesso de cal
(determinada nos fluidos tratados por cal hidratada) teor de caacutelcio e de magneacutesio a
concentraccedilatildeo de H2S e a concentraccedilatildeo de potaacutessio (testada nos fluidos inibidos por gesso)
Densidade
Os limites de variaccedilatildeo da densidade dos fluidos para perfurar uma determinada fase
satildeo definidos pela pressatildeo atuante no fluido que se encontra no espaccedilo poroso da rocha (limite
miacutenimo) e pela pressatildeo para qual a rocha se rompe (limite maacuteximo) das formaccedilotildees expostas
A baritina (BaSO4) tem o poder de aumentar a densidade de um fluido Este tem
densidade de 425 enquanto a densidade dos soacutelidos perfurados eacute em torno de 26 Para
reduzir a densidade dos fluidos agrave base de aacutegua dilui-se com aacutegua (densidade 100) ou oacuteleo
diesel (densidade 082)
Paracircmetros reoloacutegicos e forccedilas geacuteis
O comportamento do fluxo de um fluido eacute definido pelos paracircmetros reoloacutegicos Para
isto considera-se que o fluido eacute definido como um modelo reoloacutegico cujos paracircmetros vatildeo
influir diretamente no caacutelculo de perdas de cargas na tubulaccedilatildeo e velocidade de transporte dos
cascalhos
O controle de propriedades reoloacutegicas eacute de vital importacircncia nas operaccedilotildees de
perfuraccedilatildeo pois elas satildeo responsaacuteveis pela remoccedilatildeo dos cascalhos perfurados Aleacutem disso
influenciam no progresso da perfuraccedilatildeo que se chama de taxa de penetraccedilatildeo
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 15
O descontrole dessa propriedade juntamente com o gel do fluido ocasiona problemas
seacuterios como Obstruccedilatildeo do anular formaccedilatildeo de fundo falso reduccedilatildeo de taxa de penetraccedilatildeo
alargamento do poccedilo prisatildeo da coluna perda de circulaccedilatildeo etc
Para os fluidos de perfuraccedilatildeo assume-se o modelo de Bingham o qual postula que
uma determinada tensatildeo deve ser aplicada para iniciar o fluxo (limite de escoamento) e acima
dessa tensatildeo o fluido se comporta como Newtoniano isto eacute Tensatildeo cisalhante (T)
proporcional a taxa de cisalhamento (TC)
Alguns fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo tixotroacutepicos isto eacute adquirem um estado semi-riacutegido
quando estatildeo em repouso e quando em movimentam apresentam fluidez A forccedila gel eacute um
paracircmetro de natureza reoloacutegica que indica o grau de gelificaccedilatildeo devido agrave interaccedilatildeo eleacutetrica
entre partiacuteculas dispersas
A forccedila gel inicial mede a resistecircncia inicial para colocar o fluido em fluxo A forccedila
gel final mede a resistecircncia do fluido para reiniciar o fluxo quando este fica um certo tempo
em repouso A diferenccedila entre elas indica o grau de tixotropia do fluido
Paracircmetros de filtraccedilatildeo
Devido agrave pressatildeo da coluna de fluido ter que ser maior que a pressatildeo de poro de
formaccedilatildeo para evitar o influxo dos fluidos contido nas rochas o fluido de perfuraccedilatildeo deveria
invadir continuamente as formaccedilotildees permeaacuteveis se natildeo houvesse o depoacutesito de um reboco
que eacute a capacidade do fluido de perfuraccedilatildeo em formar uma camada de partiacuteculas soacutelidas
uacutemidas sobre as rochas permeaacuteveis expostas pela broca e eacute de fundamental importacircncia para
o sucesso da perfuraccedilatildeo e da completaccedilatildeo do poccedilo
Quando existem partiacuteculas soacutelidas com dimensotildees adequadas a obstruccedilatildeo dos poros eacute
raacutepida e somente a fase liacutequida do fluido de perfuraccedilatildeo denominada filtrado invade a
formaccedilatildeo
O controle do filtrado torna-se criacutetico em casos de formaccedilotildees de folhelhos sensiacuteveis a
aacutegua esses folhelhos desenvolvem pressotildees devido ao inchamento pelo contato com a aacutegua
causando desmoronamento e alargamento do poccedilo Em formaccedilotildees permeaacuteveis o depoacutesito de
um reboco muito espesso causa reduccedilatildeo acentuada do diacircmetro do poccedilo aleacutem do que um
reboco espesso facilita a prisatildeo por pressatildeo diferencial
Para formar o reboco deve haver o influxo da fase liacutequida do fluido do poccedilo para a
formaccedilatildeo Este processo eacute conhecido como filtraccedilatildeo Eacute essencial que o fluido tenha uma
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fraccedilatildeo razoaacutevel de partiacuteculas com dimensotildees ligeiramente menores agraves dimensotildees dos poros
das rochas expostas
Quando existem partiacuteculas soacutelidas com dimensotildees adequadas a obstruccedilatildeo dos poros eacute
raacutepida e somente a fase liacutequida do fluido o filtrado invade a rocha
O filtrado e a espessura de reboco satildeo dois paracircmetros medidos rotineiramente para
definir o comportamento do fluido quanto agrave filtraccedilatildeo
Teor de soacutelidos
O teor de soacutelidos cujo valor deve ser mantido no miacutenimo possiacutevel eacute uma propriedade
que deve ser controlada com rigor porque o seu aumento implica aumento de vaacuterias outras
propriedades (densidade viscosidade e forccedila gel) aleacutem de aumentar a ocorrecircncia de
problemas como desgaste dos equipamentos de circulaccedilatildeo fratura das formaccedilotildees devido agrave
elevaccedilatildeo das pressotildees de bombeio ou hidrostaacutetica prisatildeo da coluna e reduccedilatildeo da taxa de
penetraccedilatildeo
O tratamento do fluido para reduzir o teor de soacutelidos pode ser preventivo ou corretivo
O tratamento preventivo consiste em inibir o fluido fiacutesico ou quimicamente evitando-se a
dispersatildeo dos soacutelidos perfurados No meacutetodo corretivo pode-se fazer uso de equipamentos
extratores de soacutelidos tais como tanques de decantaccedilatildeo peneiras hidrociclones e
centrifugadores ou diluir o fluido
Concentraccedilatildeo Hidrogeniocircnica ndash pH
O controle quiacutemico de alguns sistemas de fluido de perfuraccedilatildeo baseia-se na
determinaccedilatildeo do pH (pH=- log [H+] onde [H+] eacute a concentraccedilatildeo molar do iacuteon H+) O pH dos
fluidos de perfuraccedilatildeo eacute geralmente mantido no intervalo alcalino devido a fatores tais como
reduzir a taxa de corrosatildeo e aumentar a eficiecircncia dos dispersantes bem como aumentar o
rendimento das bentonitas
O pH dos fluidos de perfuraccedilatildeo tem que ser mantido na faixa de 7 a 10 com o intuito
de reduzir a taxa de corrosatildeo dos equipamentos e evitar a dispersatildeo das formaccedilotildees argilosas
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Alcalinidades
A alcalinidade eacute determinada por meacutetodos diretos de titulaccedilatildeo volumeacutetrica de
neutralizaccedilatildeo e esta leva em consideraccedilatildeo as espeacutecies carbonatos (CO3--) e bicarbonatos
HC03- dissolvidos no fluido aleacutem dos iacuteons hidroxilas (OH-) dissolvidos e natildeo dissolvidos
Se numa soluccedilatildeo aquosa (no caso o filtrado do fluido) houver apenas OH- entatildeo soacute se
mede Pf natildeo havendo C03-2 nem HC03
- a viragem do metilorange se daacute com a primeira gota
de soluccedilatildeo de H2S04 N50 A medida em que o Mf cresce tornando-se maior do que o Pf a
alcalinidade passa a ser devido a OH- + C03-2 a C03
-2 + HC03- e por fim somente a HC03
-
quando o Pf = O Entre o Pf = Mf e Pf = O vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser
deduzida cada uma sendo apropriada para fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
Esse teste identifica a alcalinidade parcial do filtrado alcalinidade da lama e
alcalinidade total do filtrado
Teor de cloretos ou salinidade
Este teste eacute feito por anaacutelise volumeacutetrica de precipitaccedilatildeo por titulaccedilatildeo dos iacuteons
cloretos
Os resultados obtidos com esses testes no campo satildeo utilizados para identificar o teor
salino da aacutegua de preparo do fluido controlar a salinidade de fluidos inibidos com sal
identificar influxos de aacutegua salgada e identificar a perfuraccedilatildeo de uma rocha ou domo salino
Teor de bentonita ou de soacutelidos ativos
O teste do azul de metileno ou MBT eacute uma anaacutelise volumeacutetrica por adsorccedilatildeo que serve
como inibidor da quantidade de soacutelidos ativos ou bentoniacuteticos no fluido de perfuraccedilatildeo Este
mede a capacidade de troca de caacutetion (CTC) das argilas e soacutelidos ativos presentes
24 Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
O fluido de perfuraccedilatildeo eacute classificado de acordo com a composiccedilatildeo baseado no
constituinte principal da fase contiacutenua ou dispersante e satildeo eles fluido a base de aacutegua fluidos
a base de oacuteleo e fluidos a base de ar ou de gaacutes neste relatoacuterio vamos nos deter ao fluido de
perfuraccedilatildeo base aacutegua que foi o trabalhado durante o estaacutegio
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Fluidos a base de aacutegua
A definiccedilatildeo de um fluido a base aacutegua considera principalmente a natureza da aacutegua e os
aditivos quiacutemicos empregados no preparo do fluido A proporccedilatildeo entre os componentes
baacutesicos e as interaccedilotildees entre eles provoca sensiacuteveis modificaccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido Consequumlentemente a composiccedilatildeo eacute o principal fator a considerar no
controle das suas propriedades
A aacutegua eacute a fase contiacutenua e o principal componente de qualquer fluido agrave base de aacutegua
podendo ser doce dura ou salgada A aacutegua doce natildeo precisa de tratamento preacutevio pois natildeo
afeta o desempenho dos aditivos empregados no preparo do fluido sua salinidade eacute inferior a
1000 ppm de NaCl equivalente
A aacutegua dura tem a presenccedila de sais de caacutelcio e magneacutesio dissolvido onde estes
apresentam concentraccedilotildees capazes de alterar o desempenho dos aditivos do fluido de
perfuraccedilatildeo
A aacutegua salgada possui salinidade superior a 1000 ppm de NaCl equivalente e pode ser
natural como a aacutegua do mar ou pode ser salgada com a adiccedilatildeo de sais como NaCl KCl ou
CaCl2 A aacutegua tem a funccedilatildeo de prover o meio de dispersatildeo para os mateacuterias coloidais estes
controlam a viscosidade limite de escoamento forccedilas geacuteis e filtrado em valores adequados
para conferir ao fluido uma boa taxa de remoccedilatildeo dos soacutelidos perfurados e capacidade de
estabilizaccedilatildeo das paredes do poccedilo
Os fatores a serem considerados na seleccedilatildeo da aacutegua de preparo satildeo disponibilidade
custo de transporte e de tratamento tipos de formaccedilotildees geoloacutegicas a serem perfuradas
produtos quiacutemicos que comporatildeo o fluido e equipamentos e teacutecnicas a serem usados na
avaliaccedilatildeo das formaccedilotildees
Os soacutelidos dispersos em meio aquoso podem ser ativos ou inertes Os soacutelidos ativos
satildeo materiais argilosos cuja funccedilatildeo principal eacute aumentar a viscosidade do fluido A argila
mais usada eacute a bentonita
Os soacutelidos inertes podem se originar da adiccedilatildeo de materiais industrializados ou de
detritos finos das rochas perfuradas O adensante baritina eacute o soacutelido inerte mais comuns dentre
os produtos comercializados Os soacutelidos inertes oriundos das rochas perfuradas satildeo areia silte
e calcaacuterio fino
Os produtos quiacutemicos a serem adicionados ao fluido podem ser
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bull alcalinizantes e controladores de pH como soda caacuteustica potassa caacuteustica e cal
hidratada
bull dispersantes como o lignossulfonato tanino lignito e fosfato
bull redutores de filtrado como amido
bull floculantes como a soda caacuteustica cal e cloreto de soacutedio
bull poliacutemeros de uso geral para viscosificar desflocular ou reduzir filtrado
bull surfactantes para emulsificar e reduzir a tensatildeo superficial
bull removedores de caacutelcio e magneacutesio como carbonato e bicarbonato de soacutedio
bull inibidores de formaccedilatildeo ativas como cloreto de potaacutessio soacutedio e caacutelcio
bull bactericidas como paraformaldeiacutedo composto organoclorados soda caacuteustica e
cal
Produtos quiacutemicos mais especiacuteficos como anticorrosivos traccediladores quiacutemicos
antiespumantes entre outros tambeacutem podem estar presentes
A Tabela 21 abaixo apresenta a composiccedilatildeo dos fluidos usado na Petrobraacutes (ATP-
ARGIP) com seus respectivos coacutedigos
COacuteDIGO Tipos de
Fluido COacuteDIGO Tipos de Fluido
1 Aacutegua do Mar 12 NaCl com Poliacrilamida
2 Convencional 13 Milk Mud
3 BTS 14 Espuma
4 Nativo 15 Convencional com Asfalto e
LCM
5 NaCl com Poliacutemeros
16 Base Oacuteleo Mineral
6 Base Cal 17 Especiais para alta
temperatura
7 Disperso 18 Biopoliacutemero Saturado
8 KCL com Poliacutemero 19 Catiocircnico
9 Saturado 20 KCl com Poliacrilamida
10 Aerado 21 Biopoliacutemero com Carbonato
11 Base Oacuteleo Diesel 22 Sinteacutetico (Eacutester ou Parafina)
Tabela 2 1 ndash Tipo de fluidos utilizados no ATPARG
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Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados Tipo 2 Aacutegua Industrial argila ativada e soda caacuteustica
Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e
calcaacuterio
Tipo 19 Aacutegua Industrial Oacutexido de Magneacutesio Goma Xantana CMC BBV ADS
Amido Comum Cloreto de soacutedio Poliacutemero Catiocircnico Calcaacuterio Fino Lubrificante Preventor
de enceramento e Bactericida
24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
O controle dos soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo eacute feito por um sistema de equipamentos
extratores buscando sempre manter o teor de soacutelidos adequados ao trabalho Quando estes
natildeo satildeo suficientes para esse controle a accedilatildeo corretiva implicaraacute num custo adicional pois
uma nova formulaccedilatildeo teraacute que ser feita ou seja um fluido novo seraacute misturado para diluiccedilatildeo
O natildeo uso dos equipamentos ou a natildeo correccedilatildeo do teor de soacutelidos implica na reduccedilatildeo da taxa
de penetraccedilatildeo problemas de ordem reoloacutegicas do fluido de perfuraccedilatildeo reboco de baixa
qualidade maior densidade equivalente de circulaccedilatildeo dano a formaccedilatildeo ameaccedila de prisatildeo da
coluna por diferencial de pressatildeo elevado desgaste de equipamentos grande volume de
resiacuteduos gerados e maior custo global
Existe algumas recomendaccedilotildees que se forem seguidas auxiliam na soluccedilatildeo de
problemas provocados por soacutelidos satildeo elas
Analisar os testes do fluido de perfuraccedilatildeo a fim de identificar a presenccedila de
um teor elevado de soacutelidos
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
eficientemente
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
em sequumlecircncia apropriada
Verificar se os equipamentos instalados na sonda tecircm capacidade suficiente
para remover soacutelidos numa taxa que permita trabalhar na faixa aceitaacutevel de teor
de soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo
Verificar qual o equipamento adicional necessaacuterio para resolver o problema
provocado pelo teor elevado de soacutelidos
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PEN
EIR
AS
KELLY (HASTE QUADRADA)
KATARINA
DESLIZADOR DE CASCALHOS
TUBOS PESADOS (HW)
PEN
EIR
AS
COMANDOS
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo da diluiccedilatildeo necessaacuteria para resolver o problema sem o uso
de equipamento adicional
Comparar os custos determinados em nos dois itens anteriores
Recomendar se necessaacuterio a instalaccedilatildeo de equipamento adicional extrator de
soacutelidos
Caso seja instalado um equipamento adicional de soacutelidos operaacute-lo por um
periacuteodo apropriado de tempo repetir os testes com o fluido de perfuraccedilatildeo e
avaliar a eficiecircncia do equipamento adicional instalado
25 Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de
perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
Peneiras Vibratoacuterias
A peneira vibratoacuteria eacute a primeira
barreira na retenccedilatildeo dos soacutelidos do fluido de
perfuraccedilatildeo que retorna durante a saiacuteda de
cada ciclo de circulaccedilatildeo Dessa etapa os
soacutelidos mais grosseiros satildeo retidos jaacute que eacute
mais faacutecil removecirc-los antes de passar pelos
hidrociclones e centrifugadores Ao lado
apresenta-se uma figura esquemaacutetica com o
percurso simplificado do fluido no poccedilo
quando se estaacute perfurando
Hidrociclones
A separaccedilatildeo dos soacutelidos ocorre da seguinte
forma o liacutequido contendo a fraccedilatildeo mais fina
de partiacuteculas menores eacute descarregado atraveacutes Figura 2 1-Ciclo simplificado de fluido de
perfuraccedilatildeo
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do tubo cilindro central (overflow) o liacutequido contendo os soacutelidos mais grossos eacute
descarregado pelo underflow
Os cones hoje satildeo feitos de poliuretano este material quando expostos a altas
temperaturas (150 e 175 ordm F) amolecem fazendo com que haja a necessidade de substituiacute-los
A viscosidade do fluido o teor de soacutelidos na alimentaccedilatildeo a pressatildeo disponiacutevel na
entrada do equipamento e o lay-out do percurso feito pelo fluido influencia de forma direta no
desempenho do equipamento
Quanto menor a viscosidade (dentro do possiacutevel) maior o desempenho do
hidrociclone
Uma grande concentraccedilatildeo de soacutelidos na alimentaccedilatildeo tem efeito negativo no
desempenho Com o hidrociclone trabalhando com descarga tipo ldquosprayrdquo o ponto de corte
meacutedio aumenta quando a carga de soacutelidos aumenta Quando a carga de soacutelidos ultrapassa o
ponto suportaacutevel pelo ldquounderflowrdquo o hidrociclone comeccedila a descarregar em ldquoforma de cordardquo
e o ponto de corte meacutedio aumenta drasticamente A pressatildeo recomendada pela maioria dos
fabricantes e fornecedores de hidrociclones jaacute estaacute otimizada A maioria dos hidrociclones no
campo requer de 70 a 80 peacutes de fluido de pressatildeo hidrostaacutetica Os hidrociclones utilizados nas
sondas satildeo chamados de desareadores e dessiltadores
Depuradores (MUD CLEANER)
Este eacute composto por hidrociclones em seacuterie com uma tela fina que permite recuperar
partiacuteculas e eacute usado com fluidos de perfuraccedilatildeo pesados As partiacuteculas soacutelidas que esse
equipamento remove satildeo maiores que a baritina Como ocorre no ciclone parte do material eacute
recuperada e parte eacute descartada o recuperado retorna ao fluido reduzindo custos
Monta-se uma cobertura onde a tela estaacute colocada fazendo com que todos os soacutelidos
descarregados pelos dessiltadores satildeo retornados para o sistema de circulaccedilatildeo No caso de
baritina ser adicionada ao fluido a cobertura daacute lugar a tela fina Esse equipamento reduz a
perda da baritina dos fluidos pesados no intuito de recuperar fluidos caros e reduzir descarte
de poluente ao meio ambiente
Decantador Centriacutefugo
A funccedilatildeo deste equipamento eacute separar soacutelidos de liacutequidos eacute formado por um tambor
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ciliacutendrico-cocircnico composto por uma seccedilatildeo cocircnica que origina a chamada ldquopraiardquo e uma ou
vaacuterios secccedilotildees ciliacutendricas conectadas que origina a ldquopiscinardquoUm parafuso transportador que
fica dentro do tambor rotativo
Eacute possiacutevel ajustar a profundidade do liacutequido no tambor o niacutevel da piscina teraacute um
efeito sobre a eficiecircncia de separaccedilatildeo pois ele afetaraacute as aacutereas secas e molhadas da praia bem
como a secagem dos soacutelidos e a habilidade fiacutesica do parafuso em transportar os soacutelidos para o
tambor
A medida do teor de areia num fluido nos daacute um paracircmetro de avaliaccedilatildeo dos
equipamentos extratores de soacutelidos da sonda e serve como uma medida de abrasividade do
fluido
CAPIacuteTULO 4
METODOLOGIA DE ANAacuteLISES
Metodologia de anaacutelise Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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4 - Metodologia de anaacutelise
O monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo eacute feito
de acordo com as metodologias descritas neste capiacutetulo Aqui seratildeo descritos os meacutetodos
fiacutesicos e quiacutemicos para anaacutelises de fluido de perfuraccedilatildeo base aacutegua
As anaacutelises que seratildeo descritas neste documento estatildeo de acordo com o Manual de
Laboratoacuterio de Fluido Programa de Trainees Petrobras ndash 2002 Quiacutemico de Petroacuteleo Junior
41 Meacutetodos Fiacutesicos
411 Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
Figura 4 1- Funil Marsh Fonte wwwfanncom
A Figura 41 mostra o funil Marsh que eacute um funil com as seguintes dimensotildees 1524
cm (6rdquo) de diacircmetro na parte superior 3048 cm (12rdquo) de altura A metade da abertura
superior eacute coberta por uma peneira de malha nordm 10 O orifiacutecio inferior tem 476 mm (316rdquo) de
diacircmetro interno e 508 cm (2rdquo) de comprimento A capacidade do funil ateacute a marca superior eacute
de 1500 cmsup3
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Se segura o funil em posiccedilatildeo vertical obstruindo o orifiacutecio de descarga com o dedo
indicador
bull verta-se atraveacutes da peneira a amostra de fluido tomada em qualquer ponto onde ela
esteja em agitaccedilatildeo ateacute que o niacutevel da mesma fique rente agrave parte inferior da tela da
peneira
bull imediatamente retira-se o dedo do tubo de descarga e com o auxiacutelio de um
cronocircmetro observa-se o tempo em segundos necessaacuterio para que escoe um (01) litro
de fluido para um recipiente graduado
bull a operaccedilatildeo deve ser raacutepida para minimizar erros
bull registra-se a ldquoViscosidaderdquo Marsh em segundos1000 cmsup3 de fluido
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Verifica-se a precisatildeo do funil Marsh com 1500 cmsup3 de aacutegua doce a 21ordmC O tempo de
escoamento de 1000 cmsup3 de aacutegua deve ser de 28 plusmn 05 segundos
412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
Figura 4 2- Medidor de areia Fonte wwwsolotestcombr
A Figura 42 mostra o conjunto que registra o conteuacutedo de areia presente no fluido
em percentagem volumeacutetrica composto por um tubo de vidro graduado em percentual
volumeacutetrico (0-20 v) um cilindro cocircnico um copo ciliacutendrico com uma tela de peneira
(malha 200 mesh)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Verta-se o fluido previamente passado atraveacutes da peneira do funil Marsh no tubo de
vidro graduado ateacute a marca indicada e depois se adiciona aacutegua ateacute a referecircncia
superior
bull obstrui-se a saiacuteda superior do tubo com o dedo e agita-se vigorosamente Em seguida
esvazia-se a amostra de fluido diluiacutedo atraveacutes da peneira lavando todo o resiacuteduo no
tubo com aacutegua Lava-se a areia retida na peneira ateacute eliminar os traccedilos de fluido
bull coloca-se o funil sobre a peneira e inverte-se o conjunto lentamente Faz-se retornar a
areia da peneira para o interior do tubo atraveacutes de jatos daacutegua
bull apoacutes a deposiccedilatildeo total da areia lecirc-se diretamente a percentagem em volume de areia
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412 Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
Figura 4 3 - Balanccedila densimeacutetrica Fonte wwwfanncom
A Figura 43 apresenta a balanccedila utilizada para mediccedilatildeo de densidade de fluido de
perfuraccedilatildeo no campo O equipamento consiste de uma base e braccedilo graduado com copo para
amostra tampa fiel cursor e medidor de niacutevel Possui quatro escalas de leituras
Densidade 072 - 288
Massa Especiacutefica 6-24(lbmgal)
Massa Especiacutefica 45-180(lbmft3)
Gradiente Hidrostaacutetico 310-1250 (ldquopsirdquo1000ft)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Posiciona-se a base da balanccedila em uma superfiacutecie lisa e nivelada
bull enche totalmente o copo da balanccedila com o fluido a ser testado Se o copo inicialmente
estiver molhado despeje a primeira porccedilatildeo de fluido e volte a enchecirc-lo Deve ser eliminado as
bolhas de ar trapeadas no fluido Para tanto basta que se decircem alguns golpes no copo ateacute que
desapareccedilam
bull coloca-se a tampa enroscando-a com um leve movimento de rotaccedilatildeo ateacute que fique
firmemente assentado no copo certificando-se que uma pequena quantidade de fluido escape
pelo orifiacutecio de purgaccedilatildeo
bull lava-se e seca-se o exterior da balanccedila
bull coloca-se a balanccedila sobre a base e move-se o cursor ateacute que a bolha do niacutevel fique
centralizada
bull lecirc-se a massa especiacutefica eou densidade no lado do cursor que estiver mais proacuteximo do
copo coletor
bull Registra-se a leitura da massa especiacutefica em lbmgal ou de densidade com precisatildeo de
bull 005 ou 0005 respectivamente
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Deve ser feito a calibraccedilatildeo do equipamento frequentemente com aacutegua doce ateacute 21ordmC
que deveraacute dar uma leitura de densidade igual a 100 A afericcedilatildeo se faz retirando ou colocando
esferas de chumbo no depoacutesito especial que existe na extremidade do braccedilo da balanccedila
414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
Figura 4 4 Filtro-prensa BTBP Fonte wwwfanncom
O equipamento consiste de um reservatoacuterio de fluido com capacidade aproximada de
400 cmsup3 um meio filtrante (Papel de filtro Whatman nordm 50 de 9 cm ou similar) um coletor de
filtrado (proveta graduada) e uma fonte de pressatildeo (cilindro contendo N2 ou CO2) O
reservatoacuterio eacute constituiacutedo por uma ceacutelula tampa superior fixada atraveacutes de uma prensa
gaxetas tela e uma base A aacuterea exposta a filtraccedilatildeo eacute de 7 polsup2 O controle de pressatildeo eacute
efetuado por uma vaacutelvula com registro (manocircmetro) A despressurizaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de
uma vaacutelvula de escape
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Assegura-se que todas as partes do filtro estejam limpas e secas e que as gaxetas natildeo
estejam gastas ou deformadas
bull monta-se todas as peccedilas da ceacutelula a base uma gaxeta a tela o papel-filtro outra
gaxeta e o corpo da ceacutelula
bull preenche-se filtro com fluido ateacute um centiacutemetro da borda superior da ceacutelula e coloca-
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se o conjunto sobre o suporte central Assegura-se que a tampa superior da ceacutelula tenha a sua
gaxeta e tampa-se a ceacutelula apertando-a com o parafuso
bull com uma proveta graduada recolhe-se o filtrado na saiacuteda da ceacutelula
bull fecha-se a vaacutelvula de escape e ajusta-se o regulador de pressatildeo ateacute obter 100 psi em 30
segundos no maacuteximo Marca-se o tempo e apoacutes 30 minutos mede-se o volume de filtrado na
proveta Fecha-se a fonte de pressatildeo Elimina-se o gaacutes confinado na ceacutelula atraveacutes da vaacutelvula
de escape cuidadosamente
bull retira-se a ceacutelula do suporte despeja o fluido desarma a ceacutelula recolhe-se o pepal de
filtro com o reboco lave o mesmo com um leve jato de aacutegua e mede-se a sua espessura em
132rdquo
bull registra-se o volume de filtrado em cmsup3 com aproximaccedilatildeo de 01 cmsup3
bull registra-se a espessura do reboco em 132rdquo com aproximaccedilatildeo de 164rdquo
CALIBRACcedilAtildeO
bull Eacute necessaacuterio verificar com frequumlecircncia a exatidatildeo dos manocircmetros
415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
Figura 4 5 ndash Retorta Fonte wwwfanncom A Retorta mostrada na Figura 55 destina-se a determinaccedilatildeo dos teores de soacutelidos e
liacutequidos existentes num fluido atraveacutes da destilaccedilatildeo de uma amostra do mesmo Eacute constituiacutedo
de um copo para amostra com capacidade de 10 cmsup3 uma cacircmara de aquecimento um forno e
um condensador O destilado eacute coletado numa proveta graduada A retorta eacute regulada por um
termostato que permite manter com seguranccedila a temperatura necessaacuteria para completa
destilaccedilatildeo da amostra de fluido
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PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Retira-se a retorta do bloco isolante Usando a espaacutetula como desarmadordesenrosca-
se o depoacutesito de fluido da retorta
bull introduz-se uma palha de accedilo na cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se o depoacutesito com o fluido a ser testado e coloca-se a tampa de afericcedilatildeo no
depoacutesito de fluido
bull limpa-se bem a tampa a rosca e o corpo externo do depoacutesito sem derramar o fluido
bull enrosca-se o depoacutesito na parte inferior da cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se a retorta na cacircmara isolante e fecha-se a tampa da cacircmara isolante
bull coloca-se a proveta graduada sob a descarga do condensador
bull por meio de fio eleacutetrico liga-se o aparelho a uma tomada de 115 volts CA e fecha-se
o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute acender
bull o tempo de destilaccedilatildeo eacute de 35 minutos
bull abre-se o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute apagar
bull deixa-se a retorta esfriar por 10 min Apoacutes isso retira-se a proveta e faz as leituras
correspondentes aos volumes de aacutegua e oacuteleo recuperados na proveta graduada
Os resultados satildeo obtidos em aacutegua = Volume de aacutegua x 10
oacuteleo = Volume de oacuteleo x 10
soacutelidos = 100-( aacutegua + oacuteleo)
416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
Figura 4 6 - Viscosiacutemetro rotativo de cilindros co-axiais Fann mod 35-a Fonte wwwfanncom
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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A Figura 46 mostra um aparelho projetado para medir propriedades reoloacutegicas e
gelificantes de liacutequidos Este modelo possui 6 (seis) velocidades e eacute usado tanto em
laboratoacuterio como em sondas de exploraccedilatildeo Possui um motor 50 Hz e 115 volts uma
combinaccedilatildeo rotor-bob-mola de torccedilatildeo que permite medidas de taxa de cisalhamento da ordem
de 511 a 1022 s-1 e tensatildeo de cisalhamento da ordem de zero a 1533 dynascmsup2 Outras
combinaccedilotildees permitem avaliaccedilotildees da ordem de 0707 a 3252 s-1 e de zero a 131520
dynascmsup2 de taxa de deformaccedilatildeo e tensatildeo de cisalhamento respectivamente
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Agita-se o fluido a ser testado no misturador Beach durante 5 min em velocidade alta
(18000 RPM)
bull coloca-se o fluido no copo do viscosiacutemetro ateacute a sua marca e posiciona-se o mesmo na
base do equipamento Eleva-se o copo ateacute que o niacutevel do fluido coincida com a marca no rotor
e fixa-se com o parafuso
bull liga-se o motor acionando o interruptor para a posiccedilatildeo HIGH e certifica-se que o
seletor de engrenagens esteja na posiccedilatildeo inferior
bull faz-se a leitura que corresponde a 600 RPM apoacutes 1 min de operaccedilatildeo
bull procede-se conforme diagrama na parte superior do equipamento para seleccedilatildeo de
velocidades e registra-se os valores de deflexatildeo apoacutes 1 min de agitaccedilatildeo para 300 200 100 6
e 3 RPM
bull coloca-se o equipamento a 600 RPM por 2 minutos Imediatamente muda-se a
velocidade para 3 RPM desliga-se o motor e apoacutes 10 segundos de repouso liga-se o aparelho
a 3 RPM ao mesmo tempo em que observa-se o ponto maacuteximo atingido pela escala valor este
denominado forccedila gel inicial
bull repere-se os dois uacuteltimos itens entretanto para um tempo de repouso de 10 min A
deflexatildeo maacutexima obtida para esta nova condiccedilatildeo eacute denominada forccedila gel final
bull registra-se os valores das deflexotildees em graus para cada velocidade do equipamento
bull registra-se os valores das forccedilas geacuteis em aproximadamente 100 lbfpesup2 seguindo o
procedimento anteriormente descrito
CALIBRACcedilAtildeO
bull O aparelho deve ser calibrado periodicamente empregando-se uma mistura de
glicerina e aacutegua pura na temperatura ambiente ou atraveacutes do calibrador mecacircnico
padronizado
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 32
42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
421 - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR MATERIAIS
Jogo de papel indicador com escala de cores variadas para comparaccedilatildeo PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Toma-se um papel indicador com escala apropriada
bull posiciona-se o papel na superfiacutecie do fluido ou umedece o mesmo com uma gota do
filtrado do fluido
bull apoacutes um minuto aproximadamente a tira de papel deveraacute ter mudado de cor afetada
pela alcalinidade do fluido ou do filtrado
bull compara-se a cor do papel indicador com a carta colorimeacutetrica correspondente
bull se a cor natildeo corresponder agrave escala calorimeacutetrica da seacuterie escolhida dever-se-aacute repetir a
operaccedilatildeo com outra seacuterie
bull registre-se o pH aproximado a 05 ou a 02 unidades conforme a escala do papel
indicador usado
Nota O papel indicador daacute resultados falsos em fluidos com alta concentraccedilatildeo de sal Para
este caso utiliza-se o meacutetodo potenciomeacutetrico quando o fluido contiver mais de 10000 ppm
Cl
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf (Fluidos agrave Base Aacutegua) A alcalinidade de um filtrado agrave base de aacutegua ou de uma aacutegua proveacutem de um ou mais
dos seguintes agentes quiacutemicos
I ndash HO- - Hidroacutexido
II ndash CO3= - Carbonato
III - CO3H- - Bicarbonato ( Borato + Silicato etc)
A medida da alcalinidade pelo pH fornece as concentraccedilotildees dos sais dissolvidos poreacutem
natildeo indica quanto de cada um dos radicais acima Para isso recorre-se agrave titulaccedilatildeo com o aacutecido
sulfuacuterico em meio contendo um indicador apropriado Para a aacutegua incolor os indicadores satildeo
fenolftaleiacutena e metilorange se a aacutegua ou filtrado estiver corado por exemplo devido a
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 33
lignossulfonato utiliza-se o azul de bromofenol em lugar de metilorange em uacuteltimo caso
usa-se o vermelho de metila em lugar dele
TIPOS DE ALCALINIDADES
Na praacutetica determinam-se as seguintes alcalinidades
I ndash do filtrado agrave fenolftaleiacutena ndash Pf
II ndash do filtrado ao metilorange ndash Mf
III ndash do fluido agrave fenolftaleiacutena ndash Pm
Se numa aacutegua houver apenas HO- entatildeo soacute se mede Pf natildeo havendo CO3= nem
CO3H- a viragem ao metilorange se daacute com a primeira gota de soluccedilatildeo de H2SO4 N50 A
medida que o Mf cresce tornando-se maior que o Pf a alcalinidade passa a ser devida a HO- +
CO3= a CO3
= + CO3H- e por fim somente a CO3H- quando o Pf =0 Entre o Pf =Mf e Pf =0
vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser deduzidas cada uma sendo apropriada para
fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
As concentraccedilotildees desses radicais satildeo expressos em epm (equivalentes partes por
milhatildeo) ppm mgl e em gl conforme a conveniecircncia As alcalinidades geralmente satildeo
expressas em epm usando-se caacutelcio como termo de comparaccedilatildeo de equivalecircncia O peso
atocircmico dele eacute 40 molg e o valor absoluto de sua valecircncia eacute 2 Em termos de valecircncias 1Ca++
= 2HO- 1Ca++ = 1 CO3 1Ca++ = 2CO3H- por conseguinte o equivalente de HO- em Ca++ eacute
20 o equivalente de CO3= em Ca++ eacute 40 etc
As combinaccedilotildees possiacuteveis entre Pf e Mf estatildeo no quadro 1 Os caacutelculos podem ser
efetuados utilizando as foacutermulas contidas no quadro 2
Resultados de
Medidas Interpretaccedilatildeo
HO- CO3= CO3H-
Pf = Mf Pf 0 0
Pf lt 12 Mf 0 2Pf Mf - 2Pf
Pf = 12 Mf 0 2Pf 0
Pf gt 12 Mf 2Pf - Mf 2(Mf - Pf ) 0
Pf = 0 0 0 Mf
Quadro 1 As foacutermulas apresentadas no quadro 2 satildeo baseadas em que
bull 1 epm HO- = 17 ppm HO-
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bull 1 epm CO3= = 30 ppm CO3
=
bull 1 epm CO3H- =61 ppm CO3H-
e nas equivalecircncias estequiomeacutetricas entre Ca++ HO- CO3= e CO3H- anteriormente
apresentadas
Resultados Iacuteon Alcalinidade epm Ppm
Pf = Mf HO- Pf 20Pf 340Pf
Pf lt 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
CO3- Mf - 2Pf 20(Mf - 2Pf) 1200(Mf - 2Pf)
Pf = 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
Pf gt 12 Mf HO- 2Pf - Mf 20(2Pf - Mf) 340(2Pf - Mf)
CO3= 2(Mf - Pf) 40(Mf - Pf) 1200(Mf - Pf)
Pf = 0 CO3H- Mf 20 Mf 1200 Mf
MATERIAIS
bull Caacutepsula de porcelana de 250 cm3
bull 2 pipetas graduadas uma de 1 cm3 e outra de 10 cm3
bull Agitador de vidro
bull Bureta
bull Soluccedilatildeo de H2SO4 N50
bull Soluccedilatildeo indicadora de fenolftaleiacutena
PROCEDIMENTO
bull Meccedila 1 cm3 de fluido e coloque-o em uma caacutepsula
bull Dilua com 50 cm3 de aacutegua destilada
bull Adicione 3 gotas de fenolftaleiacutena
bull Titule com soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 rapidamente
bull Agite continuamente ateacute que a cor da amostra passe do vermelho agrave cor original do
fluido
bull Ao volume da soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 em cm3 se chama alcalinidade do
fluido (Pm)
bull A alcalinidade do filtrado (Pf) se determina seguindo-se o processo anterior tomando-
se 1 cm3 de filtrado
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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A determinaccedilatildeo de ldquoMfrdquo Alcalinidade do filtrado ao metilorange seraacute feita do seguinte modo
bull Determinado o Pf adicionar agrave soluccedilatildeo 2 a 3 gotas de soluccedilatildeo de metilorange
bull Continuar a titulaccedilatildeo anterior com a soluccedilatildeo de H2SO4 N50 ateacute viragem do amarelo-
alaranjado para o roacuteseo
bull Anotar o volume Vt de soluccedilatildeo de aacutecido gasto na titulaccedilatildeo Vt em cm3
bull Calcular o Mf como segue
bull Mf =Vt cm3 de H2SO4 N50
NOTAS
1 ndash Se o filtrado se apresentar corado devido por exemplo a tanino a viragem em ambas as
determinaccedilotildees pode ser afetada particularmente no caso do metilorange Neste caso a
determinaccedilatildeo do ponto final poderaacute ser efetuada com um potenciocircmetro O ponto final para a
determinaccedilatildeo da alcalinidade Pf eacute tomado quando o potenciocircmetro acusar o pH 83 para o
valor de Mf quando acusar o pH 43
2 ndash Em lugar do metilorange como indicador para determinaccedilatildeo do Mf podem ser usados
21 ndash azul de bromo-fenol a 01 em aacutegua destilada
22 - indicador misto cuja composiccedilatildeo eacute a seguinte
bull Vermelho de metila002 g
bull Verde de bromo-cresol010 g
bull Aacutelcool qsp1000 cm3
Com estes indicadores a viragem eacute niacutetida pelo que dispensa o uso do potenciocircmetro
A restriccedilatildeo que se faz eacute que estes indicadores satildeo oxidaacuteveis em presenccedila de certas
substacircncias tal como o aacutecido niacutetrico
Registrar-se as alcalinidades Pf e Pm em cm3 de H2SO4 N50
PREPARO DE SOLUCcedilOtildeES E REATIVOS
Soluccedilatildeo titulada de aacutecido sulfuacuterico N50 Toma-se 12 cm3 de aacutecido sulfuacuterico concentrado e o
dilui em matraz aferido (recipiente de vidro com um gargalo muito estreito e com marca de
afericcedilatildeo) de 2000 cm3 com aacutegua destilada Em seguida titula-se com uma soluccedilatildeo de NaOH
01N usando fenolftaleiacutena como indicador
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 36
Soluccedilatildeo Indicadora de Fenolftaleiacutena
Pesa-se 04g de fenolftaleiacutena qp Em seguida dissolve-
se em 60 cm3 de aacutelcool etiacutelico a 95 diluindo-se ateacute 100 cm3 com aacutegua destilada Filtra-se se
formar resiacuteduo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 37
CAPIacuteTULO 6
CONCLUSAtildeO
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 38
6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
SUMAacuteRIO
1 ndash INTRODUCcedilAtildeO 10
2 ndash ASPECTOS TEOacuteRICOS 12
21ndash Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo 12
22- Fluidos de perfuraccedilatildeo 13
23-Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo 14
24-Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo 17
24-Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo 20
25-Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG 21
4 ndash METODOLOGIA DE ANAacuteLISE 25
41-Meacutetodos Fiacutesicos 25
411 Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH 25
412 Determinaccedilatildeo do teor de areia 26
412 Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica 27
414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP 28
415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos 29
416 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes 30
42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS 32
421- DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR 32
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf 32
6 - CONCLUSAtildeO 37
7 - REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 39
Lista de Figuras
Figura 2 1-Ciclo simplificado de fluido de perfuraccedilatildeo 21 Figura 4 1- Funil Marsh Fonte wwwfanncom 25
Figura 4 2- Medidor de areia Fonte wwwsolotestcombr 26
Figura 4 3 - Balanccedila densimeacutetrica Fonte wwwfanncom 27
Figura 4 4 Filtro-prensa BTBP Fonte wwwfanncom 28
Figura 4 5 ndash Retorta Fonte wwwfanncom 29
Figura 4 6 - Viscosiacutemetro rotativo de cilindros co-axiais Fann mod 35-a Fonte
wwwfanncom 30
Lista de Tabelas
Tabela 2 1 ndash Tipo de fluidos utilizados no ATPARG 19
CAPIacuteTULO 1 INTRODUCcedilAtildeO GERAL
Introduccedilatildeo Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2006 10
1 ndash Introduccedilatildeo
Fluido de perfuraccedilatildeo eacute usado como ferramenta essencial na perfuraccedilatildeo de poccedilos de
petroacuteleo Sua importacircncia se justifica pela funccedilatildeo desempenhada durante a operaccedilatildeo de
perfuraccedilatildeo Eacute competecircncia dos fluidos de perfuraccedilatildeo carrear os cascalhos cortados pela broca
sustentar a parede do poccedilo lubrificar a broca controlar a pressatildeo existente na formaccedilatildeo etc
Essas funccedilotildees satildeo desempenhadas de acordo com as propriedades do fluido que satildeo
previamente especificadas e formuladas de acordo com a formaccedilatildeo O controle dessas
propriedades durante a operaccedilatildeo eacute garantia de um bom desempenho do fluido dentro do poccedilo
Esse controle eacute feito em campo por meacutetodos de anaacutelises de paracircmetros fiacutesicos e quiacutemicos
Durante vaacuterios anos utilizou-se fluido a base de oacuteleo diesel devido agrave excelente
performance proporcionada agrave perfuraccedilatildeo comparado ao fluido base aacutegua Poreacutem em alguns
lugares as leis ambientais vigentes natildeo permitem o uso deste tipo de fluido
Nos campos de petroacuteleo do Rio Grande do Norte devido a exigecircncias ambientais o
fluido de perfuraccedilatildeo utilizado eacute base aacutegua Este trabalho tem como objetivo apresentar uma
visatildeo geral sobre fluido de perfuraccedilatildeo bem como as metodologias de anaacutelises para o
monitoramento de algumas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas de fluido de perfuraccedilatildeo base aacutegua
CAPIacuteTULO 2
ASPECTOS TEOacuteRICOS
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 12
2 - Aspectos Teoacutericos
21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
O processo de exploraccedilatildeo de petroacuteleo envolve a pesquisa por formaccedilatildeo de rochas
associadas com oacuteleo ou depoacutesitos de gaacutes natural e compreende etapas que vatildeo desde a
prospecccedilatildeo geofiacutesica passando pela perfuraccedilatildeo exploratoacuteria desenvolvimento do poccedilo
quando economicamente viaacutevel e a sua exploraccedilatildeo se forem achados hidrocarbonetos em
quantidades suficientes caso contraacuterio o poccedilo poderaacute ser abandonado
Em terra ou mar a perfuraccedilatildeo de um poccedilo eacute um trabalho realizado sem interrupccedilatildeo
que soacute termina quando se atinge a profundidade programada ou o objetivo proposto para a
perfuraccedilatildeo A perfuraccedilatildeo em terra eacute feita com sonda de perfuraccedilatildeo constituiacuteda de estrutura
metaacutelica de mais de 40 metros de altura (torre) e de equipamentos especiais
A torre sustenta um tubo vertical a coluna de perfuraccedilatildeo em cuja extremidade eacute
colocada uma broca Por meio de movimentos de rotaccedilatildeo e peso transmitido pela coluna agrave
broca as rochas satildeo perfuradas Para contrabalanccedilar as pressotildees existentes na formaccedilatildeo
resfriar a broca carrear a rocha triturada (cascalhos de perfuraccedilatildeo) ateacute a superfiacutecie aleacutem de
evitar desmoronamento das paredes do poccedilo eacute circulado na coluna um fluido de perfuraccedilatildeo
O fluido eacute injetado por bombas para o interior da coluna de perfuraccedilatildeo atraveacutes da cabeccedila de
injeccedilatildeo ou Swivel e retorna agrave superfiacutecie atraveacutes do espaccedilo anular formado pelas paredes dos
poccedilos e a coluna Ao atingir determinada profundidade a coluna de perfuraccedilatildeo eacute retirada do
poccedilo e uma coluna de revestimento de accedilo de diacircmetro inferior ao da broca eacute descida no
poccedilo
O anular entre os tubos do revestimento e as paredes do poccedilo eacute cimentado com
finalidade de isolar as rochas atravessadas permitindo entatildeo o avanccedilo de perfuraccedilatildeo com
seguranccedila Apoacutes a operaccedilatildeo de cimentaccedilatildeo a coluna de perfuraccedilatildeo eacute novamente decida no
poccedilo tendo na sua extremidade nova broca de diacircmetro menor do que a do revestimento para
o prosseguimento da perfuraccedilatildeo
Do exposto percebe-se que um poccedilo eacute perfurado em diversas fases caracterizadas
pelos diacircmetros das brocas No caso dos poccedilos do Alto do Rodrigues e Fazenda Porcinho a
sua grande maioria eacute perfurada em duas fases
A fase inicial ou fase ldquoumrdquo abrange os niacuteveis mais superficiais do terreno onde eacute
utilizado um fluido mais simples composto de apenas bentonita soacutedica e aacutegua Num segundo
estaacutegio fase ldquodoisrdquo eacute usado um fluido mais elaborado cuja composiccedilatildeo oferece
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 13
caracteriacutesticas que permitem uma obtenccedilatildeo de perfis geoloacutegicos aleacutem de prover inibiccedilatildeo
fiacutesico-quiacutemica dos argilo-minerais reduzindo a interaccedilatildeo rocha-fluido entre outras
22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
Os fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo misturas complexas de soacutelidos liacutequidos produtos
quiacutemicos e por vezes ateacute gases Do ponto de vista quiacutemico eles podem assumir aspectos de
suspensatildeo dispersatildeo coloidal ou emulsatildeo dependendo do estado fiacutesico dos componentes
O fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser estaacutevel do ponto de vista quiacutemico estabilizar as
paredes do poccedilo mecacircnica e quimicamente facilitar a separaccedilatildeo dos cascalhos na superfiacutecie
manter os soacutelidos em suspensatildeo quando estiver em repouso ser inerte em relaccedilatildeo a danos agraves
rochas produtoras aceitar qualquer tratamento fiacutesico e quiacutemico ser bombeaacutevel apresentar
baixo grau de corrosatildeo e de abrasatildeo em relaccedilatildeo agrave coluna de perfuraccedilatildeo e demais
equipamentos do sistema de circulaccedilatildeo facilitar as interpretaccedilotildees geoloacutegicas do material do
poccedilo e apresentar custo compatiacutevel com a
operaccedilatildeo
O escoamento do fluido de perfuraccedilatildeo
para baixo pela tubulaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo e para
cima pelo poccedilo algumas vezes eacute interrompido
ou por causa de um problema ou para elevar a
tubulaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo para cima e para fora do
poccedilo permitindo a troca da broca Quando a perfuraccedilatildeo paacutera os cortes em suspensatildeo no
fluido podem afundar no poccedilo prendendo a broca
Os fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo projetados com uma propriedade muito interessante que
resolve esse problema Sua espessura ou viscosidade aumenta quando diminui o seu
movimento Quando o fluido paacutera de circular ele forma um gel espesso que manteacutem os
cortes de rocha em suspensatildeo e evita que eles afundem no poccedilo
Quando o fluido comeccedila a circular novamente ele torna-se mais fino e volta agrave forma
liacutequida anterior essa propriedade do fluido garante ao transporte dos cascalhos para a
superfiacutecie limpando assim o fundo do poccedilo
O fluido tambeacutem eacute responsaacutevel por exercer pressatildeo hidrostaacutetica sobre as formaccedilotildees
evitando assim o influxo de fluidos indesejaacuteveis (kick) e estabilizar as paredes do poccedilo
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 14
23 Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
As propriedades de controle dos fluidos podem ser fiacutesicas ou quiacutemicas As fiacutesicas satildeo
mais geneacutericas ou seja satildeo vaacutelidas para qualquer tipo de fluido Jaacute as quiacutemicas satildeo
especiacuteficas para cada tipo de fluido
As propriedades fiacutesicas mais importantes e frequumlentemente medidas nas sondas satildeo as
densidades os paracircmetros reoloacutegicos as forccedilas geacuteis (inicial e final) os paracircmetros de
filtraccedilatildeo e teor de soacutelidos
As propriedades quiacutemicas mais frequumlentemente determinadas nos laboratoacuterios das
sondas satildeo o pH os teores de cloreto e de bentonita e a alcalinidade O excesso de cal
(determinada nos fluidos tratados por cal hidratada) teor de caacutelcio e de magneacutesio a
concentraccedilatildeo de H2S e a concentraccedilatildeo de potaacutessio (testada nos fluidos inibidos por gesso)
Densidade
Os limites de variaccedilatildeo da densidade dos fluidos para perfurar uma determinada fase
satildeo definidos pela pressatildeo atuante no fluido que se encontra no espaccedilo poroso da rocha (limite
miacutenimo) e pela pressatildeo para qual a rocha se rompe (limite maacuteximo) das formaccedilotildees expostas
A baritina (BaSO4) tem o poder de aumentar a densidade de um fluido Este tem
densidade de 425 enquanto a densidade dos soacutelidos perfurados eacute em torno de 26 Para
reduzir a densidade dos fluidos agrave base de aacutegua dilui-se com aacutegua (densidade 100) ou oacuteleo
diesel (densidade 082)
Paracircmetros reoloacutegicos e forccedilas geacuteis
O comportamento do fluxo de um fluido eacute definido pelos paracircmetros reoloacutegicos Para
isto considera-se que o fluido eacute definido como um modelo reoloacutegico cujos paracircmetros vatildeo
influir diretamente no caacutelculo de perdas de cargas na tubulaccedilatildeo e velocidade de transporte dos
cascalhos
O controle de propriedades reoloacutegicas eacute de vital importacircncia nas operaccedilotildees de
perfuraccedilatildeo pois elas satildeo responsaacuteveis pela remoccedilatildeo dos cascalhos perfurados Aleacutem disso
influenciam no progresso da perfuraccedilatildeo que se chama de taxa de penetraccedilatildeo
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 15
O descontrole dessa propriedade juntamente com o gel do fluido ocasiona problemas
seacuterios como Obstruccedilatildeo do anular formaccedilatildeo de fundo falso reduccedilatildeo de taxa de penetraccedilatildeo
alargamento do poccedilo prisatildeo da coluna perda de circulaccedilatildeo etc
Para os fluidos de perfuraccedilatildeo assume-se o modelo de Bingham o qual postula que
uma determinada tensatildeo deve ser aplicada para iniciar o fluxo (limite de escoamento) e acima
dessa tensatildeo o fluido se comporta como Newtoniano isto eacute Tensatildeo cisalhante (T)
proporcional a taxa de cisalhamento (TC)
Alguns fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo tixotroacutepicos isto eacute adquirem um estado semi-riacutegido
quando estatildeo em repouso e quando em movimentam apresentam fluidez A forccedila gel eacute um
paracircmetro de natureza reoloacutegica que indica o grau de gelificaccedilatildeo devido agrave interaccedilatildeo eleacutetrica
entre partiacuteculas dispersas
A forccedila gel inicial mede a resistecircncia inicial para colocar o fluido em fluxo A forccedila
gel final mede a resistecircncia do fluido para reiniciar o fluxo quando este fica um certo tempo
em repouso A diferenccedila entre elas indica o grau de tixotropia do fluido
Paracircmetros de filtraccedilatildeo
Devido agrave pressatildeo da coluna de fluido ter que ser maior que a pressatildeo de poro de
formaccedilatildeo para evitar o influxo dos fluidos contido nas rochas o fluido de perfuraccedilatildeo deveria
invadir continuamente as formaccedilotildees permeaacuteveis se natildeo houvesse o depoacutesito de um reboco
que eacute a capacidade do fluido de perfuraccedilatildeo em formar uma camada de partiacuteculas soacutelidas
uacutemidas sobre as rochas permeaacuteveis expostas pela broca e eacute de fundamental importacircncia para
o sucesso da perfuraccedilatildeo e da completaccedilatildeo do poccedilo
Quando existem partiacuteculas soacutelidas com dimensotildees adequadas a obstruccedilatildeo dos poros eacute
raacutepida e somente a fase liacutequida do fluido de perfuraccedilatildeo denominada filtrado invade a
formaccedilatildeo
O controle do filtrado torna-se criacutetico em casos de formaccedilotildees de folhelhos sensiacuteveis a
aacutegua esses folhelhos desenvolvem pressotildees devido ao inchamento pelo contato com a aacutegua
causando desmoronamento e alargamento do poccedilo Em formaccedilotildees permeaacuteveis o depoacutesito de
um reboco muito espesso causa reduccedilatildeo acentuada do diacircmetro do poccedilo aleacutem do que um
reboco espesso facilita a prisatildeo por pressatildeo diferencial
Para formar o reboco deve haver o influxo da fase liacutequida do fluido do poccedilo para a
formaccedilatildeo Este processo eacute conhecido como filtraccedilatildeo Eacute essencial que o fluido tenha uma
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 16
fraccedilatildeo razoaacutevel de partiacuteculas com dimensotildees ligeiramente menores agraves dimensotildees dos poros
das rochas expostas
Quando existem partiacuteculas soacutelidas com dimensotildees adequadas a obstruccedilatildeo dos poros eacute
raacutepida e somente a fase liacutequida do fluido o filtrado invade a rocha
O filtrado e a espessura de reboco satildeo dois paracircmetros medidos rotineiramente para
definir o comportamento do fluido quanto agrave filtraccedilatildeo
Teor de soacutelidos
O teor de soacutelidos cujo valor deve ser mantido no miacutenimo possiacutevel eacute uma propriedade
que deve ser controlada com rigor porque o seu aumento implica aumento de vaacuterias outras
propriedades (densidade viscosidade e forccedila gel) aleacutem de aumentar a ocorrecircncia de
problemas como desgaste dos equipamentos de circulaccedilatildeo fratura das formaccedilotildees devido agrave
elevaccedilatildeo das pressotildees de bombeio ou hidrostaacutetica prisatildeo da coluna e reduccedilatildeo da taxa de
penetraccedilatildeo
O tratamento do fluido para reduzir o teor de soacutelidos pode ser preventivo ou corretivo
O tratamento preventivo consiste em inibir o fluido fiacutesico ou quimicamente evitando-se a
dispersatildeo dos soacutelidos perfurados No meacutetodo corretivo pode-se fazer uso de equipamentos
extratores de soacutelidos tais como tanques de decantaccedilatildeo peneiras hidrociclones e
centrifugadores ou diluir o fluido
Concentraccedilatildeo Hidrogeniocircnica ndash pH
O controle quiacutemico de alguns sistemas de fluido de perfuraccedilatildeo baseia-se na
determinaccedilatildeo do pH (pH=- log [H+] onde [H+] eacute a concentraccedilatildeo molar do iacuteon H+) O pH dos
fluidos de perfuraccedilatildeo eacute geralmente mantido no intervalo alcalino devido a fatores tais como
reduzir a taxa de corrosatildeo e aumentar a eficiecircncia dos dispersantes bem como aumentar o
rendimento das bentonitas
O pH dos fluidos de perfuraccedilatildeo tem que ser mantido na faixa de 7 a 10 com o intuito
de reduzir a taxa de corrosatildeo dos equipamentos e evitar a dispersatildeo das formaccedilotildees argilosas
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 17
Alcalinidades
A alcalinidade eacute determinada por meacutetodos diretos de titulaccedilatildeo volumeacutetrica de
neutralizaccedilatildeo e esta leva em consideraccedilatildeo as espeacutecies carbonatos (CO3--) e bicarbonatos
HC03- dissolvidos no fluido aleacutem dos iacuteons hidroxilas (OH-) dissolvidos e natildeo dissolvidos
Se numa soluccedilatildeo aquosa (no caso o filtrado do fluido) houver apenas OH- entatildeo soacute se
mede Pf natildeo havendo C03-2 nem HC03
- a viragem do metilorange se daacute com a primeira gota
de soluccedilatildeo de H2S04 N50 A medida em que o Mf cresce tornando-se maior do que o Pf a
alcalinidade passa a ser devido a OH- + C03-2 a C03
-2 + HC03- e por fim somente a HC03
-
quando o Pf = O Entre o Pf = Mf e Pf = O vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser
deduzida cada uma sendo apropriada para fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
Esse teste identifica a alcalinidade parcial do filtrado alcalinidade da lama e
alcalinidade total do filtrado
Teor de cloretos ou salinidade
Este teste eacute feito por anaacutelise volumeacutetrica de precipitaccedilatildeo por titulaccedilatildeo dos iacuteons
cloretos
Os resultados obtidos com esses testes no campo satildeo utilizados para identificar o teor
salino da aacutegua de preparo do fluido controlar a salinidade de fluidos inibidos com sal
identificar influxos de aacutegua salgada e identificar a perfuraccedilatildeo de uma rocha ou domo salino
Teor de bentonita ou de soacutelidos ativos
O teste do azul de metileno ou MBT eacute uma anaacutelise volumeacutetrica por adsorccedilatildeo que serve
como inibidor da quantidade de soacutelidos ativos ou bentoniacuteticos no fluido de perfuraccedilatildeo Este
mede a capacidade de troca de caacutetion (CTC) das argilas e soacutelidos ativos presentes
24 Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
O fluido de perfuraccedilatildeo eacute classificado de acordo com a composiccedilatildeo baseado no
constituinte principal da fase contiacutenua ou dispersante e satildeo eles fluido a base de aacutegua fluidos
a base de oacuteleo e fluidos a base de ar ou de gaacutes neste relatoacuterio vamos nos deter ao fluido de
perfuraccedilatildeo base aacutegua que foi o trabalhado durante o estaacutegio
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 18
Fluidos a base de aacutegua
A definiccedilatildeo de um fluido a base aacutegua considera principalmente a natureza da aacutegua e os
aditivos quiacutemicos empregados no preparo do fluido A proporccedilatildeo entre os componentes
baacutesicos e as interaccedilotildees entre eles provoca sensiacuteveis modificaccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido Consequumlentemente a composiccedilatildeo eacute o principal fator a considerar no
controle das suas propriedades
A aacutegua eacute a fase contiacutenua e o principal componente de qualquer fluido agrave base de aacutegua
podendo ser doce dura ou salgada A aacutegua doce natildeo precisa de tratamento preacutevio pois natildeo
afeta o desempenho dos aditivos empregados no preparo do fluido sua salinidade eacute inferior a
1000 ppm de NaCl equivalente
A aacutegua dura tem a presenccedila de sais de caacutelcio e magneacutesio dissolvido onde estes
apresentam concentraccedilotildees capazes de alterar o desempenho dos aditivos do fluido de
perfuraccedilatildeo
A aacutegua salgada possui salinidade superior a 1000 ppm de NaCl equivalente e pode ser
natural como a aacutegua do mar ou pode ser salgada com a adiccedilatildeo de sais como NaCl KCl ou
CaCl2 A aacutegua tem a funccedilatildeo de prover o meio de dispersatildeo para os mateacuterias coloidais estes
controlam a viscosidade limite de escoamento forccedilas geacuteis e filtrado em valores adequados
para conferir ao fluido uma boa taxa de remoccedilatildeo dos soacutelidos perfurados e capacidade de
estabilizaccedilatildeo das paredes do poccedilo
Os fatores a serem considerados na seleccedilatildeo da aacutegua de preparo satildeo disponibilidade
custo de transporte e de tratamento tipos de formaccedilotildees geoloacutegicas a serem perfuradas
produtos quiacutemicos que comporatildeo o fluido e equipamentos e teacutecnicas a serem usados na
avaliaccedilatildeo das formaccedilotildees
Os soacutelidos dispersos em meio aquoso podem ser ativos ou inertes Os soacutelidos ativos
satildeo materiais argilosos cuja funccedilatildeo principal eacute aumentar a viscosidade do fluido A argila
mais usada eacute a bentonita
Os soacutelidos inertes podem se originar da adiccedilatildeo de materiais industrializados ou de
detritos finos das rochas perfuradas O adensante baritina eacute o soacutelido inerte mais comuns dentre
os produtos comercializados Os soacutelidos inertes oriundos das rochas perfuradas satildeo areia silte
e calcaacuterio fino
Os produtos quiacutemicos a serem adicionados ao fluido podem ser
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 19
bull alcalinizantes e controladores de pH como soda caacuteustica potassa caacuteustica e cal
hidratada
bull dispersantes como o lignossulfonato tanino lignito e fosfato
bull redutores de filtrado como amido
bull floculantes como a soda caacuteustica cal e cloreto de soacutedio
bull poliacutemeros de uso geral para viscosificar desflocular ou reduzir filtrado
bull surfactantes para emulsificar e reduzir a tensatildeo superficial
bull removedores de caacutelcio e magneacutesio como carbonato e bicarbonato de soacutedio
bull inibidores de formaccedilatildeo ativas como cloreto de potaacutessio soacutedio e caacutelcio
bull bactericidas como paraformaldeiacutedo composto organoclorados soda caacuteustica e
cal
Produtos quiacutemicos mais especiacuteficos como anticorrosivos traccediladores quiacutemicos
antiespumantes entre outros tambeacutem podem estar presentes
A Tabela 21 abaixo apresenta a composiccedilatildeo dos fluidos usado na Petrobraacutes (ATP-
ARGIP) com seus respectivos coacutedigos
COacuteDIGO Tipos de
Fluido COacuteDIGO Tipos de Fluido
1 Aacutegua do Mar 12 NaCl com Poliacrilamida
2 Convencional 13 Milk Mud
3 BTS 14 Espuma
4 Nativo 15 Convencional com Asfalto e
LCM
5 NaCl com Poliacutemeros
16 Base Oacuteleo Mineral
6 Base Cal 17 Especiais para alta
temperatura
7 Disperso 18 Biopoliacutemero Saturado
8 KCL com Poliacutemero 19 Catiocircnico
9 Saturado 20 KCl com Poliacrilamida
10 Aerado 21 Biopoliacutemero com Carbonato
11 Base Oacuteleo Diesel 22 Sinteacutetico (Eacutester ou Parafina)
Tabela 2 1 ndash Tipo de fluidos utilizados no ATPARG
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados Tipo 2 Aacutegua Industrial argila ativada e soda caacuteustica
Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e
calcaacuterio
Tipo 19 Aacutegua Industrial Oacutexido de Magneacutesio Goma Xantana CMC BBV ADS
Amido Comum Cloreto de soacutedio Poliacutemero Catiocircnico Calcaacuterio Fino Lubrificante Preventor
de enceramento e Bactericida
24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
O controle dos soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo eacute feito por um sistema de equipamentos
extratores buscando sempre manter o teor de soacutelidos adequados ao trabalho Quando estes
natildeo satildeo suficientes para esse controle a accedilatildeo corretiva implicaraacute num custo adicional pois
uma nova formulaccedilatildeo teraacute que ser feita ou seja um fluido novo seraacute misturado para diluiccedilatildeo
O natildeo uso dos equipamentos ou a natildeo correccedilatildeo do teor de soacutelidos implica na reduccedilatildeo da taxa
de penetraccedilatildeo problemas de ordem reoloacutegicas do fluido de perfuraccedilatildeo reboco de baixa
qualidade maior densidade equivalente de circulaccedilatildeo dano a formaccedilatildeo ameaccedila de prisatildeo da
coluna por diferencial de pressatildeo elevado desgaste de equipamentos grande volume de
resiacuteduos gerados e maior custo global
Existe algumas recomendaccedilotildees que se forem seguidas auxiliam na soluccedilatildeo de
problemas provocados por soacutelidos satildeo elas
Analisar os testes do fluido de perfuraccedilatildeo a fim de identificar a presenccedila de
um teor elevado de soacutelidos
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
eficientemente
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
em sequumlecircncia apropriada
Verificar se os equipamentos instalados na sonda tecircm capacidade suficiente
para remover soacutelidos numa taxa que permita trabalhar na faixa aceitaacutevel de teor
de soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo
Verificar qual o equipamento adicional necessaacuterio para resolver o problema
provocado pelo teor elevado de soacutelidos
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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PEN
EIR
AS
KELLY (HASTE QUADRADA)
KATARINA
DESLIZADOR DE CASCALHOS
TUBOS PESADOS (HW)
PEN
EIR
AS
COMANDOS
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo da diluiccedilatildeo necessaacuteria para resolver o problema sem o uso
de equipamento adicional
Comparar os custos determinados em nos dois itens anteriores
Recomendar se necessaacuterio a instalaccedilatildeo de equipamento adicional extrator de
soacutelidos
Caso seja instalado um equipamento adicional de soacutelidos operaacute-lo por um
periacuteodo apropriado de tempo repetir os testes com o fluido de perfuraccedilatildeo e
avaliar a eficiecircncia do equipamento adicional instalado
25 Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de
perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
Peneiras Vibratoacuterias
A peneira vibratoacuteria eacute a primeira
barreira na retenccedilatildeo dos soacutelidos do fluido de
perfuraccedilatildeo que retorna durante a saiacuteda de
cada ciclo de circulaccedilatildeo Dessa etapa os
soacutelidos mais grosseiros satildeo retidos jaacute que eacute
mais faacutecil removecirc-los antes de passar pelos
hidrociclones e centrifugadores Ao lado
apresenta-se uma figura esquemaacutetica com o
percurso simplificado do fluido no poccedilo
quando se estaacute perfurando
Hidrociclones
A separaccedilatildeo dos soacutelidos ocorre da seguinte
forma o liacutequido contendo a fraccedilatildeo mais fina
de partiacuteculas menores eacute descarregado atraveacutes Figura 2 1-Ciclo simplificado de fluido de
perfuraccedilatildeo
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do tubo cilindro central (overflow) o liacutequido contendo os soacutelidos mais grossos eacute
descarregado pelo underflow
Os cones hoje satildeo feitos de poliuretano este material quando expostos a altas
temperaturas (150 e 175 ordm F) amolecem fazendo com que haja a necessidade de substituiacute-los
A viscosidade do fluido o teor de soacutelidos na alimentaccedilatildeo a pressatildeo disponiacutevel na
entrada do equipamento e o lay-out do percurso feito pelo fluido influencia de forma direta no
desempenho do equipamento
Quanto menor a viscosidade (dentro do possiacutevel) maior o desempenho do
hidrociclone
Uma grande concentraccedilatildeo de soacutelidos na alimentaccedilatildeo tem efeito negativo no
desempenho Com o hidrociclone trabalhando com descarga tipo ldquosprayrdquo o ponto de corte
meacutedio aumenta quando a carga de soacutelidos aumenta Quando a carga de soacutelidos ultrapassa o
ponto suportaacutevel pelo ldquounderflowrdquo o hidrociclone comeccedila a descarregar em ldquoforma de cordardquo
e o ponto de corte meacutedio aumenta drasticamente A pressatildeo recomendada pela maioria dos
fabricantes e fornecedores de hidrociclones jaacute estaacute otimizada A maioria dos hidrociclones no
campo requer de 70 a 80 peacutes de fluido de pressatildeo hidrostaacutetica Os hidrociclones utilizados nas
sondas satildeo chamados de desareadores e dessiltadores
Depuradores (MUD CLEANER)
Este eacute composto por hidrociclones em seacuterie com uma tela fina que permite recuperar
partiacuteculas e eacute usado com fluidos de perfuraccedilatildeo pesados As partiacuteculas soacutelidas que esse
equipamento remove satildeo maiores que a baritina Como ocorre no ciclone parte do material eacute
recuperada e parte eacute descartada o recuperado retorna ao fluido reduzindo custos
Monta-se uma cobertura onde a tela estaacute colocada fazendo com que todos os soacutelidos
descarregados pelos dessiltadores satildeo retornados para o sistema de circulaccedilatildeo No caso de
baritina ser adicionada ao fluido a cobertura daacute lugar a tela fina Esse equipamento reduz a
perda da baritina dos fluidos pesados no intuito de recuperar fluidos caros e reduzir descarte
de poluente ao meio ambiente
Decantador Centriacutefugo
A funccedilatildeo deste equipamento eacute separar soacutelidos de liacutequidos eacute formado por um tambor
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ciliacutendrico-cocircnico composto por uma seccedilatildeo cocircnica que origina a chamada ldquopraiardquo e uma ou
vaacuterios secccedilotildees ciliacutendricas conectadas que origina a ldquopiscinardquoUm parafuso transportador que
fica dentro do tambor rotativo
Eacute possiacutevel ajustar a profundidade do liacutequido no tambor o niacutevel da piscina teraacute um
efeito sobre a eficiecircncia de separaccedilatildeo pois ele afetaraacute as aacutereas secas e molhadas da praia bem
como a secagem dos soacutelidos e a habilidade fiacutesica do parafuso em transportar os soacutelidos para o
tambor
A medida do teor de areia num fluido nos daacute um paracircmetro de avaliaccedilatildeo dos
equipamentos extratores de soacutelidos da sonda e serve como uma medida de abrasividade do
fluido
CAPIacuteTULO 4
METODOLOGIA DE ANAacuteLISES
Metodologia de anaacutelise Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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4 - Metodologia de anaacutelise
O monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo eacute feito
de acordo com as metodologias descritas neste capiacutetulo Aqui seratildeo descritos os meacutetodos
fiacutesicos e quiacutemicos para anaacutelises de fluido de perfuraccedilatildeo base aacutegua
As anaacutelises que seratildeo descritas neste documento estatildeo de acordo com o Manual de
Laboratoacuterio de Fluido Programa de Trainees Petrobras ndash 2002 Quiacutemico de Petroacuteleo Junior
41 Meacutetodos Fiacutesicos
411 Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
Figura 4 1- Funil Marsh Fonte wwwfanncom
A Figura 41 mostra o funil Marsh que eacute um funil com as seguintes dimensotildees 1524
cm (6rdquo) de diacircmetro na parte superior 3048 cm (12rdquo) de altura A metade da abertura
superior eacute coberta por uma peneira de malha nordm 10 O orifiacutecio inferior tem 476 mm (316rdquo) de
diacircmetro interno e 508 cm (2rdquo) de comprimento A capacidade do funil ateacute a marca superior eacute
de 1500 cmsup3
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Se segura o funil em posiccedilatildeo vertical obstruindo o orifiacutecio de descarga com o dedo
indicador
bull verta-se atraveacutes da peneira a amostra de fluido tomada em qualquer ponto onde ela
esteja em agitaccedilatildeo ateacute que o niacutevel da mesma fique rente agrave parte inferior da tela da
peneira
bull imediatamente retira-se o dedo do tubo de descarga e com o auxiacutelio de um
cronocircmetro observa-se o tempo em segundos necessaacuterio para que escoe um (01) litro
de fluido para um recipiente graduado
bull a operaccedilatildeo deve ser raacutepida para minimizar erros
bull registra-se a ldquoViscosidaderdquo Marsh em segundos1000 cmsup3 de fluido
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Verifica-se a precisatildeo do funil Marsh com 1500 cmsup3 de aacutegua doce a 21ordmC O tempo de
escoamento de 1000 cmsup3 de aacutegua deve ser de 28 plusmn 05 segundos
412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
Figura 4 2- Medidor de areia Fonte wwwsolotestcombr
A Figura 42 mostra o conjunto que registra o conteuacutedo de areia presente no fluido
em percentagem volumeacutetrica composto por um tubo de vidro graduado em percentual
volumeacutetrico (0-20 v) um cilindro cocircnico um copo ciliacutendrico com uma tela de peneira
(malha 200 mesh)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Verta-se o fluido previamente passado atraveacutes da peneira do funil Marsh no tubo de
vidro graduado ateacute a marca indicada e depois se adiciona aacutegua ateacute a referecircncia
superior
bull obstrui-se a saiacuteda superior do tubo com o dedo e agita-se vigorosamente Em seguida
esvazia-se a amostra de fluido diluiacutedo atraveacutes da peneira lavando todo o resiacuteduo no
tubo com aacutegua Lava-se a areia retida na peneira ateacute eliminar os traccedilos de fluido
bull coloca-se o funil sobre a peneira e inverte-se o conjunto lentamente Faz-se retornar a
areia da peneira para o interior do tubo atraveacutes de jatos daacutegua
bull apoacutes a deposiccedilatildeo total da areia lecirc-se diretamente a percentagem em volume de areia
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412 Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
Figura 4 3 - Balanccedila densimeacutetrica Fonte wwwfanncom
A Figura 43 apresenta a balanccedila utilizada para mediccedilatildeo de densidade de fluido de
perfuraccedilatildeo no campo O equipamento consiste de uma base e braccedilo graduado com copo para
amostra tampa fiel cursor e medidor de niacutevel Possui quatro escalas de leituras
Densidade 072 - 288
Massa Especiacutefica 6-24(lbmgal)
Massa Especiacutefica 45-180(lbmft3)
Gradiente Hidrostaacutetico 310-1250 (ldquopsirdquo1000ft)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Posiciona-se a base da balanccedila em uma superfiacutecie lisa e nivelada
bull enche totalmente o copo da balanccedila com o fluido a ser testado Se o copo inicialmente
estiver molhado despeje a primeira porccedilatildeo de fluido e volte a enchecirc-lo Deve ser eliminado as
bolhas de ar trapeadas no fluido Para tanto basta que se decircem alguns golpes no copo ateacute que
desapareccedilam
bull coloca-se a tampa enroscando-a com um leve movimento de rotaccedilatildeo ateacute que fique
firmemente assentado no copo certificando-se que uma pequena quantidade de fluido escape
pelo orifiacutecio de purgaccedilatildeo
bull lava-se e seca-se o exterior da balanccedila
bull coloca-se a balanccedila sobre a base e move-se o cursor ateacute que a bolha do niacutevel fique
centralizada
bull lecirc-se a massa especiacutefica eou densidade no lado do cursor que estiver mais proacuteximo do
copo coletor
bull Registra-se a leitura da massa especiacutefica em lbmgal ou de densidade com precisatildeo de
bull 005 ou 0005 respectivamente
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Deve ser feito a calibraccedilatildeo do equipamento frequentemente com aacutegua doce ateacute 21ordmC
que deveraacute dar uma leitura de densidade igual a 100 A afericcedilatildeo se faz retirando ou colocando
esferas de chumbo no depoacutesito especial que existe na extremidade do braccedilo da balanccedila
414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
Figura 4 4 Filtro-prensa BTBP Fonte wwwfanncom
O equipamento consiste de um reservatoacuterio de fluido com capacidade aproximada de
400 cmsup3 um meio filtrante (Papel de filtro Whatman nordm 50 de 9 cm ou similar) um coletor de
filtrado (proveta graduada) e uma fonte de pressatildeo (cilindro contendo N2 ou CO2) O
reservatoacuterio eacute constituiacutedo por uma ceacutelula tampa superior fixada atraveacutes de uma prensa
gaxetas tela e uma base A aacuterea exposta a filtraccedilatildeo eacute de 7 polsup2 O controle de pressatildeo eacute
efetuado por uma vaacutelvula com registro (manocircmetro) A despressurizaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de
uma vaacutelvula de escape
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Assegura-se que todas as partes do filtro estejam limpas e secas e que as gaxetas natildeo
estejam gastas ou deformadas
bull monta-se todas as peccedilas da ceacutelula a base uma gaxeta a tela o papel-filtro outra
gaxeta e o corpo da ceacutelula
bull preenche-se filtro com fluido ateacute um centiacutemetro da borda superior da ceacutelula e coloca-
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se o conjunto sobre o suporte central Assegura-se que a tampa superior da ceacutelula tenha a sua
gaxeta e tampa-se a ceacutelula apertando-a com o parafuso
bull com uma proveta graduada recolhe-se o filtrado na saiacuteda da ceacutelula
bull fecha-se a vaacutelvula de escape e ajusta-se o regulador de pressatildeo ateacute obter 100 psi em 30
segundos no maacuteximo Marca-se o tempo e apoacutes 30 minutos mede-se o volume de filtrado na
proveta Fecha-se a fonte de pressatildeo Elimina-se o gaacutes confinado na ceacutelula atraveacutes da vaacutelvula
de escape cuidadosamente
bull retira-se a ceacutelula do suporte despeja o fluido desarma a ceacutelula recolhe-se o pepal de
filtro com o reboco lave o mesmo com um leve jato de aacutegua e mede-se a sua espessura em
132rdquo
bull registra-se o volume de filtrado em cmsup3 com aproximaccedilatildeo de 01 cmsup3
bull registra-se a espessura do reboco em 132rdquo com aproximaccedilatildeo de 164rdquo
CALIBRACcedilAtildeO
bull Eacute necessaacuterio verificar com frequumlecircncia a exatidatildeo dos manocircmetros
415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
Figura 4 5 ndash Retorta Fonte wwwfanncom A Retorta mostrada na Figura 55 destina-se a determinaccedilatildeo dos teores de soacutelidos e
liacutequidos existentes num fluido atraveacutes da destilaccedilatildeo de uma amostra do mesmo Eacute constituiacutedo
de um copo para amostra com capacidade de 10 cmsup3 uma cacircmara de aquecimento um forno e
um condensador O destilado eacute coletado numa proveta graduada A retorta eacute regulada por um
termostato que permite manter com seguranccedila a temperatura necessaacuteria para completa
destilaccedilatildeo da amostra de fluido
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PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Retira-se a retorta do bloco isolante Usando a espaacutetula como desarmadordesenrosca-
se o depoacutesito de fluido da retorta
bull introduz-se uma palha de accedilo na cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se o depoacutesito com o fluido a ser testado e coloca-se a tampa de afericcedilatildeo no
depoacutesito de fluido
bull limpa-se bem a tampa a rosca e o corpo externo do depoacutesito sem derramar o fluido
bull enrosca-se o depoacutesito na parte inferior da cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se a retorta na cacircmara isolante e fecha-se a tampa da cacircmara isolante
bull coloca-se a proveta graduada sob a descarga do condensador
bull por meio de fio eleacutetrico liga-se o aparelho a uma tomada de 115 volts CA e fecha-se
o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute acender
bull o tempo de destilaccedilatildeo eacute de 35 minutos
bull abre-se o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute apagar
bull deixa-se a retorta esfriar por 10 min Apoacutes isso retira-se a proveta e faz as leituras
correspondentes aos volumes de aacutegua e oacuteleo recuperados na proveta graduada
Os resultados satildeo obtidos em aacutegua = Volume de aacutegua x 10
oacuteleo = Volume de oacuteleo x 10
soacutelidos = 100-( aacutegua + oacuteleo)
416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
Figura 4 6 - Viscosiacutemetro rotativo de cilindros co-axiais Fann mod 35-a Fonte wwwfanncom
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A Figura 46 mostra um aparelho projetado para medir propriedades reoloacutegicas e
gelificantes de liacutequidos Este modelo possui 6 (seis) velocidades e eacute usado tanto em
laboratoacuterio como em sondas de exploraccedilatildeo Possui um motor 50 Hz e 115 volts uma
combinaccedilatildeo rotor-bob-mola de torccedilatildeo que permite medidas de taxa de cisalhamento da ordem
de 511 a 1022 s-1 e tensatildeo de cisalhamento da ordem de zero a 1533 dynascmsup2 Outras
combinaccedilotildees permitem avaliaccedilotildees da ordem de 0707 a 3252 s-1 e de zero a 131520
dynascmsup2 de taxa de deformaccedilatildeo e tensatildeo de cisalhamento respectivamente
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Agita-se o fluido a ser testado no misturador Beach durante 5 min em velocidade alta
(18000 RPM)
bull coloca-se o fluido no copo do viscosiacutemetro ateacute a sua marca e posiciona-se o mesmo na
base do equipamento Eleva-se o copo ateacute que o niacutevel do fluido coincida com a marca no rotor
e fixa-se com o parafuso
bull liga-se o motor acionando o interruptor para a posiccedilatildeo HIGH e certifica-se que o
seletor de engrenagens esteja na posiccedilatildeo inferior
bull faz-se a leitura que corresponde a 600 RPM apoacutes 1 min de operaccedilatildeo
bull procede-se conforme diagrama na parte superior do equipamento para seleccedilatildeo de
velocidades e registra-se os valores de deflexatildeo apoacutes 1 min de agitaccedilatildeo para 300 200 100 6
e 3 RPM
bull coloca-se o equipamento a 600 RPM por 2 minutos Imediatamente muda-se a
velocidade para 3 RPM desliga-se o motor e apoacutes 10 segundos de repouso liga-se o aparelho
a 3 RPM ao mesmo tempo em que observa-se o ponto maacuteximo atingido pela escala valor este
denominado forccedila gel inicial
bull repere-se os dois uacuteltimos itens entretanto para um tempo de repouso de 10 min A
deflexatildeo maacutexima obtida para esta nova condiccedilatildeo eacute denominada forccedila gel final
bull registra-se os valores das deflexotildees em graus para cada velocidade do equipamento
bull registra-se os valores das forccedilas geacuteis em aproximadamente 100 lbfpesup2 seguindo o
procedimento anteriormente descrito
CALIBRACcedilAtildeO
bull O aparelho deve ser calibrado periodicamente empregando-se uma mistura de
glicerina e aacutegua pura na temperatura ambiente ou atraveacutes do calibrador mecacircnico
padronizado
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42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
421 - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR MATERIAIS
Jogo de papel indicador com escala de cores variadas para comparaccedilatildeo PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Toma-se um papel indicador com escala apropriada
bull posiciona-se o papel na superfiacutecie do fluido ou umedece o mesmo com uma gota do
filtrado do fluido
bull apoacutes um minuto aproximadamente a tira de papel deveraacute ter mudado de cor afetada
pela alcalinidade do fluido ou do filtrado
bull compara-se a cor do papel indicador com a carta colorimeacutetrica correspondente
bull se a cor natildeo corresponder agrave escala calorimeacutetrica da seacuterie escolhida dever-se-aacute repetir a
operaccedilatildeo com outra seacuterie
bull registre-se o pH aproximado a 05 ou a 02 unidades conforme a escala do papel
indicador usado
Nota O papel indicador daacute resultados falsos em fluidos com alta concentraccedilatildeo de sal Para
este caso utiliza-se o meacutetodo potenciomeacutetrico quando o fluido contiver mais de 10000 ppm
Cl
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf (Fluidos agrave Base Aacutegua) A alcalinidade de um filtrado agrave base de aacutegua ou de uma aacutegua proveacutem de um ou mais
dos seguintes agentes quiacutemicos
I ndash HO- - Hidroacutexido
II ndash CO3= - Carbonato
III - CO3H- - Bicarbonato ( Borato + Silicato etc)
A medida da alcalinidade pelo pH fornece as concentraccedilotildees dos sais dissolvidos poreacutem
natildeo indica quanto de cada um dos radicais acima Para isso recorre-se agrave titulaccedilatildeo com o aacutecido
sulfuacuterico em meio contendo um indicador apropriado Para a aacutegua incolor os indicadores satildeo
fenolftaleiacutena e metilorange se a aacutegua ou filtrado estiver corado por exemplo devido a
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lignossulfonato utiliza-se o azul de bromofenol em lugar de metilorange em uacuteltimo caso
usa-se o vermelho de metila em lugar dele
TIPOS DE ALCALINIDADES
Na praacutetica determinam-se as seguintes alcalinidades
I ndash do filtrado agrave fenolftaleiacutena ndash Pf
II ndash do filtrado ao metilorange ndash Mf
III ndash do fluido agrave fenolftaleiacutena ndash Pm
Se numa aacutegua houver apenas HO- entatildeo soacute se mede Pf natildeo havendo CO3= nem
CO3H- a viragem ao metilorange se daacute com a primeira gota de soluccedilatildeo de H2SO4 N50 A
medida que o Mf cresce tornando-se maior que o Pf a alcalinidade passa a ser devida a HO- +
CO3= a CO3
= + CO3H- e por fim somente a CO3H- quando o Pf =0 Entre o Pf =Mf e Pf =0
vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser deduzidas cada uma sendo apropriada para
fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
As concentraccedilotildees desses radicais satildeo expressos em epm (equivalentes partes por
milhatildeo) ppm mgl e em gl conforme a conveniecircncia As alcalinidades geralmente satildeo
expressas em epm usando-se caacutelcio como termo de comparaccedilatildeo de equivalecircncia O peso
atocircmico dele eacute 40 molg e o valor absoluto de sua valecircncia eacute 2 Em termos de valecircncias 1Ca++
= 2HO- 1Ca++ = 1 CO3 1Ca++ = 2CO3H- por conseguinte o equivalente de HO- em Ca++ eacute
20 o equivalente de CO3= em Ca++ eacute 40 etc
As combinaccedilotildees possiacuteveis entre Pf e Mf estatildeo no quadro 1 Os caacutelculos podem ser
efetuados utilizando as foacutermulas contidas no quadro 2
Resultados de
Medidas Interpretaccedilatildeo
HO- CO3= CO3H-
Pf = Mf Pf 0 0
Pf lt 12 Mf 0 2Pf Mf - 2Pf
Pf = 12 Mf 0 2Pf 0
Pf gt 12 Mf 2Pf - Mf 2(Mf - Pf ) 0
Pf = 0 0 0 Mf
Quadro 1 As foacutermulas apresentadas no quadro 2 satildeo baseadas em que
bull 1 epm HO- = 17 ppm HO-
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bull 1 epm CO3= = 30 ppm CO3
=
bull 1 epm CO3H- =61 ppm CO3H-
e nas equivalecircncias estequiomeacutetricas entre Ca++ HO- CO3= e CO3H- anteriormente
apresentadas
Resultados Iacuteon Alcalinidade epm Ppm
Pf = Mf HO- Pf 20Pf 340Pf
Pf lt 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
CO3- Mf - 2Pf 20(Mf - 2Pf) 1200(Mf - 2Pf)
Pf = 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
Pf gt 12 Mf HO- 2Pf - Mf 20(2Pf - Mf) 340(2Pf - Mf)
CO3= 2(Mf - Pf) 40(Mf - Pf) 1200(Mf - Pf)
Pf = 0 CO3H- Mf 20 Mf 1200 Mf
MATERIAIS
bull Caacutepsula de porcelana de 250 cm3
bull 2 pipetas graduadas uma de 1 cm3 e outra de 10 cm3
bull Agitador de vidro
bull Bureta
bull Soluccedilatildeo de H2SO4 N50
bull Soluccedilatildeo indicadora de fenolftaleiacutena
PROCEDIMENTO
bull Meccedila 1 cm3 de fluido e coloque-o em uma caacutepsula
bull Dilua com 50 cm3 de aacutegua destilada
bull Adicione 3 gotas de fenolftaleiacutena
bull Titule com soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 rapidamente
bull Agite continuamente ateacute que a cor da amostra passe do vermelho agrave cor original do
fluido
bull Ao volume da soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 em cm3 se chama alcalinidade do
fluido (Pm)
bull A alcalinidade do filtrado (Pf) se determina seguindo-se o processo anterior tomando-
se 1 cm3 de filtrado
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 35
A determinaccedilatildeo de ldquoMfrdquo Alcalinidade do filtrado ao metilorange seraacute feita do seguinte modo
bull Determinado o Pf adicionar agrave soluccedilatildeo 2 a 3 gotas de soluccedilatildeo de metilorange
bull Continuar a titulaccedilatildeo anterior com a soluccedilatildeo de H2SO4 N50 ateacute viragem do amarelo-
alaranjado para o roacuteseo
bull Anotar o volume Vt de soluccedilatildeo de aacutecido gasto na titulaccedilatildeo Vt em cm3
bull Calcular o Mf como segue
bull Mf =Vt cm3 de H2SO4 N50
NOTAS
1 ndash Se o filtrado se apresentar corado devido por exemplo a tanino a viragem em ambas as
determinaccedilotildees pode ser afetada particularmente no caso do metilorange Neste caso a
determinaccedilatildeo do ponto final poderaacute ser efetuada com um potenciocircmetro O ponto final para a
determinaccedilatildeo da alcalinidade Pf eacute tomado quando o potenciocircmetro acusar o pH 83 para o
valor de Mf quando acusar o pH 43
2 ndash Em lugar do metilorange como indicador para determinaccedilatildeo do Mf podem ser usados
21 ndash azul de bromo-fenol a 01 em aacutegua destilada
22 - indicador misto cuja composiccedilatildeo eacute a seguinte
bull Vermelho de metila002 g
bull Verde de bromo-cresol010 g
bull Aacutelcool qsp1000 cm3
Com estes indicadores a viragem eacute niacutetida pelo que dispensa o uso do potenciocircmetro
A restriccedilatildeo que se faz eacute que estes indicadores satildeo oxidaacuteveis em presenccedila de certas
substacircncias tal como o aacutecido niacutetrico
Registrar-se as alcalinidades Pf e Pm em cm3 de H2SO4 N50
PREPARO DE SOLUCcedilOtildeES E REATIVOS
Soluccedilatildeo titulada de aacutecido sulfuacuterico N50 Toma-se 12 cm3 de aacutecido sulfuacuterico concentrado e o
dilui em matraz aferido (recipiente de vidro com um gargalo muito estreito e com marca de
afericcedilatildeo) de 2000 cm3 com aacutegua destilada Em seguida titula-se com uma soluccedilatildeo de NaOH
01N usando fenolftaleiacutena como indicador
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 36
Soluccedilatildeo Indicadora de Fenolftaleiacutena
Pesa-se 04g de fenolftaleiacutena qp Em seguida dissolve-
se em 60 cm3 de aacutelcool etiacutelico a 95 diluindo-se ateacute 100 cm3 com aacutegua destilada Filtra-se se
formar resiacuteduo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 37
CAPIacuteTULO 6
CONCLUSAtildeO
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 38
6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
Lista de Figuras
Figura 2 1-Ciclo simplificado de fluido de perfuraccedilatildeo 21 Figura 4 1- Funil Marsh Fonte wwwfanncom 25
Figura 4 2- Medidor de areia Fonte wwwsolotestcombr 26
Figura 4 3 - Balanccedila densimeacutetrica Fonte wwwfanncom 27
Figura 4 4 Filtro-prensa BTBP Fonte wwwfanncom 28
Figura 4 5 ndash Retorta Fonte wwwfanncom 29
Figura 4 6 - Viscosiacutemetro rotativo de cilindros co-axiais Fann mod 35-a Fonte
wwwfanncom 30
Lista de Tabelas
Tabela 2 1 ndash Tipo de fluidos utilizados no ATPARG 19
CAPIacuteTULO 1 INTRODUCcedilAtildeO GERAL
Introduccedilatildeo Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2006 10
1 ndash Introduccedilatildeo
Fluido de perfuraccedilatildeo eacute usado como ferramenta essencial na perfuraccedilatildeo de poccedilos de
petroacuteleo Sua importacircncia se justifica pela funccedilatildeo desempenhada durante a operaccedilatildeo de
perfuraccedilatildeo Eacute competecircncia dos fluidos de perfuraccedilatildeo carrear os cascalhos cortados pela broca
sustentar a parede do poccedilo lubrificar a broca controlar a pressatildeo existente na formaccedilatildeo etc
Essas funccedilotildees satildeo desempenhadas de acordo com as propriedades do fluido que satildeo
previamente especificadas e formuladas de acordo com a formaccedilatildeo O controle dessas
propriedades durante a operaccedilatildeo eacute garantia de um bom desempenho do fluido dentro do poccedilo
Esse controle eacute feito em campo por meacutetodos de anaacutelises de paracircmetros fiacutesicos e quiacutemicos
Durante vaacuterios anos utilizou-se fluido a base de oacuteleo diesel devido agrave excelente
performance proporcionada agrave perfuraccedilatildeo comparado ao fluido base aacutegua Poreacutem em alguns
lugares as leis ambientais vigentes natildeo permitem o uso deste tipo de fluido
Nos campos de petroacuteleo do Rio Grande do Norte devido a exigecircncias ambientais o
fluido de perfuraccedilatildeo utilizado eacute base aacutegua Este trabalho tem como objetivo apresentar uma
visatildeo geral sobre fluido de perfuraccedilatildeo bem como as metodologias de anaacutelises para o
monitoramento de algumas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas de fluido de perfuraccedilatildeo base aacutegua
CAPIacuteTULO 2
ASPECTOS TEOacuteRICOS
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 12
2 - Aspectos Teoacutericos
21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
O processo de exploraccedilatildeo de petroacuteleo envolve a pesquisa por formaccedilatildeo de rochas
associadas com oacuteleo ou depoacutesitos de gaacutes natural e compreende etapas que vatildeo desde a
prospecccedilatildeo geofiacutesica passando pela perfuraccedilatildeo exploratoacuteria desenvolvimento do poccedilo
quando economicamente viaacutevel e a sua exploraccedilatildeo se forem achados hidrocarbonetos em
quantidades suficientes caso contraacuterio o poccedilo poderaacute ser abandonado
Em terra ou mar a perfuraccedilatildeo de um poccedilo eacute um trabalho realizado sem interrupccedilatildeo
que soacute termina quando se atinge a profundidade programada ou o objetivo proposto para a
perfuraccedilatildeo A perfuraccedilatildeo em terra eacute feita com sonda de perfuraccedilatildeo constituiacuteda de estrutura
metaacutelica de mais de 40 metros de altura (torre) e de equipamentos especiais
A torre sustenta um tubo vertical a coluna de perfuraccedilatildeo em cuja extremidade eacute
colocada uma broca Por meio de movimentos de rotaccedilatildeo e peso transmitido pela coluna agrave
broca as rochas satildeo perfuradas Para contrabalanccedilar as pressotildees existentes na formaccedilatildeo
resfriar a broca carrear a rocha triturada (cascalhos de perfuraccedilatildeo) ateacute a superfiacutecie aleacutem de
evitar desmoronamento das paredes do poccedilo eacute circulado na coluna um fluido de perfuraccedilatildeo
O fluido eacute injetado por bombas para o interior da coluna de perfuraccedilatildeo atraveacutes da cabeccedila de
injeccedilatildeo ou Swivel e retorna agrave superfiacutecie atraveacutes do espaccedilo anular formado pelas paredes dos
poccedilos e a coluna Ao atingir determinada profundidade a coluna de perfuraccedilatildeo eacute retirada do
poccedilo e uma coluna de revestimento de accedilo de diacircmetro inferior ao da broca eacute descida no
poccedilo
O anular entre os tubos do revestimento e as paredes do poccedilo eacute cimentado com
finalidade de isolar as rochas atravessadas permitindo entatildeo o avanccedilo de perfuraccedilatildeo com
seguranccedila Apoacutes a operaccedilatildeo de cimentaccedilatildeo a coluna de perfuraccedilatildeo eacute novamente decida no
poccedilo tendo na sua extremidade nova broca de diacircmetro menor do que a do revestimento para
o prosseguimento da perfuraccedilatildeo
Do exposto percebe-se que um poccedilo eacute perfurado em diversas fases caracterizadas
pelos diacircmetros das brocas No caso dos poccedilos do Alto do Rodrigues e Fazenda Porcinho a
sua grande maioria eacute perfurada em duas fases
A fase inicial ou fase ldquoumrdquo abrange os niacuteveis mais superficiais do terreno onde eacute
utilizado um fluido mais simples composto de apenas bentonita soacutedica e aacutegua Num segundo
estaacutegio fase ldquodoisrdquo eacute usado um fluido mais elaborado cuja composiccedilatildeo oferece
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caracteriacutesticas que permitem uma obtenccedilatildeo de perfis geoloacutegicos aleacutem de prover inibiccedilatildeo
fiacutesico-quiacutemica dos argilo-minerais reduzindo a interaccedilatildeo rocha-fluido entre outras
22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
Os fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo misturas complexas de soacutelidos liacutequidos produtos
quiacutemicos e por vezes ateacute gases Do ponto de vista quiacutemico eles podem assumir aspectos de
suspensatildeo dispersatildeo coloidal ou emulsatildeo dependendo do estado fiacutesico dos componentes
O fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser estaacutevel do ponto de vista quiacutemico estabilizar as
paredes do poccedilo mecacircnica e quimicamente facilitar a separaccedilatildeo dos cascalhos na superfiacutecie
manter os soacutelidos em suspensatildeo quando estiver em repouso ser inerte em relaccedilatildeo a danos agraves
rochas produtoras aceitar qualquer tratamento fiacutesico e quiacutemico ser bombeaacutevel apresentar
baixo grau de corrosatildeo e de abrasatildeo em relaccedilatildeo agrave coluna de perfuraccedilatildeo e demais
equipamentos do sistema de circulaccedilatildeo facilitar as interpretaccedilotildees geoloacutegicas do material do
poccedilo e apresentar custo compatiacutevel com a
operaccedilatildeo
O escoamento do fluido de perfuraccedilatildeo
para baixo pela tubulaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo e para
cima pelo poccedilo algumas vezes eacute interrompido
ou por causa de um problema ou para elevar a
tubulaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo para cima e para fora do
poccedilo permitindo a troca da broca Quando a perfuraccedilatildeo paacutera os cortes em suspensatildeo no
fluido podem afundar no poccedilo prendendo a broca
Os fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo projetados com uma propriedade muito interessante que
resolve esse problema Sua espessura ou viscosidade aumenta quando diminui o seu
movimento Quando o fluido paacutera de circular ele forma um gel espesso que manteacutem os
cortes de rocha em suspensatildeo e evita que eles afundem no poccedilo
Quando o fluido comeccedila a circular novamente ele torna-se mais fino e volta agrave forma
liacutequida anterior essa propriedade do fluido garante ao transporte dos cascalhos para a
superfiacutecie limpando assim o fundo do poccedilo
O fluido tambeacutem eacute responsaacutevel por exercer pressatildeo hidrostaacutetica sobre as formaccedilotildees
evitando assim o influxo de fluidos indesejaacuteveis (kick) e estabilizar as paredes do poccedilo
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23 Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
As propriedades de controle dos fluidos podem ser fiacutesicas ou quiacutemicas As fiacutesicas satildeo
mais geneacutericas ou seja satildeo vaacutelidas para qualquer tipo de fluido Jaacute as quiacutemicas satildeo
especiacuteficas para cada tipo de fluido
As propriedades fiacutesicas mais importantes e frequumlentemente medidas nas sondas satildeo as
densidades os paracircmetros reoloacutegicos as forccedilas geacuteis (inicial e final) os paracircmetros de
filtraccedilatildeo e teor de soacutelidos
As propriedades quiacutemicas mais frequumlentemente determinadas nos laboratoacuterios das
sondas satildeo o pH os teores de cloreto e de bentonita e a alcalinidade O excesso de cal
(determinada nos fluidos tratados por cal hidratada) teor de caacutelcio e de magneacutesio a
concentraccedilatildeo de H2S e a concentraccedilatildeo de potaacutessio (testada nos fluidos inibidos por gesso)
Densidade
Os limites de variaccedilatildeo da densidade dos fluidos para perfurar uma determinada fase
satildeo definidos pela pressatildeo atuante no fluido que se encontra no espaccedilo poroso da rocha (limite
miacutenimo) e pela pressatildeo para qual a rocha se rompe (limite maacuteximo) das formaccedilotildees expostas
A baritina (BaSO4) tem o poder de aumentar a densidade de um fluido Este tem
densidade de 425 enquanto a densidade dos soacutelidos perfurados eacute em torno de 26 Para
reduzir a densidade dos fluidos agrave base de aacutegua dilui-se com aacutegua (densidade 100) ou oacuteleo
diesel (densidade 082)
Paracircmetros reoloacutegicos e forccedilas geacuteis
O comportamento do fluxo de um fluido eacute definido pelos paracircmetros reoloacutegicos Para
isto considera-se que o fluido eacute definido como um modelo reoloacutegico cujos paracircmetros vatildeo
influir diretamente no caacutelculo de perdas de cargas na tubulaccedilatildeo e velocidade de transporte dos
cascalhos
O controle de propriedades reoloacutegicas eacute de vital importacircncia nas operaccedilotildees de
perfuraccedilatildeo pois elas satildeo responsaacuteveis pela remoccedilatildeo dos cascalhos perfurados Aleacutem disso
influenciam no progresso da perfuraccedilatildeo que se chama de taxa de penetraccedilatildeo
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O descontrole dessa propriedade juntamente com o gel do fluido ocasiona problemas
seacuterios como Obstruccedilatildeo do anular formaccedilatildeo de fundo falso reduccedilatildeo de taxa de penetraccedilatildeo
alargamento do poccedilo prisatildeo da coluna perda de circulaccedilatildeo etc
Para os fluidos de perfuraccedilatildeo assume-se o modelo de Bingham o qual postula que
uma determinada tensatildeo deve ser aplicada para iniciar o fluxo (limite de escoamento) e acima
dessa tensatildeo o fluido se comporta como Newtoniano isto eacute Tensatildeo cisalhante (T)
proporcional a taxa de cisalhamento (TC)
Alguns fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo tixotroacutepicos isto eacute adquirem um estado semi-riacutegido
quando estatildeo em repouso e quando em movimentam apresentam fluidez A forccedila gel eacute um
paracircmetro de natureza reoloacutegica que indica o grau de gelificaccedilatildeo devido agrave interaccedilatildeo eleacutetrica
entre partiacuteculas dispersas
A forccedila gel inicial mede a resistecircncia inicial para colocar o fluido em fluxo A forccedila
gel final mede a resistecircncia do fluido para reiniciar o fluxo quando este fica um certo tempo
em repouso A diferenccedila entre elas indica o grau de tixotropia do fluido
Paracircmetros de filtraccedilatildeo
Devido agrave pressatildeo da coluna de fluido ter que ser maior que a pressatildeo de poro de
formaccedilatildeo para evitar o influxo dos fluidos contido nas rochas o fluido de perfuraccedilatildeo deveria
invadir continuamente as formaccedilotildees permeaacuteveis se natildeo houvesse o depoacutesito de um reboco
que eacute a capacidade do fluido de perfuraccedilatildeo em formar uma camada de partiacuteculas soacutelidas
uacutemidas sobre as rochas permeaacuteveis expostas pela broca e eacute de fundamental importacircncia para
o sucesso da perfuraccedilatildeo e da completaccedilatildeo do poccedilo
Quando existem partiacuteculas soacutelidas com dimensotildees adequadas a obstruccedilatildeo dos poros eacute
raacutepida e somente a fase liacutequida do fluido de perfuraccedilatildeo denominada filtrado invade a
formaccedilatildeo
O controle do filtrado torna-se criacutetico em casos de formaccedilotildees de folhelhos sensiacuteveis a
aacutegua esses folhelhos desenvolvem pressotildees devido ao inchamento pelo contato com a aacutegua
causando desmoronamento e alargamento do poccedilo Em formaccedilotildees permeaacuteveis o depoacutesito de
um reboco muito espesso causa reduccedilatildeo acentuada do diacircmetro do poccedilo aleacutem do que um
reboco espesso facilita a prisatildeo por pressatildeo diferencial
Para formar o reboco deve haver o influxo da fase liacutequida do fluido do poccedilo para a
formaccedilatildeo Este processo eacute conhecido como filtraccedilatildeo Eacute essencial que o fluido tenha uma
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fraccedilatildeo razoaacutevel de partiacuteculas com dimensotildees ligeiramente menores agraves dimensotildees dos poros
das rochas expostas
Quando existem partiacuteculas soacutelidas com dimensotildees adequadas a obstruccedilatildeo dos poros eacute
raacutepida e somente a fase liacutequida do fluido o filtrado invade a rocha
O filtrado e a espessura de reboco satildeo dois paracircmetros medidos rotineiramente para
definir o comportamento do fluido quanto agrave filtraccedilatildeo
Teor de soacutelidos
O teor de soacutelidos cujo valor deve ser mantido no miacutenimo possiacutevel eacute uma propriedade
que deve ser controlada com rigor porque o seu aumento implica aumento de vaacuterias outras
propriedades (densidade viscosidade e forccedila gel) aleacutem de aumentar a ocorrecircncia de
problemas como desgaste dos equipamentos de circulaccedilatildeo fratura das formaccedilotildees devido agrave
elevaccedilatildeo das pressotildees de bombeio ou hidrostaacutetica prisatildeo da coluna e reduccedilatildeo da taxa de
penetraccedilatildeo
O tratamento do fluido para reduzir o teor de soacutelidos pode ser preventivo ou corretivo
O tratamento preventivo consiste em inibir o fluido fiacutesico ou quimicamente evitando-se a
dispersatildeo dos soacutelidos perfurados No meacutetodo corretivo pode-se fazer uso de equipamentos
extratores de soacutelidos tais como tanques de decantaccedilatildeo peneiras hidrociclones e
centrifugadores ou diluir o fluido
Concentraccedilatildeo Hidrogeniocircnica ndash pH
O controle quiacutemico de alguns sistemas de fluido de perfuraccedilatildeo baseia-se na
determinaccedilatildeo do pH (pH=- log [H+] onde [H+] eacute a concentraccedilatildeo molar do iacuteon H+) O pH dos
fluidos de perfuraccedilatildeo eacute geralmente mantido no intervalo alcalino devido a fatores tais como
reduzir a taxa de corrosatildeo e aumentar a eficiecircncia dos dispersantes bem como aumentar o
rendimento das bentonitas
O pH dos fluidos de perfuraccedilatildeo tem que ser mantido na faixa de 7 a 10 com o intuito
de reduzir a taxa de corrosatildeo dos equipamentos e evitar a dispersatildeo das formaccedilotildees argilosas
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Alcalinidades
A alcalinidade eacute determinada por meacutetodos diretos de titulaccedilatildeo volumeacutetrica de
neutralizaccedilatildeo e esta leva em consideraccedilatildeo as espeacutecies carbonatos (CO3--) e bicarbonatos
HC03- dissolvidos no fluido aleacutem dos iacuteons hidroxilas (OH-) dissolvidos e natildeo dissolvidos
Se numa soluccedilatildeo aquosa (no caso o filtrado do fluido) houver apenas OH- entatildeo soacute se
mede Pf natildeo havendo C03-2 nem HC03
- a viragem do metilorange se daacute com a primeira gota
de soluccedilatildeo de H2S04 N50 A medida em que o Mf cresce tornando-se maior do que o Pf a
alcalinidade passa a ser devido a OH- + C03-2 a C03
-2 + HC03- e por fim somente a HC03
-
quando o Pf = O Entre o Pf = Mf e Pf = O vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser
deduzida cada uma sendo apropriada para fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
Esse teste identifica a alcalinidade parcial do filtrado alcalinidade da lama e
alcalinidade total do filtrado
Teor de cloretos ou salinidade
Este teste eacute feito por anaacutelise volumeacutetrica de precipitaccedilatildeo por titulaccedilatildeo dos iacuteons
cloretos
Os resultados obtidos com esses testes no campo satildeo utilizados para identificar o teor
salino da aacutegua de preparo do fluido controlar a salinidade de fluidos inibidos com sal
identificar influxos de aacutegua salgada e identificar a perfuraccedilatildeo de uma rocha ou domo salino
Teor de bentonita ou de soacutelidos ativos
O teste do azul de metileno ou MBT eacute uma anaacutelise volumeacutetrica por adsorccedilatildeo que serve
como inibidor da quantidade de soacutelidos ativos ou bentoniacuteticos no fluido de perfuraccedilatildeo Este
mede a capacidade de troca de caacutetion (CTC) das argilas e soacutelidos ativos presentes
24 Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
O fluido de perfuraccedilatildeo eacute classificado de acordo com a composiccedilatildeo baseado no
constituinte principal da fase contiacutenua ou dispersante e satildeo eles fluido a base de aacutegua fluidos
a base de oacuteleo e fluidos a base de ar ou de gaacutes neste relatoacuterio vamos nos deter ao fluido de
perfuraccedilatildeo base aacutegua que foi o trabalhado durante o estaacutegio
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Fluidos a base de aacutegua
A definiccedilatildeo de um fluido a base aacutegua considera principalmente a natureza da aacutegua e os
aditivos quiacutemicos empregados no preparo do fluido A proporccedilatildeo entre os componentes
baacutesicos e as interaccedilotildees entre eles provoca sensiacuteveis modificaccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido Consequumlentemente a composiccedilatildeo eacute o principal fator a considerar no
controle das suas propriedades
A aacutegua eacute a fase contiacutenua e o principal componente de qualquer fluido agrave base de aacutegua
podendo ser doce dura ou salgada A aacutegua doce natildeo precisa de tratamento preacutevio pois natildeo
afeta o desempenho dos aditivos empregados no preparo do fluido sua salinidade eacute inferior a
1000 ppm de NaCl equivalente
A aacutegua dura tem a presenccedila de sais de caacutelcio e magneacutesio dissolvido onde estes
apresentam concentraccedilotildees capazes de alterar o desempenho dos aditivos do fluido de
perfuraccedilatildeo
A aacutegua salgada possui salinidade superior a 1000 ppm de NaCl equivalente e pode ser
natural como a aacutegua do mar ou pode ser salgada com a adiccedilatildeo de sais como NaCl KCl ou
CaCl2 A aacutegua tem a funccedilatildeo de prover o meio de dispersatildeo para os mateacuterias coloidais estes
controlam a viscosidade limite de escoamento forccedilas geacuteis e filtrado em valores adequados
para conferir ao fluido uma boa taxa de remoccedilatildeo dos soacutelidos perfurados e capacidade de
estabilizaccedilatildeo das paredes do poccedilo
Os fatores a serem considerados na seleccedilatildeo da aacutegua de preparo satildeo disponibilidade
custo de transporte e de tratamento tipos de formaccedilotildees geoloacutegicas a serem perfuradas
produtos quiacutemicos que comporatildeo o fluido e equipamentos e teacutecnicas a serem usados na
avaliaccedilatildeo das formaccedilotildees
Os soacutelidos dispersos em meio aquoso podem ser ativos ou inertes Os soacutelidos ativos
satildeo materiais argilosos cuja funccedilatildeo principal eacute aumentar a viscosidade do fluido A argila
mais usada eacute a bentonita
Os soacutelidos inertes podem se originar da adiccedilatildeo de materiais industrializados ou de
detritos finos das rochas perfuradas O adensante baritina eacute o soacutelido inerte mais comuns dentre
os produtos comercializados Os soacutelidos inertes oriundos das rochas perfuradas satildeo areia silte
e calcaacuterio fino
Os produtos quiacutemicos a serem adicionados ao fluido podem ser
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bull alcalinizantes e controladores de pH como soda caacuteustica potassa caacuteustica e cal
hidratada
bull dispersantes como o lignossulfonato tanino lignito e fosfato
bull redutores de filtrado como amido
bull floculantes como a soda caacuteustica cal e cloreto de soacutedio
bull poliacutemeros de uso geral para viscosificar desflocular ou reduzir filtrado
bull surfactantes para emulsificar e reduzir a tensatildeo superficial
bull removedores de caacutelcio e magneacutesio como carbonato e bicarbonato de soacutedio
bull inibidores de formaccedilatildeo ativas como cloreto de potaacutessio soacutedio e caacutelcio
bull bactericidas como paraformaldeiacutedo composto organoclorados soda caacuteustica e
cal
Produtos quiacutemicos mais especiacuteficos como anticorrosivos traccediladores quiacutemicos
antiespumantes entre outros tambeacutem podem estar presentes
A Tabela 21 abaixo apresenta a composiccedilatildeo dos fluidos usado na Petrobraacutes (ATP-
ARGIP) com seus respectivos coacutedigos
COacuteDIGO Tipos de
Fluido COacuteDIGO Tipos de Fluido
1 Aacutegua do Mar 12 NaCl com Poliacrilamida
2 Convencional 13 Milk Mud
3 BTS 14 Espuma
4 Nativo 15 Convencional com Asfalto e
LCM
5 NaCl com Poliacutemeros
16 Base Oacuteleo Mineral
6 Base Cal 17 Especiais para alta
temperatura
7 Disperso 18 Biopoliacutemero Saturado
8 KCL com Poliacutemero 19 Catiocircnico
9 Saturado 20 KCl com Poliacrilamida
10 Aerado 21 Biopoliacutemero com Carbonato
11 Base Oacuteleo Diesel 22 Sinteacutetico (Eacutester ou Parafina)
Tabela 2 1 ndash Tipo de fluidos utilizados no ATPARG
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Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados Tipo 2 Aacutegua Industrial argila ativada e soda caacuteustica
Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e
calcaacuterio
Tipo 19 Aacutegua Industrial Oacutexido de Magneacutesio Goma Xantana CMC BBV ADS
Amido Comum Cloreto de soacutedio Poliacutemero Catiocircnico Calcaacuterio Fino Lubrificante Preventor
de enceramento e Bactericida
24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
O controle dos soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo eacute feito por um sistema de equipamentos
extratores buscando sempre manter o teor de soacutelidos adequados ao trabalho Quando estes
natildeo satildeo suficientes para esse controle a accedilatildeo corretiva implicaraacute num custo adicional pois
uma nova formulaccedilatildeo teraacute que ser feita ou seja um fluido novo seraacute misturado para diluiccedilatildeo
O natildeo uso dos equipamentos ou a natildeo correccedilatildeo do teor de soacutelidos implica na reduccedilatildeo da taxa
de penetraccedilatildeo problemas de ordem reoloacutegicas do fluido de perfuraccedilatildeo reboco de baixa
qualidade maior densidade equivalente de circulaccedilatildeo dano a formaccedilatildeo ameaccedila de prisatildeo da
coluna por diferencial de pressatildeo elevado desgaste de equipamentos grande volume de
resiacuteduos gerados e maior custo global
Existe algumas recomendaccedilotildees que se forem seguidas auxiliam na soluccedilatildeo de
problemas provocados por soacutelidos satildeo elas
Analisar os testes do fluido de perfuraccedilatildeo a fim de identificar a presenccedila de
um teor elevado de soacutelidos
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
eficientemente
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
em sequumlecircncia apropriada
Verificar se os equipamentos instalados na sonda tecircm capacidade suficiente
para remover soacutelidos numa taxa que permita trabalhar na faixa aceitaacutevel de teor
de soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo
Verificar qual o equipamento adicional necessaacuterio para resolver o problema
provocado pelo teor elevado de soacutelidos
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PEN
EIR
AS
KELLY (HASTE QUADRADA)
KATARINA
DESLIZADOR DE CASCALHOS
TUBOS PESADOS (HW)
PEN
EIR
AS
COMANDOS
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo da diluiccedilatildeo necessaacuteria para resolver o problema sem o uso
de equipamento adicional
Comparar os custos determinados em nos dois itens anteriores
Recomendar se necessaacuterio a instalaccedilatildeo de equipamento adicional extrator de
soacutelidos
Caso seja instalado um equipamento adicional de soacutelidos operaacute-lo por um
periacuteodo apropriado de tempo repetir os testes com o fluido de perfuraccedilatildeo e
avaliar a eficiecircncia do equipamento adicional instalado
25 Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de
perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
Peneiras Vibratoacuterias
A peneira vibratoacuteria eacute a primeira
barreira na retenccedilatildeo dos soacutelidos do fluido de
perfuraccedilatildeo que retorna durante a saiacuteda de
cada ciclo de circulaccedilatildeo Dessa etapa os
soacutelidos mais grosseiros satildeo retidos jaacute que eacute
mais faacutecil removecirc-los antes de passar pelos
hidrociclones e centrifugadores Ao lado
apresenta-se uma figura esquemaacutetica com o
percurso simplificado do fluido no poccedilo
quando se estaacute perfurando
Hidrociclones
A separaccedilatildeo dos soacutelidos ocorre da seguinte
forma o liacutequido contendo a fraccedilatildeo mais fina
de partiacuteculas menores eacute descarregado atraveacutes Figura 2 1-Ciclo simplificado de fluido de
perfuraccedilatildeo
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do tubo cilindro central (overflow) o liacutequido contendo os soacutelidos mais grossos eacute
descarregado pelo underflow
Os cones hoje satildeo feitos de poliuretano este material quando expostos a altas
temperaturas (150 e 175 ordm F) amolecem fazendo com que haja a necessidade de substituiacute-los
A viscosidade do fluido o teor de soacutelidos na alimentaccedilatildeo a pressatildeo disponiacutevel na
entrada do equipamento e o lay-out do percurso feito pelo fluido influencia de forma direta no
desempenho do equipamento
Quanto menor a viscosidade (dentro do possiacutevel) maior o desempenho do
hidrociclone
Uma grande concentraccedilatildeo de soacutelidos na alimentaccedilatildeo tem efeito negativo no
desempenho Com o hidrociclone trabalhando com descarga tipo ldquosprayrdquo o ponto de corte
meacutedio aumenta quando a carga de soacutelidos aumenta Quando a carga de soacutelidos ultrapassa o
ponto suportaacutevel pelo ldquounderflowrdquo o hidrociclone comeccedila a descarregar em ldquoforma de cordardquo
e o ponto de corte meacutedio aumenta drasticamente A pressatildeo recomendada pela maioria dos
fabricantes e fornecedores de hidrociclones jaacute estaacute otimizada A maioria dos hidrociclones no
campo requer de 70 a 80 peacutes de fluido de pressatildeo hidrostaacutetica Os hidrociclones utilizados nas
sondas satildeo chamados de desareadores e dessiltadores
Depuradores (MUD CLEANER)
Este eacute composto por hidrociclones em seacuterie com uma tela fina que permite recuperar
partiacuteculas e eacute usado com fluidos de perfuraccedilatildeo pesados As partiacuteculas soacutelidas que esse
equipamento remove satildeo maiores que a baritina Como ocorre no ciclone parte do material eacute
recuperada e parte eacute descartada o recuperado retorna ao fluido reduzindo custos
Monta-se uma cobertura onde a tela estaacute colocada fazendo com que todos os soacutelidos
descarregados pelos dessiltadores satildeo retornados para o sistema de circulaccedilatildeo No caso de
baritina ser adicionada ao fluido a cobertura daacute lugar a tela fina Esse equipamento reduz a
perda da baritina dos fluidos pesados no intuito de recuperar fluidos caros e reduzir descarte
de poluente ao meio ambiente
Decantador Centriacutefugo
A funccedilatildeo deste equipamento eacute separar soacutelidos de liacutequidos eacute formado por um tambor
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ciliacutendrico-cocircnico composto por uma seccedilatildeo cocircnica que origina a chamada ldquopraiardquo e uma ou
vaacuterios secccedilotildees ciliacutendricas conectadas que origina a ldquopiscinardquoUm parafuso transportador que
fica dentro do tambor rotativo
Eacute possiacutevel ajustar a profundidade do liacutequido no tambor o niacutevel da piscina teraacute um
efeito sobre a eficiecircncia de separaccedilatildeo pois ele afetaraacute as aacutereas secas e molhadas da praia bem
como a secagem dos soacutelidos e a habilidade fiacutesica do parafuso em transportar os soacutelidos para o
tambor
A medida do teor de areia num fluido nos daacute um paracircmetro de avaliaccedilatildeo dos
equipamentos extratores de soacutelidos da sonda e serve como uma medida de abrasividade do
fluido
CAPIacuteTULO 4
METODOLOGIA DE ANAacuteLISES
Metodologia de anaacutelise Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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4 - Metodologia de anaacutelise
O monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo eacute feito
de acordo com as metodologias descritas neste capiacutetulo Aqui seratildeo descritos os meacutetodos
fiacutesicos e quiacutemicos para anaacutelises de fluido de perfuraccedilatildeo base aacutegua
As anaacutelises que seratildeo descritas neste documento estatildeo de acordo com o Manual de
Laboratoacuterio de Fluido Programa de Trainees Petrobras ndash 2002 Quiacutemico de Petroacuteleo Junior
41 Meacutetodos Fiacutesicos
411 Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
Figura 4 1- Funil Marsh Fonte wwwfanncom
A Figura 41 mostra o funil Marsh que eacute um funil com as seguintes dimensotildees 1524
cm (6rdquo) de diacircmetro na parte superior 3048 cm (12rdquo) de altura A metade da abertura
superior eacute coberta por uma peneira de malha nordm 10 O orifiacutecio inferior tem 476 mm (316rdquo) de
diacircmetro interno e 508 cm (2rdquo) de comprimento A capacidade do funil ateacute a marca superior eacute
de 1500 cmsup3
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Se segura o funil em posiccedilatildeo vertical obstruindo o orifiacutecio de descarga com o dedo
indicador
bull verta-se atraveacutes da peneira a amostra de fluido tomada em qualquer ponto onde ela
esteja em agitaccedilatildeo ateacute que o niacutevel da mesma fique rente agrave parte inferior da tela da
peneira
bull imediatamente retira-se o dedo do tubo de descarga e com o auxiacutelio de um
cronocircmetro observa-se o tempo em segundos necessaacuterio para que escoe um (01) litro
de fluido para um recipiente graduado
bull a operaccedilatildeo deve ser raacutepida para minimizar erros
bull registra-se a ldquoViscosidaderdquo Marsh em segundos1000 cmsup3 de fluido
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Verifica-se a precisatildeo do funil Marsh com 1500 cmsup3 de aacutegua doce a 21ordmC O tempo de
escoamento de 1000 cmsup3 de aacutegua deve ser de 28 plusmn 05 segundos
412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
Figura 4 2- Medidor de areia Fonte wwwsolotestcombr
A Figura 42 mostra o conjunto que registra o conteuacutedo de areia presente no fluido
em percentagem volumeacutetrica composto por um tubo de vidro graduado em percentual
volumeacutetrico (0-20 v) um cilindro cocircnico um copo ciliacutendrico com uma tela de peneira
(malha 200 mesh)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Verta-se o fluido previamente passado atraveacutes da peneira do funil Marsh no tubo de
vidro graduado ateacute a marca indicada e depois se adiciona aacutegua ateacute a referecircncia
superior
bull obstrui-se a saiacuteda superior do tubo com o dedo e agita-se vigorosamente Em seguida
esvazia-se a amostra de fluido diluiacutedo atraveacutes da peneira lavando todo o resiacuteduo no
tubo com aacutegua Lava-se a areia retida na peneira ateacute eliminar os traccedilos de fluido
bull coloca-se o funil sobre a peneira e inverte-se o conjunto lentamente Faz-se retornar a
areia da peneira para o interior do tubo atraveacutes de jatos daacutegua
bull apoacutes a deposiccedilatildeo total da areia lecirc-se diretamente a percentagem em volume de areia
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412 Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
Figura 4 3 - Balanccedila densimeacutetrica Fonte wwwfanncom
A Figura 43 apresenta a balanccedila utilizada para mediccedilatildeo de densidade de fluido de
perfuraccedilatildeo no campo O equipamento consiste de uma base e braccedilo graduado com copo para
amostra tampa fiel cursor e medidor de niacutevel Possui quatro escalas de leituras
Densidade 072 - 288
Massa Especiacutefica 6-24(lbmgal)
Massa Especiacutefica 45-180(lbmft3)
Gradiente Hidrostaacutetico 310-1250 (ldquopsirdquo1000ft)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Posiciona-se a base da balanccedila em uma superfiacutecie lisa e nivelada
bull enche totalmente o copo da balanccedila com o fluido a ser testado Se o copo inicialmente
estiver molhado despeje a primeira porccedilatildeo de fluido e volte a enchecirc-lo Deve ser eliminado as
bolhas de ar trapeadas no fluido Para tanto basta que se decircem alguns golpes no copo ateacute que
desapareccedilam
bull coloca-se a tampa enroscando-a com um leve movimento de rotaccedilatildeo ateacute que fique
firmemente assentado no copo certificando-se que uma pequena quantidade de fluido escape
pelo orifiacutecio de purgaccedilatildeo
bull lava-se e seca-se o exterior da balanccedila
bull coloca-se a balanccedila sobre a base e move-se o cursor ateacute que a bolha do niacutevel fique
centralizada
bull lecirc-se a massa especiacutefica eou densidade no lado do cursor que estiver mais proacuteximo do
copo coletor
bull Registra-se a leitura da massa especiacutefica em lbmgal ou de densidade com precisatildeo de
bull 005 ou 0005 respectivamente
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Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 28
CALIBRACcedilAtildeO
bull Deve ser feito a calibraccedilatildeo do equipamento frequentemente com aacutegua doce ateacute 21ordmC
que deveraacute dar uma leitura de densidade igual a 100 A afericcedilatildeo se faz retirando ou colocando
esferas de chumbo no depoacutesito especial que existe na extremidade do braccedilo da balanccedila
414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
Figura 4 4 Filtro-prensa BTBP Fonte wwwfanncom
O equipamento consiste de um reservatoacuterio de fluido com capacidade aproximada de
400 cmsup3 um meio filtrante (Papel de filtro Whatman nordm 50 de 9 cm ou similar) um coletor de
filtrado (proveta graduada) e uma fonte de pressatildeo (cilindro contendo N2 ou CO2) O
reservatoacuterio eacute constituiacutedo por uma ceacutelula tampa superior fixada atraveacutes de uma prensa
gaxetas tela e uma base A aacuterea exposta a filtraccedilatildeo eacute de 7 polsup2 O controle de pressatildeo eacute
efetuado por uma vaacutelvula com registro (manocircmetro) A despressurizaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de
uma vaacutelvula de escape
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Assegura-se que todas as partes do filtro estejam limpas e secas e que as gaxetas natildeo
estejam gastas ou deformadas
bull monta-se todas as peccedilas da ceacutelula a base uma gaxeta a tela o papel-filtro outra
gaxeta e o corpo da ceacutelula
bull preenche-se filtro com fluido ateacute um centiacutemetro da borda superior da ceacutelula e coloca-
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Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 29
se o conjunto sobre o suporte central Assegura-se que a tampa superior da ceacutelula tenha a sua
gaxeta e tampa-se a ceacutelula apertando-a com o parafuso
bull com uma proveta graduada recolhe-se o filtrado na saiacuteda da ceacutelula
bull fecha-se a vaacutelvula de escape e ajusta-se o regulador de pressatildeo ateacute obter 100 psi em 30
segundos no maacuteximo Marca-se o tempo e apoacutes 30 minutos mede-se o volume de filtrado na
proveta Fecha-se a fonte de pressatildeo Elimina-se o gaacutes confinado na ceacutelula atraveacutes da vaacutelvula
de escape cuidadosamente
bull retira-se a ceacutelula do suporte despeja o fluido desarma a ceacutelula recolhe-se o pepal de
filtro com o reboco lave o mesmo com um leve jato de aacutegua e mede-se a sua espessura em
132rdquo
bull registra-se o volume de filtrado em cmsup3 com aproximaccedilatildeo de 01 cmsup3
bull registra-se a espessura do reboco em 132rdquo com aproximaccedilatildeo de 164rdquo
CALIBRACcedilAtildeO
bull Eacute necessaacuterio verificar com frequumlecircncia a exatidatildeo dos manocircmetros
415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
Figura 4 5 ndash Retorta Fonte wwwfanncom A Retorta mostrada na Figura 55 destina-se a determinaccedilatildeo dos teores de soacutelidos e
liacutequidos existentes num fluido atraveacutes da destilaccedilatildeo de uma amostra do mesmo Eacute constituiacutedo
de um copo para amostra com capacidade de 10 cmsup3 uma cacircmara de aquecimento um forno e
um condensador O destilado eacute coletado numa proveta graduada A retorta eacute regulada por um
termostato que permite manter com seguranccedila a temperatura necessaacuteria para completa
destilaccedilatildeo da amostra de fluido
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PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Retira-se a retorta do bloco isolante Usando a espaacutetula como desarmadordesenrosca-
se o depoacutesito de fluido da retorta
bull introduz-se uma palha de accedilo na cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se o depoacutesito com o fluido a ser testado e coloca-se a tampa de afericcedilatildeo no
depoacutesito de fluido
bull limpa-se bem a tampa a rosca e o corpo externo do depoacutesito sem derramar o fluido
bull enrosca-se o depoacutesito na parte inferior da cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se a retorta na cacircmara isolante e fecha-se a tampa da cacircmara isolante
bull coloca-se a proveta graduada sob a descarga do condensador
bull por meio de fio eleacutetrico liga-se o aparelho a uma tomada de 115 volts CA e fecha-se
o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute acender
bull o tempo de destilaccedilatildeo eacute de 35 minutos
bull abre-se o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute apagar
bull deixa-se a retorta esfriar por 10 min Apoacutes isso retira-se a proveta e faz as leituras
correspondentes aos volumes de aacutegua e oacuteleo recuperados na proveta graduada
Os resultados satildeo obtidos em aacutegua = Volume de aacutegua x 10
oacuteleo = Volume de oacuteleo x 10
soacutelidos = 100-( aacutegua + oacuteleo)
416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
Figura 4 6 - Viscosiacutemetro rotativo de cilindros co-axiais Fann mod 35-a Fonte wwwfanncom
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A Figura 46 mostra um aparelho projetado para medir propriedades reoloacutegicas e
gelificantes de liacutequidos Este modelo possui 6 (seis) velocidades e eacute usado tanto em
laboratoacuterio como em sondas de exploraccedilatildeo Possui um motor 50 Hz e 115 volts uma
combinaccedilatildeo rotor-bob-mola de torccedilatildeo que permite medidas de taxa de cisalhamento da ordem
de 511 a 1022 s-1 e tensatildeo de cisalhamento da ordem de zero a 1533 dynascmsup2 Outras
combinaccedilotildees permitem avaliaccedilotildees da ordem de 0707 a 3252 s-1 e de zero a 131520
dynascmsup2 de taxa de deformaccedilatildeo e tensatildeo de cisalhamento respectivamente
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Agita-se o fluido a ser testado no misturador Beach durante 5 min em velocidade alta
(18000 RPM)
bull coloca-se o fluido no copo do viscosiacutemetro ateacute a sua marca e posiciona-se o mesmo na
base do equipamento Eleva-se o copo ateacute que o niacutevel do fluido coincida com a marca no rotor
e fixa-se com o parafuso
bull liga-se o motor acionando o interruptor para a posiccedilatildeo HIGH e certifica-se que o
seletor de engrenagens esteja na posiccedilatildeo inferior
bull faz-se a leitura que corresponde a 600 RPM apoacutes 1 min de operaccedilatildeo
bull procede-se conforme diagrama na parte superior do equipamento para seleccedilatildeo de
velocidades e registra-se os valores de deflexatildeo apoacutes 1 min de agitaccedilatildeo para 300 200 100 6
e 3 RPM
bull coloca-se o equipamento a 600 RPM por 2 minutos Imediatamente muda-se a
velocidade para 3 RPM desliga-se o motor e apoacutes 10 segundos de repouso liga-se o aparelho
a 3 RPM ao mesmo tempo em que observa-se o ponto maacuteximo atingido pela escala valor este
denominado forccedila gel inicial
bull repere-se os dois uacuteltimos itens entretanto para um tempo de repouso de 10 min A
deflexatildeo maacutexima obtida para esta nova condiccedilatildeo eacute denominada forccedila gel final
bull registra-se os valores das deflexotildees em graus para cada velocidade do equipamento
bull registra-se os valores das forccedilas geacuteis em aproximadamente 100 lbfpesup2 seguindo o
procedimento anteriormente descrito
CALIBRACcedilAtildeO
bull O aparelho deve ser calibrado periodicamente empregando-se uma mistura de
glicerina e aacutegua pura na temperatura ambiente ou atraveacutes do calibrador mecacircnico
padronizado
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42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
421 - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR MATERIAIS
Jogo de papel indicador com escala de cores variadas para comparaccedilatildeo PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Toma-se um papel indicador com escala apropriada
bull posiciona-se o papel na superfiacutecie do fluido ou umedece o mesmo com uma gota do
filtrado do fluido
bull apoacutes um minuto aproximadamente a tira de papel deveraacute ter mudado de cor afetada
pela alcalinidade do fluido ou do filtrado
bull compara-se a cor do papel indicador com a carta colorimeacutetrica correspondente
bull se a cor natildeo corresponder agrave escala calorimeacutetrica da seacuterie escolhida dever-se-aacute repetir a
operaccedilatildeo com outra seacuterie
bull registre-se o pH aproximado a 05 ou a 02 unidades conforme a escala do papel
indicador usado
Nota O papel indicador daacute resultados falsos em fluidos com alta concentraccedilatildeo de sal Para
este caso utiliza-se o meacutetodo potenciomeacutetrico quando o fluido contiver mais de 10000 ppm
Cl
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf (Fluidos agrave Base Aacutegua) A alcalinidade de um filtrado agrave base de aacutegua ou de uma aacutegua proveacutem de um ou mais
dos seguintes agentes quiacutemicos
I ndash HO- - Hidroacutexido
II ndash CO3= - Carbonato
III - CO3H- - Bicarbonato ( Borato + Silicato etc)
A medida da alcalinidade pelo pH fornece as concentraccedilotildees dos sais dissolvidos poreacutem
natildeo indica quanto de cada um dos radicais acima Para isso recorre-se agrave titulaccedilatildeo com o aacutecido
sulfuacuterico em meio contendo um indicador apropriado Para a aacutegua incolor os indicadores satildeo
fenolftaleiacutena e metilorange se a aacutegua ou filtrado estiver corado por exemplo devido a
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lignossulfonato utiliza-se o azul de bromofenol em lugar de metilorange em uacuteltimo caso
usa-se o vermelho de metila em lugar dele
TIPOS DE ALCALINIDADES
Na praacutetica determinam-se as seguintes alcalinidades
I ndash do filtrado agrave fenolftaleiacutena ndash Pf
II ndash do filtrado ao metilorange ndash Mf
III ndash do fluido agrave fenolftaleiacutena ndash Pm
Se numa aacutegua houver apenas HO- entatildeo soacute se mede Pf natildeo havendo CO3= nem
CO3H- a viragem ao metilorange se daacute com a primeira gota de soluccedilatildeo de H2SO4 N50 A
medida que o Mf cresce tornando-se maior que o Pf a alcalinidade passa a ser devida a HO- +
CO3= a CO3
= + CO3H- e por fim somente a CO3H- quando o Pf =0 Entre o Pf =Mf e Pf =0
vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser deduzidas cada uma sendo apropriada para
fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
As concentraccedilotildees desses radicais satildeo expressos em epm (equivalentes partes por
milhatildeo) ppm mgl e em gl conforme a conveniecircncia As alcalinidades geralmente satildeo
expressas em epm usando-se caacutelcio como termo de comparaccedilatildeo de equivalecircncia O peso
atocircmico dele eacute 40 molg e o valor absoluto de sua valecircncia eacute 2 Em termos de valecircncias 1Ca++
= 2HO- 1Ca++ = 1 CO3 1Ca++ = 2CO3H- por conseguinte o equivalente de HO- em Ca++ eacute
20 o equivalente de CO3= em Ca++ eacute 40 etc
As combinaccedilotildees possiacuteveis entre Pf e Mf estatildeo no quadro 1 Os caacutelculos podem ser
efetuados utilizando as foacutermulas contidas no quadro 2
Resultados de
Medidas Interpretaccedilatildeo
HO- CO3= CO3H-
Pf = Mf Pf 0 0
Pf lt 12 Mf 0 2Pf Mf - 2Pf
Pf = 12 Mf 0 2Pf 0
Pf gt 12 Mf 2Pf - Mf 2(Mf - Pf ) 0
Pf = 0 0 0 Mf
Quadro 1 As foacutermulas apresentadas no quadro 2 satildeo baseadas em que
bull 1 epm HO- = 17 ppm HO-
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bull 1 epm CO3= = 30 ppm CO3
=
bull 1 epm CO3H- =61 ppm CO3H-
e nas equivalecircncias estequiomeacutetricas entre Ca++ HO- CO3= e CO3H- anteriormente
apresentadas
Resultados Iacuteon Alcalinidade epm Ppm
Pf = Mf HO- Pf 20Pf 340Pf
Pf lt 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
CO3- Mf - 2Pf 20(Mf - 2Pf) 1200(Mf - 2Pf)
Pf = 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
Pf gt 12 Mf HO- 2Pf - Mf 20(2Pf - Mf) 340(2Pf - Mf)
CO3= 2(Mf - Pf) 40(Mf - Pf) 1200(Mf - Pf)
Pf = 0 CO3H- Mf 20 Mf 1200 Mf
MATERIAIS
bull Caacutepsula de porcelana de 250 cm3
bull 2 pipetas graduadas uma de 1 cm3 e outra de 10 cm3
bull Agitador de vidro
bull Bureta
bull Soluccedilatildeo de H2SO4 N50
bull Soluccedilatildeo indicadora de fenolftaleiacutena
PROCEDIMENTO
bull Meccedila 1 cm3 de fluido e coloque-o em uma caacutepsula
bull Dilua com 50 cm3 de aacutegua destilada
bull Adicione 3 gotas de fenolftaleiacutena
bull Titule com soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 rapidamente
bull Agite continuamente ateacute que a cor da amostra passe do vermelho agrave cor original do
fluido
bull Ao volume da soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 em cm3 se chama alcalinidade do
fluido (Pm)
bull A alcalinidade do filtrado (Pf) se determina seguindo-se o processo anterior tomando-
se 1 cm3 de filtrado
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A determinaccedilatildeo de ldquoMfrdquo Alcalinidade do filtrado ao metilorange seraacute feita do seguinte modo
bull Determinado o Pf adicionar agrave soluccedilatildeo 2 a 3 gotas de soluccedilatildeo de metilorange
bull Continuar a titulaccedilatildeo anterior com a soluccedilatildeo de H2SO4 N50 ateacute viragem do amarelo-
alaranjado para o roacuteseo
bull Anotar o volume Vt de soluccedilatildeo de aacutecido gasto na titulaccedilatildeo Vt em cm3
bull Calcular o Mf como segue
bull Mf =Vt cm3 de H2SO4 N50
NOTAS
1 ndash Se o filtrado se apresentar corado devido por exemplo a tanino a viragem em ambas as
determinaccedilotildees pode ser afetada particularmente no caso do metilorange Neste caso a
determinaccedilatildeo do ponto final poderaacute ser efetuada com um potenciocircmetro O ponto final para a
determinaccedilatildeo da alcalinidade Pf eacute tomado quando o potenciocircmetro acusar o pH 83 para o
valor de Mf quando acusar o pH 43
2 ndash Em lugar do metilorange como indicador para determinaccedilatildeo do Mf podem ser usados
21 ndash azul de bromo-fenol a 01 em aacutegua destilada
22 - indicador misto cuja composiccedilatildeo eacute a seguinte
bull Vermelho de metila002 g
bull Verde de bromo-cresol010 g
bull Aacutelcool qsp1000 cm3
Com estes indicadores a viragem eacute niacutetida pelo que dispensa o uso do potenciocircmetro
A restriccedilatildeo que se faz eacute que estes indicadores satildeo oxidaacuteveis em presenccedila de certas
substacircncias tal como o aacutecido niacutetrico
Registrar-se as alcalinidades Pf e Pm em cm3 de H2SO4 N50
PREPARO DE SOLUCcedilOtildeES E REATIVOS
Soluccedilatildeo titulada de aacutecido sulfuacuterico N50 Toma-se 12 cm3 de aacutecido sulfuacuterico concentrado e o
dilui em matraz aferido (recipiente de vidro com um gargalo muito estreito e com marca de
afericcedilatildeo) de 2000 cm3 com aacutegua destilada Em seguida titula-se com uma soluccedilatildeo de NaOH
01N usando fenolftaleiacutena como indicador
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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Soluccedilatildeo Indicadora de Fenolftaleiacutena
Pesa-se 04g de fenolftaleiacutena qp Em seguida dissolve-
se em 60 cm3 de aacutelcool etiacutelico a 95 diluindo-se ateacute 100 cm3 com aacutegua destilada Filtra-se se
formar resiacuteduo
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CAPIacuteTULO 6
CONCLUSAtildeO
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 38
6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
CAPIacuteTULO 1 INTRODUCcedilAtildeO GERAL
Introduccedilatildeo Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2006 10
1 ndash Introduccedilatildeo
Fluido de perfuraccedilatildeo eacute usado como ferramenta essencial na perfuraccedilatildeo de poccedilos de
petroacuteleo Sua importacircncia se justifica pela funccedilatildeo desempenhada durante a operaccedilatildeo de
perfuraccedilatildeo Eacute competecircncia dos fluidos de perfuraccedilatildeo carrear os cascalhos cortados pela broca
sustentar a parede do poccedilo lubrificar a broca controlar a pressatildeo existente na formaccedilatildeo etc
Essas funccedilotildees satildeo desempenhadas de acordo com as propriedades do fluido que satildeo
previamente especificadas e formuladas de acordo com a formaccedilatildeo O controle dessas
propriedades durante a operaccedilatildeo eacute garantia de um bom desempenho do fluido dentro do poccedilo
Esse controle eacute feito em campo por meacutetodos de anaacutelises de paracircmetros fiacutesicos e quiacutemicos
Durante vaacuterios anos utilizou-se fluido a base de oacuteleo diesel devido agrave excelente
performance proporcionada agrave perfuraccedilatildeo comparado ao fluido base aacutegua Poreacutem em alguns
lugares as leis ambientais vigentes natildeo permitem o uso deste tipo de fluido
Nos campos de petroacuteleo do Rio Grande do Norte devido a exigecircncias ambientais o
fluido de perfuraccedilatildeo utilizado eacute base aacutegua Este trabalho tem como objetivo apresentar uma
visatildeo geral sobre fluido de perfuraccedilatildeo bem como as metodologias de anaacutelises para o
monitoramento de algumas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas de fluido de perfuraccedilatildeo base aacutegua
CAPIacuteTULO 2
ASPECTOS TEOacuteRICOS
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 12
2 - Aspectos Teoacutericos
21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
O processo de exploraccedilatildeo de petroacuteleo envolve a pesquisa por formaccedilatildeo de rochas
associadas com oacuteleo ou depoacutesitos de gaacutes natural e compreende etapas que vatildeo desde a
prospecccedilatildeo geofiacutesica passando pela perfuraccedilatildeo exploratoacuteria desenvolvimento do poccedilo
quando economicamente viaacutevel e a sua exploraccedilatildeo se forem achados hidrocarbonetos em
quantidades suficientes caso contraacuterio o poccedilo poderaacute ser abandonado
Em terra ou mar a perfuraccedilatildeo de um poccedilo eacute um trabalho realizado sem interrupccedilatildeo
que soacute termina quando se atinge a profundidade programada ou o objetivo proposto para a
perfuraccedilatildeo A perfuraccedilatildeo em terra eacute feita com sonda de perfuraccedilatildeo constituiacuteda de estrutura
metaacutelica de mais de 40 metros de altura (torre) e de equipamentos especiais
A torre sustenta um tubo vertical a coluna de perfuraccedilatildeo em cuja extremidade eacute
colocada uma broca Por meio de movimentos de rotaccedilatildeo e peso transmitido pela coluna agrave
broca as rochas satildeo perfuradas Para contrabalanccedilar as pressotildees existentes na formaccedilatildeo
resfriar a broca carrear a rocha triturada (cascalhos de perfuraccedilatildeo) ateacute a superfiacutecie aleacutem de
evitar desmoronamento das paredes do poccedilo eacute circulado na coluna um fluido de perfuraccedilatildeo
O fluido eacute injetado por bombas para o interior da coluna de perfuraccedilatildeo atraveacutes da cabeccedila de
injeccedilatildeo ou Swivel e retorna agrave superfiacutecie atraveacutes do espaccedilo anular formado pelas paredes dos
poccedilos e a coluna Ao atingir determinada profundidade a coluna de perfuraccedilatildeo eacute retirada do
poccedilo e uma coluna de revestimento de accedilo de diacircmetro inferior ao da broca eacute descida no
poccedilo
O anular entre os tubos do revestimento e as paredes do poccedilo eacute cimentado com
finalidade de isolar as rochas atravessadas permitindo entatildeo o avanccedilo de perfuraccedilatildeo com
seguranccedila Apoacutes a operaccedilatildeo de cimentaccedilatildeo a coluna de perfuraccedilatildeo eacute novamente decida no
poccedilo tendo na sua extremidade nova broca de diacircmetro menor do que a do revestimento para
o prosseguimento da perfuraccedilatildeo
Do exposto percebe-se que um poccedilo eacute perfurado em diversas fases caracterizadas
pelos diacircmetros das brocas No caso dos poccedilos do Alto do Rodrigues e Fazenda Porcinho a
sua grande maioria eacute perfurada em duas fases
A fase inicial ou fase ldquoumrdquo abrange os niacuteveis mais superficiais do terreno onde eacute
utilizado um fluido mais simples composto de apenas bentonita soacutedica e aacutegua Num segundo
estaacutegio fase ldquodoisrdquo eacute usado um fluido mais elaborado cuja composiccedilatildeo oferece
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 13
caracteriacutesticas que permitem uma obtenccedilatildeo de perfis geoloacutegicos aleacutem de prover inibiccedilatildeo
fiacutesico-quiacutemica dos argilo-minerais reduzindo a interaccedilatildeo rocha-fluido entre outras
22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
Os fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo misturas complexas de soacutelidos liacutequidos produtos
quiacutemicos e por vezes ateacute gases Do ponto de vista quiacutemico eles podem assumir aspectos de
suspensatildeo dispersatildeo coloidal ou emulsatildeo dependendo do estado fiacutesico dos componentes
O fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser estaacutevel do ponto de vista quiacutemico estabilizar as
paredes do poccedilo mecacircnica e quimicamente facilitar a separaccedilatildeo dos cascalhos na superfiacutecie
manter os soacutelidos em suspensatildeo quando estiver em repouso ser inerte em relaccedilatildeo a danos agraves
rochas produtoras aceitar qualquer tratamento fiacutesico e quiacutemico ser bombeaacutevel apresentar
baixo grau de corrosatildeo e de abrasatildeo em relaccedilatildeo agrave coluna de perfuraccedilatildeo e demais
equipamentos do sistema de circulaccedilatildeo facilitar as interpretaccedilotildees geoloacutegicas do material do
poccedilo e apresentar custo compatiacutevel com a
operaccedilatildeo
O escoamento do fluido de perfuraccedilatildeo
para baixo pela tubulaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo e para
cima pelo poccedilo algumas vezes eacute interrompido
ou por causa de um problema ou para elevar a
tubulaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo para cima e para fora do
poccedilo permitindo a troca da broca Quando a perfuraccedilatildeo paacutera os cortes em suspensatildeo no
fluido podem afundar no poccedilo prendendo a broca
Os fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo projetados com uma propriedade muito interessante que
resolve esse problema Sua espessura ou viscosidade aumenta quando diminui o seu
movimento Quando o fluido paacutera de circular ele forma um gel espesso que manteacutem os
cortes de rocha em suspensatildeo e evita que eles afundem no poccedilo
Quando o fluido comeccedila a circular novamente ele torna-se mais fino e volta agrave forma
liacutequida anterior essa propriedade do fluido garante ao transporte dos cascalhos para a
superfiacutecie limpando assim o fundo do poccedilo
O fluido tambeacutem eacute responsaacutevel por exercer pressatildeo hidrostaacutetica sobre as formaccedilotildees
evitando assim o influxo de fluidos indesejaacuteveis (kick) e estabilizar as paredes do poccedilo
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 14
23 Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
As propriedades de controle dos fluidos podem ser fiacutesicas ou quiacutemicas As fiacutesicas satildeo
mais geneacutericas ou seja satildeo vaacutelidas para qualquer tipo de fluido Jaacute as quiacutemicas satildeo
especiacuteficas para cada tipo de fluido
As propriedades fiacutesicas mais importantes e frequumlentemente medidas nas sondas satildeo as
densidades os paracircmetros reoloacutegicos as forccedilas geacuteis (inicial e final) os paracircmetros de
filtraccedilatildeo e teor de soacutelidos
As propriedades quiacutemicas mais frequumlentemente determinadas nos laboratoacuterios das
sondas satildeo o pH os teores de cloreto e de bentonita e a alcalinidade O excesso de cal
(determinada nos fluidos tratados por cal hidratada) teor de caacutelcio e de magneacutesio a
concentraccedilatildeo de H2S e a concentraccedilatildeo de potaacutessio (testada nos fluidos inibidos por gesso)
Densidade
Os limites de variaccedilatildeo da densidade dos fluidos para perfurar uma determinada fase
satildeo definidos pela pressatildeo atuante no fluido que se encontra no espaccedilo poroso da rocha (limite
miacutenimo) e pela pressatildeo para qual a rocha se rompe (limite maacuteximo) das formaccedilotildees expostas
A baritina (BaSO4) tem o poder de aumentar a densidade de um fluido Este tem
densidade de 425 enquanto a densidade dos soacutelidos perfurados eacute em torno de 26 Para
reduzir a densidade dos fluidos agrave base de aacutegua dilui-se com aacutegua (densidade 100) ou oacuteleo
diesel (densidade 082)
Paracircmetros reoloacutegicos e forccedilas geacuteis
O comportamento do fluxo de um fluido eacute definido pelos paracircmetros reoloacutegicos Para
isto considera-se que o fluido eacute definido como um modelo reoloacutegico cujos paracircmetros vatildeo
influir diretamente no caacutelculo de perdas de cargas na tubulaccedilatildeo e velocidade de transporte dos
cascalhos
O controle de propriedades reoloacutegicas eacute de vital importacircncia nas operaccedilotildees de
perfuraccedilatildeo pois elas satildeo responsaacuteveis pela remoccedilatildeo dos cascalhos perfurados Aleacutem disso
influenciam no progresso da perfuraccedilatildeo que se chama de taxa de penetraccedilatildeo
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 15
O descontrole dessa propriedade juntamente com o gel do fluido ocasiona problemas
seacuterios como Obstruccedilatildeo do anular formaccedilatildeo de fundo falso reduccedilatildeo de taxa de penetraccedilatildeo
alargamento do poccedilo prisatildeo da coluna perda de circulaccedilatildeo etc
Para os fluidos de perfuraccedilatildeo assume-se o modelo de Bingham o qual postula que
uma determinada tensatildeo deve ser aplicada para iniciar o fluxo (limite de escoamento) e acima
dessa tensatildeo o fluido se comporta como Newtoniano isto eacute Tensatildeo cisalhante (T)
proporcional a taxa de cisalhamento (TC)
Alguns fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo tixotroacutepicos isto eacute adquirem um estado semi-riacutegido
quando estatildeo em repouso e quando em movimentam apresentam fluidez A forccedila gel eacute um
paracircmetro de natureza reoloacutegica que indica o grau de gelificaccedilatildeo devido agrave interaccedilatildeo eleacutetrica
entre partiacuteculas dispersas
A forccedila gel inicial mede a resistecircncia inicial para colocar o fluido em fluxo A forccedila
gel final mede a resistecircncia do fluido para reiniciar o fluxo quando este fica um certo tempo
em repouso A diferenccedila entre elas indica o grau de tixotropia do fluido
Paracircmetros de filtraccedilatildeo
Devido agrave pressatildeo da coluna de fluido ter que ser maior que a pressatildeo de poro de
formaccedilatildeo para evitar o influxo dos fluidos contido nas rochas o fluido de perfuraccedilatildeo deveria
invadir continuamente as formaccedilotildees permeaacuteveis se natildeo houvesse o depoacutesito de um reboco
que eacute a capacidade do fluido de perfuraccedilatildeo em formar uma camada de partiacuteculas soacutelidas
uacutemidas sobre as rochas permeaacuteveis expostas pela broca e eacute de fundamental importacircncia para
o sucesso da perfuraccedilatildeo e da completaccedilatildeo do poccedilo
Quando existem partiacuteculas soacutelidas com dimensotildees adequadas a obstruccedilatildeo dos poros eacute
raacutepida e somente a fase liacutequida do fluido de perfuraccedilatildeo denominada filtrado invade a
formaccedilatildeo
O controle do filtrado torna-se criacutetico em casos de formaccedilotildees de folhelhos sensiacuteveis a
aacutegua esses folhelhos desenvolvem pressotildees devido ao inchamento pelo contato com a aacutegua
causando desmoronamento e alargamento do poccedilo Em formaccedilotildees permeaacuteveis o depoacutesito de
um reboco muito espesso causa reduccedilatildeo acentuada do diacircmetro do poccedilo aleacutem do que um
reboco espesso facilita a prisatildeo por pressatildeo diferencial
Para formar o reboco deve haver o influxo da fase liacutequida do fluido do poccedilo para a
formaccedilatildeo Este processo eacute conhecido como filtraccedilatildeo Eacute essencial que o fluido tenha uma
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fraccedilatildeo razoaacutevel de partiacuteculas com dimensotildees ligeiramente menores agraves dimensotildees dos poros
das rochas expostas
Quando existem partiacuteculas soacutelidas com dimensotildees adequadas a obstruccedilatildeo dos poros eacute
raacutepida e somente a fase liacutequida do fluido o filtrado invade a rocha
O filtrado e a espessura de reboco satildeo dois paracircmetros medidos rotineiramente para
definir o comportamento do fluido quanto agrave filtraccedilatildeo
Teor de soacutelidos
O teor de soacutelidos cujo valor deve ser mantido no miacutenimo possiacutevel eacute uma propriedade
que deve ser controlada com rigor porque o seu aumento implica aumento de vaacuterias outras
propriedades (densidade viscosidade e forccedila gel) aleacutem de aumentar a ocorrecircncia de
problemas como desgaste dos equipamentos de circulaccedilatildeo fratura das formaccedilotildees devido agrave
elevaccedilatildeo das pressotildees de bombeio ou hidrostaacutetica prisatildeo da coluna e reduccedilatildeo da taxa de
penetraccedilatildeo
O tratamento do fluido para reduzir o teor de soacutelidos pode ser preventivo ou corretivo
O tratamento preventivo consiste em inibir o fluido fiacutesico ou quimicamente evitando-se a
dispersatildeo dos soacutelidos perfurados No meacutetodo corretivo pode-se fazer uso de equipamentos
extratores de soacutelidos tais como tanques de decantaccedilatildeo peneiras hidrociclones e
centrifugadores ou diluir o fluido
Concentraccedilatildeo Hidrogeniocircnica ndash pH
O controle quiacutemico de alguns sistemas de fluido de perfuraccedilatildeo baseia-se na
determinaccedilatildeo do pH (pH=- log [H+] onde [H+] eacute a concentraccedilatildeo molar do iacuteon H+) O pH dos
fluidos de perfuraccedilatildeo eacute geralmente mantido no intervalo alcalino devido a fatores tais como
reduzir a taxa de corrosatildeo e aumentar a eficiecircncia dos dispersantes bem como aumentar o
rendimento das bentonitas
O pH dos fluidos de perfuraccedilatildeo tem que ser mantido na faixa de 7 a 10 com o intuito
de reduzir a taxa de corrosatildeo dos equipamentos e evitar a dispersatildeo das formaccedilotildees argilosas
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Alcalinidades
A alcalinidade eacute determinada por meacutetodos diretos de titulaccedilatildeo volumeacutetrica de
neutralizaccedilatildeo e esta leva em consideraccedilatildeo as espeacutecies carbonatos (CO3--) e bicarbonatos
HC03- dissolvidos no fluido aleacutem dos iacuteons hidroxilas (OH-) dissolvidos e natildeo dissolvidos
Se numa soluccedilatildeo aquosa (no caso o filtrado do fluido) houver apenas OH- entatildeo soacute se
mede Pf natildeo havendo C03-2 nem HC03
- a viragem do metilorange se daacute com a primeira gota
de soluccedilatildeo de H2S04 N50 A medida em que o Mf cresce tornando-se maior do que o Pf a
alcalinidade passa a ser devido a OH- + C03-2 a C03
-2 + HC03- e por fim somente a HC03
-
quando o Pf = O Entre o Pf = Mf e Pf = O vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser
deduzida cada uma sendo apropriada para fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
Esse teste identifica a alcalinidade parcial do filtrado alcalinidade da lama e
alcalinidade total do filtrado
Teor de cloretos ou salinidade
Este teste eacute feito por anaacutelise volumeacutetrica de precipitaccedilatildeo por titulaccedilatildeo dos iacuteons
cloretos
Os resultados obtidos com esses testes no campo satildeo utilizados para identificar o teor
salino da aacutegua de preparo do fluido controlar a salinidade de fluidos inibidos com sal
identificar influxos de aacutegua salgada e identificar a perfuraccedilatildeo de uma rocha ou domo salino
Teor de bentonita ou de soacutelidos ativos
O teste do azul de metileno ou MBT eacute uma anaacutelise volumeacutetrica por adsorccedilatildeo que serve
como inibidor da quantidade de soacutelidos ativos ou bentoniacuteticos no fluido de perfuraccedilatildeo Este
mede a capacidade de troca de caacutetion (CTC) das argilas e soacutelidos ativos presentes
24 Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
O fluido de perfuraccedilatildeo eacute classificado de acordo com a composiccedilatildeo baseado no
constituinte principal da fase contiacutenua ou dispersante e satildeo eles fluido a base de aacutegua fluidos
a base de oacuteleo e fluidos a base de ar ou de gaacutes neste relatoacuterio vamos nos deter ao fluido de
perfuraccedilatildeo base aacutegua que foi o trabalhado durante o estaacutegio
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Fluidos a base de aacutegua
A definiccedilatildeo de um fluido a base aacutegua considera principalmente a natureza da aacutegua e os
aditivos quiacutemicos empregados no preparo do fluido A proporccedilatildeo entre os componentes
baacutesicos e as interaccedilotildees entre eles provoca sensiacuteveis modificaccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido Consequumlentemente a composiccedilatildeo eacute o principal fator a considerar no
controle das suas propriedades
A aacutegua eacute a fase contiacutenua e o principal componente de qualquer fluido agrave base de aacutegua
podendo ser doce dura ou salgada A aacutegua doce natildeo precisa de tratamento preacutevio pois natildeo
afeta o desempenho dos aditivos empregados no preparo do fluido sua salinidade eacute inferior a
1000 ppm de NaCl equivalente
A aacutegua dura tem a presenccedila de sais de caacutelcio e magneacutesio dissolvido onde estes
apresentam concentraccedilotildees capazes de alterar o desempenho dos aditivos do fluido de
perfuraccedilatildeo
A aacutegua salgada possui salinidade superior a 1000 ppm de NaCl equivalente e pode ser
natural como a aacutegua do mar ou pode ser salgada com a adiccedilatildeo de sais como NaCl KCl ou
CaCl2 A aacutegua tem a funccedilatildeo de prover o meio de dispersatildeo para os mateacuterias coloidais estes
controlam a viscosidade limite de escoamento forccedilas geacuteis e filtrado em valores adequados
para conferir ao fluido uma boa taxa de remoccedilatildeo dos soacutelidos perfurados e capacidade de
estabilizaccedilatildeo das paredes do poccedilo
Os fatores a serem considerados na seleccedilatildeo da aacutegua de preparo satildeo disponibilidade
custo de transporte e de tratamento tipos de formaccedilotildees geoloacutegicas a serem perfuradas
produtos quiacutemicos que comporatildeo o fluido e equipamentos e teacutecnicas a serem usados na
avaliaccedilatildeo das formaccedilotildees
Os soacutelidos dispersos em meio aquoso podem ser ativos ou inertes Os soacutelidos ativos
satildeo materiais argilosos cuja funccedilatildeo principal eacute aumentar a viscosidade do fluido A argila
mais usada eacute a bentonita
Os soacutelidos inertes podem se originar da adiccedilatildeo de materiais industrializados ou de
detritos finos das rochas perfuradas O adensante baritina eacute o soacutelido inerte mais comuns dentre
os produtos comercializados Os soacutelidos inertes oriundos das rochas perfuradas satildeo areia silte
e calcaacuterio fino
Os produtos quiacutemicos a serem adicionados ao fluido podem ser
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bull alcalinizantes e controladores de pH como soda caacuteustica potassa caacuteustica e cal
hidratada
bull dispersantes como o lignossulfonato tanino lignito e fosfato
bull redutores de filtrado como amido
bull floculantes como a soda caacuteustica cal e cloreto de soacutedio
bull poliacutemeros de uso geral para viscosificar desflocular ou reduzir filtrado
bull surfactantes para emulsificar e reduzir a tensatildeo superficial
bull removedores de caacutelcio e magneacutesio como carbonato e bicarbonato de soacutedio
bull inibidores de formaccedilatildeo ativas como cloreto de potaacutessio soacutedio e caacutelcio
bull bactericidas como paraformaldeiacutedo composto organoclorados soda caacuteustica e
cal
Produtos quiacutemicos mais especiacuteficos como anticorrosivos traccediladores quiacutemicos
antiespumantes entre outros tambeacutem podem estar presentes
A Tabela 21 abaixo apresenta a composiccedilatildeo dos fluidos usado na Petrobraacutes (ATP-
ARGIP) com seus respectivos coacutedigos
COacuteDIGO Tipos de
Fluido COacuteDIGO Tipos de Fluido
1 Aacutegua do Mar 12 NaCl com Poliacrilamida
2 Convencional 13 Milk Mud
3 BTS 14 Espuma
4 Nativo 15 Convencional com Asfalto e
LCM
5 NaCl com Poliacutemeros
16 Base Oacuteleo Mineral
6 Base Cal 17 Especiais para alta
temperatura
7 Disperso 18 Biopoliacutemero Saturado
8 KCL com Poliacutemero 19 Catiocircnico
9 Saturado 20 KCl com Poliacrilamida
10 Aerado 21 Biopoliacutemero com Carbonato
11 Base Oacuteleo Diesel 22 Sinteacutetico (Eacutester ou Parafina)
Tabela 2 1 ndash Tipo de fluidos utilizados no ATPARG
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Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados Tipo 2 Aacutegua Industrial argila ativada e soda caacuteustica
Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e
calcaacuterio
Tipo 19 Aacutegua Industrial Oacutexido de Magneacutesio Goma Xantana CMC BBV ADS
Amido Comum Cloreto de soacutedio Poliacutemero Catiocircnico Calcaacuterio Fino Lubrificante Preventor
de enceramento e Bactericida
24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
O controle dos soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo eacute feito por um sistema de equipamentos
extratores buscando sempre manter o teor de soacutelidos adequados ao trabalho Quando estes
natildeo satildeo suficientes para esse controle a accedilatildeo corretiva implicaraacute num custo adicional pois
uma nova formulaccedilatildeo teraacute que ser feita ou seja um fluido novo seraacute misturado para diluiccedilatildeo
O natildeo uso dos equipamentos ou a natildeo correccedilatildeo do teor de soacutelidos implica na reduccedilatildeo da taxa
de penetraccedilatildeo problemas de ordem reoloacutegicas do fluido de perfuraccedilatildeo reboco de baixa
qualidade maior densidade equivalente de circulaccedilatildeo dano a formaccedilatildeo ameaccedila de prisatildeo da
coluna por diferencial de pressatildeo elevado desgaste de equipamentos grande volume de
resiacuteduos gerados e maior custo global
Existe algumas recomendaccedilotildees que se forem seguidas auxiliam na soluccedilatildeo de
problemas provocados por soacutelidos satildeo elas
Analisar os testes do fluido de perfuraccedilatildeo a fim de identificar a presenccedila de
um teor elevado de soacutelidos
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
eficientemente
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
em sequumlecircncia apropriada
Verificar se os equipamentos instalados na sonda tecircm capacidade suficiente
para remover soacutelidos numa taxa que permita trabalhar na faixa aceitaacutevel de teor
de soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo
Verificar qual o equipamento adicional necessaacuterio para resolver o problema
provocado pelo teor elevado de soacutelidos
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PEN
EIR
AS
KELLY (HASTE QUADRADA)
KATARINA
DESLIZADOR DE CASCALHOS
TUBOS PESADOS (HW)
PEN
EIR
AS
COMANDOS
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo da diluiccedilatildeo necessaacuteria para resolver o problema sem o uso
de equipamento adicional
Comparar os custos determinados em nos dois itens anteriores
Recomendar se necessaacuterio a instalaccedilatildeo de equipamento adicional extrator de
soacutelidos
Caso seja instalado um equipamento adicional de soacutelidos operaacute-lo por um
periacuteodo apropriado de tempo repetir os testes com o fluido de perfuraccedilatildeo e
avaliar a eficiecircncia do equipamento adicional instalado
25 Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de
perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
Peneiras Vibratoacuterias
A peneira vibratoacuteria eacute a primeira
barreira na retenccedilatildeo dos soacutelidos do fluido de
perfuraccedilatildeo que retorna durante a saiacuteda de
cada ciclo de circulaccedilatildeo Dessa etapa os
soacutelidos mais grosseiros satildeo retidos jaacute que eacute
mais faacutecil removecirc-los antes de passar pelos
hidrociclones e centrifugadores Ao lado
apresenta-se uma figura esquemaacutetica com o
percurso simplificado do fluido no poccedilo
quando se estaacute perfurando
Hidrociclones
A separaccedilatildeo dos soacutelidos ocorre da seguinte
forma o liacutequido contendo a fraccedilatildeo mais fina
de partiacuteculas menores eacute descarregado atraveacutes Figura 2 1-Ciclo simplificado de fluido de
perfuraccedilatildeo
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do tubo cilindro central (overflow) o liacutequido contendo os soacutelidos mais grossos eacute
descarregado pelo underflow
Os cones hoje satildeo feitos de poliuretano este material quando expostos a altas
temperaturas (150 e 175 ordm F) amolecem fazendo com que haja a necessidade de substituiacute-los
A viscosidade do fluido o teor de soacutelidos na alimentaccedilatildeo a pressatildeo disponiacutevel na
entrada do equipamento e o lay-out do percurso feito pelo fluido influencia de forma direta no
desempenho do equipamento
Quanto menor a viscosidade (dentro do possiacutevel) maior o desempenho do
hidrociclone
Uma grande concentraccedilatildeo de soacutelidos na alimentaccedilatildeo tem efeito negativo no
desempenho Com o hidrociclone trabalhando com descarga tipo ldquosprayrdquo o ponto de corte
meacutedio aumenta quando a carga de soacutelidos aumenta Quando a carga de soacutelidos ultrapassa o
ponto suportaacutevel pelo ldquounderflowrdquo o hidrociclone comeccedila a descarregar em ldquoforma de cordardquo
e o ponto de corte meacutedio aumenta drasticamente A pressatildeo recomendada pela maioria dos
fabricantes e fornecedores de hidrociclones jaacute estaacute otimizada A maioria dos hidrociclones no
campo requer de 70 a 80 peacutes de fluido de pressatildeo hidrostaacutetica Os hidrociclones utilizados nas
sondas satildeo chamados de desareadores e dessiltadores
Depuradores (MUD CLEANER)
Este eacute composto por hidrociclones em seacuterie com uma tela fina que permite recuperar
partiacuteculas e eacute usado com fluidos de perfuraccedilatildeo pesados As partiacuteculas soacutelidas que esse
equipamento remove satildeo maiores que a baritina Como ocorre no ciclone parte do material eacute
recuperada e parte eacute descartada o recuperado retorna ao fluido reduzindo custos
Monta-se uma cobertura onde a tela estaacute colocada fazendo com que todos os soacutelidos
descarregados pelos dessiltadores satildeo retornados para o sistema de circulaccedilatildeo No caso de
baritina ser adicionada ao fluido a cobertura daacute lugar a tela fina Esse equipamento reduz a
perda da baritina dos fluidos pesados no intuito de recuperar fluidos caros e reduzir descarte
de poluente ao meio ambiente
Decantador Centriacutefugo
A funccedilatildeo deste equipamento eacute separar soacutelidos de liacutequidos eacute formado por um tambor
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ciliacutendrico-cocircnico composto por uma seccedilatildeo cocircnica que origina a chamada ldquopraiardquo e uma ou
vaacuterios secccedilotildees ciliacutendricas conectadas que origina a ldquopiscinardquoUm parafuso transportador que
fica dentro do tambor rotativo
Eacute possiacutevel ajustar a profundidade do liacutequido no tambor o niacutevel da piscina teraacute um
efeito sobre a eficiecircncia de separaccedilatildeo pois ele afetaraacute as aacutereas secas e molhadas da praia bem
como a secagem dos soacutelidos e a habilidade fiacutesica do parafuso em transportar os soacutelidos para o
tambor
A medida do teor de areia num fluido nos daacute um paracircmetro de avaliaccedilatildeo dos
equipamentos extratores de soacutelidos da sonda e serve como uma medida de abrasividade do
fluido
CAPIacuteTULO 4
METODOLOGIA DE ANAacuteLISES
Metodologia de anaacutelise Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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4 - Metodologia de anaacutelise
O monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo eacute feito
de acordo com as metodologias descritas neste capiacutetulo Aqui seratildeo descritos os meacutetodos
fiacutesicos e quiacutemicos para anaacutelises de fluido de perfuraccedilatildeo base aacutegua
As anaacutelises que seratildeo descritas neste documento estatildeo de acordo com o Manual de
Laboratoacuterio de Fluido Programa de Trainees Petrobras ndash 2002 Quiacutemico de Petroacuteleo Junior
41 Meacutetodos Fiacutesicos
411 Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
Figura 4 1- Funil Marsh Fonte wwwfanncom
A Figura 41 mostra o funil Marsh que eacute um funil com as seguintes dimensotildees 1524
cm (6rdquo) de diacircmetro na parte superior 3048 cm (12rdquo) de altura A metade da abertura
superior eacute coberta por uma peneira de malha nordm 10 O orifiacutecio inferior tem 476 mm (316rdquo) de
diacircmetro interno e 508 cm (2rdquo) de comprimento A capacidade do funil ateacute a marca superior eacute
de 1500 cmsup3
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Se segura o funil em posiccedilatildeo vertical obstruindo o orifiacutecio de descarga com o dedo
indicador
bull verta-se atraveacutes da peneira a amostra de fluido tomada em qualquer ponto onde ela
esteja em agitaccedilatildeo ateacute que o niacutevel da mesma fique rente agrave parte inferior da tela da
peneira
bull imediatamente retira-se o dedo do tubo de descarga e com o auxiacutelio de um
cronocircmetro observa-se o tempo em segundos necessaacuterio para que escoe um (01) litro
de fluido para um recipiente graduado
bull a operaccedilatildeo deve ser raacutepida para minimizar erros
bull registra-se a ldquoViscosidaderdquo Marsh em segundos1000 cmsup3 de fluido
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Verifica-se a precisatildeo do funil Marsh com 1500 cmsup3 de aacutegua doce a 21ordmC O tempo de
escoamento de 1000 cmsup3 de aacutegua deve ser de 28 plusmn 05 segundos
412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
Figura 4 2- Medidor de areia Fonte wwwsolotestcombr
A Figura 42 mostra o conjunto que registra o conteuacutedo de areia presente no fluido
em percentagem volumeacutetrica composto por um tubo de vidro graduado em percentual
volumeacutetrico (0-20 v) um cilindro cocircnico um copo ciliacutendrico com uma tela de peneira
(malha 200 mesh)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Verta-se o fluido previamente passado atraveacutes da peneira do funil Marsh no tubo de
vidro graduado ateacute a marca indicada e depois se adiciona aacutegua ateacute a referecircncia
superior
bull obstrui-se a saiacuteda superior do tubo com o dedo e agita-se vigorosamente Em seguida
esvazia-se a amostra de fluido diluiacutedo atraveacutes da peneira lavando todo o resiacuteduo no
tubo com aacutegua Lava-se a areia retida na peneira ateacute eliminar os traccedilos de fluido
bull coloca-se o funil sobre a peneira e inverte-se o conjunto lentamente Faz-se retornar a
areia da peneira para o interior do tubo atraveacutes de jatos daacutegua
bull apoacutes a deposiccedilatildeo total da areia lecirc-se diretamente a percentagem em volume de areia
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412 Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
Figura 4 3 - Balanccedila densimeacutetrica Fonte wwwfanncom
A Figura 43 apresenta a balanccedila utilizada para mediccedilatildeo de densidade de fluido de
perfuraccedilatildeo no campo O equipamento consiste de uma base e braccedilo graduado com copo para
amostra tampa fiel cursor e medidor de niacutevel Possui quatro escalas de leituras
Densidade 072 - 288
Massa Especiacutefica 6-24(lbmgal)
Massa Especiacutefica 45-180(lbmft3)
Gradiente Hidrostaacutetico 310-1250 (ldquopsirdquo1000ft)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Posiciona-se a base da balanccedila em uma superfiacutecie lisa e nivelada
bull enche totalmente o copo da balanccedila com o fluido a ser testado Se o copo inicialmente
estiver molhado despeje a primeira porccedilatildeo de fluido e volte a enchecirc-lo Deve ser eliminado as
bolhas de ar trapeadas no fluido Para tanto basta que se decircem alguns golpes no copo ateacute que
desapareccedilam
bull coloca-se a tampa enroscando-a com um leve movimento de rotaccedilatildeo ateacute que fique
firmemente assentado no copo certificando-se que uma pequena quantidade de fluido escape
pelo orifiacutecio de purgaccedilatildeo
bull lava-se e seca-se o exterior da balanccedila
bull coloca-se a balanccedila sobre a base e move-se o cursor ateacute que a bolha do niacutevel fique
centralizada
bull lecirc-se a massa especiacutefica eou densidade no lado do cursor que estiver mais proacuteximo do
copo coletor
bull Registra-se a leitura da massa especiacutefica em lbmgal ou de densidade com precisatildeo de
bull 005 ou 0005 respectivamente
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Deve ser feito a calibraccedilatildeo do equipamento frequentemente com aacutegua doce ateacute 21ordmC
que deveraacute dar uma leitura de densidade igual a 100 A afericcedilatildeo se faz retirando ou colocando
esferas de chumbo no depoacutesito especial que existe na extremidade do braccedilo da balanccedila
414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
Figura 4 4 Filtro-prensa BTBP Fonte wwwfanncom
O equipamento consiste de um reservatoacuterio de fluido com capacidade aproximada de
400 cmsup3 um meio filtrante (Papel de filtro Whatman nordm 50 de 9 cm ou similar) um coletor de
filtrado (proveta graduada) e uma fonte de pressatildeo (cilindro contendo N2 ou CO2) O
reservatoacuterio eacute constituiacutedo por uma ceacutelula tampa superior fixada atraveacutes de uma prensa
gaxetas tela e uma base A aacuterea exposta a filtraccedilatildeo eacute de 7 polsup2 O controle de pressatildeo eacute
efetuado por uma vaacutelvula com registro (manocircmetro) A despressurizaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de
uma vaacutelvula de escape
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Assegura-se que todas as partes do filtro estejam limpas e secas e que as gaxetas natildeo
estejam gastas ou deformadas
bull monta-se todas as peccedilas da ceacutelula a base uma gaxeta a tela o papel-filtro outra
gaxeta e o corpo da ceacutelula
bull preenche-se filtro com fluido ateacute um centiacutemetro da borda superior da ceacutelula e coloca-
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se o conjunto sobre o suporte central Assegura-se que a tampa superior da ceacutelula tenha a sua
gaxeta e tampa-se a ceacutelula apertando-a com o parafuso
bull com uma proveta graduada recolhe-se o filtrado na saiacuteda da ceacutelula
bull fecha-se a vaacutelvula de escape e ajusta-se o regulador de pressatildeo ateacute obter 100 psi em 30
segundos no maacuteximo Marca-se o tempo e apoacutes 30 minutos mede-se o volume de filtrado na
proveta Fecha-se a fonte de pressatildeo Elimina-se o gaacutes confinado na ceacutelula atraveacutes da vaacutelvula
de escape cuidadosamente
bull retira-se a ceacutelula do suporte despeja o fluido desarma a ceacutelula recolhe-se o pepal de
filtro com o reboco lave o mesmo com um leve jato de aacutegua e mede-se a sua espessura em
132rdquo
bull registra-se o volume de filtrado em cmsup3 com aproximaccedilatildeo de 01 cmsup3
bull registra-se a espessura do reboco em 132rdquo com aproximaccedilatildeo de 164rdquo
CALIBRACcedilAtildeO
bull Eacute necessaacuterio verificar com frequumlecircncia a exatidatildeo dos manocircmetros
415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
Figura 4 5 ndash Retorta Fonte wwwfanncom A Retorta mostrada na Figura 55 destina-se a determinaccedilatildeo dos teores de soacutelidos e
liacutequidos existentes num fluido atraveacutes da destilaccedilatildeo de uma amostra do mesmo Eacute constituiacutedo
de um copo para amostra com capacidade de 10 cmsup3 uma cacircmara de aquecimento um forno e
um condensador O destilado eacute coletado numa proveta graduada A retorta eacute regulada por um
termostato que permite manter com seguranccedila a temperatura necessaacuteria para completa
destilaccedilatildeo da amostra de fluido
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PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Retira-se a retorta do bloco isolante Usando a espaacutetula como desarmadordesenrosca-
se o depoacutesito de fluido da retorta
bull introduz-se uma palha de accedilo na cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se o depoacutesito com o fluido a ser testado e coloca-se a tampa de afericcedilatildeo no
depoacutesito de fluido
bull limpa-se bem a tampa a rosca e o corpo externo do depoacutesito sem derramar o fluido
bull enrosca-se o depoacutesito na parte inferior da cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se a retorta na cacircmara isolante e fecha-se a tampa da cacircmara isolante
bull coloca-se a proveta graduada sob a descarga do condensador
bull por meio de fio eleacutetrico liga-se o aparelho a uma tomada de 115 volts CA e fecha-se
o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute acender
bull o tempo de destilaccedilatildeo eacute de 35 minutos
bull abre-se o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute apagar
bull deixa-se a retorta esfriar por 10 min Apoacutes isso retira-se a proveta e faz as leituras
correspondentes aos volumes de aacutegua e oacuteleo recuperados na proveta graduada
Os resultados satildeo obtidos em aacutegua = Volume de aacutegua x 10
oacuteleo = Volume de oacuteleo x 10
soacutelidos = 100-( aacutegua + oacuteleo)
416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
Figura 4 6 - Viscosiacutemetro rotativo de cilindros co-axiais Fann mod 35-a Fonte wwwfanncom
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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A Figura 46 mostra um aparelho projetado para medir propriedades reoloacutegicas e
gelificantes de liacutequidos Este modelo possui 6 (seis) velocidades e eacute usado tanto em
laboratoacuterio como em sondas de exploraccedilatildeo Possui um motor 50 Hz e 115 volts uma
combinaccedilatildeo rotor-bob-mola de torccedilatildeo que permite medidas de taxa de cisalhamento da ordem
de 511 a 1022 s-1 e tensatildeo de cisalhamento da ordem de zero a 1533 dynascmsup2 Outras
combinaccedilotildees permitem avaliaccedilotildees da ordem de 0707 a 3252 s-1 e de zero a 131520
dynascmsup2 de taxa de deformaccedilatildeo e tensatildeo de cisalhamento respectivamente
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Agita-se o fluido a ser testado no misturador Beach durante 5 min em velocidade alta
(18000 RPM)
bull coloca-se o fluido no copo do viscosiacutemetro ateacute a sua marca e posiciona-se o mesmo na
base do equipamento Eleva-se o copo ateacute que o niacutevel do fluido coincida com a marca no rotor
e fixa-se com o parafuso
bull liga-se o motor acionando o interruptor para a posiccedilatildeo HIGH e certifica-se que o
seletor de engrenagens esteja na posiccedilatildeo inferior
bull faz-se a leitura que corresponde a 600 RPM apoacutes 1 min de operaccedilatildeo
bull procede-se conforme diagrama na parte superior do equipamento para seleccedilatildeo de
velocidades e registra-se os valores de deflexatildeo apoacutes 1 min de agitaccedilatildeo para 300 200 100 6
e 3 RPM
bull coloca-se o equipamento a 600 RPM por 2 minutos Imediatamente muda-se a
velocidade para 3 RPM desliga-se o motor e apoacutes 10 segundos de repouso liga-se o aparelho
a 3 RPM ao mesmo tempo em que observa-se o ponto maacuteximo atingido pela escala valor este
denominado forccedila gel inicial
bull repere-se os dois uacuteltimos itens entretanto para um tempo de repouso de 10 min A
deflexatildeo maacutexima obtida para esta nova condiccedilatildeo eacute denominada forccedila gel final
bull registra-se os valores das deflexotildees em graus para cada velocidade do equipamento
bull registra-se os valores das forccedilas geacuteis em aproximadamente 100 lbfpesup2 seguindo o
procedimento anteriormente descrito
CALIBRACcedilAtildeO
bull O aparelho deve ser calibrado periodicamente empregando-se uma mistura de
glicerina e aacutegua pura na temperatura ambiente ou atraveacutes do calibrador mecacircnico
padronizado
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42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
421 - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR MATERIAIS
Jogo de papel indicador com escala de cores variadas para comparaccedilatildeo PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Toma-se um papel indicador com escala apropriada
bull posiciona-se o papel na superfiacutecie do fluido ou umedece o mesmo com uma gota do
filtrado do fluido
bull apoacutes um minuto aproximadamente a tira de papel deveraacute ter mudado de cor afetada
pela alcalinidade do fluido ou do filtrado
bull compara-se a cor do papel indicador com a carta colorimeacutetrica correspondente
bull se a cor natildeo corresponder agrave escala calorimeacutetrica da seacuterie escolhida dever-se-aacute repetir a
operaccedilatildeo com outra seacuterie
bull registre-se o pH aproximado a 05 ou a 02 unidades conforme a escala do papel
indicador usado
Nota O papel indicador daacute resultados falsos em fluidos com alta concentraccedilatildeo de sal Para
este caso utiliza-se o meacutetodo potenciomeacutetrico quando o fluido contiver mais de 10000 ppm
Cl
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf (Fluidos agrave Base Aacutegua) A alcalinidade de um filtrado agrave base de aacutegua ou de uma aacutegua proveacutem de um ou mais
dos seguintes agentes quiacutemicos
I ndash HO- - Hidroacutexido
II ndash CO3= - Carbonato
III - CO3H- - Bicarbonato ( Borato + Silicato etc)
A medida da alcalinidade pelo pH fornece as concentraccedilotildees dos sais dissolvidos poreacutem
natildeo indica quanto de cada um dos radicais acima Para isso recorre-se agrave titulaccedilatildeo com o aacutecido
sulfuacuterico em meio contendo um indicador apropriado Para a aacutegua incolor os indicadores satildeo
fenolftaleiacutena e metilorange se a aacutegua ou filtrado estiver corado por exemplo devido a
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lignossulfonato utiliza-se o azul de bromofenol em lugar de metilorange em uacuteltimo caso
usa-se o vermelho de metila em lugar dele
TIPOS DE ALCALINIDADES
Na praacutetica determinam-se as seguintes alcalinidades
I ndash do filtrado agrave fenolftaleiacutena ndash Pf
II ndash do filtrado ao metilorange ndash Mf
III ndash do fluido agrave fenolftaleiacutena ndash Pm
Se numa aacutegua houver apenas HO- entatildeo soacute se mede Pf natildeo havendo CO3= nem
CO3H- a viragem ao metilorange se daacute com a primeira gota de soluccedilatildeo de H2SO4 N50 A
medida que o Mf cresce tornando-se maior que o Pf a alcalinidade passa a ser devida a HO- +
CO3= a CO3
= + CO3H- e por fim somente a CO3H- quando o Pf =0 Entre o Pf =Mf e Pf =0
vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser deduzidas cada uma sendo apropriada para
fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
As concentraccedilotildees desses radicais satildeo expressos em epm (equivalentes partes por
milhatildeo) ppm mgl e em gl conforme a conveniecircncia As alcalinidades geralmente satildeo
expressas em epm usando-se caacutelcio como termo de comparaccedilatildeo de equivalecircncia O peso
atocircmico dele eacute 40 molg e o valor absoluto de sua valecircncia eacute 2 Em termos de valecircncias 1Ca++
= 2HO- 1Ca++ = 1 CO3 1Ca++ = 2CO3H- por conseguinte o equivalente de HO- em Ca++ eacute
20 o equivalente de CO3= em Ca++ eacute 40 etc
As combinaccedilotildees possiacuteveis entre Pf e Mf estatildeo no quadro 1 Os caacutelculos podem ser
efetuados utilizando as foacutermulas contidas no quadro 2
Resultados de
Medidas Interpretaccedilatildeo
HO- CO3= CO3H-
Pf = Mf Pf 0 0
Pf lt 12 Mf 0 2Pf Mf - 2Pf
Pf = 12 Mf 0 2Pf 0
Pf gt 12 Mf 2Pf - Mf 2(Mf - Pf ) 0
Pf = 0 0 0 Mf
Quadro 1 As foacutermulas apresentadas no quadro 2 satildeo baseadas em que
bull 1 epm HO- = 17 ppm HO-
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bull 1 epm CO3= = 30 ppm CO3
=
bull 1 epm CO3H- =61 ppm CO3H-
e nas equivalecircncias estequiomeacutetricas entre Ca++ HO- CO3= e CO3H- anteriormente
apresentadas
Resultados Iacuteon Alcalinidade epm Ppm
Pf = Mf HO- Pf 20Pf 340Pf
Pf lt 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
CO3- Mf - 2Pf 20(Mf - 2Pf) 1200(Mf - 2Pf)
Pf = 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
Pf gt 12 Mf HO- 2Pf - Mf 20(2Pf - Mf) 340(2Pf - Mf)
CO3= 2(Mf - Pf) 40(Mf - Pf) 1200(Mf - Pf)
Pf = 0 CO3H- Mf 20 Mf 1200 Mf
MATERIAIS
bull Caacutepsula de porcelana de 250 cm3
bull 2 pipetas graduadas uma de 1 cm3 e outra de 10 cm3
bull Agitador de vidro
bull Bureta
bull Soluccedilatildeo de H2SO4 N50
bull Soluccedilatildeo indicadora de fenolftaleiacutena
PROCEDIMENTO
bull Meccedila 1 cm3 de fluido e coloque-o em uma caacutepsula
bull Dilua com 50 cm3 de aacutegua destilada
bull Adicione 3 gotas de fenolftaleiacutena
bull Titule com soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 rapidamente
bull Agite continuamente ateacute que a cor da amostra passe do vermelho agrave cor original do
fluido
bull Ao volume da soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 em cm3 se chama alcalinidade do
fluido (Pm)
bull A alcalinidade do filtrado (Pf) se determina seguindo-se o processo anterior tomando-
se 1 cm3 de filtrado
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A determinaccedilatildeo de ldquoMfrdquo Alcalinidade do filtrado ao metilorange seraacute feita do seguinte modo
bull Determinado o Pf adicionar agrave soluccedilatildeo 2 a 3 gotas de soluccedilatildeo de metilorange
bull Continuar a titulaccedilatildeo anterior com a soluccedilatildeo de H2SO4 N50 ateacute viragem do amarelo-
alaranjado para o roacuteseo
bull Anotar o volume Vt de soluccedilatildeo de aacutecido gasto na titulaccedilatildeo Vt em cm3
bull Calcular o Mf como segue
bull Mf =Vt cm3 de H2SO4 N50
NOTAS
1 ndash Se o filtrado se apresentar corado devido por exemplo a tanino a viragem em ambas as
determinaccedilotildees pode ser afetada particularmente no caso do metilorange Neste caso a
determinaccedilatildeo do ponto final poderaacute ser efetuada com um potenciocircmetro O ponto final para a
determinaccedilatildeo da alcalinidade Pf eacute tomado quando o potenciocircmetro acusar o pH 83 para o
valor de Mf quando acusar o pH 43
2 ndash Em lugar do metilorange como indicador para determinaccedilatildeo do Mf podem ser usados
21 ndash azul de bromo-fenol a 01 em aacutegua destilada
22 - indicador misto cuja composiccedilatildeo eacute a seguinte
bull Vermelho de metila002 g
bull Verde de bromo-cresol010 g
bull Aacutelcool qsp1000 cm3
Com estes indicadores a viragem eacute niacutetida pelo que dispensa o uso do potenciocircmetro
A restriccedilatildeo que se faz eacute que estes indicadores satildeo oxidaacuteveis em presenccedila de certas
substacircncias tal como o aacutecido niacutetrico
Registrar-se as alcalinidades Pf e Pm em cm3 de H2SO4 N50
PREPARO DE SOLUCcedilOtildeES E REATIVOS
Soluccedilatildeo titulada de aacutecido sulfuacuterico N50 Toma-se 12 cm3 de aacutecido sulfuacuterico concentrado e o
dilui em matraz aferido (recipiente de vidro com um gargalo muito estreito e com marca de
afericcedilatildeo) de 2000 cm3 com aacutegua destilada Em seguida titula-se com uma soluccedilatildeo de NaOH
01N usando fenolftaleiacutena como indicador
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Soluccedilatildeo Indicadora de Fenolftaleiacutena
Pesa-se 04g de fenolftaleiacutena qp Em seguida dissolve-
se em 60 cm3 de aacutelcool etiacutelico a 95 diluindo-se ateacute 100 cm3 com aacutegua destilada Filtra-se se
formar resiacuteduo
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CAPIacuteTULO 6
CONCLUSAtildeO
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6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
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CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
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7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
Introduccedilatildeo Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2006 10
1 ndash Introduccedilatildeo
Fluido de perfuraccedilatildeo eacute usado como ferramenta essencial na perfuraccedilatildeo de poccedilos de
petroacuteleo Sua importacircncia se justifica pela funccedilatildeo desempenhada durante a operaccedilatildeo de
perfuraccedilatildeo Eacute competecircncia dos fluidos de perfuraccedilatildeo carrear os cascalhos cortados pela broca
sustentar a parede do poccedilo lubrificar a broca controlar a pressatildeo existente na formaccedilatildeo etc
Essas funccedilotildees satildeo desempenhadas de acordo com as propriedades do fluido que satildeo
previamente especificadas e formuladas de acordo com a formaccedilatildeo O controle dessas
propriedades durante a operaccedilatildeo eacute garantia de um bom desempenho do fluido dentro do poccedilo
Esse controle eacute feito em campo por meacutetodos de anaacutelises de paracircmetros fiacutesicos e quiacutemicos
Durante vaacuterios anos utilizou-se fluido a base de oacuteleo diesel devido agrave excelente
performance proporcionada agrave perfuraccedilatildeo comparado ao fluido base aacutegua Poreacutem em alguns
lugares as leis ambientais vigentes natildeo permitem o uso deste tipo de fluido
Nos campos de petroacuteleo do Rio Grande do Norte devido a exigecircncias ambientais o
fluido de perfuraccedilatildeo utilizado eacute base aacutegua Este trabalho tem como objetivo apresentar uma
visatildeo geral sobre fluido de perfuraccedilatildeo bem como as metodologias de anaacutelises para o
monitoramento de algumas propriedades fiacutesicas e quiacutemicas de fluido de perfuraccedilatildeo base aacutegua
CAPIacuteTULO 2
ASPECTOS TEOacuteRICOS
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 12
2 - Aspectos Teoacutericos
21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
O processo de exploraccedilatildeo de petroacuteleo envolve a pesquisa por formaccedilatildeo de rochas
associadas com oacuteleo ou depoacutesitos de gaacutes natural e compreende etapas que vatildeo desde a
prospecccedilatildeo geofiacutesica passando pela perfuraccedilatildeo exploratoacuteria desenvolvimento do poccedilo
quando economicamente viaacutevel e a sua exploraccedilatildeo se forem achados hidrocarbonetos em
quantidades suficientes caso contraacuterio o poccedilo poderaacute ser abandonado
Em terra ou mar a perfuraccedilatildeo de um poccedilo eacute um trabalho realizado sem interrupccedilatildeo
que soacute termina quando se atinge a profundidade programada ou o objetivo proposto para a
perfuraccedilatildeo A perfuraccedilatildeo em terra eacute feita com sonda de perfuraccedilatildeo constituiacuteda de estrutura
metaacutelica de mais de 40 metros de altura (torre) e de equipamentos especiais
A torre sustenta um tubo vertical a coluna de perfuraccedilatildeo em cuja extremidade eacute
colocada uma broca Por meio de movimentos de rotaccedilatildeo e peso transmitido pela coluna agrave
broca as rochas satildeo perfuradas Para contrabalanccedilar as pressotildees existentes na formaccedilatildeo
resfriar a broca carrear a rocha triturada (cascalhos de perfuraccedilatildeo) ateacute a superfiacutecie aleacutem de
evitar desmoronamento das paredes do poccedilo eacute circulado na coluna um fluido de perfuraccedilatildeo
O fluido eacute injetado por bombas para o interior da coluna de perfuraccedilatildeo atraveacutes da cabeccedila de
injeccedilatildeo ou Swivel e retorna agrave superfiacutecie atraveacutes do espaccedilo anular formado pelas paredes dos
poccedilos e a coluna Ao atingir determinada profundidade a coluna de perfuraccedilatildeo eacute retirada do
poccedilo e uma coluna de revestimento de accedilo de diacircmetro inferior ao da broca eacute descida no
poccedilo
O anular entre os tubos do revestimento e as paredes do poccedilo eacute cimentado com
finalidade de isolar as rochas atravessadas permitindo entatildeo o avanccedilo de perfuraccedilatildeo com
seguranccedila Apoacutes a operaccedilatildeo de cimentaccedilatildeo a coluna de perfuraccedilatildeo eacute novamente decida no
poccedilo tendo na sua extremidade nova broca de diacircmetro menor do que a do revestimento para
o prosseguimento da perfuraccedilatildeo
Do exposto percebe-se que um poccedilo eacute perfurado em diversas fases caracterizadas
pelos diacircmetros das brocas No caso dos poccedilos do Alto do Rodrigues e Fazenda Porcinho a
sua grande maioria eacute perfurada em duas fases
A fase inicial ou fase ldquoumrdquo abrange os niacuteveis mais superficiais do terreno onde eacute
utilizado um fluido mais simples composto de apenas bentonita soacutedica e aacutegua Num segundo
estaacutegio fase ldquodoisrdquo eacute usado um fluido mais elaborado cuja composiccedilatildeo oferece
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 13
caracteriacutesticas que permitem uma obtenccedilatildeo de perfis geoloacutegicos aleacutem de prover inibiccedilatildeo
fiacutesico-quiacutemica dos argilo-minerais reduzindo a interaccedilatildeo rocha-fluido entre outras
22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
Os fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo misturas complexas de soacutelidos liacutequidos produtos
quiacutemicos e por vezes ateacute gases Do ponto de vista quiacutemico eles podem assumir aspectos de
suspensatildeo dispersatildeo coloidal ou emulsatildeo dependendo do estado fiacutesico dos componentes
O fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser estaacutevel do ponto de vista quiacutemico estabilizar as
paredes do poccedilo mecacircnica e quimicamente facilitar a separaccedilatildeo dos cascalhos na superfiacutecie
manter os soacutelidos em suspensatildeo quando estiver em repouso ser inerte em relaccedilatildeo a danos agraves
rochas produtoras aceitar qualquer tratamento fiacutesico e quiacutemico ser bombeaacutevel apresentar
baixo grau de corrosatildeo e de abrasatildeo em relaccedilatildeo agrave coluna de perfuraccedilatildeo e demais
equipamentos do sistema de circulaccedilatildeo facilitar as interpretaccedilotildees geoloacutegicas do material do
poccedilo e apresentar custo compatiacutevel com a
operaccedilatildeo
O escoamento do fluido de perfuraccedilatildeo
para baixo pela tubulaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo e para
cima pelo poccedilo algumas vezes eacute interrompido
ou por causa de um problema ou para elevar a
tubulaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo para cima e para fora do
poccedilo permitindo a troca da broca Quando a perfuraccedilatildeo paacutera os cortes em suspensatildeo no
fluido podem afundar no poccedilo prendendo a broca
Os fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo projetados com uma propriedade muito interessante que
resolve esse problema Sua espessura ou viscosidade aumenta quando diminui o seu
movimento Quando o fluido paacutera de circular ele forma um gel espesso que manteacutem os
cortes de rocha em suspensatildeo e evita que eles afundem no poccedilo
Quando o fluido comeccedila a circular novamente ele torna-se mais fino e volta agrave forma
liacutequida anterior essa propriedade do fluido garante ao transporte dos cascalhos para a
superfiacutecie limpando assim o fundo do poccedilo
O fluido tambeacutem eacute responsaacutevel por exercer pressatildeo hidrostaacutetica sobre as formaccedilotildees
evitando assim o influxo de fluidos indesejaacuteveis (kick) e estabilizar as paredes do poccedilo
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 14
23 Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
As propriedades de controle dos fluidos podem ser fiacutesicas ou quiacutemicas As fiacutesicas satildeo
mais geneacutericas ou seja satildeo vaacutelidas para qualquer tipo de fluido Jaacute as quiacutemicas satildeo
especiacuteficas para cada tipo de fluido
As propriedades fiacutesicas mais importantes e frequumlentemente medidas nas sondas satildeo as
densidades os paracircmetros reoloacutegicos as forccedilas geacuteis (inicial e final) os paracircmetros de
filtraccedilatildeo e teor de soacutelidos
As propriedades quiacutemicas mais frequumlentemente determinadas nos laboratoacuterios das
sondas satildeo o pH os teores de cloreto e de bentonita e a alcalinidade O excesso de cal
(determinada nos fluidos tratados por cal hidratada) teor de caacutelcio e de magneacutesio a
concentraccedilatildeo de H2S e a concentraccedilatildeo de potaacutessio (testada nos fluidos inibidos por gesso)
Densidade
Os limites de variaccedilatildeo da densidade dos fluidos para perfurar uma determinada fase
satildeo definidos pela pressatildeo atuante no fluido que se encontra no espaccedilo poroso da rocha (limite
miacutenimo) e pela pressatildeo para qual a rocha se rompe (limite maacuteximo) das formaccedilotildees expostas
A baritina (BaSO4) tem o poder de aumentar a densidade de um fluido Este tem
densidade de 425 enquanto a densidade dos soacutelidos perfurados eacute em torno de 26 Para
reduzir a densidade dos fluidos agrave base de aacutegua dilui-se com aacutegua (densidade 100) ou oacuteleo
diesel (densidade 082)
Paracircmetros reoloacutegicos e forccedilas geacuteis
O comportamento do fluxo de um fluido eacute definido pelos paracircmetros reoloacutegicos Para
isto considera-se que o fluido eacute definido como um modelo reoloacutegico cujos paracircmetros vatildeo
influir diretamente no caacutelculo de perdas de cargas na tubulaccedilatildeo e velocidade de transporte dos
cascalhos
O controle de propriedades reoloacutegicas eacute de vital importacircncia nas operaccedilotildees de
perfuraccedilatildeo pois elas satildeo responsaacuteveis pela remoccedilatildeo dos cascalhos perfurados Aleacutem disso
influenciam no progresso da perfuraccedilatildeo que se chama de taxa de penetraccedilatildeo
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 15
O descontrole dessa propriedade juntamente com o gel do fluido ocasiona problemas
seacuterios como Obstruccedilatildeo do anular formaccedilatildeo de fundo falso reduccedilatildeo de taxa de penetraccedilatildeo
alargamento do poccedilo prisatildeo da coluna perda de circulaccedilatildeo etc
Para os fluidos de perfuraccedilatildeo assume-se o modelo de Bingham o qual postula que
uma determinada tensatildeo deve ser aplicada para iniciar o fluxo (limite de escoamento) e acima
dessa tensatildeo o fluido se comporta como Newtoniano isto eacute Tensatildeo cisalhante (T)
proporcional a taxa de cisalhamento (TC)
Alguns fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo tixotroacutepicos isto eacute adquirem um estado semi-riacutegido
quando estatildeo em repouso e quando em movimentam apresentam fluidez A forccedila gel eacute um
paracircmetro de natureza reoloacutegica que indica o grau de gelificaccedilatildeo devido agrave interaccedilatildeo eleacutetrica
entre partiacuteculas dispersas
A forccedila gel inicial mede a resistecircncia inicial para colocar o fluido em fluxo A forccedila
gel final mede a resistecircncia do fluido para reiniciar o fluxo quando este fica um certo tempo
em repouso A diferenccedila entre elas indica o grau de tixotropia do fluido
Paracircmetros de filtraccedilatildeo
Devido agrave pressatildeo da coluna de fluido ter que ser maior que a pressatildeo de poro de
formaccedilatildeo para evitar o influxo dos fluidos contido nas rochas o fluido de perfuraccedilatildeo deveria
invadir continuamente as formaccedilotildees permeaacuteveis se natildeo houvesse o depoacutesito de um reboco
que eacute a capacidade do fluido de perfuraccedilatildeo em formar uma camada de partiacuteculas soacutelidas
uacutemidas sobre as rochas permeaacuteveis expostas pela broca e eacute de fundamental importacircncia para
o sucesso da perfuraccedilatildeo e da completaccedilatildeo do poccedilo
Quando existem partiacuteculas soacutelidas com dimensotildees adequadas a obstruccedilatildeo dos poros eacute
raacutepida e somente a fase liacutequida do fluido de perfuraccedilatildeo denominada filtrado invade a
formaccedilatildeo
O controle do filtrado torna-se criacutetico em casos de formaccedilotildees de folhelhos sensiacuteveis a
aacutegua esses folhelhos desenvolvem pressotildees devido ao inchamento pelo contato com a aacutegua
causando desmoronamento e alargamento do poccedilo Em formaccedilotildees permeaacuteveis o depoacutesito de
um reboco muito espesso causa reduccedilatildeo acentuada do diacircmetro do poccedilo aleacutem do que um
reboco espesso facilita a prisatildeo por pressatildeo diferencial
Para formar o reboco deve haver o influxo da fase liacutequida do fluido do poccedilo para a
formaccedilatildeo Este processo eacute conhecido como filtraccedilatildeo Eacute essencial que o fluido tenha uma
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 16
fraccedilatildeo razoaacutevel de partiacuteculas com dimensotildees ligeiramente menores agraves dimensotildees dos poros
das rochas expostas
Quando existem partiacuteculas soacutelidas com dimensotildees adequadas a obstruccedilatildeo dos poros eacute
raacutepida e somente a fase liacutequida do fluido o filtrado invade a rocha
O filtrado e a espessura de reboco satildeo dois paracircmetros medidos rotineiramente para
definir o comportamento do fluido quanto agrave filtraccedilatildeo
Teor de soacutelidos
O teor de soacutelidos cujo valor deve ser mantido no miacutenimo possiacutevel eacute uma propriedade
que deve ser controlada com rigor porque o seu aumento implica aumento de vaacuterias outras
propriedades (densidade viscosidade e forccedila gel) aleacutem de aumentar a ocorrecircncia de
problemas como desgaste dos equipamentos de circulaccedilatildeo fratura das formaccedilotildees devido agrave
elevaccedilatildeo das pressotildees de bombeio ou hidrostaacutetica prisatildeo da coluna e reduccedilatildeo da taxa de
penetraccedilatildeo
O tratamento do fluido para reduzir o teor de soacutelidos pode ser preventivo ou corretivo
O tratamento preventivo consiste em inibir o fluido fiacutesico ou quimicamente evitando-se a
dispersatildeo dos soacutelidos perfurados No meacutetodo corretivo pode-se fazer uso de equipamentos
extratores de soacutelidos tais como tanques de decantaccedilatildeo peneiras hidrociclones e
centrifugadores ou diluir o fluido
Concentraccedilatildeo Hidrogeniocircnica ndash pH
O controle quiacutemico de alguns sistemas de fluido de perfuraccedilatildeo baseia-se na
determinaccedilatildeo do pH (pH=- log [H+] onde [H+] eacute a concentraccedilatildeo molar do iacuteon H+) O pH dos
fluidos de perfuraccedilatildeo eacute geralmente mantido no intervalo alcalino devido a fatores tais como
reduzir a taxa de corrosatildeo e aumentar a eficiecircncia dos dispersantes bem como aumentar o
rendimento das bentonitas
O pH dos fluidos de perfuraccedilatildeo tem que ser mantido na faixa de 7 a 10 com o intuito
de reduzir a taxa de corrosatildeo dos equipamentos e evitar a dispersatildeo das formaccedilotildees argilosas
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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Alcalinidades
A alcalinidade eacute determinada por meacutetodos diretos de titulaccedilatildeo volumeacutetrica de
neutralizaccedilatildeo e esta leva em consideraccedilatildeo as espeacutecies carbonatos (CO3--) e bicarbonatos
HC03- dissolvidos no fluido aleacutem dos iacuteons hidroxilas (OH-) dissolvidos e natildeo dissolvidos
Se numa soluccedilatildeo aquosa (no caso o filtrado do fluido) houver apenas OH- entatildeo soacute se
mede Pf natildeo havendo C03-2 nem HC03
- a viragem do metilorange se daacute com a primeira gota
de soluccedilatildeo de H2S04 N50 A medida em que o Mf cresce tornando-se maior do que o Pf a
alcalinidade passa a ser devido a OH- + C03-2 a C03
-2 + HC03- e por fim somente a HC03
-
quando o Pf = O Entre o Pf = Mf e Pf = O vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser
deduzida cada uma sendo apropriada para fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
Esse teste identifica a alcalinidade parcial do filtrado alcalinidade da lama e
alcalinidade total do filtrado
Teor de cloretos ou salinidade
Este teste eacute feito por anaacutelise volumeacutetrica de precipitaccedilatildeo por titulaccedilatildeo dos iacuteons
cloretos
Os resultados obtidos com esses testes no campo satildeo utilizados para identificar o teor
salino da aacutegua de preparo do fluido controlar a salinidade de fluidos inibidos com sal
identificar influxos de aacutegua salgada e identificar a perfuraccedilatildeo de uma rocha ou domo salino
Teor de bentonita ou de soacutelidos ativos
O teste do azul de metileno ou MBT eacute uma anaacutelise volumeacutetrica por adsorccedilatildeo que serve
como inibidor da quantidade de soacutelidos ativos ou bentoniacuteticos no fluido de perfuraccedilatildeo Este
mede a capacidade de troca de caacutetion (CTC) das argilas e soacutelidos ativos presentes
24 Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
O fluido de perfuraccedilatildeo eacute classificado de acordo com a composiccedilatildeo baseado no
constituinte principal da fase contiacutenua ou dispersante e satildeo eles fluido a base de aacutegua fluidos
a base de oacuteleo e fluidos a base de ar ou de gaacutes neste relatoacuterio vamos nos deter ao fluido de
perfuraccedilatildeo base aacutegua que foi o trabalhado durante o estaacutegio
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 18
Fluidos a base de aacutegua
A definiccedilatildeo de um fluido a base aacutegua considera principalmente a natureza da aacutegua e os
aditivos quiacutemicos empregados no preparo do fluido A proporccedilatildeo entre os componentes
baacutesicos e as interaccedilotildees entre eles provoca sensiacuteveis modificaccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido Consequumlentemente a composiccedilatildeo eacute o principal fator a considerar no
controle das suas propriedades
A aacutegua eacute a fase contiacutenua e o principal componente de qualquer fluido agrave base de aacutegua
podendo ser doce dura ou salgada A aacutegua doce natildeo precisa de tratamento preacutevio pois natildeo
afeta o desempenho dos aditivos empregados no preparo do fluido sua salinidade eacute inferior a
1000 ppm de NaCl equivalente
A aacutegua dura tem a presenccedila de sais de caacutelcio e magneacutesio dissolvido onde estes
apresentam concentraccedilotildees capazes de alterar o desempenho dos aditivos do fluido de
perfuraccedilatildeo
A aacutegua salgada possui salinidade superior a 1000 ppm de NaCl equivalente e pode ser
natural como a aacutegua do mar ou pode ser salgada com a adiccedilatildeo de sais como NaCl KCl ou
CaCl2 A aacutegua tem a funccedilatildeo de prover o meio de dispersatildeo para os mateacuterias coloidais estes
controlam a viscosidade limite de escoamento forccedilas geacuteis e filtrado em valores adequados
para conferir ao fluido uma boa taxa de remoccedilatildeo dos soacutelidos perfurados e capacidade de
estabilizaccedilatildeo das paredes do poccedilo
Os fatores a serem considerados na seleccedilatildeo da aacutegua de preparo satildeo disponibilidade
custo de transporte e de tratamento tipos de formaccedilotildees geoloacutegicas a serem perfuradas
produtos quiacutemicos que comporatildeo o fluido e equipamentos e teacutecnicas a serem usados na
avaliaccedilatildeo das formaccedilotildees
Os soacutelidos dispersos em meio aquoso podem ser ativos ou inertes Os soacutelidos ativos
satildeo materiais argilosos cuja funccedilatildeo principal eacute aumentar a viscosidade do fluido A argila
mais usada eacute a bentonita
Os soacutelidos inertes podem se originar da adiccedilatildeo de materiais industrializados ou de
detritos finos das rochas perfuradas O adensante baritina eacute o soacutelido inerte mais comuns dentre
os produtos comercializados Os soacutelidos inertes oriundos das rochas perfuradas satildeo areia silte
e calcaacuterio fino
Os produtos quiacutemicos a serem adicionados ao fluido podem ser
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 19
bull alcalinizantes e controladores de pH como soda caacuteustica potassa caacuteustica e cal
hidratada
bull dispersantes como o lignossulfonato tanino lignito e fosfato
bull redutores de filtrado como amido
bull floculantes como a soda caacuteustica cal e cloreto de soacutedio
bull poliacutemeros de uso geral para viscosificar desflocular ou reduzir filtrado
bull surfactantes para emulsificar e reduzir a tensatildeo superficial
bull removedores de caacutelcio e magneacutesio como carbonato e bicarbonato de soacutedio
bull inibidores de formaccedilatildeo ativas como cloreto de potaacutessio soacutedio e caacutelcio
bull bactericidas como paraformaldeiacutedo composto organoclorados soda caacuteustica e
cal
Produtos quiacutemicos mais especiacuteficos como anticorrosivos traccediladores quiacutemicos
antiespumantes entre outros tambeacutem podem estar presentes
A Tabela 21 abaixo apresenta a composiccedilatildeo dos fluidos usado na Petrobraacutes (ATP-
ARGIP) com seus respectivos coacutedigos
COacuteDIGO Tipos de
Fluido COacuteDIGO Tipos de Fluido
1 Aacutegua do Mar 12 NaCl com Poliacrilamida
2 Convencional 13 Milk Mud
3 BTS 14 Espuma
4 Nativo 15 Convencional com Asfalto e
LCM
5 NaCl com Poliacutemeros
16 Base Oacuteleo Mineral
6 Base Cal 17 Especiais para alta
temperatura
7 Disperso 18 Biopoliacutemero Saturado
8 KCL com Poliacutemero 19 Catiocircnico
9 Saturado 20 KCl com Poliacrilamida
10 Aerado 21 Biopoliacutemero com Carbonato
11 Base Oacuteleo Diesel 22 Sinteacutetico (Eacutester ou Parafina)
Tabela 2 1 ndash Tipo de fluidos utilizados no ATPARG
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Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados Tipo 2 Aacutegua Industrial argila ativada e soda caacuteustica
Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e
calcaacuterio
Tipo 19 Aacutegua Industrial Oacutexido de Magneacutesio Goma Xantana CMC BBV ADS
Amido Comum Cloreto de soacutedio Poliacutemero Catiocircnico Calcaacuterio Fino Lubrificante Preventor
de enceramento e Bactericida
24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
O controle dos soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo eacute feito por um sistema de equipamentos
extratores buscando sempre manter o teor de soacutelidos adequados ao trabalho Quando estes
natildeo satildeo suficientes para esse controle a accedilatildeo corretiva implicaraacute num custo adicional pois
uma nova formulaccedilatildeo teraacute que ser feita ou seja um fluido novo seraacute misturado para diluiccedilatildeo
O natildeo uso dos equipamentos ou a natildeo correccedilatildeo do teor de soacutelidos implica na reduccedilatildeo da taxa
de penetraccedilatildeo problemas de ordem reoloacutegicas do fluido de perfuraccedilatildeo reboco de baixa
qualidade maior densidade equivalente de circulaccedilatildeo dano a formaccedilatildeo ameaccedila de prisatildeo da
coluna por diferencial de pressatildeo elevado desgaste de equipamentos grande volume de
resiacuteduos gerados e maior custo global
Existe algumas recomendaccedilotildees que se forem seguidas auxiliam na soluccedilatildeo de
problemas provocados por soacutelidos satildeo elas
Analisar os testes do fluido de perfuraccedilatildeo a fim de identificar a presenccedila de
um teor elevado de soacutelidos
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
eficientemente
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
em sequumlecircncia apropriada
Verificar se os equipamentos instalados na sonda tecircm capacidade suficiente
para remover soacutelidos numa taxa que permita trabalhar na faixa aceitaacutevel de teor
de soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo
Verificar qual o equipamento adicional necessaacuterio para resolver o problema
provocado pelo teor elevado de soacutelidos
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PEN
EIR
AS
KELLY (HASTE QUADRADA)
KATARINA
DESLIZADOR DE CASCALHOS
TUBOS PESADOS (HW)
PEN
EIR
AS
COMANDOS
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo da diluiccedilatildeo necessaacuteria para resolver o problema sem o uso
de equipamento adicional
Comparar os custos determinados em nos dois itens anteriores
Recomendar se necessaacuterio a instalaccedilatildeo de equipamento adicional extrator de
soacutelidos
Caso seja instalado um equipamento adicional de soacutelidos operaacute-lo por um
periacuteodo apropriado de tempo repetir os testes com o fluido de perfuraccedilatildeo e
avaliar a eficiecircncia do equipamento adicional instalado
25 Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de
perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
Peneiras Vibratoacuterias
A peneira vibratoacuteria eacute a primeira
barreira na retenccedilatildeo dos soacutelidos do fluido de
perfuraccedilatildeo que retorna durante a saiacuteda de
cada ciclo de circulaccedilatildeo Dessa etapa os
soacutelidos mais grosseiros satildeo retidos jaacute que eacute
mais faacutecil removecirc-los antes de passar pelos
hidrociclones e centrifugadores Ao lado
apresenta-se uma figura esquemaacutetica com o
percurso simplificado do fluido no poccedilo
quando se estaacute perfurando
Hidrociclones
A separaccedilatildeo dos soacutelidos ocorre da seguinte
forma o liacutequido contendo a fraccedilatildeo mais fina
de partiacuteculas menores eacute descarregado atraveacutes Figura 2 1-Ciclo simplificado de fluido de
perfuraccedilatildeo
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do tubo cilindro central (overflow) o liacutequido contendo os soacutelidos mais grossos eacute
descarregado pelo underflow
Os cones hoje satildeo feitos de poliuretano este material quando expostos a altas
temperaturas (150 e 175 ordm F) amolecem fazendo com que haja a necessidade de substituiacute-los
A viscosidade do fluido o teor de soacutelidos na alimentaccedilatildeo a pressatildeo disponiacutevel na
entrada do equipamento e o lay-out do percurso feito pelo fluido influencia de forma direta no
desempenho do equipamento
Quanto menor a viscosidade (dentro do possiacutevel) maior o desempenho do
hidrociclone
Uma grande concentraccedilatildeo de soacutelidos na alimentaccedilatildeo tem efeito negativo no
desempenho Com o hidrociclone trabalhando com descarga tipo ldquosprayrdquo o ponto de corte
meacutedio aumenta quando a carga de soacutelidos aumenta Quando a carga de soacutelidos ultrapassa o
ponto suportaacutevel pelo ldquounderflowrdquo o hidrociclone comeccedila a descarregar em ldquoforma de cordardquo
e o ponto de corte meacutedio aumenta drasticamente A pressatildeo recomendada pela maioria dos
fabricantes e fornecedores de hidrociclones jaacute estaacute otimizada A maioria dos hidrociclones no
campo requer de 70 a 80 peacutes de fluido de pressatildeo hidrostaacutetica Os hidrociclones utilizados nas
sondas satildeo chamados de desareadores e dessiltadores
Depuradores (MUD CLEANER)
Este eacute composto por hidrociclones em seacuterie com uma tela fina que permite recuperar
partiacuteculas e eacute usado com fluidos de perfuraccedilatildeo pesados As partiacuteculas soacutelidas que esse
equipamento remove satildeo maiores que a baritina Como ocorre no ciclone parte do material eacute
recuperada e parte eacute descartada o recuperado retorna ao fluido reduzindo custos
Monta-se uma cobertura onde a tela estaacute colocada fazendo com que todos os soacutelidos
descarregados pelos dessiltadores satildeo retornados para o sistema de circulaccedilatildeo No caso de
baritina ser adicionada ao fluido a cobertura daacute lugar a tela fina Esse equipamento reduz a
perda da baritina dos fluidos pesados no intuito de recuperar fluidos caros e reduzir descarte
de poluente ao meio ambiente
Decantador Centriacutefugo
A funccedilatildeo deste equipamento eacute separar soacutelidos de liacutequidos eacute formado por um tambor
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ciliacutendrico-cocircnico composto por uma seccedilatildeo cocircnica que origina a chamada ldquopraiardquo e uma ou
vaacuterios secccedilotildees ciliacutendricas conectadas que origina a ldquopiscinardquoUm parafuso transportador que
fica dentro do tambor rotativo
Eacute possiacutevel ajustar a profundidade do liacutequido no tambor o niacutevel da piscina teraacute um
efeito sobre a eficiecircncia de separaccedilatildeo pois ele afetaraacute as aacutereas secas e molhadas da praia bem
como a secagem dos soacutelidos e a habilidade fiacutesica do parafuso em transportar os soacutelidos para o
tambor
A medida do teor de areia num fluido nos daacute um paracircmetro de avaliaccedilatildeo dos
equipamentos extratores de soacutelidos da sonda e serve como uma medida de abrasividade do
fluido
CAPIacuteTULO 4
METODOLOGIA DE ANAacuteLISES
Metodologia de anaacutelise Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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4 - Metodologia de anaacutelise
O monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo eacute feito
de acordo com as metodologias descritas neste capiacutetulo Aqui seratildeo descritos os meacutetodos
fiacutesicos e quiacutemicos para anaacutelises de fluido de perfuraccedilatildeo base aacutegua
As anaacutelises que seratildeo descritas neste documento estatildeo de acordo com o Manual de
Laboratoacuterio de Fluido Programa de Trainees Petrobras ndash 2002 Quiacutemico de Petroacuteleo Junior
41 Meacutetodos Fiacutesicos
411 Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
Figura 4 1- Funil Marsh Fonte wwwfanncom
A Figura 41 mostra o funil Marsh que eacute um funil com as seguintes dimensotildees 1524
cm (6rdquo) de diacircmetro na parte superior 3048 cm (12rdquo) de altura A metade da abertura
superior eacute coberta por uma peneira de malha nordm 10 O orifiacutecio inferior tem 476 mm (316rdquo) de
diacircmetro interno e 508 cm (2rdquo) de comprimento A capacidade do funil ateacute a marca superior eacute
de 1500 cmsup3
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Se segura o funil em posiccedilatildeo vertical obstruindo o orifiacutecio de descarga com o dedo
indicador
bull verta-se atraveacutes da peneira a amostra de fluido tomada em qualquer ponto onde ela
esteja em agitaccedilatildeo ateacute que o niacutevel da mesma fique rente agrave parte inferior da tela da
peneira
bull imediatamente retira-se o dedo do tubo de descarga e com o auxiacutelio de um
cronocircmetro observa-se o tempo em segundos necessaacuterio para que escoe um (01) litro
de fluido para um recipiente graduado
bull a operaccedilatildeo deve ser raacutepida para minimizar erros
bull registra-se a ldquoViscosidaderdquo Marsh em segundos1000 cmsup3 de fluido
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Verifica-se a precisatildeo do funil Marsh com 1500 cmsup3 de aacutegua doce a 21ordmC O tempo de
escoamento de 1000 cmsup3 de aacutegua deve ser de 28 plusmn 05 segundos
412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
Figura 4 2- Medidor de areia Fonte wwwsolotestcombr
A Figura 42 mostra o conjunto que registra o conteuacutedo de areia presente no fluido
em percentagem volumeacutetrica composto por um tubo de vidro graduado em percentual
volumeacutetrico (0-20 v) um cilindro cocircnico um copo ciliacutendrico com uma tela de peneira
(malha 200 mesh)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Verta-se o fluido previamente passado atraveacutes da peneira do funil Marsh no tubo de
vidro graduado ateacute a marca indicada e depois se adiciona aacutegua ateacute a referecircncia
superior
bull obstrui-se a saiacuteda superior do tubo com o dedo e agita-se vigorosamente Em seguida
esvazia-se a amostra de fluido diluiacutedo atraveacutes da peneira lavando todo o resiacuteduo no
tubo com aacutegua Lava-se a areia retida na peneira ateacute eliminar os traccedilos de fluido
bull coloca-se o funil sobre a peneira e inverte-se o conjunto lentamente Faz-se retornar a
areia da peneira para o interior do tubo atraveacutes de jatos daacutegua
bull apoacutes a deposiccedilatildeo total da areia lecirc-se diretamente a percentagem em volume de areia
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412 Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
Figura 4 3 - Balanccedila densimeacutetrica Fonte wwwfanncom
A Figura 43 apresenta a balanccedila utilizada para mediccedilatildeo de densidade de fluido de
perfuraccedilatildeo no campo O equipamento consiste de uma base e braccedilo graduado com copo para
amostra tampa fiel cursor e medidor de niacutevel Possui quatro escalas de leituras
Densidade 072 - 288
Massa Especiacutefica 6-24(lbmgal)
Massa Especiacutefica 45-180(lbmft3)
Gradiente Hidrostaacutetico 310-1250 (ldquopsirdquo1000ft)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Posiciona-se a base da balanccedila em uma superfiacutecie lisa e nivelada
bull enche totalmente o copo da balanccedila com o fluido a ser testado Se o copo inicialmente
estiver molhado despeje a primeira porccedilatildeo de fluido e volte a enchecirc-lo Deve ser eliminado as
bolhas de ar trapeadas no fluido Para tanto basta que se decircem alguns golpes no copo ateacute que
desapareccedilam
bull coloca-se a tampa enroscando-a com um leve movimento de rotaccedilatildeo ateacute que fique
firmemente assentado no copo certificando-se que uma pequena quantidade de fluido escape
pelo orifiacutecio de purgaccedilatildeo
bull lava-se e seca-se o exterior da balanccedila
bull coloca-se a balanccedila sobre a base e move-se o cursor ateacute que a bolha do niacutevel fique
centralizada
bull lecirc-se a massa especiacutefica eou densidade no lado do cursor que estiver mais proacuteximo do
copo coletor
bull Registra-se a leitura da massa especiacutefica em lbmgal ou de densidade com precisatildeo de
bull 005 ou 0005 respectivamente
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Deve ser feito a calibraccedilatildeo do equipamento frequentemente com aacutegua doce ateacute 21ordmC
que deveraacute dar uma leitura de densidade igual a 100 A afericcedilatildeo se faz retirando ou colocando
esferas de chumbo no depoacutesito especial que existe na extremidade do braccedilo da balanccedila
414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
Figura 4 4 Filtro-prensa BTBP Fonte wwwfanncom
O equipamento consiste de um reservatoacuterio de fluido com capacidade aproximada de
400 cmsup3 um meio filtrante (Papel de filtro Whatman nordm 50 de 9 cm ou similar) um coletor de
filtrado (proveta graduada) e uma fonte de pressatildeo (cilindro contendo N2 ou CO2) O
reservatoacuterio eacute constituiacutedo por uma ceacutelula tampa superior fixada atraveacutes de uma prensa
gaxetas tela e uma base A aacuterea exposta a filtraccedilatildeo eacute de 7 polsup2 O controle de pressatildeo eacute
efetuado por uma vaacutelvula com registro (manocircmetro) A despressurizaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de
uma vaacutelvula de escape
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Assegura-se que todas as partes do filtro estejam limpas e secas e que as gaxetas natildeo
estejam gastas ou deformadas
bull monta-se todas as peccedilas da ceacutelula a base uma gaxeta a tela o papel-filtro outra
gaxeta e o corpo da ceacutelula
bull preenche-se filtro com fluido ateacute um centiacutemetro da borda superior da ceacutelula e coloca-
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se o conjunto sobre o suporte central Assegura-se que a tampa superior da ceacutelula tenha a sua
gaxeta e tampa-se a ceacutelula apertando-a com o parafuso
bull com uma proveta graduada recolhe-se o filtrado na saiacuteda da ceacutelula
bull fecha-se a vaacutelvula de escape e ajusta-se o regulador de pressatildeo ateacute obter 100 psi em 30
segundos no maacuteximo Marca-se o tempo e apoacutes 30 minutos mede-se o volume de filtrado na
proveta Fecha-se a fonte de pressatildeo Elimina-se o gaacutes confinado na ceacutelula atraveacutes da vaacutelvula
de escape cuidadosamente
bull retira-se a ceacutelula do suporte despeja o fluido desarma a ceacutelula recolhe-se o pepal de
filtro com o reboco lave o mesmo com um leve jato de aacutegua e mede-se a sua espessura em
132rdquo
bull registra-se o volume de filtrado em cmsup3 com aproximaccedilatildeo de 01 cmsup3
bull registra-se a espessura do reboco em 132rdquo com aproximaccedilatildeo de 164rdquo
CALIBRACcedilAtildeO
bull Eacute necessaacuterio verificar com frequumlecircncia a exatidatildeo dos manocircmetros
415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
Figura 4 5 ndash Retorta Fonte wwwfanncom A Retorta mostrada na Figura 55 destina-se a determinaccedilatildeo dos teores de soacutelidos e
liacutequidos existentes num fluido atraveacutes da destilaccedilatildeo de uma amostra do mesmo Eacute constituiacutedo
de um copo para amostra com capacidade de 10 cmsup3 uma cacircmara de aquecimento um forno e
um condensador O destilado eacute coletado numa proveta graduada A retorta eacute regulada por um
termostato que permite manter com seguranccedila a temperatura necessaacuteria para completa
destilaccedilatildeo da amostra de fluido
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PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Retira-se a retorta do bloco isolante Usando a espaacutetula como desarmadordesenrosca-
se o depoacutesito de fluido da retorta
bull introduz-se uma palha de accedilo na cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se o depoacutesito com o fluido a ser testado e coloca-se a tampa de afericcedilatildeo no
depoacutesito de fluido
bull limpa-se bem a tampa a rosca e o corpo externo do depoacutesito sem derramar o fluido
bull enrosca-se o depoacutesito na parte inferior da cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se a retorta na cacircmara isolante e fecha-se a tampa da cacircmara isolante
bull coloca-se a proveta graduada sob a descarga do condensador
bull por meio de fio eleacutetrico liga-se o aparelho a uma tomada de 115 volts CA e fecha-se
o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute acender
bull o tempo de destilaccedilatildeo eacute de 35 minutos
bull abre-se o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute apagar
bull deixa-se a retorta esfriar por 10 min Apoacutes isso retira-se a proveta e faz as leituras
correspondentes aos volumes de aacutegua e oacuteleo recuperados na proveta graduada
Os resultados satildeo obtidos em aacutegua = Volume de aacutegua x 10
oacuteleo = Volume de oacuteleo x 10
soacutelidos = 100-( aacutegua + oacuteleo)
416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
Figura 4 6 - Viscosiacutemetro rotativo de cilindros co-axiais Fann mod 35-a Fonte wwwfanncom
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A Figura 46 mostra um aparelho projetado para medir propriedades reoloacutegicas e
gelificantes de liacutequidos Este modelo possui 6 (seis) velocidades e eacute usado tanto em
laboratoacuterio como em sondas de exploraccedilatildeo Possui um motor 50 Hz e 115 volts uma
combinaccedilatildeo rotor-bob-mola de torccedilatildeo que permite medidas de taxa de cisalhamento da ordem
de 511 a 1022 s-1 e tensatildeo de cisalhamento da ordem de zero a 1533 dynascmsup2 Outras
combinaccedilotildees permitem avaliaccedilotildees da ordem de 0707 a 3252 s-1 e de zero a 131520
dynascmsup2 de taxa de deformaccedilatildeo e tensatildeo de cisalhamento respectivamente
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Agita-se o fluido a ser testado no misturador Beach durante 5 min em velocidade alta
(18000 RPM)
bull coloca-se o fluido no copo do viscosiacutemetro ateacute a sua marca e posiciona-se o mesmo na
base do equipamento Eleva-se o copo ateacute que o niacutevel do fluido coincida com a marca no rotor
e fixa-se com o parafuso
bull liga-se o motor acionando o interruptor para a posiccedilatildeo HIGH e certifica-se que o
seletor de engrenagens esteja na posiccedilatildeo inferior
bull faz-se a leitura que corresponde a 600 RPM apoacutes 1 min de operaccedilatildeo
bull procede-se conforme diagrama na parte superior do equipamento para seleccedilatildeo de
velocidades e registra-se os valores de deflexatildeo apoacutes 1 min de agitaccedilatildeo para 300 200 100 6
e 3 RPM
bull coloca-se o equipamento a 600 RPM por 2 minutos Imediatamente muda-se a
velocidade para 3 RPM desliga-se o motor e apoacutes 10 segundos de repouso liga-se o aparelho
a 3 RPM ao mesmo tempo em que observa-se o ponto maacuteximo atingido pela escala valor este
denominado forccedila gel inicial
bull repere-se os dois uacuteltimos itens entretanto para um tempo de repouso de 10 min A
deflexatildeo maacutexima obtida para esta nova condiccedilatildeo eacute denominada forccedila gel final
bull registra-se os valores das deflexotildees em graus para cada velocidade do equipamento
bull registra-se os valores das forccedilas geacuteis em aproximadamente 100 lbfpesup2 seguindo o
procedimento anteriormente descrito
CALIBRACcedilAtildeO
bull O aparelho deve ser calibrado periodicamente empregando-se uma mistura de
glicerina e aacutegua pura na temperatura ambiente ou atraveacutes do calibrador mecacircnico
padronizado
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42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
421 - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR MATERIAIS
Jogo de papel indicador com escala de cores variadas para comparaccedilatildeo PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Toma-se um papel indicador com escala apropriada
bull posiciona-se o papel na superfiacutecie do fluido ou umedece o mesmo com uma gota do
filtrado do fluido
bull apoacutes um minuto aproximadamente a tira de papel deveraacute ter mudado de cor afetada
pela alcalinidade do fluido ou do filtrado
bull compara-se a cor do papel indicador com a carta colorimeacutetrica correspondente
bull se a cor natildeo corresponder agrave escala calorimeacutetrica da seacuterie escolhida dever-se-aacute repetir a
operaccedilatildeo com outra seacuterie
bull registre-se o pH aproximado a 05 ou a 02 unidades conforme a escala do papel
indicador usado
Nota O papel indicador daacute resultados falsos em fluidos com alta concentraccedilatildeo de sal Para
este caso utiliza-se o meacutetodo potenciomeacutetrico quando o fluido contiver mais de 10000 ppm
Cl
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf (Fluidos agrave Base Aacutegua) A alcalinidade de um filtrado agrave base de aacutegua ou de uma aacutegua proveacutem de um ou mais
dos seguintes agentes quiacutemicos
I ndash HO- - Hidroacutexido
II ndash CO3= - Carbonato
III - CO3H- - Bicarbonato ( Borato + Silicato etc)
A medida da alcalinidade pelo pH fornece as concentraccedilotildees dos sais dissolvidos poreacutem
natildeo indica quanto de cada um dos radicais acima Para isso recorre-se agrave titulaccedilatildeo com o aacutecido
sulfuacuterico em meio contendo um indicador apropriado Para a aacutegua incolor os indicadores satildeo
fenolftaleiacutena e metilorange se a aacutegua ou filtrado estiver corado por exemplo devido a
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lignossulfonato utiliza-se o azul de bromofenol em lugar de metilorange em uacuteltimo caso
usa-se o vermelho de metila em lugar dele
TIPOS DE ALCALINIDADES
Na praacutetica determinam-se as seguintes alcalinidades
I ndash do filtrado agrave fenolftaleiacutena ndash Pf
II ndash do filtrado ao metilorange ndash Mf
III ndash do fluido agrave fenolftaleiacutena ndash Pm
Se numa aacutegua houver apenas HO- entatildeo soacute se mede Pf natildeo havendo CO3= nem
CO3H- a viragem ao metilorange se daacute com a primeira gota de soluccedilatildeo de H2SO4 N50 A
medida que o Mf cresce tornando-se maior que o Pf a alcalinidade passa a ser devida a HO- +
CO3= a CO3
= + CO3H- e por fim somente a CO3H- quando o Pf =0 Entre o Pf =Mf e Pf =0
vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser deduzidas cada uma sendo apropriada para
fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
As concentraccedilotildees desses radicais satildeo expressos em epm (equivalentes partes por
milhatildeo) ppm mgl e em gl conforme a conveniecircncia As alcalinidades geralmente satildeo
expressas em epm usando-se caacutelcio como termo de comparaccedilatildeo de equivalecircncia O peso
atocircmico dele eacute 40 molg e o valor absoluto de sua valecircncia eacute 2 Em termos de valecircncias 1Ca++
= 2HO- 1Ca++ = 1 CO3 1Ca++ = 2CO3H- por conseguinte o equivalente de HO- em Ca++ eacute
20 o equivalente de CO3= em Ca++ eacute 40 etc
As combinaccedilotildees possiacuteveis entre Pf e Mf estatildeo no quadro 1 Os caacutelculos podem ser
efetuados utilizando as foacutermulas contidas no quadro 2
Resultados de
Medidas Interpretaccedilatildeo
HO- CO3= CO3H-
Pf = Mf Pf 0 0
Pf lt 12 Mf 0 2Pf Mf - 2Pf
Pf = 12 Mf 0 2Pf 0
Pf gt 12 Mf 2Pf - Mf 2(Mf - Pf ) 0
Pf = 0 0 0 Mf
Quadro 1 As foacutermulas apresentadas no quadro 2 satildeo baseadas em que
bull 1 epm HO- = 17 ppm HO-
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bull 1 epm CO3= = 30 ppm CO3
=
bull 1 epm CO3H- =61 ppm CO3H-
e nas equivalecircncias estequiomeacutetricas entre Ca++ HO- CO3= e CO3H- anteriormente
apresentadas
Resultados Iacuteon Alcalinidade epm Ppm
Pf = Mf HO- Pf 20Pf 340Pf
Pf lt 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
CO3- Mf - 2Pf 20(Mf - 2Pf) 1200(Mf - 2Pf)
Pf = 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
Pf gt 12 Mf HO- 2Pf - Mf 20(2Pf - Mf) 340(2Pf - Mf)
CO3= 2(Mf - Pf) 40(Mf - Pf) 1200(Mf - Pf)
Pf = 0 CO3H- Mf 20 Mf 1200 Mf
MATERIAIS
bull Caacutepsula de porcelana de 250 cm3
bull 2 pipetas graduadas uma de 1 cm3 e outra de 10 cm3
bull Agitador de vidro
bull Bureta
bull Soluccedilatildeo de H2SO4 N50
bull Soluccedilatildeo indicadora de fenolftaleiacutena
PROCEDIMENTO
bull Meccedila 1 cm3 de fluido e coloque-o em uma caacutepsula
bull Dilua com 50 cm3 de aacutegua destilada
bull Adicione 3 gotas de fenolftaleiacutena
bull Titule com soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 rapidamente
bull Agite continuamente ateacute que a cor da amostra passe do vermelho agrave cor original do
fluido
bull Ao volume da soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 em cm3 se chama alcalinidade do
fluido (Pm)
bull A alcalinidade do filtrado (Pf) se determina seguindo-se o processo anterior tomando-
se 1 cm3 de filtrado
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A determinaccedilatildeo de ldquoMfrdquo Alcalinidade do filtrado ao metilorange seraacute feita do seguinte modo
bull Determinado o Pf adicionar agrave soluccedilatildeo 2 a 3 gotas de soluccedilatildeo de metilorange
bull Continuar a titulaccedilatildeo anterior com a soluccedilatildeo de H2SO4 N50 ateacute viragem do amarelo-
alaranjado para o roacuteseo
bull Anotar o volume Vt de soluccedilatildeo de aacutecido gasto na titulaccedilatildeo Vt em cm3
bull Calcular o Mf como segue
bull Mf =Vt cm3 de H2SO4 N50
NOTAS
1 ndash Se o filtrado se apresentar corado devido por exemplo a tanino a viragem em ambas as
determinaccedilotildees pode ser afetada particularmente no caso do metilorange Neste caso a
determinaccedilatildeo do ponto final poderaacute ser efetuada com um potenciocircmetro O ponto final para a
determinaccedilatildeo da alcalinidade Pf eacute tomado quando o potenciocircmetro acusar o pH 83 para o
valor de Mf quando acusar o pH 43
2 ndash Em lugar do metilorange como indicador para determinaccedilatildeo do Mf podem ser usados
21 ndash azul de bromo-fenol a 01 em aacutegua destilada
22 - indicador misto cuja composiccedilatildeo eacute a seguinte
bull Vermelho de metila002 g
bull Verde de bromo-cresol010 g
bull Aacutelcool qsp1000 cm3
Com estes indicadores a viragem eacute niacutetida pelo que dispensa o uso do potenciocircmetro
A restriccedilatildeo que se faz eacute que estes indicadores satildeo oxidaacuteveis em presenccedila de certas
substacircncias tal como o aacutecido niacutetrico
Registrar-se as alcalinidades Pf e Pm em cm3 de H2SO4 N50
PREPARO DE SOLUCcedilOtildeES E REATIVOS
Soluccedilatildeo titulada de aacutecido sulfuacuterico N50 Toma-se 12 cm3 de aacutecido sulfuacuterico concentrado e o
dilui em matraz aferido (recipiente de vidro com um gargalo muito estreito e com marca de
afericcedilatildeo) de 2000 cm3 com aacutegua destilada Em seguida titula-se com uma soluccedilatildeo de NaOH
01N usando fenolftaleiacutena como indicador
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 36
Soluccedilatildeo Indicadora de Fenolftaleiacutena
Pesa-se 04g de fenolftaleiacutena qp Em seguida dissolve-
se em 60 cm3 de aacutelcool etiacutelico a 95 diluindo-se ateacute 100 cm3 com aacutegua destilada Filtra-se se
formar resiacuteduo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 37
CAPIacuteTULO 6
CONCLUSAtildeO
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 38
6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
CAPIacuteTULO 2
ASPECTOS TEOacuteRICOS
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 12
2 - Aspectos Teoacutericos
21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
O processo de exploraccedilatildeo de petroacuteleo envolve a pesquisa por formaccedilatildeo de rochas
associadas com oacuteleo ou depoacutesitos de gaacutes natural e compreende etapas que vatildeo desde a
prospecccedilatildeo geofiacutesica passando pela perfuraccedilatildeo exploratoacuteria desenvolvimento do poccedilo
quando economicamente viaacutevel e a sua exploraccedilatildeo se forem achados hidrocarbonetos em
quantidades suficientes caso contraacuterio o poccedilo poderaacute ser abandonado
Em terra ou mar a perfuraccedilatildeo de um poccedilo eacute um trabalho realizado sem interrupccedilatildeo
que soacute termina quando se atinge a profundidade programada ou o objetivo proposto para a
perfuraccedilatildeo A perfuraccedilatildeo em terra eacute feita com sonda de perfuraccedilatildeo constituiacuteda de estrutura
metaacutelica de mais de 40 metros de altura (torre) e de equipamentos especiais
A torre sustenta um tubo vertical a coluna de perfuraccedilatildeo em cuja extremidade eacute
colocada uma broca Por meio de movimentos de rotaccedilatildeo e peso transmitido pela coluna agrave
broca as rochas satildeo perfuradas Para contrabalanccedilar as pressotildees existentes na formaccedilatildeo
resfriar a broca carrear a rocha triturada (cascalhos de perfuraccedilatildeo) ateacute a superfiacutecie aleacutem de
evitar desmoronamento das paredes do poccedilo eacute circulado na coluna um fluido de perfuraccedilatildeo
O fluido eacute injetado por bombas para o interior da coluna de perfuraccedilatildeo atraveacutes da cabeccedila de
injeccedilatildeo ou Swivel e retorna agrave superfiacutecie atraveacutes do espaccedilo anular formado pelas paredes dos
poccedilos e a coluna Ao atingir determinada profundidade a coluna de perfuraccedilatildeo eacute retirada do
poccedilo e uma coluna de revestimento de accedilo de diacircmetro inferior ao da broca eacute descida no
poccedilo
O anular entre os tubos do revestimento e as paredes do poccedilo eacute cimentado com
finalidade de isolar as rochas atravessadas permitindo entatildeo o avanccedilo de perfuraccedilatildeo com
seguranccedila Apoacutes a operaccedilatildeo de cimentaccedilatildeo a coluna de perfuraccedilatildeo eacute novamente decida no
poccedilo tendo na sua extremidade nova broca de diacircmetro menor do que a do revestimento para
o prosseguimento da perfuraccedilatildeo
Do exposto percebe-se que um poccedilo eacute perfurado em diversas fases caracterizadas
pelos diacircmetros das brocas No caso dos poccedilos do Alto do Rodrigues e Fazenda Porcinho a
sua grande maioria eacute perfurada em duas fases
A fase inicial ou fase ldquoumrdquo abrange os niacuteveis mais superficiais do terreno onde eacute
utilizado um fluido mais simples composto de apenas bentonita soacutedica e aacutegua Num segundo
estaacutegio fase ldquodoisrdquo eacute usado um fluido mais elaborado cuja composiccedilatildeo oferece
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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caracteriacutesticas que permitem uma obtenccedilatildeo de perfis geoloacutegicos aleacutem de prover inibiccedilatildeo
fiacutesico-quiacutemica dos argilo-minerais reduzindo a interaccedilatildeo rocha-fluido entre outras
22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
Os fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo misturas complexas de soacutelidos liacutequidos produtos
quiacutemicos e por vezes ateacute gases Do ponto de vista quiacutemico eles podem assumir aspectos de
suspensatildeo dispersatildeo coloidal ou emulsatildeo dependendo do estado fiacutesico dos componentes
O fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser estaacutevel do ponto de vista quiacutemico estabilizar as
paredes do poccedilo mecacircnica e quimicamente facilitar a separaccedilatildeo dos cascalhos na superfiacutecie
manter os soacutelidos em suspensatildeo quando estiver em repouso ser inerte em relaccedilatildeo a danos agraves
rochas produtoras aceitar qualquer tratamento fiacutesico e quiacutemico ser bombeaacutevel apresentar
baixo grau de corrosatildeo e de abrasatildeo em relaccedilatildeo agrave coluna de perfuraccedilatildeo e demais
equipamentos do sistema de circulaccedilatildeo facilitar as interpretaccedilotildees geoloacutegicas do material do
poccedilo e apresentar custo compatiacutevel com a
operaccedilatildeo
O escoamento do fluido de perfuraccedilatildeo
para baixo pela tubulaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo e para
cima pelo poccedilo algumas vezes eacute interrompido
ou por causa de um problema ou para elevar a
tubulaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo para cima e para fora do
poccedilo permitindo a troca da broca Quando a perfuraccedilatildeo paacutera os cortes em suspensatildeo no
fluido podem afundar no poccedilo prendendo a broca
Os fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo projetados com uma propriedade muito interessante que
resolve esse problema Sua espessura ou viscosidade aumenta quando diminui o seu
movimento Quando o fluido paacutera de circular ele forma um gel espesso que manteacutem os
cortes de rocha em suspensatildeo e evita que eles afundem no poccedilo
Quando o fluido comeccedila a circular novamente ele torna-se mais fino e volta agrave forma
liacutequida anterior essa propriedade do fluido garante ao transporte dos cascalhos para a
superfiacutecie limpando assim o fundo do poccedilo
O fluido tambeacutem eacute responsaacutevel por exercer pressatildeo hidrostaacutetica sobre as formaccedilotildees
evitando assim o influxo de fluidos indesejaacuteveis (kick) e estabilizar as paredes do poccedilo
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23 Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
As propriedades de controle dos fluidos podem ser fiacutesicas ou quiacutemicas As fiacutesicas satildeo
mais geneacutericas ou seja satildeo vaacutelidas para qualquer tipo de fluido Jaacute as quiacutemicas satildeo
especiacuteficas para cada tipo de fluido
As propriedades fiacutesicas mais importantes e frequumlentemente medidas nas sondas satildeo as
densidades os paracircmetros reoloacutegicos as forccedilas geacuteis (inicial e final) os paracircmetros de
filtraccedilatildeo e teor de soacutelidos
As propriedades quiacutemicas mais frequumlentemente determinadas nos laboratoacuterios das
sondas satildeo o pH os teores de cloreto e de bentonita e a alcalinidade O excesso de cal
(determinada nos fluidos tratados por cal hidratada) teor de caacutelcio e de magneacutesio a
concentraccedilatildeo de H2S e a concentraccedilatildeo de potaacutessio (testada nos fluidos inibidos por gesso)
Densidade
Os limites de variaccedilatildeo da densidade dos fluidos para perfurar uma determinada fase
satildeo definidos pela pressatildeo atuante no fluido que se encontra no espaccedilo poroso da rocha (limite
miacutenimo) e pela pressatildeo para qual a rocha se rompe (limite maacuteximo) das formaccedilotildees expostas
A baritina (BaSO4) tem o poder de aumentar a densidade de um fluido Este tem
densidade de 425 enquanto a densidade dos soacutelidos perfurados eacute em torno de 26 Para
reduzir a densidade dos fluidos agrave base de aacutegua dilui-se com aacutegua (densidade 100) ou oacuteleo
diesel (densidade 082)
Paracircmetros reoloacutegicos e forccedilas geacuteis
O comportamento do fluxo de um fluido eacute definido pelos paracircmetros reoloacutegicos Para
isto considera-se que o fluido eacute definido como um modelo reoloacutegico cujos paracircmetros vatildeo
influir diretamente no caacutelculo de perdas de cargas na tubulaccedilatildeo e velocidade de transporte dos
cascalhos
O controle de propriedades reoloacutegicas eacute de vital importacircncia nas operaccedilotildees de
perfuraccedilatildeo pois elas satildeo responsaacuteveis pela remoccedilatildeo dos cascalhos perfurados Aleacutem disso
influenciam no progresso da perfuraccedilatildeo que se chama de taxa de penetraccedilatildeo
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O descontrole dessa propriedade juntamente com o gel do fluido ocasiona problemas
seacuterios como Obstruccedilatildeo do anular formaccedilatildeo de fundo falso reduccedilatildeo de taxa de penetraccedilatildeo
alargamento do poccedilo prisatildeo da coluna perda de circulaccedilatildeo etc
Para os fluidos de perfuraccedilatildeo assume-se o modelo de Bingham o qual postula que
uma determinada tensatildeo deve ser aplicada para iniciar o fluxo (limite de escoamento) e acima
dessa tensatildeo o fluido se comporta como Newtoniano isto eacute Tensatildeo cisalhante (T)
proporcional a taxa de cisalhamento (TC)
Alguns fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo tixotroacutepicos isto eacute adquirem um estado semi-riacutegido
quando estatildeo em repouso e quando em movimentam apresentam fluidez A forccedila gel eacute um
paracircmetro de natureza reoloacutegica que indica o grau de gelificaccedilatildeo devido agrave interaccedilatildeo eleacutetrica
entre partiacuteculas dispersas
A forccedila gel inicial mede a resistecircncia inicial para colocar o fluido em fluxo A forccedila
gel final mede a resistecircncia do fluido para reiniciar o fluxo quando este fica um certo tempo
em repouso A diferenccedila entre elas indica o grau de tixotropia do fluido
Paracircmetros de filtraccedilatildeo
Devido agrave pressatildeo da coluna de fluido ter que ser maior que a pressatildeo de poro de
formaccedilatildeo para evitar o influxo dos fluidos contido nas rochas o fluido de perfuraccedilatildeo deveria
invadir continuamente as formaccedilotildees permeaacuteveis se natildeo houvesse o depoacutesito de um reboco
que eacute a capacidade do fluido de perfuraccedilatildeo em formar uma camada de partiacuteculas soacutelidas
uacutemidas sobre as rochas permeaacuteveis expostas pela broca e eacute de fundamental importacircncia para
o sucesso da perfuraccedilatildeo e da completaccedilatildeo do poccedilo
Quando existem partiacuteculas soacutelidas com dimensotildees adequadas a obstruccedilatildeo dos poros eacute
raacutepida e somente a fase liacutequida do fluido de perfuraccedilatildeo denominada filtrado invade a
formaccedilatildeo
O controle do filtrado torna-se criacutetico em casos de formaccedilotildees de folhelhos sensiacuteveis a
aacutegua esses folhelhos desenvolvem pressotildees devido ao inchamento pelo contato com a aacutegua
causando desmoronamento e alargamento do poccedilo Em formaccedilotildees permeaacuteveis o depoacutesito de
um reboco muito espesso causa reduccedilatildeo acentuada do diacircmetro do poccedilo aleacutem do que um
reboco espesso facilita a prisatildeo por pressatildeo diferencial
Para formar o reboco deve haver o influxo da fase liacutequida do fluido do poccedilo para a
formaccedilatildeo Este processo eacute conhecido como filtraccedilatildeo Eacute essencial que o fluido tenha uma
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fraccedilatildeo razoaacutevel de partiacuteculas com dimensotildees ligeiramente menores agraves dimensotildees dos poros
das rochas expostas
Quando existem partiacuteculas soacutelidas com dimensotildees adequadas a obstruccedilatildeo dos poros eacute
raacutepida e somente a fase liacutequida do fluido o filtrado invade a rocha
O filtrado e a espessura de reboco satildeo dois paracircmetros medidos rotineiramente para
definir o comportamento do fluido quanto agrave filtraccedilatildeo
Teor de soacutelidos
O teor de soacutelidos cujo valor deve ser mantido no miacutenimo possiacutevel eacute uma propriedade
que deve ser controlada com rigor porque o seu aumento implica aumento de vaacuterias outras
propriedades (densidade viscosidade e forccedila gel) aleacutem de aumentar a ocorrecircncia de
problemas como desgaste dos equipamentos de circulaccedilatildeo fratura das formaccedilotildees devido agrave
elevaccedilatildeo das pressotildees de bombeio ou hidrostaacutetica prisatildeo da coluna e reduccedilatildeo da taxa de
penetraccedilatildeo
O tratamento do fluido para reduzir o teor de soacutelidos pode ser preventivo ou corretivo
O tratamento preventivo consiste em inibir o fluido fiacutesico ou quimicamente evitando-se a
dispersatildeo dos soacutelidos perfurados No meacutetodo corretivo pode-se fazer uso de equipamentos
extratores de soacutelidos tais como tanques de decantaccedilatildeo peneiras hidrociclones e
centrifugadores ou diluir o fluido
Concentraccedilatildeo Hidrogeniocircnica ndash pH
O controle quiacutemico de alguns sistemas de fluido de perfuraccedilatildeo baseia-se na
determinaccedilatildeo do pH (pH=- log [H+] onde [H+] eacute a concentraccedilatildeo molar do iacuteon H+) O pH dos
fluidos de perfuraccedilatildeo eacute geralmente mantido no intervalo alcalino devido a fatores tais como
reduzir a taxa de corrosatildeo e aumentar a eficiecircncia dos dispersantes bem como aumentar o
rendimento das bentonitas
O pH dos fluidos de perfuraccedilatildeo tem que ser mantido na faixa de 7 a 10 com o intuito
de reduzir a taxa de corrosatildeo dos equipamentos e evitar a dispersatildeo das formaccedilotildees argilosas
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Alcalinidades
A alcalinidade eacute determinada por meacutetodos diretos de titulaccedilatildeo volumeacutetrica de
neutralizaccedilatildeo e esta leva em consideraccedilatildeo as espeacutecies carbonatos (CO3--) e bicarbonatos
HC03- dissolvidos no fluido aleacutem dos iacuteons hidroxilas (OH-) dissolvidos e natildeo dissolvidos
Se numa soluccedilatildeo aquosa (no caso o filtrado do fluido) houver apenas OH- entatildeo soacute se
mede Pf natildeo havendo C03-2 nem HC03
- a viragem do metilorange se daacute com a primeira gota
de soluccedilatildeo de H2S04 N50 A medida em que o Mf cresce tornando-se maior do que o Pf a
alcalinidade passa a ser devido a OH- + C03-2 a C03
-2 + HC03- e por fim somente a HC03
-
quando o Pf = O Entre o Pf = Mf e Pf = O vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser
deduzida cada uma sendo apropriada para fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
Esse teste identifica a alcalinidade parcial do filtrado alcalinidade da lama e
alcalinidade total do filtrado
Teor de cloretos ou salinidade
Este teste eacute feito por anaacutelise volumeacutetrica de precipitaccedilatildeo por titulaccedilatildeo dos iacuteons
cloretos
Os resultados obtidos com esses testes no campo satildeo utilizados para identificar o teor
salino da aacutegua de preparo do fluido controlar a salinidade de fluidos inibidos com sal
identificar influxos de aacutegua salgada e identificar a perfuraccedilatildeo de uma rocha ou domo salino
Teor de bentonita ou de soacutelidos ativos
O teste do azul de metileno ou MBT eacute uma anaacutelise volumeacutetrica por adsorccedilatildeo que serve
como inibidor da quantidade de soacutelidos ativos ou bentoniacuteticos no fluido de perfuraccedilatildeo Este
mede a capacidade de troca de caacutetion (CTC) das argilas e soacutelidos ativos presentes
24 Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
O fluido de perfuraccedilatildeo eacute classificado de acordo com a composiccedilatildeo baseado no
constituinte principal da fase contiacutenua ou dispersante e satildeo eles fluido a base de aacutegua fluidos
a base de oacuteleo e fluidos a base de ar ou de gaacutes neste relatoacuterio vamos nos deter ao fluido de
perfuraccedilatildeo base aacutegua que foi o trabalhado durante o estaacutegio
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Fluidos a base de aacutegua
A definiccedilatildeo de um fluido a base aacutegua considera principalmente a natureza da aacutegua e os
aditivos quiacutemicos empregados no preparo do fluido A proporccedilatildeo entre os componentes
baacutesicos e as interaccedilotildees entre eles provoca sensiacuteveis modificaccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido Consequumlentemente a composiccedilatildeo eacute o principal fator a considerar no
controle das suas propriedades
A aacutegua eacute a fase contiacutenua e o principal componente de qualquer fluido agrave base de aacutegua
podendo ser doce dura ou salgada A aacutegua doce natildeo precisa de tratamento preacutevio pois natildeo
afeta o desempenho dos aditivos empregados no preparo do fluido sua salinidade eacute inferior a
1000 ppm de NaCl equivalente
A aacutegua dura tem a presenccedila de sais de caacutelcio e magneacutesio dissolvido onde estes
apresentam concentraccedilotildees capazes de alterar o desempenho dos aditivos do fluido de
perfuraccedilatildeo
A aacutegua salgada possui salinidade superior a 1000 ppm de NaCl equivalente e pode ser
natural como a aacutegua do mar ou pode ser salgada com a adiccedilatildeo de sais como NaCl KCl ou
CaCl2 A aacutegua tem a funccedilatildeo de prover o meio de dispersatildeo para os mateacuterias coloidais estes
controlam a viscosidade limite de escoamento forccedilas geacuteis e filtrado em valores adequados
para conferir ao fluido uma boa taxa de remoccedilatildeo dos soacutelidos perfurados e capacidade de
estabilizaccedilatildeo das paredes do poccedilo
Os fatores a serem considerados na seleccedilatildeo da aacutegua de preparo satildeo disponibilidade
custo de transporte e de tratamento tipos de formaccedilotildees geoloacutegicas a serem perfuradas
produtos quiacutemicos que comporatildeo o fluido e equipamentos e teacutecnicas a serem usados na
avaliaccedilatildeo das formaccedilotildees
Os soacutelidos dispersos em meio aquoso podem ser ativos ou inertes Os soacutelidos ativos
satildeo materiais argilosos cuja funccedilatildeo principal eacute aumentar a viscosidade do fluido A argila
mais usada eacute a bentonita
Os soacutelidos inertes podem se originar da adiccedilatildeo de materiais industrializados ou de
detritos finos das rochas perfuradas O adensante baritina eacute o soacutelido inerte mais comuns dentre
os produtos comercializados Os soacutelidos inertes oriundos das rochas perfuradas satildeo areia silte
e calcaacuterio fino
Os produtos quiacutemicos a serem adicionados ao fluido podem ser
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bull alcalinizantes e controladores de pH como soda caacuteustica potassa caacuteustica e cal
hidratada
bull dispersantes como o lignossulfonato tanino lignito e fosfato
bull redutores de filtrado como amido
bull floculantes como a soda caacuteustica cal e cloreto de soacutedio
bull poliacutemeros de uso geral para viscosificar desflocular ou reduzir filtrado
bull surfactantes para emulsificar e reduzir a tensatildeo superficial
bull removedores de caacutelcio e magneacutesio como carbonato e bicarbonato de soacutedio
bull inibidores de formaccedilatildeo ativas como cloreto de potaacutessio soacutedio e caacutelcio
bull bactericidas como paraformaldeiacutedo composto organoclorados soda caacuteustica e
cal
Produtos quiacutemicos mais especiacuteficos como anticorrosivos traccediladores quiacutemicos
antiespumantes entre outros tambeacutem podem estar presentes
A Tabela 21 abaixo apresenta a composiccedilatildeo dos fluidos usado na Petrobraacutes (ATP-
ARGIP) com seus respectivos coacutedigos
COacuteDIGO Tipos de
Fluido COacuteDIGO Tipos de Fluido
1 Aacutegua do Mar 12 NaCl com Poliacrilamida
2 Convencional 13 Milk Mud
3 BTS 14 Espuma
4 Nativo 15 Convencional com Asfalto e
LCM
5 NaCl com Poliacutemeros
16 Base Oacuteleo Mineral
6 Base Cal 17 Especiais para alta
temperatura
7 Disperso 18 Biopoliacutemero Saturado
8 KCL com Poliacutemero 19 Catiocircnico
9 Saturado 20 KCl com Poliacrilamida
10 Aerado 21 Biopoliacutemero com Carbonato
11 Base Oacuteleo Diesel 22 Sinteacutetico (Eacutester ou Parafina)
Tabela 2 1 ndash Tipo de fluidos utilizados no ATPARG
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Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados Tipo 2 Aacutegua Industrial argila ativada e soda caacuteustica
Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e
calcaacuterio
Tipo 19 Aacutegua Industrial Oacutexido de Magneacutesio Goma Xantana CMC BBV ADS
Amido Comum Cloreto de soacutedio Poliacutemero Catiocircnico Calcaacuterio Fino Lubrificante Preventor
de enceramento e Bactericida
24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
O controle dos soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo eacute feito por um sistema de equipamentos
extratores buscando sempre manter o teor de soacutelidos adequados ao trabalho Quando estes
natildeo satildeo suficientes para esse controle a accedilatildeo corretiva implicaraacute num custo adicional pois
uma nova formulaccedilatildeo teraacute que ser feita ou seja um fluido novo seraacute misturado para diluiccedilatildeo
O natildeo uso dos equipamentos ou a natildeo correccedilatildeo do teor de soacutelidos implica na reduccedilatildeo da taxa
de penetraccedilatildeo problemas de ordem reoloacutegicas do fluido de perfuraccedilatildeo reboco de baixa
qualidade maior densidade equivalente de circulaccedilatildeo dano a formaccedilatildeo ameaccedila de prisatildeo da
coluna por diferencial de pressatildeo elevado desgaste de equipamentos grande volume de
resiacuteduos gerados e maior custo global
Existe algumas recomendaccedilotildees que se forem seguidas auxiliam na soluccedilatildeo de
problemas provocados por soacutelidos satildeo elas
Analisar os testes do fluido de perfuraccedilatildeo a fim de identificar a presenccedila de
um teor elevado de soacutelidos
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
eficientemente
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
em sequumlecircncia apropriada
Verificar se os equipamentos instalados na sonda tecircm capacidade suficiente
para remover soacutelidos numa taxa que permita trabalhar na faixa aceitaacutevel de teor
de soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo
Verificar qual o equipamento adicional necessaacuterio para resolver o problema
provocado pelo teor elevado de soacutelidos
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PEN
EIR
AS
KELLY (HASTE QUADRADA)
KATARINA
DESLIZADOR DE CASCALHOS
TUBOS PESADOS (HW)
PEN
EIR
AS
COMANDOS
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo da diluiccedilatildeo necessaacuteria para resolver o problema sem o uso
de equipamento adicional
Comparar os custos determinados em nos dois itens anteriores
Recomendar se necessaacuterio a instalaccedilatildeo de equipamento adicional extrator de
soacutelidos
Caso seja instalado um equipamento adicional de soacutelidos operaacute-lo por um
periacuteodo apropriado de tempo repetir os testes com o fluido de perfuraccedilatildeo e
avaliar a eficiecircncia do equipamento adicional instalado
25 Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de
perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
Peneiras Vibratoacuterias
A peneira vibratoacuteria eacute a primeira
barreira na retenccedilatildeo dos soacutelidos do fluido de
perfuraccedilatildeo que retorna durante a saiacuteda de
cada ciclo de circulaccedilatildeo Dessa etapa os
soacutelidos mais grosseiros satildeo retidos jaacute que eacute
mais faacutecil removecirc-los antes de passar pelos
hidrociclones e centrifugadores Ao lado
apresenta-se uma figura esquemaacutetica com o
percurso simplificado do fluido no poccedilo
quando se estaacute perfurando
Hidrociclones
A separaccedilatildeo dos soacutelidos ocorre da seguinte
forma o liacutequido contendo a fraccedilatildeo mais fina
de partiacuteculas menores eacute descarregado atraveacutes Figura 2 1-Ciclo simplificado de fluido de
perfuraccedilatildeo
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do tubo cilindro central (overflow) o liacutequido contendo os soacutelidos mais grossos eacute
descarregado pelo underflow
Os cones hoje satildeo feitos de poliuretano este material quando expostos a altas
temperaturas (150 e 175 ordm F) amolecem fazendo com que haja a necessidade de substituiacute-los
A viscosidade do fluido o teor de soacutelidos na alimentaccedilatildeo a pressatildeo disponiacutevel na
entrada do equipamento e o lay-out do percurso feito pelo fluido influencia de forma direta no
desempenho do equipamento
Quanto menor a viscosidade (dentro do possiacutevel) maior o desempenho do
hidrociclone
Uma grande concentraccedilatildeo de soacutelidos na alimentaccedilatildeo tem efeito negativo no
desempenho Com o hidrociclone trabalhando com descarga tipo ldquosprayrdquo o ponto de corte
meacutedio aumenta quando a carga de soacutelidos aumenta Quando a carga de soacutelidos ultrapassa o
ponto suportaacutevel pelo ldquounderflowrdquo o hidrociclone comeccedila a descarregar em ldquoforma de cordardquo
e o ponto de corte meacutedio aumenta drasticamente A pressatildeo recomendada pela maioria dos
fabricantes e fornecedores de hidrociclones jaacute estaacute otimizada A maioria dos hidrociclones no
campo requer de 70 a 80 peacutes de fluido de pressatildeo hidrostaacutetica Os hidrociclones utilizados nas
sondas satildeo chamados de desareadores e dessiltadores
Depuradores (MUD CLEANER)
Este eacute composto por hidrociclones em seacuterie com uma tela fina que permite recuperar
partiacuteculas e eacute usado com fluidos de perfuraccedilatildeo pesados As partiacuteculas soacutelidas que esse
equipamento remove satildeo maiores que a baritina Como ocorre no ciclone parte do material eacute
recuperada e parte eacute descartada o recuperado retorna ao fluido reduzindo custos
Monta-se uma cobertura onde a tela estaacute colocada fazendo com que todos os soacutelidos
descarregados pelos dessiltadores satildeo retornados para o sistema de circulaccedilatildeo No caso de
baritina ser adicionada ao fluido a cobertura daacute lugar a tela fina Esse equipamento reduz a
perda da baritina dos fluidos pesados no intuito de recuperar fluidos caros e reduzir descarte
de poluente ao meio ambiente
Decantador Centriacutefugo
A funccedilatildeo deste equipamento eacute separar soacutelidos de liacutequidos eacute formado por um tambor
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ciliacutendrico-cocircnico composto por uma seccedilatildeo cocircnica que origina a chamada ldquopraiardquo e uma ou
vaacuterios secccedilotildees ciliacutendricas conectadas que origina a ldquopiscinardquoUm parafuso transportador que
fica dentro do tambor rotativo
Eacute possiacutevel ajustar a profundidade do liacutequido no tambor o niacutevel da piscina teraacute um
efeito sobre a eficiecircncia de separaccedilatildeo pois ele afetaraacute as aacutereas secas e molhadas da praia bem
como a secagem dos soacutelidos e a habilidade fiacutesica do parafuso em transportar os soacutelidos para o
tambor
A medida do teor de areia num fluido nos daacute um paracircmetro de avaliaccedilatildeo dos
equipamentos extratores de soacutelidos da sonda e serve como uma medida de abrasividade do
fluido
CAPIacuteTULO 4
METODOLOGIA DE ANAacuteLISES
Metodologia de anaacutelise Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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4 - Metodologia de anaacutelise
O monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo eacute feito
de acordo com as metodologias descritas neste capiacutetulo Aqui seratildeo descritos os meacutetodos
fiacutesicos e quiacutemicos para anaacutelises de fluido de perfuraccedilatildeo base aacutegua
As anaacutelises que seratildeo descritas neste documento estatildeo de acordo com o Manual de
Laboratoacuterio de Fluido Programa de Trainees Petrobras ndash 2002 Quiacutemico de Petroacuteleo Junior
41 Meacutetodos Fiacutesicos
411 Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
Figura 4 1- Funil Marsh Fonte wwwfanncom
A Figura 41 mostra o funil Marsh que eacute um funil com as seguintes dimensotildees 1524
cm (6rdquo) de diacircmetro na parte superior 3048 cm (12rdquo) de altura A metade da abertura
superior eacute coberta por uma peneira de malha nordm 10 O orifiacutecio inferior tem 476 mm (316rdquo) de
diacircmetro interno e 508 cm (2rdquo) de comprimento A capacidade do funil ateacute a marca superior eacute
de 1500 cmsup3
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Se segura o funil em posiccedilatildeo vertical obstruindo o orifiacutecio de descarga com o dedo
indicador
bull verta-se atraveacutes da peneira a amostra de fluido tomada em qualquer ponto onde ela
esteja em agitaccedilatildeo ateacute que o niacutevel da mesma fique rente agrave parte inferior da tela da
peneira
bull imediatamente retira-se o dedo do tubo de descarga e com o auxiacutelio de um
cronocircmetro observa-se o tempo em segundos necessaacuterio para que escoe um (01) litro
de fluido para um recipiente graduado
bull a operaccedilatildeo deve ser raacutepida para minimizar erros
bull registra-se a ldquoViscosidaderdquo Marsh em segundos1000 cmsup3 de fluido
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Verifica-se a precisatildeo do funil Marsh com 1500 cmsup3 de aacutegua doce a 21ordmC O tempo de
escoamento de 1000 cmsup3 de aacutegua deve ser de 28 plusmn 05 segundos
412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
Figura 4 2- Medidor de areia Fonte wwwsolotestcombr
A Figura 42 mostra o conjunto que registra o conteuacutedo de areia presente no fluido
em percentagem volumeacutetrica composto por um tubo de vidro graduado em percentual
volumeacutetrico (0-20 v) um cilindro cocircnico um copo ciliacutendrico com uma tela de peneira
(malha 200 mesh)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Verta-se o fluido previamente passado atraveacutes da peneira do funil Marsh no tubo de
vidro graduado ateacute a marca indicada e depois se adiciona aacutegua ateacute a referecircncia
superior
bull obstrui-se a saiacuteda superior do tubo com o dedo e agita-se vigorosamente Em seguida
esvazia-se a amostra de fluido diluiacutedo atraveacutes da peneira lavando todo o resiacuteduo no
tubo com aacutegua Lava-se a areia retida na peneira ateacute eliminar os traccedilos de fluido
bull coloca-se o funil sobre a peneira e inverte-se o conjunto lentamente Faz-se retornar a
areia da peneira para o interior do tubo atraveacutes de jatos daacutegua
bull apoacutes a deposiccedilatildeo total da areia lecirc-se diretamente a percentagem em volume de areia
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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412 Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
Figura 4 3 - Balanccedila densimeacutetrica Fonte wwwfanncom
A Figura 43 apresenta a balanccedila utilizada para mediccedilatildeo de densidade de fluido de
perfuraccedilatildeo no campo O equipamento consiste de uma base e braccedilo graduado com copo para
amostra tampa fiel cursor e medidor de niacutevel Possui quatro escalas de leituras
Densidade 072 - 288
Massa Especiacutefica 6-24(lbmgal)
Massa Especiacutefica 45-180(lbmft3)
Gradiente Hidrostaacutetico 310-1250 (ldquopsirdquo1000ft)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Posiciona-se a base da balanccedila em uma superfiacutecie lisa e nivelada
bull enche totalmente o copo da balanccedila com o fluido a ser testado Se o copo inicialmente
estiver molhado despeje a primeira porccedilatildeo de fluido e volte a enchecirc-lo Deve ser eliminado as
bolhas de ar trapeadas no fluido Para tanto basta que se decircem alguns golpes no copo ateacute que
desapareccedilam
bull coloca-se a tampa enroscando-a com um leve movimento de rotaccedilatildeo ateacute que fique
firmemente assentado no copo certificando-se que uma pequena quantidade de fluido escape
pelo orifiacutecio de purgaccedilatildeo
bull lava-se e seca-se o exterior da balanccedila
bull coloca-se a balanccedila sobre a base e move-se o cursor ateacute que a bolha do niacutevel fique
centralizada
bull lecirc-se a massa especiacutefica eou densidade no lado do cursor que estiver mais proacuteximo do
copo coletor
bull Registra-se a leitura da massa especiacutefica em lbmgal ou de densidade com precisatildeo de
bull 005 ou 0005 respectivamente
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Deve ser feito a calibraccedilatildeo do equipamento frequentemente com aacutegua doce ateacute 21ordmC
que deveraacute dar uma leitura de densidade igual a 100 A afericcedilatildeo se faz retirando ou colocando
esferas de chumbo no depoacutesito especial que existe na extremidade do braccedilo da balanccedila
414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
Figura 4 4 Filtro-prensa BTBP Fonte wwwfanncom
O equipamento consiste de um reservatoacuterio de fluido com capacidade aproximada de
400 cmsup3 um meio filtrante (Papel de filtro Whatman nordm 50 de 9 cm ou similar) um coletor de
filtrado (proveta graduada) e uma fonte de pressatildeo (cilindro contendo N2 ou CO2) O
reservatoacuterio eacute constituiacutedo por uma ceacutelula tampa superior fixada atraveacutes de uma prensa
gaxetas tela e uma base A aacuterea exposta a filtraccedilatildeo eacute de 7 polsup2 O controle de pressatildeo eacute
efetuado por uma vaacutelvula com registro (manocircmetro) A despressurizaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de
uma vaacutelvula de escape
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Assegura-se que todas as partes do filtro estejam limpas e secas e que as gaxetas natildeo
estejam gastas ou deformadas
bull monta-se todas as peccedilas da ceacutelula a base uma gaxeta a tela o papel-filtro outra
gaxeta e o corpo da ceacutelula
bull preenche-se filtro com fluido ateacute um centiacutemetro da borda superior da ceacutelula e coloca-
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 29
se o conjunto sobre o suporte central Assegura-se que a tampa superior da ceacutelula tenha a sua
gaxeta e tampa-se a ceacutelula apertando-a com o parafuso
bull com uma proveta graduada recolhe-se o filtrado na saiacuteda da ceacutelula
bull fecha-se a vaacutelvula de escape e ajusta-se o regulador de pressatildeo ateacute obter 100 psi em 30
segundos no maacuteximo Marca-se o tempo e apoacutes 30 minutos mede-se o volume de filtrado na
proveta Fecha-se a fonte de pressatildeo Elimina-se o gaacutes confinado na ceacutelula atraveacutes da vaacutelvula
de escape cuidadosamente
bull retira-se a ceacutelula do suporte despeja o fluido desarma a ceacutelula recolhe-se o pepal de
filtro com o reboco lave o mesmo com um leve jato de aacutegua e mede-se a sua espessura em
132rdquo
bull registra-se o volume de filtrado em cmsup3 com aproximaccedilatildeo de 01 cmsup3
bull registra-se a espessura do reboco em 132rdquo com aproximaccedilatildeo de 164rdquo
CALIBRACcedilAtildeO
bull Eacute necessaacuterio verificar com frequumlecircncia a exatidatildeo dos manocircmetros
415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
Figura 4 5 ndash Retorta Fonte wwwfanncom A Retorta mostrada na Figura 55 destina-se a determinaccedilatildeo dos teores de soacutelidos e
liacutequidos existentes num fluido atraveacutes da destilaccedilatildeo de uma amostra do mesmo Eacute constituiacutedo
de um copo para amostra com capacidade de 10 cmsup3 uma cacircmara de aquecimento um forno e
um condensador O destilado eacute coletado numa proveta graduada A retorta eacute regulada por um
termostato que permite manter com seguranccedila a temperatura necessaacuteria para completa
destilaccedilatildeo da amostra de fluido
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Retira-se a retorta do bloco isolante Usando a espaacutetula como desarmadordesenrosca-
se o depoacutesito de fluido da retorta
bull introduz-se uma palha de accedilo na cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se o depoacutesito com o fluido a ser testado e coloca-se a tampa de afericcedilatildeo no
depoacutesito de fluido
bull limpa-se bem a tampa a rosca e o corpo externo do depoacutesito sem derramar o fluido
bull enrosca-se o depoacutesito na parte inferior da cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se a retorta na cacircmara isolante e fecha-se a tampa da cacircmara isolante
bull coloca-se a proveta graduada sob a descarga do condensador
bull por meio de fio eleacutetrico liga-se o aparelho a uma tomada de 115 volts CA e fecha-se
o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute acender
bull o tempo de destilaccedilatildeo eacute de 35 minutos
bull abre-se o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute apagar
bull deixa-se a retorta esfriar por 10 min Apoacutes isso retira-se a proveta e faz as leituras
correspondentes aos volumes de aacutegua e oacuteleo recuperados na proveta graduada
Os resultados satildeo obtidos em aacutegua = Volume de aacutegua x 10
oacuteleo = Volume de oacuteleo x 10
soacutelidos = 100-( aacutegua + oacuteleo)
416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
Figura 4 6 - Viscosiacutemetro rotativo de cilindros co-axiais Fann mod 35-a Fonte wwwfanncom
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A Figura 46 mostra um aparelho projetado para medir propriedades reoloacutegicas e
gelificantes de liacutequidos Este modelo possui 6 (seis) velocidades e eacute usado tanto em
laboratoacuterio como em sondas de exploraccedilatildeo Possui um motor 50 Hz e 115 volts uma
combinaccedilatildeo rotor-bob-mola de torccedilatildeo que permite medidas de taxa de cisalhamento da ordem
de 511 a 1022 s-1 e tensatildeo de cisalhamento da ordem de zero a 1533 dynascmsup2 Outras
combinaccedilotildees permitem avaliaccedilotildees da ordem de 0707 a 3252 s-1 e de zero a 131520
dynascmsup2 de taxa de deformaccedilatildeo e tensatildeo de cisalhamento respectivamente
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Agita-se o fluido a ser testado no misturador Beach durante 5 min em velocidade alta
(18000 RPM)
bull coloca-se o fluido no copo do viscosiacutemetro ateacute a sua marca e posiciona-se o mesmo na
base do equipamento Eleva-se o copo ateacute que o niacutevel do fluido coincida com a marca no rotor
e fixa-se com o parafuso
bull liga-se o motor acionando o interruptor para a posiccedilatildeo HIGH e certifica-se que o
seletor de engrenagens esteja na posiccedilatildeo inferior
bull faz-se a leitura que corresponde a 600 RPM apoacutes 1 min de operaccedilatildeo
bull procede-se conforme diagrama na parte superior do equipamento para seleccedilatildeo de
velocidades e registra-se os valores de deflexatildeo apoacutes 1 min de agitaccedilatildeo para 300 200 100 6
e 3 RPM
bull coloca-se o equipamento a 600 RPM por 2 minutos Imediatamente muda-se a
velocidade para 3 RPM desliga-se o motor e apoacutes 10 segundos de repouso liga-se o aparelho
a 3 RPM ao mesmo tempo em que observa-se o ponto maacuteximo atingido pela escala valor este
denominado forccedila gel inicial
bull repere-se os dois uacuteltimos itens entretanto para um tempo de repouso de 10 min A
deflexatildeo maacutexima obtida para esta nova condiccedilatildeo eacute denominada forccedila gel final
bull registra-se os valores das deflexotildees em graus para cada velocidade do equipamento
bull registra-se os valores das forccedilas geacuteis em aproximadamente 100 lbfpesup2 seguindo o
procedimento anteriormente descrito
CALIBRACcedilAtildeO
bull O aparelho deve ser calibrado periodicamente empregando-se uma mistura de
glicerina e aacutegua pura na temperatura ambiente ou atraveacutes do calibrador mecacircnico
padronizado
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
421 - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR MATERIAIS
Jogo de papel indicador com escala de cores variadas para comparaccedilatildeo PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Toma-se um papel indicador com escala apropriada
bull posiciona-se o papel na superfiacutecie do fluido ou umedece o mesmo com uma gota do
filtrado do fluido
bull apoacutes um minuto aproximadamente a tira de papel deveraacute ter mudado de cor afetada
pela alcalinidade do fluido ou do filtrado
bull compara-se a cor do papel indicador com a carta colorimeacutetrica correspondente
bull se a cor natildeo corresponder agrave escala calorimeacutetrica da seacuterie escolhida dever-se-aacute repetir a
operaccedilatildeo com outra seacuterie
bull registre-se o pH aproximado a 05 ou a 02 unidades conforme a escala do papel
indicador usado
Nota O papel indicador daacute resultados falsos em fluidos com alta concentraccedilatildeo de sal Para
este caso utiliza-se o meacutetodo potenciomeacutetrico quando o fluido contiver mais de 10000 ppm
Cl
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf (Fluidos agrave Base Aacutegua) A alcalinidade de um filtrado agrave base de aacutegua ou de uma aacutegua proveacutem de um ou mais
dos seguintes agentes quiacutemicos
I ndash HO- - Hidroacutexido
II ndash CO3= - Carbonato
III - CO3H- - Bicarbonato ( Borato + Silicato etc)
A medida da alcalinidade pelo pH fornece as concentraccedilotildees dos sais dissolvidos poreacutem
natildeo indica quanto de cada um dos radicais acima Para isso recorre-se agrave titulaccedilatildeo com o aacutecido
sulfuacuterico em meio contendo um indicador apropriado Para a aacutegua incolor os indicadores satildeo
fenolftaleiacutena e metilorange se a aacutegua ou filtrado estiver corado por exemplo devido a
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lignossulfonato utiliza-se o azul de bromofenol em lugar de metilorange em uacuteltimo caso
usa-se o vermelho de metila em lugar dele
TIPOS DE ALCALINIDADES
Na praacutetica determinam-se as seguintes alcalinidades
I ndash do filtrado agrave fenolftaleiacutena ndash Pf
II ndash do filtrado ao metilorange ndash Mf
III ndash do fluido agrave fenolftaleiacutena ndash Pm
Se numa aacutegua houver apenas HO- entatildeo soacute se mede Pf natildeo havendo CO3= nem
CO3H- a viragem ao metilorange se daacute com a primeira gota de soluccedilatildeo de H2SO4 N50 A
medida que o Mf cresce tornando-se maior que o Pf a alcalinidade passa a ser devida a HO- +
CO3= a CO3
= + CO3H- e por fim somente a CO3H- quando o Pf =0 Entre o Pf =Mf e Pf =0
vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser deduzidas cada uma sendo apropriada para
fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
As concentraccedilotildees desses radicais satildeo expressos em epm (equivalentes partes por
milhatildeo) ppm mgl e em gl conforme a conveniecircncia As alcalinidades geralmente satildeo
expressas em epm usando-se caacutelcio como termo de comparaccedilatildeo de equivalecircncia O peso
atocircmico dele eacute 40 molg e o valor absoluto de sua valecircncia eacute 2 Em termos de valecircncias 1Ca++
= 2HO- 1Ca++ = 1 CO3 1Ca++ = 2CO3H- por conseguinte o equivalente de HO- em Ca++ eacute
20 o equivalente de CO3= em Ca++ eacute 40 etc
As combinaccedilotildees possiacuteveis entre Pf e Mf estatildeo no quadro 1 Os caacutelculos podem ser
efetuados utilizando as foacutermulas contidas no quadro 2
Resultados de
Medidas Interpretaccedilatildeo
HO- CO3= CO3H-
Pf = Mf Pf 0 0
Pf lt 12 Mf 0 2Pf Mf - 2Pf
Pf = 12 Mf 0 2Pf 0
Pf gt 12 Mf 2Pf - Mf 2(Mf - Pf ) 0
Pf = 0 0 0 Mf
Quadro 1 As foacutermulas apresentadas no quadro 2 satildeo baseadas em que
bull 1 epm HO- = 17 ppm HO-
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bull 1 epm CO3= = 30 ppm CO3
=
bull 1 epm CO3H- =61 ppm CO3H-
e nas equivalecircncias estequiomeacutetricas entre Ca++ HO- CO3= e CO3H- anteriormente
apresentadas
Resultados Iacuteon Alcalinidade epm Ppm
Pf = Mf HO- Pf 20Pf 340Pf
Pf lt 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
CO3- Mf - 2Pf 20(Mf - 2Pf) 1200(Mf - 2Pf)
Pf = 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
Pf gt 12 Mf HO- 2Pf - Mf 20(2Pf - Mf) 340(2Pf - Mf)
CO3= 2(Mf - Pf) 40(Mf - Pf) 1200(Mf - Pf)
Pf = 0 CO3H- Mf 20 Mf 1200 Mf
MATERIAIS
bull Caacutepsula de porcelana de 250 cm3
bull 2 pipetas graduadas uma de 1 cm3 e outra de 10 cm3
bull Agitador de vidro
bull Bureta
bull Soluccedilatildeo de H2SO4 N50
bull Soluccedilatildeo indicadora de fenolftaleiacutena
PROCEDIMENTO
bull Meccedila 1 cm3 de fluido e coloque-o em uma caacutepsula
bull Dilua com 50 cm3 de aacutegua destilada
bull Adicione 3 gotas de fenolftaleiacutena
bull Titule com soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 rapidamente
bull Agite continuamente ateacute que a cor da amostra passe do vermelho agrave cor original do
fluido
bull Ao volume da soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 em cm3 se chama alcalinidade do
fluido (Pm)
bull A alcalinidade do filtrado (Pf) se determina seguindo-se o processo anterior tomando-
se 1 cm3 de filtrado
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A determinaccedilatildeo de ldquoMfrdquo Alcalinidade do filtrado ao metilorange seraacute feita do seguinte modo
bull Determinado o Pf adicionar agrave soluccedilatildeo 2 a 3 gotas de soluccedilatildeo de metilorange
bull Continuar a titulaccedilatildeo anterior com a soluccedilatildeo de H2SO4 N50 ateacute viragem do amarelo-
alaranjado para o roacuteseo
bull Anotar o volume Vt de soluccedilatildeo de aacutecido gasto na titulaccedilatildeo Vt em cm3
bull Calcular o Mf como segue
bull Mf =Vt cm3 de H2SO4 N50
NOTAS
1 ndash Se o filtrado se apresentar corado devido por exemplo a tanino a viragem em ambas as
determinaccedilotildees pode ser afetada particularmente no caso do metilorange Neste caso a
determinaccedilatildeo do ponto final poderaacute ser efetuada com um potenciocircmetro O ponto final para a
determinaccedilatildeo da alcalinidade Pf eacute tomado quando o potenciocircmetro acusar o pH 83 para o
valor de Mf quando acusar o pH 43
2 ndash Em lugar do metilorange como indicador para determinaccedilatildeo do Mf podem ser usados
21 ndash azul de bromo-fenol a 01 em aacutegua destilada
22 - indicador misto cuja composiccedilatildeo eacute a seguinte
bull Vermelho de metila002 g
bull Verde de bromo-cresol010 g
bull Aacutelcool qsp1000 cm3
Com estes indicadores a viragem eacute niacutetida pelo que dispensa o uso do potenciocircmetro
A restriccedilatildeo que se faz eacute que estes indicadores satildeo oxidaacuteveis em presenccedila de certas
substacircncias tal como o aacutecido niacutetrico
Registrar-se as alcalinidades Pf e Pm em cm3 de H2SO4 N50
PREPARO DE SOLUCcedilOtildeES E REATIVOS
Soluccedilatildeo titulada de aacutecido sulfuacuterico N50 Toma-se 12 cm3 de aacutecido sulfuacuterico concentrado e o
dilui em matraz aferido (recipiente de vidro com um gargalo muito estreito e com marca de
afericcedilatildeo) de 2000 cm3 com aacutegua destilada Em seguida titula-se com uma soluccedilatildeo de NaOH
01N usando fenolftaleiacutena como indicador
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 36
Soluccedilatildeo Indicadora de Fenolftaleiacutena
Pesa-se 04g de fenolftaleiacutena qp Em seguida dissolve-
se em 60 cm3 de aacutelcool etiacutelico a 95 diluindo-se ateacute 100 cm3 com aacutegua destilada Filtra-se se
formar resiacuteduo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 37
CAPIacuteTULO 6
CONCLUSAtildeO
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 38
6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 12
2 - Aspectos Teoacutericos
21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
O processo de exploraccedilatildeo de petroacuteleo envolve a pesquisa por formaccedilatildeo de rochas
associadas com oacuteleo ou depoacutesitos de gaacutes natural e compreende etapas que vatildeo desde a
prospecccedilatildeo geofiacutesica passando pela perfuraccedilatildeo exploratoacuteria desenvolvimento do poccedilo
quando economicamente viaacutevel e a sua exploraccedilatildeo se forem achados hidrocarbonetos em
quantidades suficientes caso contraacuterio o poccedilo poderaacute ser abandonado
Em terra ou mar a perfuraccedilatildeo de um poccedilo eacute um trabalho realizado sem interrupccedilatildeo
que soacute termina quando se atinge a profundidade programada ou o objetivo proposto para a
perfuraccedilatildeo A perfuraccedilatildeo em terra eacute feita com sonda de perfuraccedilatildeo constituiacuteda de estrutura
metaacutelica de mais de 40 metros de altura (torre) e de equipamentos especiais
A torre sustenta um tubo vertical a coluna de perfuraccedilatildeo em cuja extremidade eacute
colocada uma broca Por meio de movimentos de rotaccedilatildeo e peso transmitido pela coluna agrave
broca as rochas satildeo perfuradas Para contrabalanccedilar as pressotildees existentes na formaccedilatildeo
resfriar a broca carrear a rocha triturada (cascalhos de perfuraccedilatildeo) ateacute a superfiacutecie aleacutem de
evitar desmoronamento das paredes do poccedilo eacute circulado na coluna um fluido de perfuraccedilatildeo
O fluido eacute injetado por bombas para o interior da coluna de perfuraccedilatildeo atraveacutes da cabeccedila de
injeccedilatildeo ou Swivel e retorna agrave superfiacutecie atraveacutes do espaccedilo anular formado pelas paredes dos
poccedilos e a coluna Ao atingir determinada profundidade a coluna de perfuraccedilatildeo eacute retirada do
poccedilo e uma coluna de revestimento de accedilo de diacircmetro inferior ao da broca eacute descida no
poccedilo
O anular entre os tubos do revestimento e as paredes do poccedilo eacute cimentado com
finalidade de isolar as rochas atravessadas permitindo entatildeo o avanccedilo de perfuraccedilatildeo com
seguranccedila Apoacutes a operaccedilatildeo de cimentaccedilatildeo a coluna de perfuraccedilatildeo eacute novamente decida no
poccedilo tendo na sua extremidade nova broca de diacircmetro menor do que a do revestimento para
o prosseguimento da perfuraccedilatildeo
Do exposto percebe-se que um poccedilo eacute perfurado em diversas fases caracterizadas
pelos diacircmetros das brocas No caso dos poccedilos do Alto do Rodrigues e Fazenda Porcinho a
sua grande maioria eacute perfurada em duas fases
A fase inicial ou fase ldquoumrdquo abrange os niacuteveis mais superficiais do terreno onde eacute
utilizado um fluido mais simples composto de apenas bentonita soacutedica e aacutegua Num segundo
estaacutegio fase ldquodoisrdquo eacute usado um fluido mais elaborado cuja composiccedilatildeo oferece
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 13
caracteriacutesticas que permitem uma obtenccedilatildeo de perfis geoloacutegicos aleacutem de prover inibiccedilatildeo
fiacutesico-quiacutemica dos argilo-minerais reduzindo a interaccedilatildeo rocha-fluido entre outras
22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
Os fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo misturas complexas de soacutelidos liacutequidos produtos
quiacutemicos e por vezes ateacute gases Do ponto de vista quiacutemico eles podem assumir aspectos de
suspensatildeo dispersatildeo coloidal ou emulsatildeo dependendo do estado fiacutesico dos componentes
O fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser estaacutevel do ponto de vista quiacutemico estabilizar as
paredes do poccedilo mecacircnica e quimicamente facilitar a separaccedilatildeo dos cascalhos na superfiacutecie
manter os soacutelidos em suspensatildeo quando estiver em repouso ser inerte em relaccedilatildeo a danos agraves
rochas produtoras aceitar qualquer tratamento fiacutesico e quiacutemico ser bombeaacutevel apresentar
baixo grau de corrosatildeo e de abrasatildeo em relaccedilatildeo agrave coluna de perfuraccedilatildeo e demais
equipamentos do sistema de circulaccedilatildeo facilitar as interpretaccedilotildees geoloacutegicas do material do
poccedilo e apresentar custo compatiacutevel com a
operaccedilatildeo
O escoamento do fluido de perfuraccedilatildeo
para baixo pela tubulaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo e para
cima pelo poccedilo algumas vezes eacute interrompido
ou por causa de um problema ou para elevar a
tubulaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo para cima e para fora do
poccedilo permitindo a troca da broca Quando a perfuraccedilatildeo paacutera os cortes em suspensatildeo no
fluido podem afundar no poccedilo prendendo a broca
Os fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo projetados com uma propriedade muito interessante que
resolve esse problema Sua espessura ou viscosidade aumenta quando diminui o seu
movimento Quando o fluido paacutera de circular ele forma um gel espesso que manteacutem os
cortes de rocha em suspensatildeo e evita que eles afundem no poccedilo
Quando o fluido comeccedila a circular novamente ele torna-se mais fino e volta agrave forma
liacutequida anterior essa propriedade do fluido garante ao transporte dos cascalhos para a
superfiacutecie limpando assim o fundo do poccedilo
O fluido tambeacutem eacute responsaacutevel por exercer pressatildeo hidrostaacutetica sobre as formaccedilotildees
evitando assim o influxo de fluidos indesejaacuteveis (kick) e estabilizar as paredes do poccedilo
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 14
23 Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
As propriedades de controle dos fluidos podem ser fiacutesicas ou quiacutemicas As fiacutesicas satildeo
mais geneacutericas ou seja satildeo vaacutelidas para qualquer tipo de fluido Jaacute as quiacutemicas satildeo
especiacuteficas para cada tipo de fluido
As propriedades fiacutesicas mais importantes e frequumlentemente medidas nas sondas satildeo as
densidades os paracircmetros reoloacutegicos as forccedilas geacuteis (inicial e final) os paracircmetros de
filtraccedilatildeo e teor de soacutelidos
As propriedades quiacutemicas mais frequumlentemente determinadas nos laboratoacuterios das
sondas satildeo o pH os teores de cloreto e de bentonita e a alcalinidade O excesso de cal
(determinada nos fluidos tratados por cal hidratada) teor de caacutelcio e de magneacutesio a
concentraccedilatildeo de H2S e a concentraccedilatildeo de potaacutessio (testada nos fluidos inibidos por gesso)
Densidade
Os limites de variaccedilatildeo da densidade dos fluidos para perfurar uma determinada fase
satildeo definidos pela pressatildeo atuante no fluido que se encontra no espaccedilo poroso da rocha (limite
miacutenimo) e pela pressatildeo para qual a rocha se rompe (limite maacuteximo) das formaccedilotildees expostas
A baritina (BaSO4) tem o poder de aumentar a densidade de um fluido Este tem
densidade de 425 enquanto a densidade dos soacutelidos perfurados eacute em torno de 26 Para
reduzir a densidade dos fluidos agrave base de aacutegua dilui-se com aacutegua (densidade 100) ou oacuteleo
diesel (densidade 082)
Paracircmetros reoloacutegicos e forccedilas geacuteis
O comportamento do fluxo de um fluido eacute definido pelos paracircmetros reoloacutegicos Para
isto considera-se que o fluido eacute definido como um modelo reoloacutegico cujos paracircmetros vatildeo
influir diretamente no caacutelculo de perdas de cargas na tubulaccedilatildeo e velocidade de transporte dos
cascalhos
O controle de propriedades reoloacutegicas eacute de vital importacircncia nas operaccedilotildees de
perfuraccedilatildeo pois elas satildeo responsaacuteveis pela remoccedilatildeo dos cascalhos perfurados Aleacutem disso
influenciam no progresso da perfuraccedilatildeo que se chama de taxa de penetraccedilatildeo
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 15
O descontrole dessa propriedade juntamente com o gel do fluido ocasiona problemas
seacuterios como Obstruccedilatildeo do anular formaccedilatildeo de fundo falso reduccedilatildeo de taxa de penetraccedilatildeo
alargamento do poccedilo prisatildeo da coluna perda de circulaccedilatildeo etc
Para os fluidos de perfuraccedilatildeo assume-se o modelo de Bingham o qual postula que
uma determinada tensatildeo deve ser aplicada para iniciar o fluxo (limite de escoamento) e acima
dessa tensatildeo o fluido se comporta como Newtoniano isto eacute Tensatildeo cisalhante (T)
proporcional a taxa de cisalhamento (TC)
Alguns fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo tixotroacutepicos isto eacute adquirem um estado semi-riacutegido
quando estatildeo em repouso e quando em movimentam apresentam fluidez A forccedila gel eacute um
paracircmetro de natureza reoloacutegica que indica o grau de gelificaccedilatildeo devido agrave interaccedilatildeo eleacutetrica
entre partiacuteculas dispersas
A forccedila gel inicial mede a resistecircncia inicial para colocar o fluido em fluxo A forccedila
gel final mede a resistecircncia do fluido para reiniciar o fluxo quando este fica um certo tempo
em repouso A diferenccedila entre elas indica o grau de tixotropia do fluido
Paracircmetros de filtraccedilatildeo
Devido agrave pressatildeo da coluna de fluido ter que ser maior que a pressatildeo de poro de
formaccedilatildeo para evitar o influxo dos fluidos contido nas rochas o fluido de perfuraccedilatildeo deveria
invadir continuamente as formaccedilotildees permeaacuteveis se natildeo houvesse o depoacutesito de um reboco
que eacute a capacidade do fluido de perfuraccedilatildeo em formar uma camada de partiacuteculas soacutelidas
uacutemidas sobre as rochas permeaacuteveis expostas pela broca e eacute de fundamental importacircncia para
o sucesso da perfuraccedilatildeo e da completaccedilatildeo do poccedilo
Quando existem partiacuteculas soacutelidas com dimensotildees adequadas a obstruccedilatildeo dos poros eacute
raacutepida e somente a fase liacutequida do fluido de perfuraccedilatildeo denominada filtrado invade a
formaccedilatildeo
O controle do filtrado torna-se criacutetico em casos de formaccedilotildees de folhelhos sensiacuteveis a
aacutegua esses folhelhos desenvolvem pressotildees devido ao inchamento pelo contato com a aacutegua
causando desmoronamento e alargamento do poccedilo Em formaccedilotildees permeaacuteveis o depoacutesito de
um reboco muito espesso causa reduccedilatildeo acentuada do diacircmetro do poccedilo aleacutem do que um
reboco espesso facilita a prisatildeo por pressatildeo diferencial
Para formar o reboco deve haver o influxo da fase liacutequida do fluido do poccedilo para a
formaccedilatildeo Este processo eacute conhecido como filtraccedilatildeo Eacute essencial que o fluido tenha uma
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 16
fraccedilatildeo razoaacutevel de partiacuteculas com dimensotildees ligeiramente menores agraves dimensotildees dos poros
das rochas expostas
Quando existem partiacuteculas soacutelidas com dimensotildees adequadas a obstruccedilatildeo dos poros eacute
raacutepida e somente a fase liacutequida do fluido o filtrado invade a rocha
O filtrado e a espessura de reboco satildeo dois paracircmetros medidos rotineiramente para
definir o comportamento do fluido quanto agrave filtraccedilatildeo
Teor de soacutelidos
O teor de soacutelidos cujo valor deve ser mantido no miacutenimo possiacutevel eacute uma propriedade
que deve ser controlada com rigor porque o seu aumento implica aumento de vaacuterias outras
propriedades (densidade viscosidade e forccedila gel) aleacutem de aumentar a ocorrecircncia de
problemas como desgaste dos equipamentos de circulaccedilatildeo fratura das formaccedilotildees devido agrave
elevaccedilatildeo das pressotildees de bombeio ou hidrostaacutetica prisatildeo da coluna e reduccedilatildeo da taxa de
penetraccedilatildeo
O tratamento do fluido para reduzir o teor de soacutelidos pode ser preventivo ou corretivo
O tratamento preventivo consiste em inibir o fluido fiacutesico ou quimicamente evitando-se a
dispersatildeo dos soacutelidos perfurados No meacutetodo corretivo pode-se fazer uso de equipamentos
extratores de soacutelidos tais como tanques de decantaccedilatildeo peneiras hidrociclones e
centrifugadores ou diluir o fluido
Concentraccedilatildeo Hidrogeniocircnica ndash pH
O controle quiacutemico de alguns sistemas de fluido de perfuraccedilatildeo baseia-se na
determinaccedilatildeo do pH (pH=- log [H+] onde [H+] eacute a concentraccedilatildeo molar do iacuteon H+) O pH dos
fluidos de perfuraccedilatildeo eacute geralmente mantido no intervalo alcalino devido a fatores tais como
reduzir a taxa de corrosatildeo e aumentar a eficiecircncia dos dispersantes bem como aumentar o
rendimento das bentonitas
O pH dos fluidos de perfuraccedilatildeo tem que ser mantido na faixa de 7 a 10 com o intuito
de reduzir a taxa de corrosatildeo dos equipamentos e evitar a dispersatildeo das formaccedilotildees argilosas
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 17
Alcalinidades
A alcalinidade eacute determinada por meacutetodos diretos de titulaccedilatildeo volumeacutetrica de
neutralizaccedilatildeo e esta leva em consideraccedilatildeo as espeacutecies carbonatos (CO3--) e bicarbonatos
HC03- dissolvidos no fluido aleacutem dos iacuteons hidroxilas (OH-) dissolvidos e natildeo dissolvidos
Se numa soluccedilatildeo aquosa (no caso o filtrado do fluido) houver apenas OH- entatildeo soacute se
mede Pf natildeo havendo C03-2 nem HC03
- a viragem do metilorange se daacute com a primeira gota
de soluccedilatildeo de H2S04 N50 A medida em que o Mf cresce tornando-se maior do que o Pf a
alcalinidade passa a ser devido a OH- + C03-2 a C03
-2 + HC03- e por fim somente a HC03
-
quando o Pf = O Entre o Pf = Mf e Pf = O vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser
deduzida cada uma sendo apropriada para fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
Esse teste identifica a alcalinidade parcial do filtrado alcalinidade da lama e
alcalinidade total do filtrado
Teor de cloretos ou salinidade
Este teste eacute feito por anaacutelise volumeacutetrica de precipitaccedilatildeo por titulaccedilatildeo dos iacuteons
cloretos
Os resultados obtidos com esses testes no campo satildeo utilizados para identificar o teor
salino da aacutegua de preparo do fluido controlar a salinidade de fluidos inibidos com sal
identificar influxos de aacutegua salgada e identificar a perfuraccedilatildeo de uma rocha ou domo salino
Teor de bentonita ou de soacutelidos ativos
O teste do azul de metileno ou MBT eacute uma anaacutelise volumeacutetrica por adsorccedilatildeo que serve
como inibidor da quantidade de soacutelidos ativos ou bentoniacuteticos no fluido de perfuraccedilatildeo Este
mede a capacidade de troca de caacutetion (CTC) das argilas e soacutelidos ativos presentes
24 Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
O fluido de perfuraccedilatildeo eacute classificado de acordo com a composiccedilatildeo baseado no
constituinte principal da fase contiacutenua ou dispersante e satildeo eles fluido a base de aacutegua fluidos
a base de oacuteleo e fluidos a base de ar ou de gaacutes neste relatoacuterio vamos nos deter ao fluido de
perfuraccedilatildeo base aacutegua que foi o trabalhado durante o estaacutegio
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Fluidos a base de aacutegua
A definiccedilatildeo de um fluido a base aacutegua considera principalmente a natureza da aacutegua e os
aditivos quiacutemicos empregados no preparo do fluido A proporccedilatildeo entre os componentes
baacutesicos e as interaccedilotildees entre eles provoca sensiacuteveis modificaccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido Consequumlentemente a composiccedilatildeo eacute o principal fator a considerar no
controle das suas propriedades
A aacutegua eacute a fase contiacutenua e o principal componente de qualquer fluido agrave base de aacutegua
podendo ser doce dura ou salgada A aacutegua doce natildeo precisa de tratamento preacutevio pois natildeo
afeta o desempenho dos aditivos empregados no preparo do fluido sua salinidade eacute inferior a
1000 ppm de NaCl equivalente
A aacutegua dura tem a presenccedila de sais de caacutelcio e magneacutesio dissolvido onde estes
apresentam concentraccedilotildees capazes de alterar o desempenho dos aditivos do fluido de
perfuraccedilatildeo
A aacutegua salgada possui salinidade superior a 1000 ppm de NaCl equivalente e pode ser
natural como a aacutegua do mar ou pode ser salgada com a adiccedilatildeo de sais como NaCl KCl ou
CaCl2 A aacutegua tem a funccedilatildeo de prover o meio de dispersatildeo para os mateacuterias coloidais estes
controlam a viscosidade limite de escoamento forccedilas geacuteis e filtrado em valores adequados
para conferir ao fluido uma boa taxa de remoccedilatildeo dos soacutelidos perfurados e capacidade de
estabilizaccedilatildeo das paredes do poccedilo
Os fatores a serem considerados na seleccedilatildeo da aacutegua de preparo satildeo disponibilidade
custo de transporte e de tratamento tipos de formaccedilotildees geoloacutegicas a serem perfuradas
produtos quiacutemicos que comporatildeo o fluido e equipamentos e teacutecnicas a serem usados na
avaliaccedilatildeo das formaccedilotildees
Os soacutelidos dispersos em meio aquoso podem ser ativos ou inertes Os soacutelidos ativos
satildeo materiais argilosos cuja funccedilatildeo principal eacute aumentar a viscosidade do fluido A argila
mais usada eacute a bentonita
Os soacutelidos inertes podem se originar da adiccedilatildeo de materiais industrializados ou de
detritos finos das rochas perfuradas O adensante baritina eacute o soacutelido inerte mais comuns dentre
os produtos comercializados Os soacutelidos inertes oriundos das rochas perfuradas satildeo areia silte
e calcaacuterio fino
Os produtos quiacutemicos a serem adicionados ao fluido podem ser
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bull alcalinizantes e controladores de pH como soda caacuteustica potassa caacuteustica e cal
hidratada
bull dispersantes como o lignossulfonato tanino lignito e fosfato
bull redutores de filtrado como amido
bull floculantes como a soda caacuteustica cal e cloreto de soacutedio
bull poliacutemeros de uso geral para viscosificar desflocular ou reduzir filtrado
bull surfactantes para emulsificar e reduzir a tensatildeo superficial
bull removedores de caacutelcio e magneacutesio como carbonato e bicarbonato de soacutedio
bull inibidores de formaccedilatildeo ativas como cloreto de potaacutessio soacutedio e caacutelcio
bull bactericidas como paraformaldeiacutedo composto organoclorados soda caacuteustica e
cal
Produtos quiacutemicos mais especiacuteficos como anticorrosivos traccediladores quiacutemicos
antiespumantes entre outros tambeacutem podem estar presentes
A Tabela 21 abaixo apresenta a composiccedilatildeo dos fluidos usado na Petrobraacutes (ATP-
ARGIP) com seus respectivos coacutedigos
COacuteDIGO Tipos de
Fluido COacuteDIGO Tipos de Fluido
1 Aacutegua do Mar 12 NaCl com Poliacrilamida
2 Convencional 13 Milk Mud
3 BTS 14 Espuma
4 Nativo 15 Convencional com Asfalto e
LCM
5 NaCl com Poliacutemeros
16 Base Oacuteleo Mineral
6 Base Cal 17 Especiais para alta
temperatura
7 Disperso 18 Biopoliacutemero Saturado
8 KCL com Poliacutemero 19 Catiocircnico
9 Saturado 20 KCl com Poliacrilamida
10 Aerado 21 Biopoliacutemero com Carbonato
11 Base Oacuteleo Diesel 22 Sinteacutetico (Eacutester ou Parafina)
Tabela 2 1 ndash Tipo de fluidos utilizados no ATPARG
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Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados Tipo 2 Aacutegua Industrial argila ativada e soda caacuteustica
Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e
calcaacuterio
Tipo 19 Aacutegua Industrial Oacutexido de Magneacutesio Goma Xantana CMC BBV ADS
Amido Comum Cloreto de soacutedio Poliacutemero Catiocircnico Calcaacuterio Fino Lubrificante Preventor
de enceramento e Bactericida
24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
O controle dos soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo eacute feito por um sistema de equipamentos
extratores buscando sempre manter o teor de soacutelidos adequados ao trabalho Quando estes
natildeo satildeo suficientes para esse controle a accedilatildeo corretiva implicaraacute num custo adicional pois
uma nova formulaccedilatildeo teraacute que ser feita ou seja um fluido novo seraacute misturado para diluiccedilatildeo
O natildeo uso dos equipamentos ou a natildeo correccedilatildeo do teor de soacutelidos implica na reduccedilatildeo da taxa
de penetraccedilatildeo problemas de ordem reoloacutegicas do fluido de perfuraccedilatildeo reboco de baixa
qualidade maior densidade equivalente de circulaccedilatildeo dano a formaccedilatildeo ameaccedila de prisatildeo da
coluna por diferencial de pressatildeo elevado desgaste de equipamentos grande volume de
resiacuteduos gerados e maior custo global
Existe algumas recomendaccedilotildees que se forem seguidas auxiliam na soluccedilatildeo de
problemas provocados por soacutelidos satildeo elas
Analisar os testes do fluido de perfuraccedilatildeo a fim de identificar a presenccedila de
um teor elevado de soacutelidos
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
eficientemente
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
em sequumlecircncia apropriada
Verificar se os equipamentos instalados na sonda tecircm capacidade suficiente
para remover soacutelidos numa taxa que permita trabalhar na faixa aceitaacutevel de teor
de soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo
Verificar qual o equipamento adicional necessaacuterio para resolver o problema
provocado pelo teor elevado de soacutelidos
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PEN
EIR
AS
KELLY (HASTE QUADRADA)
KATARINA
DESLIZADOR DE CASCALHOS
TUBOS PESADOS (HW)
PEN
EIR
AS
COMANDOS
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo da diluiccedilatildeo necessaacuteria para resolver o problema sem o uso
de equipamento adicional
Comparar os custos determinados em nos dois itens anteriores
Recomendar se necessaacuterio a instalaccedilatildeo de equipamento adicional extrator de
soacutelidos
Caso seja instalado um equipamento adicional de soacutelidos operaacute-lo por um
periacuteodo apropriado de tempo repetir os testes com o fluido de perfuraccedilatildeo e
avaliar a eficiecircncia do equipamento adicional instalado
25 Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de
perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
Peneiras Vibratoacuterias
A peneira vibratoacuteria eacute a primeira
barreira na retenccedilatildeo dos soacutelidos do fluido de
perfuraccedilatildeo que retorna durante a saiacuteda de
cada ciclo de circulaccedilatildeo Dessa etapa os
soacutelidos mais grosseiros satildeo retidos jaacute que eacute
mais faacutecil removecirc-los antes de passar pelos
hidrociclones e centrifugadores Ao lado
apresenta-se uma figura esquemaacutetica com o
percurso simplificado do fluido no poccedilo
quando se estaacute perfurando
Hidrociclones
A separaccedilatildeo dos soacutelidos ocorre da seguinte
forma o liacutequido contendo a fraccedilatildeo mais fina
de partiacuteculas menores eacute descarregado atraveacutes Figura 2 1-Ciclo simplificado de fluido de
perfuraccedilatildeo
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do tubo cilindro central (overflow) o liacutequido contendo os soacutelidos mais grossos eacute
descarregado pelo underflow
Os cones hoje satildeo feitos de poliuretano este material quando expostos a altas
temperaturas (150 e 175 ordm F) amolecem fazendo com que haja a necessidade de substituiacute-los
A viscosidade do fluido o teor de soacutelidos na alimentaccedilatildeo a pressatildeo disponiacutevel na
entrada do equipamento e o lay-out do percurso feito pelo fluido influencia de forma direta no
desempenho do equipamento
Quanto menor a viscosidade (dentro do possiacutevel) maior o desempenho do
hidrociclone
Uma grande concentraccedilatildeo de soacutelidos na alimentaccedilatildeo tem efeito negativo no
desempenho Com o hidrociclone trabalhando com descarga tipo ldquosprayrdquo o ponto de corte
meacutedio aumenta quando a carga de soacutelidos aumenta Quando a carga de soacutelidos ultrapassa o
ponto suportaacutevel pelo ldquounderflowrdquo o hidrociclone comeccedila a descarregar em ldquoforma de cordardquo
e o ponto de corte meacutedio aumenta drasticamente A pressatildeo recomendada pela maioria dos
fabricantes e fornecedores de hidrociclones jaacute estaacute otimizada A maioria dos hidrociclones no
campo requer de 70 a 80 peacutes de fluido de pressatildeo hidrostaacutetica Os hidrociclones utilizados nas
sondas satildeo chamados de desareadores e dessiltadores
Depuradores (MUD CLEANER)
Este eacute composto por hidrociclones em seacuterie com uma tela fina que permite recuperar
partiacuteculas e eacute usado com fluidos de perfuraccedilatildeo pesados As partiacuteculas soacutelidas que esse
equipamento remove satildeo maiores que a baritina Como ocorre no ciclone parte do material eacute
recuperada e parte eacute descartada o recuperado retorna ao fluido reduzindo custos
Monta-se uma cobertura onde a tela estaacute colocada fazendo com que todos os soacutelidos
descarregados pelos dessiltadores satildeo retornados para o sistema de circulaccedilatildeo No caso de
baritina ser adicionada ao fluido a cobertura daacute lugar a tela fina Esse equipamento reduz a
perda da baritina dos fluidos pesados no intuito de recuperar fluidos caros e reduzir descarte
de poluente ao meio ambiente
Decantador Centriacutefugo
A funccedilatildeo deste equipamento eacute separar soacutelidos de liacutequidos eacute formado por um tambor
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ciliacutendrico-cocircnico composto por uma seccedilatildeo cocircnica que origina a chamada ldquopraiardquo e uma ou
vaacuterios secccedilotildees ciliacutendricas conectadas que origina a ldquopiscinardquoUm parafuso transportador que
fica dentro do tambor rotativo
Eacute possiacutevel ajustar a profundidade do liacutequido no tambor o niacutevel da piscina teraacute um
efeito sobre a eficiecircncia de separaccedilatildeo pois ele afetaraacute as aacutereas secas e molhadas da praia bem
como a secagem dos soacutelidos e a habilidade fiacutesica do parafuso em transportar os soacutelidos para o
tambor
A medida do teor de areia num fluido nos daacute um paracircmetro de avaliaccedilatildeo dos
equipamentos extratores de soacutelidos da sonda e serve como uma medida de abrasividade do
fluido
CAPIacuteTULO 4
METODOLOGIA DE ANAacuteLISES
Metodologia de anaacutelise Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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4 - Metodologia de anaacutelise
O monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo eacute feito
de acordo com as metodologias descritas neste capiacutetulo Aqui seratildeo descritos os meacutetodos
fiacutesicos e quiacutemicos para anaacutelises de fluido de perfuraccedilatildeo base aacutegua
As anaacutelises que seratildeo descritas neste documento estatildeo de acordo com o Manual de
Laboratoacuterio de Fluido Programa de Trainees Petrobras ndash 2002 Quiacutemico de Petroacuteleo Junior
41 Meacutetodos Fiacutesicos
411 Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
Figura 4 1- Funil Marsh Fonte wwwfanncom
A Figura 41 mostra o funil Marsh que eacute um funil com as seguintes dimensotildees 1524
cm (6rdquo) de diacircmetro na parte superior 3048 cm (12rdquo) de altura A metade da abertura
superior eacute coberta por uma peneira de malha nordm 10 O orifiacutecio inferior tem 476 mm (316rdquo) de
diacircmetro interno e 508 cm (2rdquo) de comprimento A capacidade do funil ateacute a marca superior eacute
de 1500 cmsup3
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Se segura o funil em posiccedilatildeo vertical obstruindo o orifiacutecio de descarga com o dedo
indicador
bull verta-se atraveacutes da peneira a amostra de fluido tomada em qualquer ponto onde ela
esteja em agitaccedilatildeo ateacute que o niacutevel da mesma fique rente agrave parte inferior da tela da
peneira
bull imediatamente retira-se o dedo do tubo de descarga e com o auxiacutelio de um
cronocircmetro observa-se o tempo em segundos necessaacuterio para que escoe um (01) litro
de fluido para um recipiente graduado
bull a operaccedilatildeo deve ser raacutepida para minimizar erros
bull registra-se a ldquoViscosidaderdquo Marsh em segundos1000 cmsup3 de fluido
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Verifica-se a precisatildeo do funil Marsh com 1500 cmsup3 de aacutegua doce a 21ordmC O tempo de
escoamento de 1000 cmsup3 de aacutegua deve ser de 28 plusmn 05 segundos
412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
Figura 4 2- Medidor de areia Fonte wwwsolotestcombr
A Figura 42 mostra o conjunto que registra o conteuacutedo de areia presente no fluido
em percentagem volumeacutetrica composto por um tubo de vidro graduado em percentual
volumeacutetrico (0-20 v) um cilindro cocircnico um copo ciliacutendrico com uma tela de peneira
(malha 200 mesh)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Verta-se o fluido previamente passado atraveacutes da peneira do funil Marsh no tubo de
vidro graduado ateacute a marca indicada e depois se adiciona aacutegua ateacute a referecircncia
superior
bull obstrui-se a saiacuteda superior do tubo com o dedo e agita-se vigorosamente Em seguida
esvazia-se a amostra de fluido diluiacutedo atraveacutes da peneira lavando todo o resiacuteduo no
tubo com aacutegua Lava-se a areia retida na peneira ateacute eliminar os traccedilos de fluido
bull coloca-se o funil sobre a peneira e inverte-se o conjunto lentamente Faz-se retornar a
areia da peneira para o interior do tubo atraveacutes de jatos daacutegua
bull apoacutes a deposiccedilatildeo total da areia lecirc-se diretamente a percentagem em volume de areia
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412 Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
Figura 4 3 - Balanccedila densimeacutetrica Fonte wwwfanncom
A Figura 43 apresenta a balanccedila utilizada para mediccedilatildeo de densidade de fluido de
perfuraccedilatildeo no campo O equipamento consiste de uma base e braccedilo graduado com copo para
amostra tampa fiel cursor e medidor de niacutevel Possui quatro escalas de leituras
Densidade 072 - 288
Massa Especiacutefica 6-24(lbmgal)
Massa Especiacutefica 45-180(lbmft3)
Gradiente Hidrostaacutetico 310-1250 (ldquopsirdquo1000ft)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Posiciona-se a base da balanccedila em uma superfiacutecie lisa e nivelada
bull enche totalmente o copo da balanccedila com o fluido a ser testado Se o copo inicialmente
estiver molhado despeje a primeira porccedilatildeo de fluido e volte a enchecirc-lo Deve ser eliminado as
bolhas de ar trapeadas no fluido Para tanto basta que se decircem alguns golpes no copo ateacute que
desapareccedilam
bull coloca-se a tampa enroscando-a com um leve movimento de rotaccedilatildeo ateacute que fique
firmemente assentado no copo certificando-se que uma pequena quantidade de fluido escape
pelo orifiacutecio de purgaccedilatildeo
bull lava-se e seca-se o exterior da balanccedila
bull coloca-se a balanccedila sobre a base e move-se o cursor ateacute que a bolha do niacutevel fique
centralizada
bull lecirc-se a massa especiacutefica eou densidade no lado do cursor que estiver mais proacuteximo do
copo coletor
bull Registra-se a leitura da massa especiacutefica em lbmgal ou de densidade com precisatildeo de
bull 005 ou 0005 respectivamente
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Deve ser feito a calibraccedilatildeo do equipamento frequentemente com aacutegua doce ateacute 21ordmC
que deveraacute dar uma leitura de densidade igual a 100 A afericcedilatildeo se faz retirando ou colocando
esferas de chumbo no depoacutesito especial que existe na extremidade do braccedilo da balanccedila
414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
Figura 4 4 Filtro-prensa BTBP Fonte wwwfanncom
O equipamento consiste de um reservatoacuterio de fluido com capacidade aproximada de
400 cmsup3 um meio filtrante (Papel de filtro Whatman nordm 50 de 9 cm ou similar) um coletor de
filtrado (proveta graduada) e uma fonte de pressatildeo (cilindro contendo N2 ou CO2) O
reservatoacuterio eacute constituiacutedo por uma ceacutelula tampa superior fixada atraveacutes de uma prensa
gaxetas tela e uma base A aacuterea exposta a filtraccedilatildeo eacute de 7 polsup2 O controle de pressatildeo eacute
efetuado por uma vaacutelvula com registro (manocircmetro) A despressurizaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de
uma vaacutelvula de escape
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Assegura-se que todas as partes do filtro estejam limpas e secas e que as gaxetas natildeo
estejam gastas ou deformadas
bull monta-se todas as peccedilas da ceacutelula a base uma gaxeta a tela o papel-filtro outra
gaxeta e o corpo da ceacutelula
bull preenche-se filtro com fluido ateacute um centiacutemetro da borda superior da ceacutelula e coloca-
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se o conjunto sobre o suporte central Assegura-se que a tampa superior da ceacutelula tenha a sua
gaxeta e tampa-se a ceacutelula apertando-a com o parafuso
bull com uma proveta graduada recolhe-se o filtrado na saiacuteda da ceacutelula
bull fecha-se a vaacutelvula de escape e ajusta-se o regulador de pressatildeo ateacute obter 100 psi em 30
segundos no maacuteximo Marca-se o tempo e apoacutes 30 minutos mede-se o volume de filtrado na
proveta Fecha-se a fonte de pressatildeo Elimina-se o gaacutes confinado na ceacutelula atraveacutes da vaacutelvula
de escape cuidadosamente
bull retira-se a ceacutelula do suporte despeja o fluido desarma a ceacutelula recolhe-se o pepal de
filtro com o reboco lave o mesmo com um leve jato de aacutegua e mede-se a sua espessura em
132rdquo
bull registra-se o volume de filtrado em cmsup3 com aproximaccedilatildeo de 01 cmsup3
bull registra-se a espessura do reboco em 132rdquo com aproximaccedilatildeo de 164rdquo
CALIBRACcedilAtildeO
bull Eacute necessaacuterio verificar com frequumlecircncia a exatidatildeo dos manocircmetros
415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
Figura 4 5 ndash Retorta Fonte wwwfanncom A Retorta mostrada na Figura 55 destina-se a determinaccedilatildeo dos teores de soacutelidos e
liacutequidos existentes num fluido atraveacutes da destilaccedilatildeo de uma amostra do mesmo Eacute constituiacutedo
de um copo para amostra com capacidade de 10 cmsup3 uma cacircmara de aquecimento um forno e
um condensador O destilado eacute coletado numa proveta graduada A retorta eacute regulada por um
termostato que permite manter com seguranccedila a temperatura necessaacuteria para completa
destilaccedilatildeo da amostra de fluido
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PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Retira-se a retorta do bloco isolante Usando a espaacutetula como desarmadordesenrosca-
se o depoacutesito de fluido da retorta
bull introduz-se uma palha de accedilo na cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se o depoacutesito com o fluido a ser testado e coloca-se a tampa de afericcedilatildeo no
depoacutesito de fluido
bull limpa-se bem a tampa a rosca e o corpo externo do depoacutesito sem derramar o fluido
bull enrosca-se o depoacutesito na parte inferior da cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se a retorta na cacircmara isolante e fecha-se a tampa da cacircmara isolante
bull coloca-se a proveta graduada sob a descarga do condensador
bull por meio de fio eleacutetrico liga-se o aparelho a uma tomada de 115 volts CA e fecha-se
o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute acender
bull o tempo de destilaccedilatildeo eacute de 35 minutos
bull abre-se o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute apagar
bull deixa-se a retorta esfriar por 10 min Apoacutes isso retira-se a proveta e faz as leituras
correspondentes aos volumes de aacutegua e oacuteleo recuperados na proveta graduada
Os resultados satildeo obtidos em aacutegua = Volume de aacutegua x 10
oacuteleo = Volume de oacuteleo x 10
soacutelidos = 100-( aacutegua + oacuteleo)
416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
Figura 4 6 - Viscosiacutemetro rotativo de cilindros co-axiais Fann mod 35-a Fonte wwwfanncom
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A Figura 46 mostra um aparelho projetado para medir propriedades reoloacutegicas e
gelificantes de liacutequidos Este modelo possui 6 (seis) velocidades e eacute usado tanto em
laboratoacuterio como em sondas de exploraccedilatildeo Possui um motor 50 Hz e 115 volts uma
combinaccedilatildeo rotor-bob-mola de torccedilatildeo que permite medidas de taxa de cisalhamento da ordem
de 511 a 1022 s-1 e tensatildeo de cisalhamento da ordem de zero a 1533 dynascmsup2 Outras
combinaccedilotildees permitem avaliaccedilotildees da ordem de 0707 a 3252 s-1 e de zero a 131520
dynascmsup2 de taxa de deformaccedilatildeo e tensatildeo de cisalhamento respectivamente
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Agita-se o fluido a ser testado no misturador Beach durante 5 min em velocidade alta
(18000 RPM)
bull coloca-se o fluido no copo do viscosiacutemetro ateacute a sua marca e posiciona-se o mesmo na
base do equipamento Eleva-se o copo ateacute que o niacutevel do fluido coincida com a marca no rotor
e fixa-se com o parafuso
bull liga-se o motor acionando o interruptor para a posiccedilatildeo HIGH e certifica-se que o
seletor de engrenagens esteja na posiccedilatildeo inferior
bull faz-se a leitura que corresponde a 600 RPM apoacutes 1 min de operaccedilatildeo
bull procede-se conforme diagrama na parte superior do equipamento para seleccedilatildeo de
velocidades e registra-se os valores de deflexatildeo apoacutes 1 min de agitaccedilatildeo para 300 200 100 6
e 3 RPM
bull coloca-se o equipamento a 600 RPM por 2 minutos Imediatamente muda-se a
velocidade para 3 RPM desliga-se o motor e apoacutes 10 segundos de repouso liga-se o aparelho
a 3 RPM ao mesmo tempo em que observa-se o ponto maacuteximo atingido pela escala valor este
denominado forccedila gel inicial
bull repere-se os dois uacuteltimos itens entretanto para um tempo de repouso de 10 min A
deflexatildeo maacutexima obtida para esta nova condiccedilatildeo eacute denominada forccedila gel final
bull registra-se os valores das deflexotildees em graus para cada velocidade do equipamento
bull registra-se os valores das forccedilas geacuteis em aproximadamente 100 lbfpesup2 seguindo o
procedimento anteriormente descrito
CALIBRACcedilAtildeO
bull O aparelho deve ser calibrado periodicamente empregando-se uma mistura de
glicerina e aacutegua pura na temperatura ambiente ou atraveacutes do calibrador mecacircnico
padronizado
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42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
421 - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR MATERIAIS
Jogo de papel indicador com escala de cores variadas para comparaccedilatildeo PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Toma-se um papel indicador com escala apropriada
bull posiciona-se o papel na superfiacutecie do fluido ou umedece o mesmo com uma gota do
filtrado do fluido
bull apoacutes um minuto aproximadamente a tira de papel deveraacute ter mudado de cor afetada
pela alcalinidade do fluido ou do filtrado
bull compara-se a cor do papel indicador com a carta colorimeacutetrica correspondente
bull se a cor natildeo corresponder agrave escala calorimeacutetrica da seacuterie escolhida dever-se-aacute repetir a
operaccedilatildeo com outra seacuterie
bull registre-se o pH aproximado a 05 ou a 02 unidades conforme a escala do papel
indicador usado
Nota O papel indicador daacute resultados falsos em fluidos com alta concentraccedilatildeo de sal Para
este caso utiliza-se o meacutetodo potenciomeacutetrico quando o fluido contiver mais de 10000 ppm
Cl
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf (Fluidos agrave Base Aacutegua) A alcalinidade de um filtrado agrave base de aacutegua ou de uma aacutegua proveacutem de um ou mais
dos seguintes agentes quiacutemicos
I ndash HO- - Hidroacutexido
II ndash CO3= - Carbonato
III - CO3H- - Bicarbonato ( Borato + Silicato etc)
A medida da alcalinidade pelo pH fornece as concentraccedilotildees dos sais dissolvidos poreacutem
natildeo indica quanto de cada um dos radicais acima Para isso recorre-se agrave titulaccedilatildeo com o aacutecido
sulfuacuterico em meio contendo um indicador apropriado Para a aacutegua incolor os indicadores satildeo
fenolftaleiacutena e metilorange se a aacutegua ou filtrado estiver corado por exemplo devido a
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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lignossulfonato utiliza-se o azul de bromofenol em lugar de metilorange em uacuteltimo caso
usa-se o vermelho de metila em lugar dele
TIPOS DE ALCALINIDADES
Na praacutetica determinam-se as seguintes alcalinidades
I ndash do filtrado agrave fenolftaleiacutena ndash Pf
II ndash do filtrado ao metilorange ndash Mf
III ndash do fluido agrave fenolftaleiacutena ndash Pm
Se numa aacutegua houver apenas HO- entatildeo soacute se mede Pf natildeo havendo CO3= nem
CO3H- a viragem ao metilorange se daacute com a primeira gota de soluccedilatildeo de H2SO4 N50 A
medida que o Mf cresce tornando-se maior que o Pf a alcalinidade passa a ser devida a HO- +
CO3= a CO3
= + CO3H- e por fim somente a CO3H- quando o Pf =0 Entre o Pf =Mf e Pf =0
vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser deduzidas cada uma sendo apropriada para
fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
As concentraccedilotildees desses radicais satildeo expressos em epm (equivalentes partes por
milhatildeo) ppm mgl e em gl conforme a conveniecircncia As alcalinidades geralmente satildeo
expressas em epm usando-se caacutelcio como termo de comparaccedilatildeo de equivalecircncia O peso
atocircmico dele eacute 40 molg e o valor absoluto de sua valecircncia eacute 2 Em termos de valecircncias 1Ca++
= 2HO- 1Ca++ = 1 CO3 1Ca++ = 2CO3H- por conseguinte o equivalente de HO- em Ca++ eacute
20 o equivalente de CO3= em Ca++ eacute 40 etc
As combinaccedilotildees possiacuteveis entre Pf e Mf estatildeo no quadro 1 Os caacutelculos podem ser
efetuados utilizando as foacutermulas contidas no quadro 2
Resultados de
Medidas Interpretaccedilatildeo
HO- CO3= CO3H-
Pf = Mf Pf 0 0
Pf lt 12 Mf 0 2Pf Mf - 2Pf
Pf = 12 Mf 0 2Pf 0
Pf gt 12 Mf 2Pf - Mf 2(Mf - Pf ) 0
Pf = 0 0 0 Mf
Quadro 1 As foacutermulas apresentadas no quadro 2 satildeo baseadas em que
bull 1 epm HO- = 17 ppm HO-
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 34
bull 1 epm CO3= = 30 ppm CO3
=
bull 1 epm CO3H- =61 ppm CO3H-
e nas equivalecircncias estequiomeacutetricas entre Ca++ HO- CO3= e CO3H- anteriormente
apresentadas
Resultados Iacuteon Alcalinidade epm Ppm
Pf = Mf HO- Pf 20Pf 340Pf
Pf lt 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
CO3- Mf - 2Pf 20(Mf - 2Pf) 1200(Mf - 2Pf)
Pf = 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
Pf gt 12 Mf HO- 2Pf - Mf 20(2Pf - Mf) 340(2Pf - Mf)
CO3= 2(Mf - Pf) 40(Mf - Pf) 1200(Mf - Pf)
Pf = 0 CO3H- Mf 20 Mf 1200 Mf
MATERIAIS
bull Caacutepsula de porcelana de 250 cm3
bull 2 pipetas graduadas uma de 1 cm3 e outra de 10 cm3
bull Agitador de vidro
bull Bureta
bull Soluccedilatildeo de H2SO4 N50
bull Soluccedilatildeo indicadora de fenolftaleiacutena
PROCEDIMENTO
bull Meccedila 1 cm3 de fluido e coloque-o em uma caacutepsula
bull Dilua com 50 cm3 de aacutegua destilada
bull Adicione 3 gotas de fenolftaleiacutena
bull Titule com soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 rapidamente
bull Agite continuamente ateacute que a cor da amostra passe do vermelho agrave cor original do
fluido
bull Ao volume da soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 em cm3 se chama alcalinidade do
fluido (Pm)
bull A alcalinidade do filtrado (Pf) se determina seguindo-se o processo anterior tomando-
se 1 cm3 de filtrado
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 35
A determinaccedilatildeo de ldquoMfrdquo Alcalinidade do filtrado ao metilorange seraacute feita do seguinte modo
bull Determinado o Pf adicionar agrave soluccedilatildeo 2 a 3 gotas de soluccedilatildeo de metilorange
bull Continuar a titulaccedilatildeo anterior com a soluccedilatildeo de H2SO4 N50 ateacute viragem do amarelo-
alaranjado para o roacuteseo
bull Anotar o volume Vt de soluccedilatildeo de aacutecido gasto na titulaccedilatildeo Vt em cm3
bull Calcular o Mf como segue
bull Mf =Vt cm3 de H2SO4 N50
NOTAS
1 ndash Se o filtrado se apresentar corado devido por exemplo a tanino a viragem em ambas as
determinaccedilotildees pode ser afetada particularmente no caso do metilorange Neste caso a
determinaccedilatildeo do ponto final poderaacute ser efetuada com um potenciocircmetro O ponto final para a
determinaccedilatildeo da alcalinidade Pf eacute tomado quando o potenciocircmetro acusar o pH 83 para o
valor de Mf quando acusar o pH 43
2 ndash Em lugar do metilorange como indicador para determinaccedilatildeo do Mf podem ser usados
21 ndash azul de bromo-fenol a 01 em aacutegua destilada
22 - indicador misto cuja composiccedilatildeo eacute a seguinte
bull Vermelho de metila002 g
bull Verde de bromo-cresol010 g
bull Aacutelcool qsp1000 cm3
Com estes indicadores a viragem eacute niacutetida pelo que dispensa o uso do potenciocircmetro
A restriccedilatildeo que se faz eacute que estes indicadores satildeo oxidaacuteveis em presenccedila de certas
substacircncias tal como o aacutecido niacutetrico
Registrar-se as alcalinidades Pf e Pm em cm3 de H2SO4 N50
PREPARO DE SOLUCcedilOtildeES E REATIVOS
Soluccedilatildeo titulada de aacutecido sulfuacuterico N50 Toma-se 12 cm3 de aacutecido sulfuacuterico concentrado e o
dilui em matraz aferido (recipiente de vidro com um gargalo muito estreito e com marca de
afericcedilatildeo) de 2000 cm3 com aacutegua destilada Em seguida titula-se com uma soluccedilatildeo de NaOH
01N usando fenolftaleiacutena como indicador
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 36
Soluccedilatildeo Indicadora de Fenolftaleiacutena
Pesa-se 04g de fenolftaleiacutena qp Em seguida dissolve-
se em 60 cm3 de aacutelcool etiacutelico a 95 diluindo-se ateacute 100 cm3 com aacutegua destilada Filtra-se se
formar resiacuteduo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 37
CAPIacuteTULO 6
CONCLUSAtildeO
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 38
6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
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bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
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18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
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caracteriacutesticas que permitem uma obtenccedilatildeo de perfis geoloacutegicos aleacutem de prover inibiccedilatildeo
fiacutesico-quiacutemica dos argilo-minerais reduzindo a interaccedilatildeo rocha-fluido entre outras
22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
Os fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo misturas complexas de soacutelidos liacutequidos produtos
quiacutemicos e por vezes ateacute gases Do ponto de vista quiacutemico eles podem assumir aspectos de
suspensatildeo dispersatildeo coloidal ou emulsatildeo dependendo do estado fiacutesico dos componentes
O fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser estaacutevel do ponto de vista quiacutemico estabilizar as
paredes do poccedilo mecacircnica e quimicamente facilitar a separaccedilatildeo dos cascalhos na superfiacutecie
manter os soacutelidos em suspensatildeo quando estiver em repouso ser inerte em relaccedilatildeo a danos agraves
rochas produtoras aceitar qualquer tratamento fiacutesico e quiacutemico ser bombeaacutevel apresentar
baixo grau de corrosatildeo e de abrasatildeo em relaccedilatildeo agrave coluna de perfuraccedilatildeo e demais
equipamentos do sistema de circulaccedilatildeo facilitar as interpretaccedilotildees geoloacutegicas do material do
poccedilo e apresentar custo compatiacutevel com a
operaccedilatildeo
O escoamento do fluido de perfuraccedilatildeo
para baixo pela tubulaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo e para
cima pelo poccedilo algumas vezes eacute interrompido
ou por causa de um problema ou para elevar a
tubulaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo para cima e para fora do
poccedilo permitindo a troca da broca Quando a perfuraccedilatildeo paacutera os cortes em suspensatildeo no
fluido podem afundar no poccedilo prendendo a broca
Os fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo projetados com uma propriedade muito interessante que
resolve esse problema Sua espessura ou viscosidade aumenta quando diminui o seu
movimento Quando o fluido paacutera de circular ele forma um gel espesso que manteacutem os
cortes de rocha em suspensatildeo e evita que eles afundem no poccedilo
Quando o fluido comeccedila a circular novamente ele torna-se mais fino e volta agrave forma
liacutequida anterior essa propriedade do fluido garante ao transporte dos cascalhos para a
superfiacutecie limpando assim o fundo do poccedilo
O fluido tambeacutem eacute responsaacutevel por exercer pressatildeo hidrostaacutetica sobre as formaccedilotildees
evitando assim o influxo de fluidos indesejaacuteveis (kick) e estabilizar as paredes do poccedilo
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23 Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
As propriedades de controle dos fluidos podem ser fiacutesicas ou quiacutemicas As fiacutesicas satildeo
mais geneacutericas ou seja satildeo vaacutelidas para qualquer tipo de fluido Jaacute as quiacutemicas satildeo
especiacuteficas para cada tipo de fluido
As propriedades fiacutesicas mais importantes e frequumlentemente medidas nas sondas satildeo as
densidades os paracircmetros reoloacutegicos as forccedilas geacuteis (inicial e final) os paracircmetros de
filtraccedilatildeo e teor de soacutelidos
As propriedades quiacutemicas mais frequumlentemente determinadas nos laboratoacuterios das
sondas satildeo o pH os teores de cloreto e de bentonita e a alcalinidade O excesso de cal
(determinada nos fluidos tratados por cal hidratada) teor de caacutelcio e de magneacutesio a
concentraccedilatildeo de H2S e a concentraccedilatildeo de potaacutessio (testada nos fluidos inibidos por gesso)
Densidade
Os limites de variaccedilatildeo da densidade dos fluidos para perfurar uma determinada fase
satildeo definidos pela pressatildeo atuante no fluido que se encontra no espaccedilo poroso da rocha (limite
miacutenimo) e pela pressatildeo para qual a rocha se rompe (limite maacuteximo) das formaccedilotildees expostas
A baritina (BaSO4) tem o poder de aumentar a densidade de um fluido Este tem
densidade de 425 enquanto a densidade dos soacutelidos perfurados eacute em torno de 26 Para
reduzir a densidade dos fluidos agrave base de aacutegua dilui-se com aacutegua (densidade 100) ou oacuteleo
diesel (densidade 082)
Paracircmetros reoloacutegicos e forccedilas geacuteis
O comportamento do fluxo de um fluido eacute definido pelos paracircmetros reoloacutegicos Para
isto considera-se que o fluido eacute definido como um modelo reoloacutegico cujos paracircmetros vatildeo
influir diretamente no caacutelculo de perdas de cargas na tubulaccedilatildeo e velocidade de transporte dos
cascalhos
O controle de propriedades reoloacutegicas eacute de vital importacircncia nas operaccedilotildees de
perfuraccedilatildeo pois elas satildeo responsaacuteveis pela remoccedilatildeo dos cascalhos perfurados Aleacutem disso
influenciam no progresso da perfuraccedilatildeo que se chama de taxa de penetraccedilatildeo
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O descontrole dessa propriedade juntamente com o gel do fluido ocasiona problemas
seacuterios como Obstruccedilatildeo do anular formaccedilatildeo de fundo falso reduccedilatildeo de taxa de penetraccedilatildeo
alargamento do poccedilo prisatildeo da coluna perda de circulaccedilatildeo etc
Para os fluidos de perfuraccedilatildeo assume-se o modelo de Bingham o qual postula que
uma determinada tensatildeo deve ser aplicada para iniciar o fluxo (limite de escoamento) e acima
dessa tensatildeo o fluido se comporta como Newtoniano isto eacute Tensatildeo cisalhante (T)
proporcional a taxa de cisalhamento (TC)
Alguns fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo tixotroacutepicos isto eacute adquirem um estado semi-riacutegido
quando estatildeo em repouso e quando em movimentam apresentam fluidez A forccedila gel eacute um
paracircmetro de natureza reoloacutegica que indica o grau de gelificaccedilatildeo devido agrave interaccedilatildeo eleacutetrica
entre partiacuteculas dispersas
A forccedila gel inicial mede a resistecircncia inicial para colocar o fluido em fluxo A forccedila
gel final mede a resistecircncia do fluido para reiniciar o fluxo quando este fica um certo tempo
em repouso A diferenccedila entre elas indica o grau de tixotropia do fluido
Paracircmetros de filtraccedilatildeo
Devido agrave pressatildeo da coluna de fluido ter que ser maior que a pressatildeo de poro de
formaccedilatildeo para evitar o influxo dos fluidos contido nas rochas o fluido de perfuraccedilatildeo deveria
invadir continuamente as formaccedilotildees permeaacuteveis se natildeo houvesse o depoacutesito de um reboco
que eacute a capacidade do fluido de perfuraccedilatildeo em formar uma camada de partiacuteculas soacutelidas
uacutemidas sobre as rochas permeaacuteveis expostas pela broca e eacute de fundamental importacircncia para
o sucesso da perfuraccedilatildeo e da completaccedilatildeo do poccedilo
Quando existem partiacuteculas soacutelidas com dimensotildees adequadas a obstruccedilatildeo dos poros eacute
raacutepida e somente a fase liacutequida do fluido de perfuraccedilatildeo denominada filtrado invade a
formaccedilatildeo
O controle do filtrado torna-se criacutetico em casos de formaccedilotildees de folhelhos sensiacuteveis a
aacutegua esses folhelhos desenvolvem pressotildees devido ao inchamento pelo contato com a aacutegua
causando desmoronamento e alargamento do poccedilo Em formaccedilotildees permeaacuteveis o depoacutesito de
um reboco muito espesso causa reduccedilatildeo acentuada do diacircmetro do poccedilo aleacutem do que um
reboco espesso facilita a prisatildeo por pressatildeo diferencial
Para formar o reboco deve haver o influxo da fase liacutequida do fluido do poccedilo para a
formaccedilatildeo Este processo eacute conhecido como filtraccedilatildeo Eacute essencial que o fluido tenha uma
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fraccedilatildeo razoaacutevel de partiacuteculas com dimensotildees ligeiramente menores agraves dimensotildees dos poros
das rochas expostas
Quando existem partiacuteculas soacutelidas com dimensotildees adequadas a obstruccedilatildeo dos poros eacute
raacutepida e somente a fase liacutequida do fluido o filtrado invade a rocha
O filtrado e a espessura de reboco satildeo dois paracircmetros medidos rotineiramente para
definir o comportamento do fluido quanto agrave filtraccedilatildeo
Teor de soacutelidos
O teor de soacutelidos cujo valor deve ser mantido no miacutenimo possiacutevel eacute uma propriedade
que deve ser controlada com rigor porque o seu aumento implica aumento de vaacuterias outras
propriedades (densidade viscosidade e forccedila gel) aleacutem de aumentar a ocorrecircncia de
problemas como desgaste dos equipamentos de circulaccedilatildeo fratura das formaccedilotildees devido agrave
elevaccedilatildeo das pressotildees de bombeio ou hidrostaacutetica prisatildeo da coluna e reduccedilatildeo da taxa de
penetraccedilatildeo
O tratamento do fluido para reduzir o teor de soacutelidos pode ser preventivo ou corretivo
O tratamento preventivo consiste em inibir o fluido fiacutesico ou quimicamente evitando-se a
dispersatildeo dos soacutelidos perfurados No meacutetodo corretivo pode-se fazer uso de equipamentos
extratores de soacutelidos tais como tanques de decantaccedilatildeo peneiras hidrociclones e
centrifugadores ou diluir o fluido
Concentraccedilatildeo Hidrogeniocircnica ndash pH
O controle quiacutemico de alguns sistemas de fluido de perfuraccedilatildeo baseia-se na
determinaccedilatildeo do pH (pH=- log [H+] onde [H+] eacute a concentraccedilatildeo molar do iacuteon H+) O pH dos
fluidos de perfuraccedilatildeo eacute geralmente mantido no intervalo alcalino devido a fatores tais como
reduzir a taxa de corrosatildeo e aumentar a eficiecircncia dos dispersantes bem como aumentar o
rendimento das bentonitas
O pH dos fluidos de perfuraccedilatildeo tem que ser mantido na faixa de 7 a 10 com o intuito
de reduzir a taxa de corrosatildeo dos equipamentos e evitar a dispersatildeo das formaccedilotildees argilosas
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Alcalinidades
A alcalinidade eacute determinada por meacutetodos diretos de titulaccedilatildeo volumeacutetrica de
neutralizaccedilatildeo e esta leva em consideraccedilatildeo as espeacutecies carbonatos (CO3--) e bicarbonatos
HC03- dissolvidos no fluido aleacutem dos iacuteons hidroxilas (OH-) dissolvidos e natildeo dissolvidos
Se numa soluccedilatildeo aquosa (no caso o filtrado do fluido) houver apenas OH- entatildeo soacute se
mede Pf natildeo havendo C03-2 nem HC03
- a viragem do metilorange se daacute com a primeira gota
de soluccedilatildeo de H2S04 N50 A medida em que o Mf cresce tornando-se maior do que o Pf a
alcalinidade passa a ser devido a OH- + C03-2 a C03
-2 + HC03- e por fim somente a HC03
-
quando o Pf = O Entre o Pf = Mf e Pf = O vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser
deduzida cada uma sendo apropriada para fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
Esse teste identifica a alcalinidade parcial do filtrado alcalinidade da lama e
alcalinidade total do filtrado
Teor de cloretos ou salinidade
Este teste eacute feito por anaacutelise volumeacutetrica de precipitaccedilatildeo por titulaccedilatildeo dos iacuteons
cloretos
Os resultados obtidos com esses testes no campo satildeo utilizados para identificar o teor
salino da aacutegua de preparo do fluido controlar a salinidade de fluidos inibidos com sal
identificar influxos de aacutegua salgada e identificar a perfuraccedilatildeo de uma rocha ou domo salino
Teor de bentonita ou de soacutelidos ativos
O teste do azul de metileno ou MBT eacute uma anaacutelise volumeacutetrica por adsorccedilatildeo que serve
como inibidor da quantidade de soacutelidos ativos ou bentoniacuteticos no fluido de perfuraccedilatildeo Este
mede a capacidade de troca de caacutetion (CTC) das argilas e soacutelidos ativos presentes
24 Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
O fluido de perfuraccedilatildeo eacute classificado de acordo com a composiccedilatildeo baseado no
constituinte principal da fase contiacutenua ou dispersante e satildeo eles fluido a base de aacutegua fluidos
a base de oacuteleo e fluidos a base de ar ou de gaacutes neste relatoacuterio vamos nos deter ao fluido de
perfuraccedilatildeo base aacutegua que foi o trabalhado durante o estaacutegio
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Fluidos a base de aacutegua
A definiccedilatildeo de um fluido a base aacutegua considera principalmente a natureza da aacutegua e os
aditivos quiacutemicos empregados no preparo do fluido A proporccedilatildeo entre os componentes
baacutesicos e as interaccedilotildees entre eles provoca sensiacuteveis modificaccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido Consequumlentemente a composiccedilatildeo eacute o principal fator a considerar no
controle das suas propriedades
A aacutegua eacute a fase contiacutenua e o principal componente de qualquer fluido agrave base de aacutegua
podendo ser doce dura ou salgada A aacutegua doce natildeo precisa de tratamento preacutevio pois natildeo
afeta o desempenho dos aditivos empregados no preparo do fluido sua salinidade eacute inferior a
1000 ppm de NaCl equivalente
A aacutegua dura tem a presenccedila de sais de caacutelcio e magneacutesio dissolvido onde estes
apresentam concentraccedilotildees capazes de alterar o desempenho dos aditivos do fluido de
perfuraccedilatildeo
A aacutegua salgada possui salinidade superior a 1000 ppm de NaCl equivalente e pode ser
natural como a aacutegua do mar ou pode ser salgada com a adiccedilatildeo de sais como NaCl KCl ou
CaCl2 A aacutegua tem a funccedilatildeo de prover o meio de dispersatildeo para os mateacuterias coloidais estes
controlam a viscosidade limite de escoamento forccedilas geacuteis e filtrado em valores adequados
para conferir ao fluido uma boa taxa de remoccedilatildeo dos soacutelidos perfurados e capacidade de
estabilizaccedilatildeo das paredes do poccedilo
Os fatores a serem considerados na seleccedilatildeo da aacutegua de preparo satildeo disponibilidade
custo de transporte e de tratamento tipos de formaccedilotildees geoloacutegicas a serem perfuradas
produtos quiacutemicos que comporatildeo o fluido e equipamentos e teacutecnicas a serem usados na
avaliaccedilatildeo das formaccedilotildees
Os soacutelidos dispersos em meio aquoso podem ser ativos ou inertes Os soacutelidos ativos
satildeo materiais argilosos cuja funccedilatildeo principal eacute aumentar a viscosidade do fluido A argila
mais usada eacute a bentonita
Os soacutelidos inertes podem se originar da adiccedilatildeo de materiais industrializados ou de
detritos finos das rochas perfuradas O adensante baritina eacute o soacutelido inerte mais comuns dentre
os produtos comercializados Os soacutelidos inertes oriundos das rochas perfuradas satildeo areia silte
e calcaacuterio fino
Os produtos quiacutemicos a serem adicionados ao fluido podem ser
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bull alcalinizantes e controladores de pH como soda caacuteustica potassa caacuteustica e cal
hidratada
bull dispersantes como o lignossulfonato tanino lignito e fosfato
bull redutores de filtrado como amido
bull floculantes como a soda caacuteustica cal e cloreto de soacutedio
bull poliacutemeros de uso geral para viscosificar desflocular ou reduzir filtrado
bull surfactantes para emulsificar e reduzir a tensatildeo superficial
bull removedores de caacutelcio e magneacutesio como carbonato e bicarbonato de soacutedio
bull inibidores de formaccedilatildeo ativas como cloreto de potaacutessio soacutedio e caacutelcio
bull bactericidas como paraformaldeiacutedo composto organoclorados soda caacuteustica e
cal
Produtos quiacutemicos mais especiacuteficos como anticorrosivos traccediladores quiacutemicos
antiespumantes entre outros tambeacutem podem estar presentes
A Tabela 21 abaixo apresenta a composiccedilatildeo dos fluidos usado na Petrobraacutes (ATP-
ARGIP) com seus respectivos coacutedigos
COacuteDIGO Tipos de
Fluido COacuteDIGO Tipos de Fluido
1 Aacutegua do Mar 12 NaCl com Poliacrilamida
2 Convencional 13 Milk Mud
3 BTS 14 Espuma
4 Nativo 15 Convencional com Asfalto e
LCM
5 NaCl com Poliacutemeros
16 Base Oacuteleo Mineral
6 Base Cal 17 Especiais para alta
temperatura
7 Disperso 18 Biopoliacutemero Saturado
8 KCL com Poliacutemero 19 Catiocircnico
9 Saturado 20 KCl com Poliacrilamida
10 Aerado 21 Biopoliacutemero com Carbonato
11 Base Oacuteleo Diesel 22 Sinteacutetico (Eacutester ou Parafina)
Tabela 2 1 ndash Tipo de fluidos utilizados no ATPARG
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Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados Tipo 2 Aacutegua Industrial argila ativada e soda caacuteustica
Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e
calcaacuterio
Tipo 19 Aacutegua Industrial Oacutexido de Magneacutesio Goma Xantana CMC BBV ADS
Amido Comum Cloreto de soacutedio Poliacutemero Catiocircnico Calcaacuterio Fino Lubrificante Preventor
de enceramento e Bactericida
24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
O controle dos soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo eacute feito por um sistema de equipamentos
extratores buscando sempre manter o teor de soacutelidos adequados ao trabalho Quando estes
natildeo satildeo suficientes para esse controle a accedilatildeo corretiva implicaraacute num custo adicional pois
uma nova formulaccedilatildeo teraacute que ser feita ou seja um fluido novo seraacute misturado para diluiccedilatildeo
O natildeo uso dos equipamentos ou a natildeo correccedilatildeo do teor de soacutelidos implica na reduccedilatildeo da taxa
de penetraccedilatildeo problemas de ordem reoloacutegicas do fluido de perfuraccedilatildeo reboco de baixa
qualidade maior densidade equivalente de circulaccedilatildeo dano a formaccedilatildeo ameaccedila de prisatildeo da
coluna por diferencial de pressatildeo elevado desgaste de equipamentos grande volume de
resiacuteduos gerados e maior custo global
Existe algumas recomendaccedilotildees que se forem seguidas auxiliam na soluccedilatildeo de
problemas provocados por soacutelidos satildeo elas
Analisar os testes do fluido de perfuraccedilatildeo a fim de identificar a presenccedila de
um teor elevado de soacutelidos
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
eficientemente
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
em sequumlecircncia apropriada
Verificar se os equipamentos instalados na sonda tecircm capacidade suficiente
para remover soacutelidos numa taxa que permita trabalhar na faixa aceitaacutevel de teor
de soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo
Verificar qual o equipamento adicional necessaacuterio para resolver o problema
provocado pelo teor elevado de soacutelidos
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PEN
EIR
AS
KELLY (HASTE QUADRADA)
KATARINA
DESLIZADOR DE CASCALHOS
TUBOS PESADOS (HW)
PEN
EIR
AS
COMANDOS
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo da diluiccedilatildeo necessaacuteria para resolver o problema sem o uso
de equipamento adicional
Comparar os custos determinados em nos dois itens anteriores
Recomendar se necessaacuterio a instalaccedilatildeo de equipamento adicional extrator de
soacutelidos
Caso seja instalado um equipamento adicional de soacutelidos operaacute-lo por um
periacuteodo apropriado de tempo repetir os testes com o fluido de perfuraccedilatildeo e
avaliar a eficiecircncia do equipamento adicional instalado
25 Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de
perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
Peneiras Vibratoacuterias
A peneira vibratoacuteria eacute a primeira
barreira na retenccedilatildeo dos soacutelidos do fluido de
perfuraccedilatildeo que retorna durante a saiacuteda de
cada ciclo de circulaccedilatildeo Dessa etapa os
soacutelidos mais grosseiros satildeo retidos jaacute que eacute
mais faacutecil removecirc-los antes de passar pelos
hidrociclones e centrifugadores Ao lado
apresenta-se uma figura esquemaacutetica com o
percurso simplificado do fluido no poccedilo
quando se estaacute perfurando
Hidrociclones
A separaccedilatildeo dos soacutelidos ocorre da seguinte
forma o liacutequido contendo a fraccedilatildeo mais fina
de partiacuteculas menores eacute descarregado atraveacutes Figura 2 1-Ciclo simplificado de fluido de
perfuraccedilatildeo
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do tubo cilindro central (overflow) o liacutequido contendo os soacutelidos mais grossos eacute
descarregado pelo underflow
Os cones hoje satildeo feitos de poliuretano este material quando expostos a altas
temperaturas (150 e 175 ordm F) amolecem fazendo com que haja a necessidade de substituiacute-los
A viscosidade do fluido o teor de soacutelidos na alimentaccedilatildeo a pressatildeo disponiacutevel na
entrada do equipamento e o lay-out do percurso feito pelo fluido influencia de forma direta no
desempenho do equipamento
Quanto menor a viscosidade (dentro do possiacutevel) maior o desempenho do
hidrociclone
Uma grande concentraccedilatildeo de soacutelidos na alimentaccedilatildeo tem efeito negativo no
desempenho Com o hidrociclone trabalhando com descarga tipo ldquosprayrdquo o ponto de corte
meacutedio aumenta quando a carga de soacutelidos aumenta Quando a carga de soacutelidos ultrapassa o
ponto suportaacutevel pelo ldquounderflowrdquo o hidrociclone comeccedila a descarregar em ldquoforma de cordardquo
e o ponto de corte meacutedio aumenta drasticamente A pressatildeo recomendada pela maioria dos
fabricantes e fornecedores de hidrociclones jaacute estaacute otimizada A maioria dos hidrociclones no
campo requer de 70 a 80 peacutes de fluido de pressatildeo hidrostaacutetica Os hidrociclones utilizados nas
sondas satildeo chamados de desareadores e dessiltadores
Depuradores (MUD CLEANER)
Este eacute composto por hidrociclones em seacuterie com uma tela fina que permite recuperar
partiacuteculas e eacute usado com fluidos de perfuraccedilatildeo pesados As partiacuteculas soacutelidas que esse
equipamento remove satildeo maiores que a baritina Como ocorre no ciclone parte do material eacute
recuperada e parte eacute descartada o recuperado retorna ao fluido reduzindo custos
Monta-se uma cobertura onde a tela estaacute colocada fazendo com que todos os soacutelidos
descarregados pelos dessiltadores satildeo retornados para o sistema de circulaccedilatildeo No caso de
baritina ser adicionada ao fluido a cobertura daacute lugar a tela fina Esse equipamento reduz a
perda da baritina dos fluidos pesados no intuito de recuperar fluidos caros e reduzir descarte
de poluente ao meio ambiente
Decantador Centriacutefugo
A funccedilatildeo deste equipamento eacute separar soacutelidos de liacutequidos eacute formado por um tambor
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ciliacutendrico-cocircnico composto por uma seccedilatildeo cocircnica que origina a chamada ldquopraiardquo e uma ou
vaacuterios secccedilotildees ciliacutendricas conectadas que origina a ldquopiscinardquoUm parafuso transportador que
fica dentro do tambor rotativo
Eacute possiacutevel ajustar a profundidade do liacutequido no tambor o niacutevel da piscina teraacute um
efeito sobre a eficiecircncia de separaccedilatildeo pois ele afetaraacute as aacutereas secas e molhadas da praia bem
como a secagem dos soacutelidos e a habilidade fiacutesica do parafuso em transportar os soacutelidos para o
tambor
A medida do teor de areia num fluido nos daacute um paracircmetro de avaliaccedilatildeo dos
equipamentos extratores de soacutelidos da sonda e serve como uma medida de abrasividade do
fluido
CAPIacuteTULO 4
METODOLOGIA DE ANAacuteLISES
Metodologia de anaacutelise Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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4 - Metodologia de anaacutelise
O monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo eacute feito
de acordo com as metodologias descritas neste capiacutetulo Aqui seratildeo descritos os meacutetodos
fiacutesicos e quiacutemicos para anaacutelises de fluido de perfuraccedilatildeo base aacutegua
As anaacutelises que seratildeo descritas neste documento estatildeo de acordo com o Manual de
Laboratoacuterio de Fluido Programa de Trainees Petrobras ndash 2002 Quiacutemico de Petroacuteleo Junior
41 Meacutetodos Fiacutesicos
411 Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
Figura 4 1- Funil Marsh Fonte wwwfanncom
A Figura 41 mostra o funil Marsh que eacute um funil com as seguintes dimensotildees 1524
cm (6rdquo) de diacircmetro na parte superior 3048 cm (12rdquo) de altura A metade da abertura
superior eacute coberta por uma peneira de malha nordm 10 O orifiacutecio inferior tem 476 mm (316rdquo) de
diacircmetro interno e 508 cm (2rdquo) de comprimento A capacidade do funil ateacute a marca superior eacute
de 1500 cmsup3
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Se segura o funil em posiccedilatildeo vertical obstruindo o orifiacutecio de descarga com o dedo
indicador
bull verta-se atraveacutes da peneira a amostra de fluido tomada em qualquer ponto onde ela
esteja em agitaccedilatildeo ateacute que o niacutevel da mesma fique rente agrave parte inferior da tela da
peneira
bull imediatamente retira-se o dedo do tubo de descarga e com o auxiacutelio de um
cronocircmetro observa-se o tempo em segundos necessaacuterio para que escoe um (01) litro
de fluido para um recipiente graduado
bull a operaccedilatildeo deve ser raacutepida para minimizar erros
bull registra-se a ldquoViscosidaderdquo Marsh em segundos1000 cmsup3 de fluido
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Verifica-se a precisatildeo do funil Marsh com 1500 cmsup3 de aacutegua doce a 21ordmC O tempo de
escoamento de 1000 cmsup3 de aacutegua deve ser de 28 plusmn 05 segundos
412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
Figura 4 2- Medidor de areia Fonte wwwsolotestcombr
A Figura 42 mostra o conjunto que registra o conteuacutedo de areia presente no fluido
em percentagem volumeacutetrica composto por um tubo de vidro graduado em percentual
volumeacutetrico (0-20 v) um cilindro cocircnico um copo ciliacutendrico com uma tela de peneira
(malha 200 mesh)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Verta-se o fluido previamente passado atraveacutes da peneira do funil Marsh no tubo de
vidro graduado ateacute a marca indicada e depois se adiciona aacutegua ateacute a referecircncia
superior
bull obstrui-se a saiacuteda superior do tubo com o dedo e agita-se vigorosamente Em seguida
esvazia-se a amostra de fluido diluiacutedo atraveacutes da peneira lavando todo o resiacuteduo no
tubo com aacutegua Lava-se a areia retida na peneira ateacute eliminar os traccedilos de fluido
bull coloca-se o funil sobre a peneira e inverte-se o conjunto lentamente Faz-se retornar a
areia da peneira para o interior do tubo atraveacutes de jatos daacutegua
bull apoacutes a deposiccedilatildeo total da areia lecirc-se diretamente a percentagem em volume de areia
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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412 Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
Figura 4 3 - Balanccedila densimeacutetrica Fonte wwwfanncom
A Figura 43 apresenta a balanccedila utilizada para mediccedilatildeo de densidade de fluido de
perfuraccedilatildeo no campo O equipamento consiste de uma base e braccedilo graduado com copo para
amostra tampa fiel cursor e medidor de niacutevel Possui quatro escalas de leituras
Densidade 072 - 288
Massa Especiacutefica 6-24(lbmgal)
Massa Especiacutefica 45-180(lbmft3)
Gradiente Hidrostaacutetico 310-1250 (ldquopsirdquo1000ft)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Posiciona-se a base da balanccedila em uma superfiacutecie lisa e nivelada
bull enche totalmente o copo da balanccedila com o fluido a ser testado Se o copo inicialmente
estiver molhado despeje a primeira porccedilatildeo de fluido e volte a enchecirc-lo Deve ser eliminado as
bolhas de ar trapeadas no fluido Para tanto basta que se decircem alguns golpes no copo ateacute que
desapareccedilam
bull coloca-se a tampa enroscando-a com um leve movimento de rotaccedilatildeo ateacute que fique
firmemente assentado no copo certificando-se que uma pequena quantidade de fluido escape
pelo orifiacutecio de purgaccedilatildeo
bull lava-se e seca-se o exterior da balanccedila
bull coloca-se a balanccedila sobre a base e move-se o cursor ateacute que a bolha do niacutevel fique
centralizada
bull lecirc-se a massa especiacutefica eou densidade no lado do cursor que estiver mais proacuteximo do
copo coletor
bull Registra-se a leitura da massa especiacutefica em lbmgal ou de densidade com precisatildeo de
bull 005 ou 0005 respectivamente
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 28
CALIBRACcedilAtildeO
bull Deve ser feito a calibraccedilatildeo do equipamento frequentemente com aacutegua doce ateacute 21ordmC
que deveraacute dar uma leitura de densidade igual a 100 A afericcedilatildeo se faz retirando ou colocando
esferas de chumbo no depoacutesito especial que existe na extremidade do braccedilo da balanccedila
414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
Figura 4 4 Filtro-prensa BTBP Fonte wwwfanncom
O equipamento consiste de um reservatoacuterio de fluido com capacidade aproximada de
400 cmsup3 um meio filtrante (Papel de filtro Whatman nordm 50 de 9 cm ou similar) um coletor de
filtrado (proveta graduada) e uma fonte de pressatildeo (cilindro contendo N2 ou CO2) O
reservatoacuterio eacute constituiacutedo por uma ceacutelula tampa superior fixada atraveacutes de uma prensa
gaxetas tela e uma base A aacuterea exposta a filtraccedilatildeo eacute de 7 polsup2 O controle de pressatildeo eacute
efetuado por uma vaacutelvula com registro (manocircmetro) A despressurizaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de
uma vaacutelvula de escape
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Assegura-se que todas as partes do filtro estejam limpas e secas e que as gaxetas natildeo
estejam gastas ou deformadas
bull monta-se todas as peccedilas da ceacutelula a base uma gaxeta a tela o papel-filtro outra
gaxeta e o corpo da ceacutelula
bull preenche-se filtro com fluido ateacute um centiacutemetro da borda superior da ceacutelula e coloca-
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 29
se o conjunto sobre o suporte central Assegura-se que a tampa superior da ceacutelula tenha a sua
gaxeta e tampa-se a ceacutelula apertando-a com o parafuso
bull com uma proveta graduada recolhe-se o filtrado na saiacuteda da ceacutelula
bull fecha-se a vaacutelvula de escape e ajusta-se o regulador de pressatildeo ateacute obter 100 psi em 30
segundos no maacuteximo Marca-se o tempo e apoacutes 30 minutos mede-se o volume de filtrado na
proveta Fecha-se a fonte de pressatildeo Elimina-se o gaacutes confinado na ceacutelula atraveacutes da vaacutelvula
de escape cuidadosamente
bull retira-se a ceacutelula do suporte despeja o fluido desarma a ceacutelula recolhe-se o pepal de
filtro com o reboco lave o mesmo com um leve jato de aacutegua e mede-se a sua espessura em
132rdquo
bull registra-se o volume de filtrado em cmsup3 com aproximaccedilatildeo de 01 cmsup3
bull registra-se a espessura do reboco em 132rdquo com aproximaccedilatildeo de 164rdquo
CALIBRACcedilAtildeO
bull Eacute necessaacuterio verificar com frequumlecircncia a exatidatildeo dos manocircmetros
415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
Figura 4 5 ndash Retorta Fonte wwwfanncom A Retorta mostrada na Figura 55 destina-se a determinaccedilatildeo dos teores de soacutelidos e
liacutequidos existentes num fluido atraveacutes da destilaccedilatildeo de uma amostra do mesmo Eacute constituiacutedo
de um copo para amostra com capacidade de 10 cmsup3 uma cacircmara de aquecimento um forno e
um condensador O destilado eacute coletado numa proveta graduada A retorta eacute regulada por um
termostato que permite manter com seguranccedila a temperatura necessaacuteria para completa
destilaccedilatildeo da amostra de fluido
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Retira-se a retorta do bloco isolante Usando a espaacutetula como desarmadordesenrosca-
se o depoacutesito de fluido da retorta
bull introduz-se uma palha de accedilo na cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se o depoacutesito com o fluido a ser testado e coloca-se a tampa de afericcedilatildeo no
depoacutesito de fluido
bull limpa-se bem a tampa a rosca e o corpo externo do depoacutesito sem derramar o fluido
bull enrosca-se o depoacutesito na parte inferior da cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se a retorta na cacircmara isolante e fecha-se a tampa da cacircmara isolante
bull coloca-se a proveta graduada sob a descarga do condensador
bull por meio de fio eleacutetrico liga-se o aparelho a uma tomada de 115 volts CA e fecha-se
o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute acender
bull o tempo de destilaccedilatildeo eacute de 35 minutos
bull abre-se o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute apagar
bull deixa-se a retorta esfriar por 10 min Apoacutes isso retira-se a proveta e faz as leituras
correspondentes aos volumes de aacutegua e oacuteleo recuperados na proveta graduada
Os resultados satildeo obtidos em aacutegua = Volume de aacutegua x 10
oacuteleo = Volume de oacuteleo x 10
soacutelidos = 100-( aacutegua + oacuteleo)
416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
Figura 4 6 - Viscosiacutemetro rotativo de cilindros co-axiais Fann mod 35-a Fonte wwwfanncom
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A Figura 46 mostra um aparelho projetado para medir propriedades reoloacutegicas e
gelificantes de liacutequidos Este modelo possui 6 (seis) velocidades e eacute usado tanto em
laboratoacuterio como em sondas de exploraccedilatildeo Possui um motor 50 Hz e 115 volts uma
combinaccedilatildeo rotor-bob-mola de torccedilatildeo que permite medidas de taxa de cisalhamento da ordem
de 511 a 1022 s-1 e tensatildeo de cisalhamento da ordem de zero a 1533 dynascmsup2 Outras
combinaccedilotildees permitem avaliaccedilotildees da ordem de 0707 a 3252 s-1 e de zero a 131520
dynascmsup2 de taxa de deformaccedilatildeo e tensatildeo de cisalhamento respectivamente
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Agita-se o fluido a ser testado no misturador Beach durante 5 min em velocidade alta
(18000 RPM)
bull coloca-se o fluido no copo do viscosiacutemetro ateacute a sua marca e posiciona-se o mesmo na
base do equipamento Eleva-se o copo ateacute que o niacutevel do fluido coincida com a marca no rotor
e fixa-se com o parafuso
bull liga-se o motor acionando o interruptor para a posiccedilatildeo HIGH e certifica-se que o
seletor de engrenagens esteja na posiccedilatildeo inferior
bull faz-se a leitura que corresponde a 600 RPM apoacutes 1 min de operaccedilatildeo
bull procede-se conforme diagrama na parte superior do equipamento para seleccedilatildeo de
velocidades e registra-se os valores de deflexatildeo apoacutes 1 min de agitaccedilatildeo para 300 200 100 6
e 3 RPM
bull coloca-se o equipamento a 600 RPM por 2 minutos Imediatamente muda-se a
velocidade para 3 RPM desliga-se o motor e apoacutes 10 segundos de repouso liga-se o aparelho
a 3 RPM ao mesmo tempo em que observa-se o ponto maacuteximo atingido pela escala valor este
denominado forccedila gel inicial
bull repere-se os dois uacuteltimos itens entretanto para um tempo de repouso de 10 min A
deflexatildeo maacutexima obtida para esta nova condiccedilatildeo eacute denominada forccedila gel final
bull registra-se os valores das deflexotildees em graus para cada velocidade do equipamento
bull registra-se os valores das forccedilas geacuteis em aproximadamente 100 lbfpesup2 seguindo o
procedimento anteriormente descrito
CALIBRACcedilAtildeO
bull O aparelho deve ser calibrado periodicamente empregando-se uma mistura de
glicerina e aacutegua pura na temperatura ambiente ou atraveacutes do calibrador mecacircnico
padronizado
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
421 - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR MATERIAIS
Jogo de papel indicador com escala de cores variadas para comparaccedilatildeo PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Toma-se um papel indicador com escala apropriada
bull posiciona-se o papel na superfiacutecie do fluido ou umedece o mesmo com uma gota do
filtrado do fluido
bull apoacutes um minuto aproximadamente a tira de papel deveraacute ter mudado de cor afetada
pela alcalinidade do fluido ou do filtrado
bull compara-se a cor do papel indicador com a carta colorimeacutetrica correspondente
bull se a cor natildeo corresponder agrave escala calorimeacutetrica da seacuterie escolhida dever-se-aacute repetir a
operaccedilatildeo com outra seacuterie
bull registre-se o pH aproximado a 05 ou a 02 unidades conforme a escala do papel
indicador usado
Nota O papel indicador daacute resultados falsos em fluidos com alta concentraccedilatildeo de sal Para
este caso utiliza-se o meacutetodo potenciomeacutetrico quando o fluido contiver mais de 10000 ppm
Cl
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf (Fluidos agrave Base Aacutegua) A alcalinidade de um filtrado agrave base de aacutegua ou de uma aacutegua proveacutem de um ou mais
dos seguintes agentes quiacutemicos
I ndash HO- - Hidroacutexido
II ndash CO3= - Carbonato
III - CO3H- - Bicarbonato ( Borato + Silicato etc)
A medida da alcalinidade pelo pH fornece as concentraccedilotildees dos sais dissolvidos poreacutem
natildeo indica quanto de cada um dos radicais acima Para isso recorre-se agrave titulaccedilatildeo com o aacutecido
sulfuacuterico em meio contendo um indicador apropriado Para a aacutegua incolor os indicadores satildeo
fenolftaleiacutena e metilorange se a aacutegua ou filtrado estiver corado por exemplo devido a
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lignossulfonato utiliza-se o azul de bromofenol em lugar de metilorange em uacuteltimo caso
usa-se o vermelho de metila em lugar dele
TIPOS DE ALCALINIDADES
Na praacutetica determinam-se as seguintes alcalinidades
I ndash do filtrado agrave fenolftaleiacutena ndash Pf
II ndash do filtrado ao metilorange ndash Mf
III ndash do fluido agrave fenolftaleiacutena ndash Pm
Se numa aacutegua houver apenas HO- entatildeo soacute se mede Pf natildeo havendo CO3= nem
CO3H- a viragem ao metilorange se daacute com a primeira gota de soluccedilatildeo de H2SO4 N50 A
medida que o Mf cresce tornando-se maior que o Pf a alcalinidade passa a ser devida a HO- +
CO3= a CO3
= + CO3H- e por fim somente a CO3H- quando o Pf =0 Entre o Pf =Mf e Pf =0
vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser deduzidas cada uma sendo apropriada para
fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
As concentraccedilotildees desses radicais satildeo expressos em epm (equivalentes partes por
milhatildeo) ppm mgl e em gl conforme a conveniecircncia As alcalinidades geralmente satildeo
expressas em epm usando-se caacutelcio como termo de comparaccedilatildeo de equivalecircncia O peso
atocircmico dele eacute 40 molg e o valor absoluto de sua valecircncia eacute 2 Em termos de valecircncias 1Ca++
= 2HO- 1Ca++ = 1 CO3 1Ca++ = 2CO3H- por conseguinte o equivalente de HO- em Ca++ eacute
20 o equivalente de CO3= em Ca++ eacute 40 etc
As combinaccedilotildees possiacuteveis entre Pf e Mf estatildeo no quadro 1 Os caacutelculos podem ser
efetuados utilizando as foacutermulas contidas no quadro 2
Resultados de
Medidas Interpretaccedilatildeo
HO- CO3= CO3H-
Pf = Mf Pf 0 0
Pf lt 12 Mf 0 2Pf Mf - 2Pf
Pf = 12 Mf 0 2Pf 0
Pf gt 12 Mf 2Pf - Mf 2(Mf - Pf ) 0
Pf = 0 0 0 Mf
Quadro 1 As foacutermulas apresentadas no quadro 2 satildeo baseadas em que
bull 1 epm HO- = 17 ppm HO-
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bull 1 epm CO3= = 30 ppm CO3
=
bull 1 epm CO3H- =61 ppm CO3H-
e nas equivalecircncias estequiomeacutetricas entre Ca++ HO- CO3= e CO3H- anteriormente
apresentadas
Resultados Iacuteon Alcalinidade epm Ppm
Pf = Mf HO- Pf 20Pf 340Pf
Pf lt 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
CO3- Mf - 2Pf 20(Mf - 2Pf) 1200(Mf - 2Pf)
Pf = 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
Pf gt 12 Mf HO- 2Pf - Mf 20(2Pf - Mf) 340(2Pf - Mf)
CO3= 2(Mf - Pf) 40(Mf - Pf) 1200(Mf - Pf)
Pf = 0 CO3H- Mf 20 Mf 1200 Mf
MATERIAIS
bull Caacutepsula de porcelana de 250 cm3
bull 2 pipetas graduadas uma de 1 cm3 e outra de 10 cm3
bull Agitador de vidro
bull Bureta
bull Soluccedilatildeo de H2SO4 N50
bull Soluccedilatildeo indicadora de fenolftaleiacutena
PROCEDIMENTO
bull Meccedila 1 cm3 de fluido e coloque-o em uma caacutepsula
bull Dilua com 50 cm3 de aacutegua destilada
bull Adicione 3 gotas de fenolftaleiacutena
bull Titule com soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 rapidamente
bull Agite continuamente ateacute que a cor da amostra passe do vermelho agrave cor original do
fluido
bull Ao volume da soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 em cm3 se chama alcalinidade do
fluido (Pm)
bull A alcalinidade do filtrado (Pf) se determina seguindo-se o processo anterior tomando-
se 1 cm3 de filtrado
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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A determinaccedilatildeo de ldquoMfrdquo Alcalinidade do filtrado ao metilorange seraacute feita do seguinte modo
bull Determinado o Pf adicionar agrave soluccedilatildeo 2 a 3 gotas de soluccedilatildeo de metilorange
bull Continuar a titulaccedilatildeo anterior com a soluccedilatildeo de H2SO4 N50 ateacute viragem do amarelo-
alaranjado para o roacuteseo
bull Anotar o volume Vt de soluccedilatildeo de aacutecido gasto na titulaccedilatildeo Vt em cm3
bull Calcular o Mf como segue
bull Mf =Vt cm3 de H2SO4 N50
NOTAS
1 ndash Se o filtrado se apresentar corado devido por exemplo a tanino a viragem em ambas as
determinaccedilotildees pode ser afetada particularmente no caso do metilorange Neste caso a
determinaccedilatildeo do ponto final poderaacute ser efetuada com um potenciocircmetro O ponto final para a
determinaccedilatildeo da alcalinidade Pf eacute tomado quando o potenciocircmetro acusar o pH 83 para o
valor de Mf quando acusar o pH 43
2 ndash Em lugar do metilorange como indicador para determinaccedilatildeo do Mf podem ser usados
21 ndash azul de bromo-fenol a 01 em aacutegua destilada
22 - indicador misto cuja composiccedilatildeo eacute a seguinte
bull Vermelho de metila002 g
bull Verde de bromo-cresol010 g
bull Aacutelcool qsp1000 cm3
Com estes indicadores a viragem eacute niacutetida pelo que dispensa o uso do potenciocircmetro
A restriccedilatildeo que se faz eacute que estes indicadores satildeo oxidaacuteveis em presenccedila de certas
substacircncias tal como o aacutecido niacutetrico
Registrar-se as alcalinidades Pf e Pm em cm3 de H2SO4 N50
PREPARO DE SOLUCcedilOtildeES E REATIVOS
Soluccedilatildeo titulada de aacutecido sulfuacuterico N50 Toma-se 12 cm3 de aacutecido sulfuacuterico concentrado e o
dilui em matraz aferido (recipiente de vidro com um gargalo muito estreito e com marca de
afericcedilatildeo) de 2000 cm3 com aacutegua destilada Em seguida titula-se com uma soluccedilatildeo de NaOH
01N usando fenolftaleiacutena como indicador
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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Soluccedilatildeo Indicadora de Fenolftaleiacutena
Pesa-se 04g de fenolftaleiacutena qp Em seguida dissolve-
se em 60 cm3 de aacutelcool etiacutelico a 95 diluindo-se ateacute 100 cm3 com aacutegua destilada Filtra-se se
formar resiacuteduo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 37
CAPIacuteTULO 6
CONCLUSAtildeO
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 14
23 Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
As propriedades de controle dos fluidos podem ser fiacutesicas ou quiacutemicas As fiacutesicas satildeo
mais geneacutericas ou seja satildeo vaacutelidas para qualquer tipo de fluido Jaacute as quiacutemicas satildeo
especiacuteficas para cada tipo de fluido
As propriedades fiacutesicas mais importantes e frequumlentemente medidas nas sondas satildeo as
densidades os paracircmetros reoloacutegicos as forccedilas geacuteis (inicial e final) os paracircmetros de
filtraccedilatildeo e teor de soacutelidos
As propriedades quiacutemicas mais frequumlentemente determinadas nos laboratoacuterios das
sondas satildeo o pH os teores de cloreto e de bentonita e a alcalinidade O excesso de cal
(determinada nos fluidos tratados por cal hidratada) teor de caacutelcio e de magneacutesio a
concentraccedilatildeo de H2S e a concentraccedilatildeo de potaacutessio (testada nos fluidos inibidos por gesso)
Densidade
Os limites de variaccedilatildeo da densidade dos fluidos para perfurar uma determinada fase
satildeo definidos pela pressatildeo atuante no fluido que se encontra no espaccedilo poroso da rocha (limite
miacutenimo) e pela pressatildeo para qual a rocha se rompe (limite maacuteximo) das formaccedilotildees expostas
A baritina (BaSO4) tem o poder de aumentar a densidade de um fluido Este tem
densidade de 425 enquanto a densidade dos soacutelidos perfurados eacute em torno de 26 Para
reduzir a densidade dos fluidos agrave base de aacutegua dilui-se com aacutegua (densidade 100) ou oacuteleo
diesel (densidade 082)
Paracircmetros reoloacutegicos e forccedilas geacuteis
O comportamento do fluxo de um fluido eacute definido pelos paracircmetros reoloacutegicos Para
isto considera-se que o fluido eacute definido como um modelo reoloacutegico cujos paracircmetros vatildeo
influir diretamente no caacutelculo de perdas de cargas na tubulaccedilatildeo e velocidade de transporte dos
cascalhos
O controle de propriedades reoloacutegicas eacute de vital importacircncia nas operaccedilotildees de
perfuraccedilatildeo pois elas satildeo responsaacuteveis pela remoccedilatildeo dos cascalhos perfurados Aleacutem disso
influenciam no progresso da perfuraccedilatildeo que se chama de taxa de penetraccedilatildeo
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 15
O descontrole dessa propriedade juntamente com o gel do fluido ocasiona problemas
seacuterios como Obstruccedilatildeo do anular formaccedilatildeo de fundo falso reduccedilatildeo de taxa de penetraccedilatildeo
alargamento do poccedilo prisatildeo da coluna perda de circulaccedilatildeo etc
Para os fluidos de perfuraccedilatildeo assume-se o modelo de Bingham o qual postula que
uma determinada tensatildeo deve ser aplicada para iniciar o fluxo (limite de escoamento) e acima
dessa tensatildeo o fluido se comporta como Newtoniano isto eacute Tensatildeo cisalhante (T)
proporcional a taxa de cisalhamento (TC)
Alguns fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo tixotroacutepicos isto eacute adquirem um estado semi-riacutegido
quando estatildeo em repouso e quando em movimentam apresentam fluidez A forccedila gel eacute um
paracircmetro de natureza reoloacutegica que indica o grau de gelificaccedilatildeo devido agrave interaccedilatildeo eleacutetrica
entre partiacuteculas dispersas
A forccedila gel inicial mede a resistecircncia inicial para colocar o fluido em fluxo A forccedila
gel final mede a resistecircncia do fluido para reiniciar o fluxo quando este fica um certo tempo
em repouso A diferenccedila entre elas indica o grau de tixotropia do fluido
Paracircmetros de filtraccedilatildeo
Devido agrave pressatildeo da coluna de fluido ter que ser maior que a pressatildeo de poro de
formaccedilatildeo para evitar o influxo dos fluidos contido nas rochas o fluido de perfuraccedilatildeo deveria
invadir continuamente as formaccedilotildees permeaacuteveis se natildeo houvesse o depoacutesito de um reboco
que eacute a capacidade do fluido de perfuraccedilatildeo em formar uma camada de partiacuteculas soacutelidas
uacutemidas sobre as rochas permeaacuteveis expostas pela broca e eacute de fundamental importacircncia para
o sucesso da perfuraccedilatildeo e da completaccedilatildeo do poccedilo
Quando existem partiacuteculas soacutelidas com dimensotildees adequadas a obstruccedilatildeo dos poros eacute
raacutepida e somente a fase liacutequida do fluido de perfuraccedilatildeo denominada filtrado invade a
formaccedilatildeo
O controle do filtrado torna-se criacutetico em casos de formaccedilotildees de folhelhos sensiacuteveis a
aacutegua esses folhelhos desenvolvem pressotildees devido ao inchamento pelo contato com a aacutegua
causando desmoronamento e alargamento do poccedilo Em formaccedilotildees permeaacuteveis o depoacutesito de
um reboco muito espesso causa reduccedilatildeo acentuada do diacircmetro do poccedilo aleacutem do que um
reboco espesso facilita a prisatildeo por pressatildeo diferencial
Para formar o reboco deve haver o influxo da fase liacutequida do fluido do poccedilo para a
formaccedilatildeo Este processo eacute conhecido como filtraccedilatildeo Eacute essencial que o fluido tenha uma
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 16
fraccedilatildeo razoaacutevel de partiacuteculas com dimensotildees ligeiramente menores agraves dimensotildees dos poros
das rochas expostas
Quando existem partiacuteculas soacutelidas com dimensotildees adequadas a obstruccedilatildeo dos poros eacute
raacutepida e somente a fase liacutequida do fluido o filtrado invade a rocha
O filtrado e a espessura de reboco satildeo dois paracircmetros medidos rotineiramente para
definir o comportamento do fluido quanto agrave filtraccedilatildeo
Teor de soacutelidos
O teor de soacutelidos cujo valor deve ser mantido no miacutenimo possiacutevel eacute uma propriedade
que deve ser controlada com rigor porque o seu aumento implica aumento de vaacuterias outras
propriedades (densidade viscosidade e forccedila gel) aleacutem de aumentar a ocorrecircncia de
problemas como desgaste dos equipamentos de circulaccedilatildeo fratura das formaccedilotildees devido agrave
elevaccedilatildeo das pressotildees de bombeio ou hidrostaacutetica prisatildeo da coluna e reduccedilatildeo da taxa de
penetraccedilatildeo
O tratamento do fluido para reduzir o teor de soacutelidos pode ser preventivo ou corretivo
O tratamento preventivo consiste em inibir o fluido fiacutesico ou quimicamente evitando-se a
dispersatildeo dos soacutelidos perfurados No meacutetodo corretivo pode-se fazer uso de equipamentos
extratores de soacutelidos tais como tanques de decantaccedilatildeo peneiras hidrociclones e
centrifugadores ou diluir o fluido
Concentraccedilatildeo Hidrogeniocircnica ndash pH
O controle quiacutemico de alguns sistemas de fluido de perfuraccedilatildeo baseia-se na
determinaccedilatildeo do pH (pH=- log [H+] onde [H+] eacute a concentraccedilatildeo molar do iacuteon H+) O pH dos
fluidos de perfuraccedilatildeo eacute geralmente mantido no intervalo alcalino devido a fatores tais como
reduzir a taxa de corrosatildeo e aumentar a eficiecircncia dos dispersantes bem como aumentar o
rendimento das bentonitas
O pH dos fluidos de perfuraccedilatildeo tem que ser mantido na faixa de 7 a 10 com o intuito
de reduzir a taxa de corrosatildeo dos equipamentos e evitar a dispersatildeo das formaccedilotildees argilosas
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 17
Alcalinidades
A alcalinidade eacute determinada por meacutetodos diretos de titulaccedilatildeo volumeacutetrica de
neutralizaccedilatildeo e esta leva em consideraccedilatildeo as espeacutecies carbonatos (CO3--) e bicarbonatos
HC03- dissolvidos no fluido aleacutem dos iacuteons hidroxilas (OH-) dissolvidos e natildeo dissolvidos
Se numa soluccedilatildeo aquosa (no caso o filtrado do fluido) houver apenas OH- entatildeo soacute se
mede Pf natildeo havendo C03-2 nem HC03
- a viragem do metilorange se daacute com a primeira gota
de soluccedilatildeo de H2S04 N50 A medida em que o Mf cresce tornando-se maior do que o Pf a
alcalinidade passa a ser devido a OH- + C03-2 a C03
-2 + HC03- e por fim somente a HC03
-
quando o Pf = O Entre o Pf = Mf e Pf = O vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser
deduzida cada uma sendo apropriada para fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
Esse teste identifica a alcalinidade parcial do filtrado alcalinidade da lama e
alcalinidade total do filtrado
Teor de cloretos ou salinidade
Este teste eacute feito por anaacutelise volumeacutetrica de precipitaccedilatildeo por titulaccedilatildeo dos iacuteons
cloretos
Os resultados obtidos com esses testes no campo satildeo utilizados para identificar o teor
salino da aacutegua de preparo do fluido controlar a salinidade de fluidos inibidos com sal
identificar influxos de aacutegua salgada e identificar a perfuraccedilatildeo de uma rocha ou domo salino
Teor de bentonita ou de soacutelidos ativos
O teste do azul de metileno ou MBT eacute uma anaacutelise volumeacutetrica por adsorccedilatildeo que serve
como inibidor da quantidade de soacutelidos ativos ou bentoniacuteticos no fluido de perfuraccedilatildeo Este
mede a capacidade de troca de caacutetion (CTC) das argilas e soacutelidos ativos presentes
24 Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
O fluido de perfuraccedilatildeo eacute classificado de acordo com a composiccedilatildeo baseado no
constituinte principal da fase contiacutenua ou dispersante e satildeo eles fluido a base de aacutegua fluidos
a base de oacuteleo e fluidos a base de ar ou de gaacutes neste relatoacuterio vamos nos deter ao fluido de
perfuraccedilatildeo base aacutegua que foi o trabalhado durante o estaacutegio
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 18
Fluidos a base de aacutegua
A definiccedilatildeo de um fluido a base aacutegua considera principalmente a natureza da aacutegua e os
aditivos quiacutemicos empregados no preparo do fluido A proporccedilatildeo entre os componentes
baacutesicos e as interaccedilotildees entre eles provoca sensiacuteveis modificaccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido Consequumlentemente a composiccedilatildeo eacute o principal fator a considerar no
controle das suas propriedades
A aacutegua eacute a fase contiacutenua e o principal componente de qualquer fluido agrave base de aacutegua
podendo ser doce dura ou salgada A aacutegua doce natildeo precisa de tratamento preacutevio pois natildeo
afeta o desempenho dos aditivos empregados no preparo do fluido sua salinidade eacute inferior a
1000 ppm de NaCl equivalente
A aacutegua dura tem a presenccedila de sais de caacutelcio e magneacutesio dissolvido onde estes
apresentam concentraccedilotildees capazes de alterar o desempenho dos aditivos do fluido de
perfuraccedilatildeo
A aacutegua salgada possui salinidade superior a 1000 ppm de NaCl equivalente e pode ser
natural como a aacutegua do mar ou pode ser salgada com a adiccedilatildeo de sais como NaCl KCl ou
CaCl2 A aacutegua tem a funccedilatildeo de prover o meio de dispersatildeo para os mateacuterias coloidais estes
controlam a viscosidade limite de escoamento forccedilas geacuteis e filtrado em valores adequados
para conferir ao fluido uma boa taxa de remoccedilatildeo dos soacutelidos perfurados e capacidade de
estabilizaccedilatildeo das paredes do poccedilo
Os fatores a serem considerados na seleccedilatildeo da aacutegua de preparo satildeo disponibilidade
custo de transporte e de tratamento tipos de formaccedilotildees geoloacutegicas a serem perfuradas
produtos quiacutemicos que comporatildeo o fluido e equipamentos e teacutecnicas a serem usados na
avaliaccedilatildeo das formaccedilotildees
Os soacutelidos dispersos em meio aquoso podem ser ativos ou inertes Os soacutelidos ativos
satildeo materiais argilosos cuja funccedilatildeo principal eacute aumentar a viscosidade do fluido A argila
mais usada eacute a bentonita
Os soacutelidos inertes podem se originar da adiccedilatildeo de materiais industrializados ou de
detritos finos das rochas perfuradas O adensante baritina eacute o soacutelido inerte mais comuns dentre
os produtos comercializados Os soacutelidos inertes oriundos das rochas perfuradas satildeo areia silte
e calcaacuterio fino
Os produtos quiacutemicos a serem adicionados ao fluido podem ser
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 19
bull alcalinizantes e controladores de pH como soda caacuteustica potassa caacuteustica e cal
hidratada
bull dispersantes como o lignossulfonato tanino lignito e fosfato
bull redutores de filtrado como amido
bull floculantes como a soda caacuteustica cal e cloreto de soacutedio
bull poliacutemeros de uso geral para viscosificar desflocular ou reduzir filtrado
bull surfactantes para emulsificar e reduzir a tensatildeo superficial
bull removedores de caacutelcio e magneacutesio como carbonato e bicarbonato de soacutedio
bull inibidores de formaccedilatildeo ativas como cloreto de potaacutessio soacutedio e caacutelcio
bull bactericidas como paraformaldeiacutedo composto organoclorados soda caacuteustica e
cal
Produtos quiacutemicos mais especiacuteficos como anticorrosivos traccediladores quiacutemicos
antiespumantes entre outros tambeacutem podem estar presentes
A Tabela 21 abaixo apresenta a composiccedilatildeo dos fluidos usado na Petrobraacutes (ATP-
ARGIP) com seus respectivos coacutedigos
COacuteDIGO Tipos de
Fluido COacuteDIGO Tipos de Fluido
1 Aacutegua do Mar 12 NaCl com Poliacrilamida
2 Convencional 13 Milk Mud
3 BTS 14 Espuma
4 Nativo 15 Convencional com Asfalto e
LCM
5 NaCl com Poliacutemeros
16 Base Oacuteleo Mineral
6 Base Cal 17 Especiais para alta
temperatura
7 Disperso 18 Biopoliacutemero Saturado
8 KCL com Poliacutemero 19 Catiocircnico
9 Saturado 20 KCl com Poliacrilamida
10 Aerado 21 Biopoliacutemero com Carbonato
11 Base Oacuteleo Diesel 22 Sinteacutetico (Eacutester ou Parafina)
Tabela 2 1 ndash Tipo de fluidos utilizados no ATPARG
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados Tipo 2 Aacutegua Industrial argila ativada e soda caacuteustica
Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e
calcaacuterio
Tipo 19 Aacutegua Industrial Oacutexido de Magneacutesio Goma Xantana CMC BBV ADS
Amido Comum Cloreto de soacutedio Poliacutemero Catiocircnico Calcaacuterio Fino Lubrificante Preventor
de enceramento e Bactericida
24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
O controle dos soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo eacute feito por um sistema de equipamentos
extratores buscando sempre manter o teor de soacutelidos adequados ao trabalho Quando estes
natildeo satildeo suficientes para esse controle a accedilatildeo corretiva implicaraacute num custo adicional pois
uma nova formulaccedilatildeo teraacute que ser feita ou seja um fluido novo seraacute misturado para diluiccedilatildeo
O natildeo uso dos equipamentos ou a natildeo correccedilatildeo do teor de soacutelidos implica na reduccedilatildeo da taxa
de penetraccedilatildeo problemas de ordem reoloacutegicas do fluido de perfuraccedilatildeo reboco de baixa
qualidade maior densidade equivalente de circulaccedilatildeo dano a formaccedilatildeo ameaccedila de prisatildeo da
coluna por diferencial de pressatildeo elevado desgaste de equipamentos grande volume de
resiacuteduos gerados e maior custo global
Existe algumas recomendaccedilotildees que se forem seguidas auxiliam na soluccedilatildeo de
problemas provocados por soacutelidos satildeo elas
Analisar os testes do fluido de perfuraccedilatildeo a fim de identificar a presenccedila de
um teor elevado de soacutelidos
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
eficientemente
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
em sequumlecircncia apropriada
Verificar se os equipamentos instalados na sonda tecircm capacidade suficiente
para remover soacutelidos numa taxa que permita trabalhar na faixa aceitaacutevel de teor
de soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo
Verificar qual o equipamento adicional necessaacuterio para resolver o problema
provocado pelo teor elevado de soacutelidos
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PEN
EIR
AS
KELLY (HASTE QUADRADA)
KATARINA
DESLIZADOR DE CASCALHOS
TUBOS PESADOS (HW)
PEN
EIR
AS
COMANDOS
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo da diluiccedilatildeo necessaacuteria para resolver o problema sem o uso
de equipamento adicional
Comparar os custos determinados em nos dois itens anteriores
Recomendar se necessaacuterio a instalaccedilatildeo de equipamento adicional extrator de
soacutelidos
Caso seja instalado um equipamento adicional de soacutelidos operaacute-lo por um
periacuteodo apropriado de tempo repetir os testes com o fluido de perfuraccedilatildeo e
avaliar a eficiecircncia do equipamento adicional instalado
25 Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de
perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
Peneiras Vibratoacuterias
A peneira vibratoacuteria eacute a primeira
barreira na retenccedilatildeo dos soacutelidos do fluido de
perfuraccedilatildeo que retorna durante a saiacuteda de
cada ciclo de circulaccedilatildeo Dessa etapa os
soacutelidos mais grosseiros satildeo retidos jaacute que eacute
mais faacutecil removecirc-los antes de passar pelos
hidrociclones e centrifugadores Ao lado
apresenta-se uma figura esquemaacutetica com o
percurso simplificado do fluido no poccedilo
quando se estaacute perfurando
Hidrociclones
A separaccedilatildeo dos soacutelidos ocorre da seguinte
forma o liacutequido contendo a fraccedilatildeo mais fina
de partiacuteculas menores eacute descarregado atraveacutes Figura 2 1-Ciclo simplificado de fluido de
perfuraccedilatildeo
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do tubo cilindro central (overflow) o liacutequido contendo os soacutelidos mais grossos eacute
descarregado pelo underflow
Os cones hoje satildeo feitos de poliuretano este material quando expostos a altas
temperaturas (150 e 175 ordm F) amolecem fazendo com que haja a necessidade de substituiacute-los
A viscosidade do fluido o teor de soacutelidos na alimentaccedilatildeo a pressatildeo disponiacutevel na
entrada do equipamento e o lay-out do percurso feito pelo fluido influencia de forma direta no
desempenho do equipamento
Quanto menor a viscosidade (dentro do possiacutevel) maior o desempenho do
hidrociclone
Uma grande concentraccedilatildeo de soacutelidos na alimentaccedilatildeo tem efeito negativo no
desempenho Com o hidrociclone trabalhando com descarga tipo ldquosprayrdquo o ponto de corte
meacutedio aumenta quando a carga de soacutelidos aumenta Quando a carga de soacutelidos ultrapassa o
ponto suportaacutevel pelo ldquounderflowrdquo o hidrociclone comeccedila a descarregar em ldquoforma de cordardquo
e o ponto de corte meacutedio aumenta drasticamente A pressatildeo recomendada pela maioria dos
fabricantes e fornecedores de hidrociclones jaacute estaacute otimizada A maioria dos hidrociclones no
campo requer de 70 a 80 peacutes de fluido de pressatildeo hidrostaacutetica Os hidrociclones utilizados nas
sondas satildeo chamados de desareadores e dessiltadores
Depuradores (MUD CLEANER)
Este eacute composto por hidrociclones em seacuterie com uma tela fina que permite recuperar
partiacuteculas e eacute usado com fluidos de perfuraccedilatildeo pesados As partiacuteculas soacutelidas que esse
equipamento remove satildeo maiores que a baritina Como ocorre no ciclone parte do material eacute
recuperada e parte eacute descartada o recuperado retorna ao fluido reduzindo custos
Monta-se uma cobertura onde a tela estaacute colocada fazendo com que todos os soacutelidos
descarregados pelos dessiltadores satildeo retornados para o sistema de circulaccedilatildeo No caso de
baritina ser adicionada ao fluido a cobertura daacute lugar a tela fina Esse equipamento reduz a
perda da baritina dos fluidos pesados no intuito de recuperar fluidos caros e reduzir descarte
de poluente ao meio ambiente
Decantador Centriacutefugo
A funccedilatildeo deste equipamento eacute separar soacutelidos de liacutequidos eacute formado por um tambor
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ciliacutendrico-cocircnico composto por uma seccedilatildeo cocircnica que origina a chamada ldquopraiardquo e uma ou
vaacuterios secccedilotildees ciliacutendricas conectadas que origina a ldquopiscinardquoUm parafuso transportador que
fica dentro do tambor rotativo
Eacute possiacutevel ajustar a profundidade do liacutequido no tambor o niacutevel da piscina teraacute um
efeito sobre a eficiecircncia de separaccedilatildeo pois ele afetaraacute as aacutereas secas e molhadas da praia bem
como a secagem dos soacutelidos e a habilidade fiacutesica do parafuso em transportar os soacutelidos para o
tambor
A medida do teor de areia num fluido nos daacute um paracircmetro de avaliaccedilatildeo dos
equipamentos extratores de soacutelidos da sonda e serve como uma medida de abrasividade do
fluido
CAPIacuteTULO 4
METODOLOGIA DE ANAacuteLISES
Metodologia de anaacutelise Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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4 - Metodologia de anaacutelise
O monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo eacute feito
de acordo com as metodologias descritas neste capiacutetulo Aqui seratildeo descritos os meacutetodos
fiacutesicos e quiacutemicos para anaacutelises de fluido de perfuraccedilatildeo base aacutegua
As anaacutelises que seratildeo descritas neste documento estatildeo de acordo com o Manual de
Laboratoacuterio de Fluido Programa de Trainees Petrobras ndash 2002 Quiacutemico de Petroacuteleo Junior
41 Meacutetodos Fiacutesicos
411 Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
Figura 4 1- Funil Marsh Fonte wwwfanncom
A Figura 41 mostra o funil Marsh que eacute um funil com as seguintes dimensotildees 1524
cm (6rdquo) de diacircmetro na parte superior 3048 cm (12rdquo) de altura A metade da abertura
superior eacute coberta por uma peneira de malha nordm 10 O orifiacutecio inferior tem 476 mm (316rdquo) de
diacircmetro interno e 508 cm (2rdquo) de comprimento A capacidade do funil ateacute a marca superior eacute
de 1500 cmsup3
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Se segura o funil em posiccedilatildeo vertical obstruindo o orifiacutecio de descarga com o dedo
indicador
bull verta-se atraveacutes da peneira a amostra de fluido tomada em qualquer ponto onde ela
esteja em agitaccedilatildeo ateacute que o niacutevel da mesma fique rente agrave parte inferior da tela da
peneira
bull imediatamente retira-se o dedo do tubo de descarga e com o auxiacutelio de um
cronocircmetro observa-se o tempo em segundos necessaacuterio para que escoe um (01) litro
de fluido para um recipiente graduado
bull a operaccedilatildeo deve ser raacutepida para minimizar erros
bull registra-se a ldquoViscosidaderdquo Marsh em segundos1000 cmsup3 de fluido
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Verifica-se a precisatildeo do funil Marsh com 1500 cmsup3 de aacutegua doce a 21ordmC O tempo de
escoamento de 1000 cmsup3 de aacutegua deve ser de 28 plusmn 05 segundos
412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
Figura 4 2- Medidor de areia Fonte wwwsolotestcombr
A Figura 42 mostra o conjunto que registra o conteuacutedo de areia presente no fluido
em percentagem volumeacutetrica composto por um tubo de vidro graduado em percentual
volumeacutetrico (0-20 v) um cilindro cocircnico um copo ciliacutendrico com uma tela de peneira
(malha 200 mesh)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Verta-se o fluido previamente passado atraveacutes da peneira do funil Marsh no tubo de
vidro graduado ateacute a marca indicada e depois se adiciona aacutegua ateacute a referecircncia
superior
bull obstrui-se a saiacuteda superior do tubo com o dedo e agita-se vigorosamente Em seguida
esvazia-se a amostra de fluido diluiacutedo atraveacutes da peneira lavando todo o resiacuteduo no
tubo com aacutegua Lava-se a areia retida na peneira ateacute eliminar os traccedilos de fluido
bull coloca-se o funil sobre a peneira e inverte-se o conjunto lentamente Faz-se retornar a
areia da peneira para o interior do tubo atraveacutes de jatos daacutegua
bull apoacutes a deposiccedilatildeo total da areia lecirc-se diretamente a percentagem em volume de areia
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412 Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
Figura 4 3 - Balanccedila densimeacutetrica Fonte wwwfanncom
A Figura 43 apresenta a balanccedila utilizada para mediccedilatildeo de densidade de fluido de
perfuraccedilatildeo no campo O equipamento consiste de uma base e braccedilo graduado com copo para
amostra tampa fiel cursor e medidor de niacutevel Possui quatro escalas de leituras
Densidade 072 - 288
Massa Especiacutefica 6-24(lbmgal)
Massa Especiacutefica 45-180(lbmft3)
Gradiente Hidrostaacutetico 310-1250 (ldquopsirdquo1000ft)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Posiciona-se a base da balanccedila em uma superfiacutecie lisa e nivelada
bull enche totalmente o copo da balanccedila com o fluido a ser testado Se o copo inicialmente
estiver molhado despeje a primeira porccedilatildeo de fluido e volte a enchecirc-lo Deve ser eliminado as
bolhas de ar trapeadas no fluido Para tanto basta que se decircem alguns golpes no copo ateacute que
desapareccedilam
bull coloca-se a tampa enroscando-a com um leve movimento de rotaccedilatildeo ateacute que fique
firmemente assentado no copo certificando-se que uma pequena quantidade de fluido escape
pelo orifiacutecio de purgaccedilatildeo
bull lava-se e seca-se o exterior da balanccedila
bull coloca-se a balanccedila sobre a base e move-se o cursor ateacute que a bolha do niacutevel fique
centralizada
bull lecirc-se a massa especiacutefica eou densidade no lado do cursor que estiver mais proacuteximo do
copo coletor
bull Registra-se a leitura da massa especiacutefica em lbmgal ou de densidade com precisatildeo de
bull 005 ou 0005 respectivamente
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Deve ser feito a calibraccedilatildeo do equipamento frequentemente com aacutegua doce ateacute 21ordmC
que deveraacute dar uma leitura de densidade igual a 100 A afericcedilatildeo se faz retirando ou colocando
esferas de chumbo no depoacutesito especial que existe na extremidade do braccedilo da balanccedila
414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
Figura 4 4 Filtro-prensa BTBP Fonte wwwfanncom
O equipamento consiste de um reservatoacuterio de fluido com capacidade aproximada de
400 cmsup3 um meio filtrante (Papel de filtro Whatman nordm 50 de 9 cm ou similar) um coletor de
filtrado (proveta graduada) e uma fonte de pressatildeo (cilindro contendo N2 ou CO2) O
reservatoacuterio eacute constituiacutedo por uma ceacutelula tampa superior fixada atraveacutes de uma prensa
gaxetas tela e uma base A aacuterea exposta a filtraccedilatildeo eacute de 7 polsup2 O controle de pressatildeo eacute
efetuado por uma vaacutelvula com registro (manocircmetro) A despressurizaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de
uma vaacutelvula de escape
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Assegura-se que todas as partes do filtro estejam limpas e secas e que as gaxetas natildeo
estejam gastas ou deformadas
bull monta-se todas as peccedilas da ceacutelula a base uma gaxeta a tela o papel-filtro outra
gaxeta e o corpo da ceacutelula
bull preenche-se filtro com fluido ateacute um centiacutemetro da borda superior da ceacutelula e coloca-
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se o conjunto sobre o suporte central Assegura-se que a tampa superior da ceacutelula tenha a sua
gaxeta e tampa-se a ceacutelula apertando-a com o parafuso
bull com uma proveta graduada recolhe-se o filtrado na saiacuteda da ceacutelula
bull fecha-se a vaacutelvula de escape e ajusta-se o regulador de pressatildeo ateacute obter 100 psi em 30
segundos no maacuteximo Marca-se o tempo e apoacutes 30 minutos mede-se o volume de filtrado na
proveta Fecha-se a fonte de pressatildeo Elimina-se o gaacutes confinado na ceacutelula atraveacutes da vaacutelvula
de escape cuidadosamente
bull retira-se a ceacutelula do suporte despeja o fluido desarma a ceacutelula recolhe-se o pepal de
filtro com o reboco lave o mesmo com um leve jato de aacutegua e mede-se a sua espessura em
132rdquo
bull registra-se o volume de filtrado em cmsup3 com aproximaccedilatildeo de 01 cmsup3
bull registra-se a espessura do reboco em 132rdquo com aproximaccedilatildeo de 164rdquo
CALIBRACcedilAtildeO
bull Eacute necessaacuterio verificar com frequumlecircncia a exatidatildeo dos manocircmetros
415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
Figura 4 5 ndash Retorta Fonte wwwfanncom A Retorta mostrada na Figura 55 destina-se a determinaccedilatildeo dos teores de soacutelidos e
liacutequidos existentes num fluido atraveacutes da destilaccedilatildeo de uma amostra do mesmo Eacute constituiacutedo
de um copo para amostra com capacidade de 10 cmsup3 uma cacircmara de aquecimento um forno e
um condensador O destilado eacute coletado numa proveta graduada A retorta eacute regulada por um
termostato que permite manter com seguranccedila a temperatura necessaacuteria para completa
destilaccedilatildeo da amostra de fluido
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PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Retira-se a retorta do bloco isolante Usando a espaacutetula como desarmadordesenrosca-
se o depoacutesito de fluido da retorta
bull introduz-se uma palha de accedilo na cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se o depoacutesito com o fluido a ser testado e coloca-se a tampa de afericcedilatildeo no
depoacutesito de fluido
bull limpa-se bem a tampa a rosca e o corpo externo do depoacutesito sem derramar o fluido
bull enrosca-se o depoacutesito na parte inferior da cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se a retorta na cacircmara isolante e fecha-se a tampa da cacircmara isolante
bull coloca-se a proveta graduada sob a descarga do condensador
bull por meio de fio eleacutetrico liga-se o aparelho a uma tomada de 115 volts CA e fecha-se
o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute acender
bull o tempo de destilaccedilatildeo eacute de 35 minutos
bull abre-se o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute apagar
bull deixa-se a retorta esfriar por 10 min Apoacutes isso retira-se a proveta e faz as leituras
correspondentes aos volumes de aacutegua e oacuteleo recuperados na proveta graduada
Os resultados satildeo obtidos em aacutegua = Volume de aacutegua x 10
oacuteleo = Volume de oacuteleo x 10
soacutelidos = 100-( aacutegua + oacuteleo)
416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
Figura 4 6 - Viscosiacutemetro rotativo de cilindros co-axiais Fann mod 35-a Fonte wwwfanncom
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A Figura 46 mostra um aparelho projetado para medir propriedades reoloacutegicas e
gelificantes de liacutequidos Este modelo possui 6 (seis) velocidades e eacute usado tanto em
laboratoacuterio como em sondas de exploraccedilatildeo Possui um motor 50 Hz e 115 volts uma
combinaccedilatildeo rotor-bob-mola de torccedilatildeo que permite medidas de taxa de cisalhamento da ordem
de 511 a 1022 s-1 e tensatildeo de cisalhamento da ordem de zero a 1533 dynascmsup2 Outras
combinaccedilotildees permitem avaliaccedilotildees da ordem de 0707 a 3252 s-1 e de zero a 131520
dynascmsup2 de taxa de deformaccedilatildeo e tensatildeo de cisalhamento respectivamente
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Agita-se o fluido a ser testado no misturador Beach durante 5 min em velocidade alta
(18000 RPM)
bull coloca-se o fluido no copo do viscosiacutemetro ateacute a sua marca e posiciona-se o mesmo na
base do equipamento Eleva-se o copo ateacute que o niacutevel do fluido coincida com a marca no rotor
e fixa-se com o parafuso
bull liga-se o motor acionando o interruptor para a posiccedilatildeo HIGH e certifica-se que o
seletor de engrenagens esteja na posiccedilatildeo inferior
bull faz-se a leitura que corresponde a 600 RPM apoacutes 1 min de operaccedilatildeo
bull procede-se conforme diagrama na parte superior do equipamento para seleccedilatildeo de
velocidades e registra-se os valores de deflexatildeo apoacutes 1 min de agitaccedilatildeo para 300 200 100 6
e 3 RPM
bull coloca-se o equipamento a 600 RPM por 2 minutos Imediatamente muda-se a
velocidade para 3 RPM desliga-se o motor e apoacutes 10 segundos de repouso liga-se o aparelho
a 3 RPM ao mesmo tempo em que observa-se o ponto maacuteximo atingido pela escala valor este
denominado forccedila gel inicial
bull repere-se os dois uacuteltimos itens entretanto para um tempo de repouso de 10 min A
deflexatildeo maacutexima obtida para esta nova condiccedilatildeo eacute denominada forccedila gel final
bull registra-se os valores das deflexotildees em graus para cada velocidade do equipamento
bull registra-se os valores das forccedilas geacuteis em aproximadamente 100 lbfpesup2 seguindo o
procedimento anteriormente descrito
CALIBRACcedilAtildeO
bull O aparelho deve ser calibrado periodicamente empregando-se uma mistura de
glicerina e aacutegua pura na temperatura ambiente ou atraveacutes do calibrador mecacircnico
padronizado
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42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
421 - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR MATERIAIS
Jogo de papel indicador com escala de cores variadas para comparaccedilatildeo PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Toma-se um papel indicador com escala apropriada
bull posiciona-se o papel na superfiacutecie do fluido ou umedece o mesmo com uma gota do
filtrado do fluido
bull apoacutes um minuto aproximadamente a tira de papel deveraacute ter mudado de cor afetada
pela alcalinidade do fluido ou do filtrado
bull compara-se a cor do papel indicador com a carta colorimeacutetrica correspondente
bull se a cor natildeo corresponder agrave escala calorimeacutetrica da seacuterie escolhida dever-se-aacute repetir a
operaccedilatildeo com outra seacuterie
bull registre-se o pH aproximado a 05 ou a 02 unidades conforme a escala do papel
indicador usado
Nota O papel indicador daacute resultados falsos em fluidos com alta concentraccedilatildeo de sal Para
este caso utiliza-se o meacutetodo potenciomeacutetrico quando o fluido contiver mais de 10000 ppm
Cl
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf (Fluidos agrave Base Aacutegua) A alcalinidade de um filtrado agrave base de aacutegua ou de uma aacutegua proveacutem de um ou mais
dos seguintes agentes quiacutemicos
I ndash HO- - Hidroacutexido
II ndash CO3= - Carbonato
III - CO3H- - Bicarbonato ( Borato + Silicato etc)
A medida da alcalinidade pelo pH fornece as concentraccedilotildees dos sais dissolvidos poreacutem
natildeo indica quanto de cada um dos radicais acima Para isso recorre-se agrave titulaccedilatildeo com o aacutecido
sulfuacuterico em meio contendo um indicador apropriado Para a aacutegua incolor os indicadores satildeo
fenolftaleiacutena e metilorange se a aacutegua ou filtrado estiver corado por exemplo devido a
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lignossulfonato utiliza-se o azul de bromofenol em lugar de metilorange em uacuteltimo caso
usa-se o vermelho de metila em lugar dele
TIPOS DE ALCALINIDADES
Na praacutetica determinam-se as seguintes alcalinidades
I ndash do filtrado agrave fenolftaleiacutena ndash Pf
II ndash do filtrado ao metilorange ndash Mf
III ndash do fluido agrave fenolftaleiacutena ndash Pm
Se numa aacutegua houver apenas HO- entatildeo soacute se mede Pf natildeo havendo CO3= nem
CO3H- a viragem ao metilorange se daacute com a primeira gota de soluccedilatildeo de H2SO4 N50 A
medida que o Mf cresce tornando-se maior que o Pf a alcalinidade passa a ser devida a HO- +
CO3= a CO3
= + CO3H- e por fim somente a CO3H- quando o Pf =0 Entre o Pf =Mf e Pf =0
vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser deduzidas cada uma sendo apropriada para
fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
As concentraccedilotildees desses radicais satildeo expressos em epm (equivalentes partes por
milhatildeo) ppm mgl e em gl conforme a conveniecircncia As alcalinidades geralmente satildeo
expressas em epm usando-se caacutelcio como termo de comparaccedilatildeo de equivalecircncia O peso
atocircmico dele eacute 40 molg e o valor absoluto de sua valecircncia eacute 2 Em termos de valecircncias 1Ca++
= 2HO- 1Ca++ = 1 CO3 1Ca++ = 2CO3H- por conseguinte o equivalente de HO- em Ca++ eacute
20 o equivalente de CO3= em Ca++ eacute 40 etc
As combinaccedilotildees possiacuteveis entre Pf e Mf estatildeo no quadro 1 Os caacutelculos podem ser
efetuados utilizando as foacutermulas contidas no quadro 2
Resultados de
Medidas Interpretaccedilatildeo
HO- CO3= CO3H-
Pf = Mf Pf 0 0
Pf lt 12 Mf 0 2Pf Mf - 2Pf
Pf = 12 Mf 0 2Pf 0
Pf gt 12 Mf 2Pf - Mf 2(Mf - Pf ) 0
Pf = 0 0 0 Mf
Quadro 1 As foacutermulas apresentadas no quadro 2 satildeo baseadas em que
bull 1 epm HO- = 17 ppm HO-
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bull 1 epm CO3= = 30 ppm CO3
=
bull 1 epm CO3H- =61 ppm CO3H-
e nas equivalecircncias estequiomeacutetricas entre Ca++ HO- CO3= e CO3H- anteriormente
apresentadas
Resultados Iacuteon Alcalinidade epm Ppm
Pf = Mf HO- Pf 20Pf 340Pf
Pf lt 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
CO3- Mf - 2Pf 20(Mf - 2Pf) 1200(Mf - 2Pf)
Pf = 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
Pf gt 12 Mf HO- 2Pf - Mf 20(2Pf - Mf) 340(2Pf - Mf)
CO3= 2(Mf - Pf) 40(Mf - Pf) 1200(Mf - Pf)
Pf = 0 CO3H- Mf 20 Mf 1200 Mf
MATERIAIS
bull Caacutepsula de porcelana de 250 cm3
bull 2 pipetas graduadas uma de 1 cm3 e outra de 10 cm3
bull Agitador de vidro
bull Bureta
bull Soluccedilatildeo de H2SO4 N50
bull Soluccedilatildeo indicadora de fenolftaleiacutena
PROCEDIMENTO
bull Meccedila 1 cm3 de fluido e coloque-o em uma caacutepsula
bull Dilua com 50 cm3 de aacutegua destilada
bull Adicione 3 gotas de fenolftaleiacutena
bull Titule com soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 rapidamente
bull Agite continuamente ateacute que a cor da amostra passe do vermelho agrave cor original do
fluido
bull Ao volume da soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 em cm3 se chama alcalinidade do
fluido (Pm)
bull A alcalinidade do filtrado (Pf) se determina seguindo-se o processo anterior tomando-
se 1 cm3 de filtrado
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 35
A determinaccedilatildeo de ldquoMfrdquo Alcalinidade do filtrado ao metilorange seraacute feita do seguinte modo
bull Determinado o Pf adicionar agrave soluccedilatildeo 2 a 3 gotas de soluccedilatildeo de metilorange
bull Continuar a titulaccedilatildeo anterior com a soluccedilatildeo de H2SO4 N50 ateacute viragem do amarelo-
alaranjado para o roacuteseo
bull Anotar o volume Vt de soluccedilatildeo de aacutecido gasto na titulaccedilatildeo Vt em cm3
bull Calcular o Mf como segue
bull Mf =Vt cm3 de H2SO4 N50
NOTAS
1 ndash Se o filtrado se apresentar corado devido por exemplo a tanino a viragem em ambas as
determinaccedilotildees pode ser afetada particularmente no caso do metilorange Neste caso a
determinaccedilatildeo do ponto final poderaacute ser efetuada com um potenciocircmetro O ponto final para a
determinaccedilatildeo da alcalinidade Pf eacute tomado quando o potenciocircmetro acusar o pH 83 para o
valor de Mf quando acusar o pH 43
2 ndash Em lugar do metilorange como indicador para determinaccedilatildeo do Mf podem ser usados
21 ndash azul de bromo-fenol a 01 em aacutegua destilada
22 - indicador misto cuja composiccedilatildeo eacute a seguinte
bull Vermelho de metila002 g
bull Verde de bromo-cresol010 g
bull Aacutelcool qsp1000 cm3
Com estes indicadores a viragem eacute niacutetida pelo que dispensa o uso do potenciocircmetro
A restriccedilatildeo que se faz eacute que estes indicadores satildeo oxidaacuteveis em presenccedila de certas
substacircncias tal como o aacutecido niacutetrico
Registrar-se as alcalinidades Pf e Pm em cm3 de H2SO4 N50
PREPARO DE SOLUCcedilOtildeES E REATIVOS
Soluccedilatildeo titulada de aacutecido sulfuacuterico N50 Toma-se 12 cm3 de aacutecido sulfuacuterico concentrado e o
dilui em matraz aferido (recipiente de vidro com um gargalo muito estreito e com marca de
afericcedilatildeo) de 2000 cm3 com aacutegua destilada Em seguida titula-se com uma soluccedilatildeo de NaOH
01N usando fenolftaleiacutena como indicador
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 36
Soluccedilatildeo Indicadora de Fenolftaleiacutena
Pesa-se 04g de fenolftaleiacutena qp Em seguida dissolve-
se em 60 cm3 de aacutelcool etiacutelico a 95 diluindo-se ateacute 100 cm3 com aacutegua destilada Filtra-se se
formar resiacuteduo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 37
CAPIacuteTULO 6
CONCLUSAtildeO
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 38
6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
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wwwanpgovbr
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wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 15
O descontrole dessa propriedade juntamente com o gel do fluido ocasiona problemas
seacuterios como Obstruccedilatildeo do anular formaccedilatildeo de fundo falso reduccedilatildeo de taxa de penetraccedilatildeo
alargamento do poccedilo prisatildeo da coluna perda de circulaccedilatildeo etc
Para os fluidos de perfuraccedilatildeo assume-se o modelo de Bingham o qual postula que
uma determinada tensatildeo deve ser aplicada para iniciar o fluxo (limite de escoamento) e acima
dessa tensatildeo o fluido se comporta como Newtoniano isto eacute Tensatildeo cisalhante (T)
proporcional a taxa de cisalhamento (TC)
Alguns fluidos de perfuraccedilatildeo satildeo tixotroacutepicos isto eacute adquirem um estado semi-riacutegido
quando estatildeo em repouso e quando em movimentam apresentam fluidez A forccedila gel eacute um
paracircmetro de natureza reoloacutegica que indica o grau de gelificaccedilatildeo devido agrave interaccedilatildeo eleacutetrica
entre partiacuteculas dispersas
A forccedila gel inicial mede a resistecircncia inicial para colocar o fluido em fluxo A forccedila
gel final mede a resistecircncia do fluido para reiniciar o fluxo quando este fica um certo tempo
em repouso A diferenccedila entre elas indica o grau de tixotropia do fluido
Paracircmetros de filtraccedilatildeo
Devido agrave pressatildeo da coluna de fluido ter que ser maior que a pressatildeo de poro de
formaccedilatildeo para evitar o influxo dos fluidos contido nas rochas o fluido de perfuraccedilatildeo deveria
invadir continuamente as formaccedilotildees permeaacuteveis se natildeo houvesse o depoacutesito de um reboco
que eacute a capacidade do fluido de perfuraccedilatildeo em formar uma camada de partiacuteculas soacutelidas
uacutemidas sobre as rochas permeaacuteveis expostas pela broca e eacute de fundamental importacircncia para
o sucesso da perfuraccedilatildeo e da completaccedilatildeo do poccedilo
Quando existem partiacuteculas soacutelidas com dimensotildees adequadas a obstruccedilatildeo dos poros eacute
raacutepida e somente a fase liacutequida do fluido de perfuraccedilatildeo denominada filtrado invade a
formaccedilatildeo
O controle do filtrado torna-se criacutetico em casos de formaccedilotildees de folhelhos sensiacuteveis a
aacutegua esses folhelhos desenvolvem pressotildees devido ao inchamento pelo contato com a aacutegua
causando desmoronamento e alargamento do poccedilo Em formaccedilotildees permeaacuteveis o depoacutesito de
um reboco muito espesso causa reduccedilatildeo acentuada do diacircmetro do poccedilo aleacutem do que um
reboco espesso facilita a prisatildeo por pressatildeo diferencial
Para formar o reboco deve haver o influxo da fase liacutequida do fluido do poccedilo para a
formaccedilatildeo Este processo eacute conhecido como filtraccedilatildeo Eacute essencial que o fluido tenha uma
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fraccedilatildeo razoaacutevel de partiacuteculas com dimensotildees ligeiramente menores agraves dimensotildees dos poros
das rochas expostas
Quando existem partiacuteculas soacutelidas com dimensotildees adequadas a obstruccedilatildeo dos poros eacute
raacutepida e somente a fase liacutequida do fluido o filtrado invade a rocha
O filtrado e a espessura de reboco satildeo dois paracircmetros medidos rotineiramente para
definir o comportamento do fluido quanto agrave filtraccedilatildeo
Teor de soacutelidos
O teor de soacutelidos cujo valor deve ser mantido no miacutenimo possiacutevel eacute uma propriedade
que deve ser controlada com rigor porque o seu aumento implica aumento de vaacuterias outras
propriedades (densidade viscosidade e forccedila gel) aleacutem de aumentar a ocorrecircncia de
problemas como desgaste dos equipamentos de circulaccedilatildeo fratura das formaccedilotildees devido agrave
elevaccedilatildeo das pressotildees de bombeio ou hidrostaacutetica prisatildeo da coluna e reduccedilatildeo da taxa de
penetraccedilatildeo
O tratamento do fluido para reduzir o teor de soacutelidos pode ser preventivo ou corretivo
O tratamento preventivo consiste em inibir o fluido fiacutesico ou quimicamente evitando-se a
dispersatildeo dos soacutelidos perfurados No meacutetodo corretivo pode-se fazer uso de equipamentos
extratores de soacutelidos tais como tanques de decantaccedilatildeo peneiras hidrociclones e
centrifugadores ou diluir o fluido
Concentraccedilatildeo Hidrogeniocircnica ndash pH
O controle quiacutemico de alguns sistemas de fluido de perfuraccedilatildeo baseia-se na
determinaccedilatildeo do pH (pH=- log [H+] onde [H+] eacute a concentraccedilatildeo molar do iacuteon H+) O pH dos
fluidos de perfuraccedilatildeo eacute geralmente mantido no intervalo alcalino devido a fatores tais como
reduzir a taxa de corrosatildeo e aumentar a eficiecircncia dos dispersantes bem como aumentar o
rendimento das bentonitas
O pH dos fluidos de perfuraccedilatildeo tem que ser mantido na faixa de 7 a 10 com o intuito
de reduzir a taxa de corrosatildeo dos equipamentos e evitar a dispersatildeo das formaccedilotildees argilosas
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Alcalinidades
A alcalinidade eacute determinada por meacutetodos diretos de titulaccedilatildeo volumeacutetrica de
neutralizaccedilatildeo e esta leva em consideraccedilatildeo as espeacutecies carbonatos (CO3--) e bicarbonatos
HC03- dissolvidos no fluido aleacutem dos iacuteons hidroxilas (OH-) dissolvidos e natildeo dissolvidos
Se numa soluccedilatildeo aquosa (no caso o filtrado do fluido) houver apenas OH- entatildeo soacute se
mede Pf natildeo havendo C03-2 nem HC03
- a viragem do metilorange se daacute com a primeira gota
de soluccedilatildeo de H2S04 N50 A medida em que o Mf cresce tornando-se maior do que o Pf a
alcalinidade passa a ser devido a OH- + C03-2 a C03
-2 + HC03- e por fim somente a HC03
-
quando o Pf = O Entre o Pf = Mf e Pf = O vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser
deduzida cada uma sendo apropriada para fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
Esse teste identifica a alcalinidade parcial do filtrado alcalinidade da lama e
alcalinidade total do filtrado
Teor de cloretos ou salinidade
Este teste eacute feito por anaacutelise volumeacutetrica de precipitaccedilatildeo por titulaccedilatildeo dos iacuteons
cloretos
Os resultados obtidos com esses testes no campo satildeo utilizados para identificar o teor
salino da aacutegua de preparo do fluido controlar a salinidade de fluidos inibidos com sal
identificar influxos de aacutegua salgada e identificar a perfuraccedilatildeo de uma rocha ou domo salino
Teor de bentonita ou de soacutelidos ativos
O teste do azul de metileno ou MBT eacute uma anaacutelise volumeacutetrica por adsorccedilatildeo que serve
como inibidor da quantidade de soacutelidos ativos ou bentoniacuteticos no fluido de perfuraccedilatildeo Este
mede a capacidade de troca de caacutetion (CTC) das argilas e soacutelidos ativos presentes
24 Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
O fluido de perfuraccedilatildeo eacute classificado de acordo com a composiccedilatildeo baseado no
constituinte principal da fase contiacutenua ou dispersante e satildeo eles fluido a base de aacutegua fluidos
a base de oacuteleo e fluidos a base de ar ou de gaacutes neste relatoacuterio vamos nos deter ao fluido de
perfuraccedilatildeo base aacutegua que foi o trabalhado durante o estaacutegio
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Fluidos a base de aacutegua
A definiccedilatildeo de um fluido a base aacutegua considera principalmente a natureza da aacutegua e os
aditivos quiacutemicos empregados no preparo do fluido A proporccedilatildeo entre os componentes
baacutesicos e as interaccedilotildees entre eles provoca sensiacuteveis modificaccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido Consequumlentemente a composiccedilatildeo eacute o principal fator a considerar no
controle das suas propriedades
A aacutegua eacute a fase contiacutenua e o principal componente de qualquer fluido agrave base de aacutegua
podendo ser doce dura ou salgada A aacutegua doce natildeo precisa de tratamento preacutevio pois natildeo
afeta o desempenho dos aditivos empregados no preparo do fluido sua salinidade eacute inferior a
1000 ppm de NaCl equivalente
A aacutegua dura tem a presenccedila de sais de caacutelcio e magneacutesio dissolvido onde estes
apresentam concentraccedilotildees capazes de alterar o desempenho dos aditivos do fluido de
perfuraccedilatildeo
A aacutegua salgada possui salinidade superior a 1000 ppm de NaCl equivalente e pode ser
natural como a aacutegua do mar ou pode ser salgada com a adiccedilatildeo de sais como NaCl KCl ou
CaCl2 A aacutegua tem a funccedilatildeo de prover o meio de dispersatildeo para os mateacuterias coloidais estes
controlam a viscosidade limite de escoamento forccedilas geacuteis e filtrado em valores adequados
para conferir ao fluido uma boa taxa de remoccedilatildeo dos soacutelidos perfurados e capacidade de
estabilizaccedilatildeo das paredes do poccedilo
Os fatores a serem considerados na seleccedilatildeo da aacutegua de preparo satildeo disponibilidade
custo de transporte e de tratamento tipos de formaccedilotildees geoloacutegicas a serem perfuradas
produtos quiacutemicos que comporatildeo o fluido e equipamentos e teacutecnicas a serem usados na
avaliaccedilatildeo das formaccedilotildees
Os soacutelidos dispersos em meio aquoso podem ser ativos ou inertes Os soacutelidos ativos
satildeo materiais argilosos cuja funccedilatildeo principal eacute aumentar a viscosidade do fluido A argila
mais usada eacute a bentonita
Os soacutelidos inertes podem se originar da adiccedilatildeo de materiais industrializados ou de
detritos finos das rochas perfuradas O adensante baritina eacute o soacutelido inerte mais comuns dentre
os produtos comercializados Os soacutelidos inertes oriundos das rochas perfuradas satildeo areia silte
e calcaacuterio fino
Os produtos quiacutemicos a serem adicionados ao fluido podem ser
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bull alcalinizantes e controladores de pH como soda caacuteustica potassa caacuteustica e cal
hidratada
bull dispersantes como o lignossulfonato tanino lignito e fosfato
bull redutores de filtrado como amido
bull floculantes como a soda caacuteustica cal e cloreto de soacutedio
bull poliacutemeros de uso geral para viscosificar desflocular ou reduzir filtrado
bull surfactantes para emulsificar e reduzir a tensatildeo superficial
bull removedores de caacutelcio e magneacutesio como carbonato e bicarbonato de soacutedio
bull inibidores de formaccedilatildeo ativas como cloreto de potaacutessio soacutedio e caacutelcio
bull bactericidas como paraformaldeiacutedo composto organoclorados soda caacuteustica e
cal
Produtos quiacutemicos mais especiacuteficos como anticorrosivos traccediladores quiacutemicos
antiespumantes entre outros tambeacutem podem estar presentes
A Tabela 21 abaixo apresenta a composiccedilatildeo dos fluidos usado na Petrobraacutes (ATP-
ARGIP) com seus respectivos coacutedigos
COacuteDIGO Tipos de
Fluido COacuteDIGO Tipos de Fluido
1 Aacutegua do Mar 12 NaCl com Poliacrilamida
2 Convencional 13 Milk Mud
3 BTS 14 Espuma
4 Nativo 15 Convencional com Asfalto e
LCM
5 NaCl com Poliacutemeros
16 Base Oacuteleo Mineral
6 Base Cal 17 Especiais para alta
temperatura
7 Disperso 18 Biopoliacutemero Saturado
8 KCL com Poliacutemero 19 Catiocircnico
9 Saturado 20 KCl com Poliacrilamida
10 Aerado 21 Biopoliacutemero com Carbonato
11 Base Oacuteleo Diesel 22 Sinteacutetico (Eacutester ou Parafina)
Tabela 2 1 ndash Tipo de fluidos utilizados no ATPARG
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Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados Tipo 2 Aacutegua Industrial argila ativada e soda caacuteustica
Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e
calcaacuterio
Tipo 19 Aacutegua Industrial Oacutexido de Magneacutesio Goma Xantana CMC BBV ADS
Amido Comum Cloreto de soacutedio Poliacutemero Catiocircnico Calcaacuterio Fino Lubrificante Preventor
de enceramento e Bactericida
24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
O controle dos soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo eacute feito por um sistema de equipamentos
extratores buscando sempre manter o teor de soacutelidos adequados ao trabalho Quando estes
natildeo satildeo suficientes para esse controle a accedilatildeo corretiva implicaraacute num custo adicional pois
uma nova formulaccedilatildeo teraacute que ser feita ou seja um fluido novo seraacute misturado para diluiccedilatildeo
O natildeo uso dos equipamentos ou a natildeo correccedilatildeo do teor de soacutelidos implica na reduccedilatildeo da taxa
de penetraccedilatildeo problemas de ordem reoloacutegicas do fluido de perfuraccedilatildeo reboco de baixa
qualidade maior densidade equivalente de circulaccedilatildeo dano a formaccedilatildeo ameaccedila de prisatildeo da
coluna por diferencial de pressatildeo elevado desgaste de equipamentos grande volume de
resiacuteduos gerados e maior custo global
Existe algumas recomendaccedilotildees que se forem seguidas auxiliam na soluccedilatildeo de
problemas provocados por soacutelidos satildeo elas
Analisar os testes do fluido de perfuraccedilatildeo a fim de identificar a presenccedila de
um teor elevado de soacutelidos
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
eficientemente
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
em sequumlecircncia apropriada
Verificar se os equipamentos instalados na sonda tecircm capacidade suficiente
para remover soacutelidos numa taxa que permita trabalhar na faixa aceitaacutevel de teor
de soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo
Verificar qual o equipamento adicional necessaacuterio para resolver o problema
provocado pelo teor elevado de soacutelidos
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PEN
EIR
AS
KELLY (HASTE QUADRADA)
KATARINA
DESLIZADOR DE CASCALHOS
TUBOS PESADOS (HW)
PEN
EIR
AS
COMANDOS
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo da diluiccedilatildeo necessaacuteria para resolver o problema sem o uso
de equipamento adicional
Comparar os custos determinados em nos dois itens anteriores
Recomendar se necessaacuterio a instalaccedilatildeo de equipamento adicional extrator de
soacutelidos
Caso seja instalado um equipamento adicional de soacutelidos operaacute-lo por um
periacuteodo apropriado de tempo repetir os testes com o fluido de perfuraccedilatildeo e
avaliar a eficiecircncia do equipamento adicional instalado
25 Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de
perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
Peneiras Vibratoacuterias
A peneira vibratoacuteria eacute a primeira
barreira na retenccedilatildeo dos soacutelidos do fluido de
perfuraccedilatildeo que retorna durante a saiacuteda de
cada ciclo de circulaccedilatildeo Dessa etapa os
soacutelidos mais grosseiros satildeo retidos jaacute que eacute
mais faacutecil removecirc-los antes de passar pelos
hidrociclones e centrifugadores Ao lado
apresenta-se uma figura esquemaacutetica com o
percurso simplificado do fluido no poccedilo
quando se estaacute perfurando
Hidrociclones
A separaccedilatildeo dos soacutelidos ocorre da seguinte
forma o liacutequido contendo a fraccedilatildeo mais fina
de partiacuteculas menores eacute descarregado atraveacutes Figura 2 1-Ciclo simplificado de fluido de
perfuraccedilatildeo
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do tubo cilindro central (overflow) o liacutequido contendo os soacutelidos mais grossos eacute
descarregado pelo underflow
Os cones hoje satildeo feitos de poliuretano este material quando expostos a altas
temperaturas (150 e 175 ordm F) amolecem fazendo com que haja a necessidade de substituiacute-los
A viscosidade do fluido o teor de soacutelidos na alimentaccedilatildeo a pressatildeo disponiacutevel na
entrada do equipamento e o lay-out do percurso feito pelo fluido influencia de forma direta no
desempenho do equipamento
Quanto menor a viscosidade (dentro do possiacutevel) maior o desempenho do
hidrociclone
Uma grande concentraccedilatildeo de soacutelidos na alimentaccedilatildeo tem efeito negativo no
desempenho Com o hidrociclone trabalhando com descarga tipo ldquosprayrdquo o ponto de corte
meacutedio aumenta quando a carga de soacutelidos aumenta Quando a carga de soacutelidos ultrapassa o
ponto suportaacutevel pelo ldquounderflowrdquo o hidrociclone comeccedila a descarregar em ldquoforma de cordardquo
e o ponto de corte meacutedio aumenta drasticamente A pressatildeo recomendada pela maioria dos
fabricantes e fornecedores de hidrociclones jaacute estaacute otimizada A maioria dos hidrociclones no
campo requer de 70 a 80 peacutes de fluido de pressatildeo hidrostaacutetica Os hidrociclones utilizados nas
sondas satildeo chamados de desareadores e dessiltadores
Depuradores (MUD CLEANER)
Este eacute composto por hidrociclones em seacuterie com uma tela fina que permite recuperar
partiacuteculas e eacute usado com fluidos de perfuraccedilatildeo pesados As partiacuteculas soacutelidas que esse
equipamento remove satildeo maiores que a baritina Como ocorre no ciclone parte do material eacute
recuperada e parte eacute descartada o recuperado retorna ao fluido reduzindo custos
Monta-se uma cobertura onde a tela estaacute colocada fazendo com que todos os soacutelidos
descarregados pelos dessiltadores satildeo retornados para o sistema de circulaccedilatildeo No caso de
baritina ser adicionada ao fluido a cobertura daacute lugar a tela fina Esse equipamento reduz a
perda da baritina dos fluidos pesados no intuito de recuperar fluidos caros e reduzir descarte
de poluente ao meio ambiente
Decantador Centriacutefugo
A funccedilatildeo deste equipamento eacute separar soacutelidos de liacutequidos eacute formado por um tambor
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ciliacutendrico-cocircnico composto por uma seccedilatildeo cocircnica que origina a chamada ldquopraiardquo e uma ou
vaacuterios secccedilotildees ciliacutendricas conectadas que origina a ldquopiscinardquoUm parafuso transportador que
fica dentro do tambor rotativo
Eacute possiacutevel ajustar a profundidade do liacutequido no tambor o niacutevel da piscina teraacute um
efeito sobre a eficiecircncia de separaccedilatildeo pois ele afetaraacute as aacutereas secas e molhadas da praia bem
como a secagem dos soacutelidos e a habilidade fiacutesica do parafuso em transportar os soacutelidos para o
tambor
A medida do teor de areia num fluido nos daacute um paracircmetro de avaliaccedilatildeo dos
equipamentos extratores de soacutelidos da sonda e serve como uma medida de abrasividade do
fluido
CAPIacuteTULO 4
METODOLOGIA DE ANAacuteLISES
Metodologia de anaacutelise Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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4 - Metodologia de anaacutelise
O monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo eacute feito
de acordo com as metodologias descritas neste capiacutetulo Aqui seratildeo descritos os meacutetodos
fiacutesicos e quiacutemicos para anaacutelises de fluido de perfuraccedilatildeo base aacutegua
As anaacutelises que seratildeo descritas neste documento estatildeo de acordo com o Manual de
Laboratoacuterio de Fluido Programa de Trainees Petrobras ndash 2002 Quiacutemico de Petroacuteleo Junior
41 Meacutetodos Fiacutesicos
411 Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
Figura 4 1- Funil Marsh Fonte wwwfanncom
A Figura 41 mostra o funil Marsh que eacute um funil com as seguintes dimensotildees 1524
cm (6rdquo) de diacircmetro na parte superior 3048 cm (12rdquo) de altura A metade da abertura
superior eacute coberta por uma peneira de malha nordm 10 O orifiacutecio inferior tem 476 mm (316rdquo) de
diacircmetro interno e 508 cm (2rdquo) de comprimento A capacidade do funil ateacute a marca superior eacute
de 1500 cmsup3
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Se segura o funil em posiccedilatildeo vertical obstruindo o orifiacutecio de descarga com o dedo
indicador
bull verta-se atraveacutes da peneira a amostra de fluido tomada em qualquer ponto onde ela
esteja em agitaccedilatildeo ateacute que o niacutevel da mesma fique rente agrave parte inferior da tela da
peneira
bull imediatamente retira-se o dedo do tubo de descarga e com o auxiacutelio de um
cronocircmetro observa-se o tempo em segundos necessaacuterio para que escoe um (01) litro
de fluido para um recipiente graduado
bull a operaccedilatildeo deve ser raacutepida para minimizar erros
bull registra-se a ldquoViscosidaderdquo Marsh em segundos1000 cmsup3 de fluido
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Verifica-se a precisatildeo do funil Marsh com 1500 cmsup3 de aacutegua doce a 21ordmC O tempo de
escoamento de 1000 cmsup3 de aacutegua deve ser de 28 plusmn 05 segundos
412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
Figura 4 2- Medidor de areia Fonte wwwsolotestcombr
A Figura 42 mostra o conjunto que registra o conteuacutedo de areia presente no fluido
em percentagem volumeacutetrica composto por um tubo de vidro graduado em percentual
volumeacutetrico (0-20 v) um cilindro cocircnico um copo ciliacutendrico com uma tela de peneira
(malha 200 mesh)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Verta-se o fluido previamente passado atraveacutes da peneira do funil Marsh no tubo de
vidro graduado ateacute a marca indicada e depois se adiciona aacutegua ateacute a referecircncia
superior
bull obstrui-se a saiacuteda superior do tubo com o dedo e agita-se vigorosamente Em seguida
esvazia-se a amostra de fluido diluiacutedo atraveacutes da peneira lavando todo o resiacuteduo no
tubo com aacutegua Lava-se a areia retida na peneira ateacute eliminar os traccedilos de fluido
bull coloca-se o funil sobre a peneira e inverte-se o conjunto lentamente Faz-se retornar a
areia da peneira para o interior do tubo atraveacutes de jatos daacutegua
bull apoacutes a deposiccedilatildeo total da areia lecirc-se diretamente a percentagem em volume de areia
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412 Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
Figura 4 3 - Balanccedila densimeacutetrica Fonte wwwfanncom
A Figura 43 apresenta a balanccedila utilizada para mediccedilatildeo de densidade de fluido de
perfuraccedilatildeo no campo O equipamento consiste de uma base e braccedilo graduado com copo para
amostra tampa fiel cursor e medidor de niacutevel Possui quatro escalas de leituras
Densidade 072 - 288
Massa Especiacutefica 6-24(lbmgal)
Massa Especiacutefica 45-180(lbmft3)
Gradiente Hidrostaacutetico 310-1250 (ldquopsirdquo1000ft)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Posiciona-se a base da balanccedila em uma superfiacutecie lisa e nivelada
bull enche totalmente o copo da balanccedila com o fluido a ser testado Se o copo inicialmente
estiver molhado despeje a primeira porccedilatildeo de fluido e volte a enchecirc-lo Deve ser eliminado as
bolhas de ar trapeadas no fluido Para tanto basta que se decircem alguns golpes no copo ateacute que
desapareccedilam
bull coloca-se a tampa enroscando-a com um leve movimento de rotaccedilatildeo ateacute que fique
firmemente assentado no copo certificando-se que uma pequena quantidade de fluido escape
pelo orifiacutecio de purgaccedilatildeo
bull lava-se e seca-se o exterior da balanccedila
bull coloca-se a balanccedila sobre a base e move-se o cursor ateacute que a bolha do niacutevel fique
centralizada
bull lecirc-se a massa especiacutefica eou densidade no lado do cursor que estiver mais proacuteximo do
copo coletor
bull Registra-se a leitura da massa especiacutefica em lbmgal ou de densidade com precisatildeo de
bull 005 ou 0005 respectivamente
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Deve ser feito a calibraccedilatildeo do equipamento frequentemente com aacutegua doce ateacute 21ordmC
que deveraacute dar uma leitura de densidade igual a 100 A afericcedilatildeo se faz retirando ou colocando
esferas de chumbo no depoacutesito especial que existe na extremidade do braccedilo da balanccedila
414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
Figura 4 4 Filtro-prensa BTBP Fonte wwwfanncom
O equipamento consiste de um reservatoacuterio de fluido com capacidade aproximada de
400 cmsup3 um meio filtrante (Papel de filtro Whatman nordm 50 de 9 cm ou similar) um coletor de
filtrado (proveta graduada) e uma fonte de pressatildeo (cilindro contendo N2 ou CO2) O
reservatoacuterio eacute constituiacutedo por uma ceacutelula tampa superior fixada atraveacutes de uma prensa
gaxetas tela e uma base A aacuterea exposta a filtraccedilatildeo eacute de 7 polsup2 O controle de pressatildeo eacute
efetuado por uma vaacutelvula com registro (manocircmetro) A despressurizaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de
uma vaacutelvula de escape
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Assegura-se que todas as partes do filtro estejam limpas e secas e que as gaxetas natildeo
estejam gastas ou deformadas
bull monta-se todas as peccedilas da ceacutelula a base uma gaxeta a tela o papel-filtro outra
gaxeta e o corpo da ceacutelula
bull preenche-se filtro com fluido ateacute um centiacutemetro da borda superior da ceacutelula e coloca-
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se o conjunto sobre o suporte central Assegura-se que a tampa superior da ceacutelula tenha a sua
gaxeta e tampa-se a ceacutelula apertando-a com o parafuso
bull com uma proveta graduada recolhe-se o filtrado na saiacuteda da ceacutelula
bull fecha-se a vaacutelvula de escape e ajusta-se o regulador de pressatildeo ateacute obter 100 psi em 30
segundos no maacuteximo Marca-se o tempo e apoacutes 30 minutos mede-se o volume de filtrado na
proveta Fecha-se a fonte de pressatildeo Elimina-se o gaacutes confinado na ceacutelula atraveacutes da vaacutelvula
de escape cuidadosamente
bull retira-se a ceacutelula do suporte despeja o fluido desarma a ceacutelula recolhe-se o pepal de
filtro com o reboco lave o mesmo com um leve jato de aacutegua e mede-se a sua espessura em
132rdquo
bull registra-se o volume de filtrado em cmsup3 com aproximaccedilatildeo de 01 cmsup3
bull registra-se a espessura do reboco em 132rdquo com aproximaccedilatildeo de 164rdquo
CALIBRACcedilAtildeO
bull Eacute necessaacuterio verificar com frequumlecircncia a exatidatildeo dos manocircmetros
415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
Figura 4 5 ndash Retorta Fonte wwwfanncom A Retorta mostrada na Figura 55 destina-se a determinaccedilatildeo dos teores de soacutelidos e
liacutequidos existentes num fluido atraveacutes da destilaccedilatildeo de uma amostra do mesmo Eacute constituiacutedo
de um copo para amostra com capacidade de 10 cmsup3 uma cacircmara de aquecimento um forno e
um condensador O destilado eacute coletado numa proveta graduada A retorta eacute regulada por um
termostato que permite manter com seguranccedila a temperatura necessaacuteria para completa
destilaccedilatildeo da amostra de fluido
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PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Retira-se a retorta do bloco isolante Usando a espaacutetula como desarmadordesenrosca-
se o depoacutesito de fluido da retorta
bull introduz-se uma palha de accedilo na cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se o depoacutesito com o fluido a ser testado e coloca-se a tampa de afericcedilatildeo no
depoacutesito de fluido
bull limpa-se bem a tampa a rosca e o corpo externo do depoacutesito sem derramar o fluido
bull enrosca-se o depoacutesito na parte inferior da cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se a retorta na cacircmara isolante e fecha-se a tampa da cacircmara isolante
bull coloca-se a proveta graduada sob a descarga do condensador
bull por meio de fio eleacutetrico liga-se o aparelho a uma tomada de 115 volts CA e fecha-se
o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute acender
bull o tempo de destilaccedilatildeo eacute de 35 minutos
bull abre-se o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute apagar
bull deixa-se a retorta esfriar por 10 min Apoacutes isso retira-se a proveta e faz as leituras
correspondentes aos volumes de aacutegua e oacuteleo recuperados na proveta graduada
Os resultados satildeo obtidos em aacutegua = Volume de aacutegua x 10
oacuteleo = Volume de oacuteleo x 10
soacutelidos = 100-( aacutegua + oacuteleo)
416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
Figura 4 6 - Viscosiacutemetro rotativo de cilindros co-axiais Fann mod 35-a Fonte wwwfanncom
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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A Figura 46 mostra um aparelho projetado para medir propriedades reoloacutegicas e
gelificantes de liacutequidos Este modelo possui 6 (seis) velocidades e eacute usado tanto em
laboratoacuterio como em sondas de exploraccedilatildeo Possui um motor 50 Hz e 115 volts uma
combinaccedilatildeo rotor-bob-mola de torccedilatildeo que permite medidas de taxa de cisalhamento da ordem
de 511 a 1022 s-1 e tensatildeo de cisalhamento da ordem de zero a 1533 dynascmsup2 Outras
combinaccedilotildees permitem avaliaccedilotildees da ordem de 0707 a 3252 s-1 e de zero a 131520
dynascmsup2 de taxa de deformaccedilatildeo e tensatildeo de cisalhamento respectivamente
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Agita-se o fluido a ser testado no misturador Beach durante 5 min em velocidade alta
(18000 RPM)
bull coloca-se o fluido no copo do viscosiacutemetro ateacute a sua marca e posiciona-se o mesmo na
base do equipamento Eleva-se o copo ateacute que o niacutevel do fluido coincida com a marca no rotor
e fixa-se com o parafuso
bull liga-se o motor acionando o interruptor para a posiccedilatildeo HIGH e certifica-se que o
seletor de engrenagens esteja na posiccedilatildeo inferior
bull faz-se a leitura que corresponde a 600 RPM apoacutes 1 min de operaccedilatildeo
bull procede-se conforme diagrama na parte superior do equipamento para seleccedilatildeo de
velocidades e registra-se os valores de deflexatildeo apoacutes 1 min de agitaccedilatildeo para 300 200 100 6
e 3 RPM
bull coloca-se o equipamento a 600 RPM por 2 minutos Imediatamente muda-se a
velocidade para 3 RPM desliga-se o motor e apoacutes 10 segundos de repouso liga-se o aparelho
a 3 RPM ao mesmo tempo em que observa-se o ponto maacuteximo atingido pela escala valor este
denominado forccedila gel inicial
bull repere-se os dois uacuteltimos itens entretanto para um tempo de repouso de 10 min A
deflexatildeo maacutexima obtida para esta nova condiccedilatildeo eacute denominada forccedila gel final
bull registra-se os valores das deflexotildees em graus para cada velocidade do equipamento
bull registra-se os valores das forccedilas geacuteis em aproximadamente 100 lbfpesup2 seguindo o
procedimento anteriormente descrito
CALIBRACcedilAtildeO
bull O aparelho deve ser calibrado periodicamente empregando-se uma mistura de
glicerina e aacutegua pura na temperatura ambiente ou atraveacutes do calibrador mecacircnico
padronizado
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 32
42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
421 - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR MATERIAIS
Jogo de papel indicador com escala de cores variadas para comparaccedilatildeo PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Toma-se um papel indicador com escala apropriada
bull posiciona-se o papel na superfiacutecie do fluido ou umedece o mesmo com uma gota do
filtrado do fluido
bull apoacutes um minuto aproximadamente a tira de papel deveraacute ter mudado de cor afetada
pela alcalinidade do fluido ou do filtrado
bull compara-se a cor do papel indicador com a carta colorimeacutetrica correspondente
bull se a cor natildeo corresponder agrave escala calorimeacutetrica da seacuterie escolhida dever-se-aacute repetir a
operaccedilatildeo com outra seacuterie
bull registre-se o pH aproximado a 05 ou a 02 unidades conforme a escala do papel
indicador usado
Nota O papel indicador daacute resultados falsos em fluidos com alta concentraccedilatildeo de sal Para
este caso utiliza-se o meacutetodo potenciomeacutetrico quando o fluido contiver mais de 10000 ppm
Cl
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf (Fluidos agrave Base Aacutegua) A alcalinidade de um filtrado agrave base de aacutegua ou de uma aacutegua proveacutem de um ou mais
dos seguintes agentes quiacutemicos
I ndash HO- - Hidroacutexido
II ndash CO3= - Carbonato
III - CO3H- - Bicarbonato ( Borato + Silicato etc)
A medida da alcalinidade pelo pH fornece as concentraccedilotildees dos sais dissolvidos poreacutem
natildeo indica quanto de cada um dos radicais acima Para isso recorre-se agrave titulaccedilatildeo com o aacutecido
sulfuacuterico em meio contendo um indicador apropriado Para a aacutegua incolor os indicadores satildeo
fenolftaleiacutena e metilorange se a aacutegua ou filtrado estiver corado por exemplo devido a
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 33
lignossulfonato utiliza-se o azul de bromofenol em lugar de metilorange em uacuteltimo caso
usa-se o vermelho de metila em lugar dele
TIPOS DE ALCALINIDADES
Na praacutetica determinam-se as seguintes alcalinidades
I ndash do filtrado agrave fenolftaleiacutena ndash Pf
II ndash do filtrado ao metilorange ndash Mf
III ndash do fluido agrave fenolftaleiacutena ndash Pm
Se numa aacutegua houver apenas HO- entatildeo soacute se mede Pf natildeo havendo CO3= nem
CO3H- a viragem ao metilorange se daacute com a primeira gota de soluccedilatildeo de H2SO4 N50 A
medida que o Mf cresce tornando-se maior que o Pf a alcalinidade passa a ser devida a HO- +
CO3= a CO3
= + CO3H- e por fim somente a CO3H- quando o Pf =0 Entre o Pf =Mf e Pf =0
vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser deduzidas cada uma sendo apropriada para
fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
As concentraccedilotildees desses radicais satildeo expressos em epm (equivalentes partes por
milhatildeo) ppm mgl e em gl conforme a conveniecircncia As alcalinidades geralmente satildeo
expressas em epm usando-se caacutelcio como termo de comparaccedilatildeo de equivalecircncia O peso
atocircmico dele eacute 40 molg e o valor absoluto de sua valecircncia eacute 2 Em termos de valecircncias 1Ca++
= 2HO- 1Ca++ = 1 CO3 1Ca++ = 2CO3H- por conseguinte o equivalente de HO- em Ca++ eacute
20 o equivalente de CO3= em Ca++ eacute 40 etc
As combinaccedilotildees possiacuteveis entre Pf e Mf estatildeo no quadro 1 Os caacutelculos podem ser
efetuados utilizando as foacutermulas contidas no quadro 2
Resultados de
Medidas Interpretaccedilatildeo
HO- CO3= CO3H-
Pf = Mf Pf 0 0
Pf lt 12 Mf 0 2Pf Mf - 2Pf
Pf = 12 Mf 0 2Pf 0
Pf gt 12 Mf 2Pf - Mf 2(Mf - Pf ) 0
Pf = 0 0 0 Mf
Quadro 1 As foacutermulas apresentadas no quadro 2 satildeo baseadas em que
bull 1 epm HO- = 17 ppm HO-
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bull 1 epm CO3= = 30 ppm CO3
=
bull 1 epm CO3H- =61 ppm CO3H-
e nas equivalecircncias estequiomeacutetricas entre Ca++ HO- CO3= e CO3H- anteriormente
apresentadas
Resultados Iacuteon Alcalinidade epm Ppm
Pf = Mf HO- Pf 20Pf 340Pf
Pf lt 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
CO3- Mf - 2Pf 20(Mf - 2Pf) 1200(Mf - 2Pf)
Pf = 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
Pf gt 12 Mf HO- 2Pf - Mf 20(2Pf - Mf) 340(2Pf - Mf)
CO3= 2(Mf - Pf) 40(Mf - Pf) 1200(Mf - Pf)
Pf = 0 CO3H- Mf 20 Mf 1200 Mf
MATERIAIS
bull Caacutepsula de porcelana de 250 cm3
bull 2 pipetas graduadas uma de 1 cm3 e outra de 10 cm3
bull Agitador de vidro
bull Bureta
bull Soluccedilatildeo de H2SO4 N50
bull Soluccedilatildeo indicadora de fenolftaleiacutena
PROCEDIMENTO
bull Meccedila 1 cm3 de fluido e coloque-o em uma caacutepsula
bull Dilua com 50 cm3 de aacutegua destilada
bull Adicione 3 gotas de fenolftaleiacutena
bull Titule com soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 rapidamente
bull Agite continuamente ateacute que a cor da amostra passe do vermelho agrave cor original do
fluido
bull Ao volume da soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 em cm3 se chama alcalinidade do
fluido (Pm)
bull A alcalinidade do filtrado (Pf) se determina seguindo-se o processo anterior tomando-
se 1 cm3 de filtrado
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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A determinaccedilatildeo de ldquoMfrdquo Alcalinidade do filtrado ao metilorange seraacute feita do seguinte modo
bull Determinado o Pf adicionar agrave soluccedilatildeo 2 a 3 gotas de soluccedilatildeo de metilorange
bull Continuar a titulaccedilatildeo anterior com a soluccedilatildeo de H2SO4 N50 ateacute viragem do amarelo-
alaranjado para o roacuteseo
bull Anotar o volume Vt de soluccedilatildeo de aacutecido gasto na titulaccedilatildeo Vt em cm3
bull Calcular o Mf como segue
bull Mf =Vt cm3 de H2SO4 N50
NOTAS
1 ndash Se o filtrado se apresentar corado devido por exemplo a tanino a viragem em ambas as
determinaccedilotildees pode ser afetada particularmente no caso do metilorange Neste caso a
determinaccedilatildeo do ponto final poderaacute ser efetuada com um potenciocircmetro O ponto final para a
determinaccedilatildeo da alcalinidade Pf eacute tomado quando o potenciocircmetro acusar o pH 83 para o
valor de Mf quando acusar o pH 43
2 ndash Em lugar do metilorange como indicador para determinaccedilatildeo do Mf podem ser usados
21 ndash azul de bromo-fenol a 01 em aacutegua destilada
22 - indicador misto cuja composiccedilatildeo eacute a seguinte
bull Vermelho de metila002 g
bull Verde de bromo-cresol010 g
bull Aacutelcool qsp1000 cm3
Com estes indicadores a viragem eacute niacutetida pelo que dispensa o uso do potenciocircmetro
A restriccedilatildeo que se faz eacute que estes indicadores satildeo oxidaacuteveis em presenccedila de certas
substacircncias tal como o aacutecido niacutetrico
Registrar-se as alcalinidades Pf e Pm em cm3 de H2SO4 N50
PREPARO DE SOLUCcedilOtildeES E REATIVOS
Soluccedilatildeo titulada de aacutecido sulfuacuterico N50 Toma-se 12 cm3 de aacutecido sulfuacuterico concentrado e o
dilui em matraz aferido (recipiente de vidro com um gargalo muito estreito e com marca de
afericcedilatildeo) de 2000 cm3 com aacutegua destilada Em seguida titula-se com uma soluccedilatildeo de NaOH
01N usando fenolftaleiacutena como indicador
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 36
Soluccedilatildeo Indicadora de Fenolftaleiacutena
Pesa-se 04g de fenolftaleiacutena qp Em seguida dissolve-
se em 60 cm3 de aacutelcool etiacutelico a 95 diluindo-se ateacute 100 cm3 com aacutegua destilada Filtra-se se
formar resiacuteduo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 37
CAPIacuteTULO 6
CONCLUSAtildeO
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 38
6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
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fraccedilatildeo razoaacutevel de partiacuteculas com dimensotildees ligeiramente menores agraves dimensotildees dos poros
das rochas expostas
Quando existem partiacuteculas soacutelidas com dimensotildees adequadas a obstruccedilatildeo dos poros eacute
raacutepida e somente a fase liacutequida do fluido o filtrado invade a rocha
O filtrado e a espessura de reboco satildeo dois paracircmetros medidos rotineiramente para
definir o comportamento do fluido quanto agrave filtraccedilatildeo
Teor de soacutelidos
O teor de soacutelidos cujo valor deve ser mantido no miacutenimo possiacutevel eacute uma propriedade
que deve ser controlada com rigor porque o seu aumento implica aumento de vaacuterias outras
propriedades (densidade viscosidade e forccedila gel) aleacutem de aumentar a ocorrecircncia de
problemas como desgaste dos equipamentos de circulaccedilatildeo fratura das formaccedilotildees devido agrave
elevaccedilatildeo das pressotildees de bombeio ou hidrostaacutetica prisatildeo da coluna e reduccedilatildeo da taxa de
penetraccedilatildeo
O tratamento do fluido para reduzir o teor de soacutelidos pode ser preventivo ou corretivo
O tratamento preventivo consiste em inibir o fluido fiacutesico ou quimicamente evitando-se a
dispersatildeo dos soacutelidos perfurados No meacutetodo corretivo pode-se fazer uso de equipamentos
extratores de soacutelidos tais como tanques de decantaccedilatildeo peneiras hidrociclones e
centrifugadores ou diluir o fluido
Concentraccedilatildeo Hidrogeniocircnica ndash pH
O controle quiacutemico de alguns sistemas de fluido de perfuraccedilatildeo baseia-se na
determinaccedilatildeo do pH (pH=- log [H+] onde [H+] eacute a concentraccedilatildeo molar do iacuteon H+) O pH dos
fluidos de perfuraccedilatildeo eacute geralmente mantido no intervalo alcalino devido a fatores tais como
reduzir a taxa de corrosatildeo e aumentar a eficiecircncia dos dispersantes bem como aumentar o
rendimento das bentonitas
O pH dos fluidos de perfuraccedilatildeo tem que ser mantido na faixa de 7 a 10 com o intuito
de reduzir a taxa de corrosatildeo dos equipamentos e evitar a dispersatildeo das formaccedilotildees argilosas
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Alcalinidades
A alcalinidade eacute determinada por meacutetodos diretos de titulaccedilatildeo volumeacutetrica de
neutralizaccedilatildeo e esta leva em consideraccedilatildeo as espeacutecies carbonatos (CO3--) e bicarbonatos
HC03- dissolvidos no fluido aleacutem dos iacuteons hidroxilas (OH-) dissolvidos e natildeo dissolvidos
Se numa soluccedilatildeo aquosa (no caso o filtrado do fluido) houver apenas OH- entatildeo soacute se
mede Pf natildeo havendo C03-2 nem HC03
- a viragem do metilorange se daacute com a primeira gota
de soluccedilatildeo de H2S04 N50 A medida em que o Mf cresce tornando-se maior do que o Pf a
alcalinidade passa a ser devido a OH- + C03-2 a C03
-2 + HC03- e por fim somente a HC03
-
quando o Pf = O Entre o Pf = Mf e Pf = O vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser
deduzida cada uma sendo apropriada para fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
Esse teste identifica a alcalinidade parcial do filtrado alcalinidade da lama e
alcalinidade total do filtrado
Teor de cloretos ou salinidade
Este teste eacute feito por anaacutelise volumeacutetrica de precipitaccedilatildeo por titulaccedilatildeo dos iacuteons
cloretos
Os resultados obtidos com esses testes no campo satildeo utilizados para identificar o teor
salino da aacutegua de preparo do fluido controlar a salinidade de fluidos inibidos com sal
identificar influxos de aacutegua salgada e identificar a perfuraccedilatildeo de uma rocha ou domo salino
Teor de bentonita ou de soacutelidos ativos
O teste do azul de metileno ou MBT eacute uma anaacutelise volumeacutetrica por adsorccedilatildeo que serve
como inibidor da quantidade de soacutelidos ativos ou bentoniacuteticos no fluido de perfuraccedilatildeo Este
mede a capacidade de troca de caacutetion (CTC) das argilas e soacutelidos ativos presentes
24 Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
O fluido de perfuraccedilatildeo eacute classificado de acordo com a composiccedilatildeo baseado no
constituinte principal da fase contiacutenua ou dispersante e satildeo eles fluido a base de aacutegua fluidos
a base de oacuteleo e fluidos a base de ar ou de gaacutes neste relatoacuterio vamos nos deter ao fluido de
perfuraccedilatildeo base aacutegua que foi o trabalhado durante o estaacutegio
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Fluidos a base de aacutegua
A definiccedilatildeo de um fluido a base aacutegua considera principalmente a natureza da aacutegua e os
aditivos quiacutemicos empregados no preparo do fluido A proporccedilatildeo entre os componentes
baacutesicos e as interaccedilotildees entre eles provoca sensiacuteveis modificaccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido Consequumlentemente a composiccedilatildeo eacute o principal fator a considerar no
controle das suas propriedades
A aacutegua eacute a fase contiacutenua e o principal componente de qualquer fluido agrave base de aacutegua
podendo ser doce dura ou salgada A aacutegua doce natildeo precisa de tratamento preacutevio pois natildeo
afeta o desempenho dos aditivos empregados no preparo do fluido sua salinidade eacute inferior a
1000 ppm de NaCl equivalente
A aacutegua dura tem a presenccedila de sais de caacutelcio e magneacutesio dissolvido onde estes
apresentam concentraccedilotildees capazes de alterar o desempenho dos aditivos do fluido de
perfuraccedilatildeo
A aacutegua salgada possui salinidade superior a 1000 ppm de NaCl equivalente e pode ser
natural como a aacutegua do mar ou pode ser salgada com a adiccedilatildeo de sais como NaCl KCl ou
CaCl2 A aacutegua tem a funccedilatildeo de prover o meio de dispersatildeo para os mateacuterias coloidais estes
controlam a viscosidade limite de escoamento forccedilas geacuteis e filtrado em valores adequados
para conferir ao fluido uma boa taxa de remoccedilatildeo dos soacutelidos perfurados e capacidade de
estabilizaccedilatildeo das paredes do poccedilo
Os fatores a serem considerados na seleccedilatildeo da aacutegua de preparo satildeo disponibilidade
custo de transporte e de tratamento tipos de formaccedilotildees geoloacutegicas a serem perfuradas
produtos quiacutemicos que comporatildeo o fluido e equipamentos e teacutecnicas a serem usados na
avaliaccedilatildeo das formaccedilotildees
Os soacutelidos dispersos em meio aquoso podem ser ativos ou inertes Os soacutelidos ativos
satildeo materiais argilosos cuja funccedilatildeo principal eacute aumentar a viscosidade do fluido A argila
mais usada eacute a bentonita
Os soacutelidos inertes podem se originar da adiccedilatildeo de materiais industrializados ou de
detritos finos das rochas perfuradas O adensante baritina eacute o soacutelido inerte mais comuns dentre
os produtos comercializados Os soacutelidos inertes oriundos das rochas perfuradas satildeo areia silte
e calcaacuterio fino
Os produtos quiacutemicos a serem adicionados ao fluido podem ser
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bull alcalinizantes e controladores de pH como soda caacuteustica potassa caacuteustica e cal
hidratada
bull dispersantes como o lignossulfonato tanino lignito e fosfato
bull redutores de filtrado como amido
bull floculantes como a soda caacuteustica cal e cloreto de soacutedio
bull poliacutemeros de uso geral para viscosificar desflocular ou reduzir filtrado
bull surfactantes para emulsificar e reduzir a tensatildeo superficial
bull removedores de caacutelcio e magneacutesio como carbonato e bicarbonato de soacutedio
bull inibidores de formaccedilatildeo ativas como cloreto de potaacutessio soacutedio e caacutelcio
bull bactericidas como paraformaldeiacutedo composto organoclorados soda caacuteustica e
cal
Produtos quiacutemicos mais especiacuteficos como anticorrosivos traccediladores quiacutemicos
antiespumantes entre outros tambeacutem podem estar presentes
A Tabela 21 abaixo apresenta a composiccedilatildeo dos fluidos usado na Petrobraacutes (ATP-
ARGIP) com seus respectivos coacutedigos
COacuteDIGO Tipos de
Fluido COacuteDIGO Tipos de Fluido
1 Aacutegua do Mar 12 NaCl com Poliacrilamida
2 Convencional 13 Milk Mud
3 BTS 14 Espuma
4 Nativo 15 Convencional com Asfalto e
LCM
5 NaCl com Poliacutemeros
16 Base Oacuteleo Mineral
6 Base Cal 17 Especiais para alta
temperatura
7 Disperso 18 Biopoliacutemero Saturado
8 KCL com Poliacutemero 19 Catiocircnico
9 Saturado 20 KCl com Poliacrilamida
10 Aerado 21 Biopoliacutemero com Carbonato
11 Base Oacuteleo Diesel 22 Sinteacutetico (Eacutester ou Parafina)
Tabela 2 1 ndash Tipo de fluidos utilizados no ATPARG
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Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados Tipo 2 Aacutegua Industrial argila ativada e soda caacuteustica
Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e
calcaacuterio
Tipo 19 Aacutegua Industrial Oacutexido de Magneacutesio Goma Xantana CMC BBV ADS
Amido Comum Cloreto de soacutedio Poliacutemero Catiocircnico Calcaacuterio Fino Lubrificante Preventor
de enceramento e Bactericida
24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
O controle dos soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo eacute feito por um sistema de equipamentos
extratores buscando sempre manter o teor de soacutelidos adequados ao trabalho Quando estes
natildeo satildeo suficientes para esse controle a accedilatildeo corretiva implicaraacute num custo adicional pois
uma nova formulaccedilatildeo teraacute que ser feita ou seja um fluido novo seraacute misturado para diluiccedilatildeo
O natildeo uso dos equipamentos ou a natildeo correccedilatildeo do teor de soacutelidos implica na reduccedilatildeo da taxa
de penetraccedilatildeo problemas de ordem reoloacutegicas do fluido de perfuraccedilatildeo reboco de baixa
qualidade maior densidade equivalente de circulaccedilatildeo dano a formaccedilatildeo ameaccedila de prisatildeo da
coluna por diferencial de pressatildeo elevado desgaste de equipamentos grande volume de
resiacuteduos gerados e maior custo global
Existe algumas recomendaccedilotildees que se forem seguidas auxiliam na soluccedilatildeo de
problemas provocados por soacutelidos satildeo elas
Analisar os testes do fluido de perfuraccedilatildeo a fim de identificar a presenccedila de
um teor elevado de soacutelidos
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
eficientemente
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
em sequumlecircncia apropriada
Verificar se os equipamentos instalados na sonda tecircm capacidade suficiente
para remover soacutelidos numa taxa que permita trabalhar na faixa aceitaacutevel de teor
de soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo
Verificar qual o equipamento adicional necessaacuterio para resolver o problema
provocado pelo teor elevado de soacutelidos
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PEN
EIR
AS
KELLY (HASTE QUADRADA)
KATARINA
DESLIZADOR DE CASCALHOS
TUBOS PESADOS (HW)
PEN
EIR
AS
COMANDOS
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo da diluiccedilatildeo necessaacuteria para resolver o problema sem o uso
de equipamento adicional
Comparar os custos determinados em nos dois itens anteriores
Recomendar se necessaacuterio a instalaccedilatildeo de equipamento adicional extrator de
soacutelidos
Caso seja instalado um equipamento adicional de soacutelidos operaacute-lo por um
periacuteodo apropriado de tempo repetir os testes com o fluido de perfuraccedilatildeo e
avaliar a eficiecircncia do equipamento adicional instalado
25 Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de
perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
Peneiras Vibratoacuterias
A peneira vibratoacuteria eacute a primeira
barreira na retenccedilatildeo dos soacutelidos do fluido de
perfuraccedilatildeo que retorna durante a saiacuteda de
cada ciclo de circulaccedilatildeo Dessa etapa os
soacutelidos mais grosseiros satildeo retidos jaacute que eacute
mais faacutecil removecirc-los antes de passar pelos
hidrociclones e centrifugadores Ao lado
apresenta-se uma figura esquemaacutetica com o
percurso simplificado do fluido no poccedilo
quando se estaacute perfurando
Hidrociclones
A separaccedilatildeo dos soacutelidos ocorre da seguinte
forma o liacutequido contendo a fraccedilatildeo mais fina
de partiacuteculas menores eacute descarregado atraveacutes Figura 2 1-Ciclo simplificado de fluido de
perfuraccedilatildeo
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do tubo cilindro central (overflow) o liacutequido contendo os soacutelidos mais grossos eacute
descarregado pelo underflow
Os cones hoje satildeo feitos de poliuretano este material quando expostos a altas
temperaturas (150 e 175 ordm F) amolecem fazendo com que haja a necessidade de substituiacute-los
A viscosidade do fluido o teor de soacutelidos na alimentaccedilatildeo a pressatildeo disponiacutevel na
entrada do equipamento e o lay-out do percurso feito pelo fluido influencia de forma direta no
desempenho do equipamento
Quanto menor a viscosidade (dentro do possiacutevel) maior o desempenho do
hidrociclone
Uma grande concentraccedilatildeo de soacutelidos na alimentaccedilatildeo tem efeito negativo no
desempenho Com o hidrociclone trabalhando com descarga tipo ldquosprayrdquo o ponto de corte
meacutedio aumenta quando a carga de soacutelidos aumenta Quando a carga de soacutelidos ultrapassa o
ponto suportaacutevel pelo ldquounderflowrdquo o hidrociclone comeccedila a descarregar em ldquoforma de cordardquo
e o ponto de corte meacutedio aumenta drasticamente A pressatildeo recomendada pela maioria dos
fabricantes e fornecedores de hidrociclones jaacute estaacute otimizada A maioria dos hidrociclones no
campo requer de 70 a 80 peacutes de fluido de pressatildeo hidrostaacutetica Os hidrociclones utilizados nas
sondas satildeo chamados de desareadores e dessiltadores
Depuradores (MUD CLEANER)
Este eacute composto por hidrociclones em seacuterie com uma tela fina que permite recuperar
partiacuteculas e eacute usado com fluidos de perfuraccedilatildeo pesados As partiacuteculas soacutelidas que esse
equipamento remove satildeo maiores que a baritina Como ocorre no ciclone parte do material eacute
recuperada e parte eacute descartada o recuperado retorna ao fluido reduzindo custos
Monta-se uma cobertura onde a tela estaacute colocada fazendo com que todos os soacutelidos
descarregados pelos dessiltadores satildeo retornados para o sistema de circulaccedilatildeo No caso de
baritina ser adicionada ao fluido a cobertura daacute lugar a tela fina Esse equipamento reduz a
perda da baritina dos fluidos pesados no intuito de recuperar fluidos caros e reduzir descarte
de poluente ao meio ambiente
Decantador Centriacutefugo
A funccedilatildeo deste equipamento eacute separar soacutelidos de liacutequidos eacute formado por um tambor
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ciliacutendrico-cocircnico composto por uma seccedilatildeo cocircnica que origina a chamada ldquopraiardquo e uma ou
vaacuterios secccedilotildees ciliacutendricas conectadas que origina a ldquopiscinardquoUm parafuso transportador que
fica dentro do tambor rotativo
Eacute possiacutevel ajustar a profundidade do liacutequido no tambor o niacutevel da piscina teraacute um
efeito sobre a eficiecircncia de separaccedilatildeo pois ele afetaraacute as aacutereas secas e molhadas da praia bem
como a secagem dos soacutelidos e a habilidade fiacutesica do parafuso em transportar os soacutelidos para o
tambor
A medida do teor de areia num fluido nos daacute um paracircmetro de avaliaccedilatildeo dos
equipamentos extratores de soacutelidos da sonda e serve como uma medida de abrasividade do
fluido
CAPIacuteTULO 4
METODOLOGIA DE ANAacuteLISES
Metodologia de anaacutelise Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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4 - Metodologia de anaacutelise
O monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo eacute feito
de acordo com as metodologias descritas neste capiacutetulo Aqui seratildeo descritos os meacutetodos
fiacutesicos e quiacutemicos para anaacutelises de fluido de perfuraccedilatildeo base aacutegua
As anaacutelises que seratildeo descritas neste documento estatildeo de acordo com o Manual de
Laboratoacuterio de Fluido Programa de Trainees Petrobras ndash 2002 Quiacutemico de Petroacuteleo Junior
41 Meacutetodos Fiacutesicos
411 Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
Figura 4 1- Funil Marsh Fonte wwwfanncom
A Figura 41 mostra o funil Marsh que eacute um funil com as seguintes dimensotildees 1524
cm (6rdquo) de diacircmetro na parte superior 3048 cm (12rdquo) de altura A metade da abertura
superior eacute coberta por uma peneira de malha nordm 10 O orifiacutecio inferior tem 476 mm (316rdquo) de
diacircmetro interno e 508 cm (2rdquo) de comprimento A capacidade do funil ateacute a marca superior eacute
de 1500 cmsup3
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Se segura o funil em posiccedilatildeo vertical obstruindo o orifiacutecio de descarga com o dedo
indicador
bull verta-se atraveacutes da peneira a amostra de fluido tomada em qualquer ponto onde ela
esteja em agitaccedilatildeo ateacute que o niacutevel da mesma fique rente agrave parte inferior da tela da
peneira
bull imediatamente retira-se o dedo do tubo de descarga e com o auxiacutelio de um
cronocircmetro observa-se o tempo em segundos necessaacuterio para que escoe um (01) litro
de fluido para um recipiente graduado
bull a operaccedilatildeo deve ser raacutepida para minimizar erros
bull registra-se a ldquoViscosidaderdquo Marsh em segundos1000 cmsup3 de fluido
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Verifica-se a precisatildeo do funil Marsh com 1500 cmsup3 de aacutegua doce a 21ordmC O tempo de
escoamento de 1000 cmsup3 de aacutegua deve ser de 28 plusmn 05 segundos
412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
Figura 4 2- Medidor de areia Fonte wwwsolotestcombr
A Figura 42 mostra o conjunto que registra o conteuacutedo de areia presente no fluido
em percentagem volumeacutetrica composto por um tubo de vidro graduado em percentual
volumeacutetrico (0-20 v) um cilindro cocircnico um copo ciliacutendrico com uma tela de peneira
(malha 200 mesh)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Verta-se o fluido previamente passado atraveacutes da peneira do funil Marsh no tubo de
vidro graduado ateacute a marca indicada e depois se adiciona aacutegua ateacute a referecircncia
superior
bull obstrui-se a saiacuteda superior do tubo com o dedo e agita-se vigorosamente Em seguida
esvazia-se a amostra de fluido diluiacutedo atraveacutes da peneira lavando todo o resiacuteduo no
tubo com aacutegua Lava-se a areia retida na peneira ateacute eliminar os traccedilos de fluido
bull coloca-se o funil sobre a peneira e inverte-se o conjunto lentamente Faz-se retornar a
areia da peneira para o interior do tubo atraveacutes de jatos daacutegua
bull apoacutes a deposiccedilatildeo total da areia lecirc-se diretamente a percentagem em volume de areia
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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412 Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
Figura 4 3 - Balanccedila densimeacutetrica Fonte wwwfanncom
A Figura 43 apresenta a balanccedila utilizada para mediccedilatildeo de densidade de fluido de
perfuraccedilatildeo no campo O equipamento consiste de uma base e braccedilo graduado com copo para
amostra tampa fiel cursor e medidor de niacutevel Possui quatro escalas de leituras
Densidade 072 - 288
Massa Especiacutefica 6-24(lbmgal)
Massa Especiacutefica 45-180(lbmft3)
Gradiente Hidrostaacutetico 310-1250 (ldquopsirdquo1000ft)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Posiciona-se a base da balanccedila em uma superfiacutecie lisa e nivelada
bull enche totalmente o copo da balanccedila com o fluido a ser testado Se o copo inicialmente
estiver molhado despeje a primeira porccedilatildeo de fluido e volte a enchecirc-lo Deve ser eliminado as
bolhas de ar trapeadas no fluido Para tanto basta que se decircem alguns golpes no copo ateacute que
desapareccedilam
bull coloca-se a tampa enroscando-a com um leve movimento de rotaccedilatildeo ateacute que fique
firmemente assentado no copo certificando-se que uma pequena quantidade de fluido escape
pelo orifiacutecio de purgaccedilatildeo
bull lava-se e seca-se o exterior da balanccedila
bull coloca-se a balanccedila sobre a base e move-se o cursor ateacute que a bolha do niacutevel fique
centralizada
bull lecirc-se a massa especiacutefica eou densidade no lado do cursor que estiver mais proacuteximo do
copo coletor
bull Registra-se a leitura da massa especiacutefica em lbmgal ou de densidade com precisatildeo de
bull 005 ou 0005 respectivamente
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Deve ser feito a calibraccedilatildeo do equipamento frequentemente com aacutegua doce ateacute 21ordmC
que deveraacute dar uma leitura de densidade igual a 100 A afericcedilatildeo se faz retirando ou colocando
esferas de chumbo no depoacutesito especial que existe na extremidade do braccedilo da balanccedila
414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
Figura 4 4 Filtro-prensa BTBP Fonte wwwfanncom
O equipamento consiste de um reservatoacuterio de fluido com capacidade aproximada de
400 cmsup3 um meio filtrante (Papel de filtro Whatman nordm 50 de 9 cm ou similar) um coletor de
filtrado (proveta graduada) e uma fonte de pressatildeo (cilindro contendo N2 ou CO2) O
reservatoacuterio eacute constituiacutedo por uma ceacutelula tampa superior fixada atraveacutes de uma prensa
gaxetas tela e uma base A aacuterea exposta a filtraccedilatildeo eacute de 7 polsup2 O controle de pressatildeo eacute
efetuado por uma vaacutelvula com registro (manocircmetro) A despressurizaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de
uma vaacutelvula de escape
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Assegura-se que todas as partes do filtro estejam limpas e secas e que as gaxetas natildeo
estejam gastas ou deformadas
bull monta-se todas as peccedilas da ceacutelula a base uma gaxeta a tela o papel-filtro outra
gaxeta e o corpo da ceacutelula
bull preenche-se filtro com fluido ateacute um centiacutemetro da borda superior da ceacutelula e coloca-
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se o conjunto sobre o suporte central Assegura-se que a tampa superior da ceacutelula tenha a sua
gaxeta e tampa-se a ceacutelula apertando-a com o parafuso
bull com uma proveta graduada recolhe-se o filtrado na saiacuteda da ceacutelula
bull fecha-se a vaacutelvula de escape e ajusta-se o regulador de pressatildeo ateacute obter 100 psi em 30
segundos no maacuteximo Marca-se o tempo e apoacutes 30 minutos mede-se o volume de filtrado na
proveta Fecha-se a fonte de pressatildeo Elimina-se o gaacutes confinado na ceacutelula atraveacutes da vaacutelvula
de escape cuidadosamente
bull retira-se a ceacutelula do suporte despeja o fluido desarma a ceacutelula recolhe-se o pepal de
filtro com o reboco lave o mesmo com um leve jato de aacutegua e mede-se a sua espessura em
132rdquo
bull registra-se o volume de filtrado em cmsup3 com aproximaccedilatildeo de 01 cmsup3
bull registra-se a espessura do reboco em 132rdquo com aproximaccedilatildeo de 164rdquo
CALIBRACcedilAtildeO
bull Eacute necessaacuterio verificar com frequumlecircncia a exatidatildeo dos manocircmetros
415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
Figura 4 5 ndash Retorta Fonte wwwfanncom A Retorta mostrada na Figura 55 destina-se a determinaccedilatildeo dos teores de soacutelidos e
liacutequidos existentes num fluido atraveacutes da destilaccedilatildeo de uma amostra do mesmo Eacute constituiacutedo
de um copo para amostra com capacidade de 10 cmsup3 uma cacircmara de aquecimento um forno e
um condensador O destilado eacute coletado numa proveta graduada A retorta eacute regulada por um
termostato que permite manter com seguranccedila a temperatura necessaacuteria para completa
destilaccedilatildeo da amostra de fluido
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PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Retira-se a retorta do bloco isolante Usando a espaacutetula como desarmadordesenrosca-
se o depoacutesito de fluido da retorta
bull introduz-se uma palha de accedilo na cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se o depoacutesito com o fluido a ser testado e coloca-se a tampa de afericcedilatildeo no
depoacutesito de fluido
bull limpa-se bem a tampa a rosca e o corpo externo do depoacutesito sem derramar o fluido
bull enrosca-se o depoacutesito na parte inferior da cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se a retorta na cacircmara isolante e fecha-se a tampa da cacircmara isolante
bull coloca-se a proveta graduada sob a descarga do condensador
bull por meio de fio eleacutetrico liga-se o aparelho a uma tomada de 115 volts CA e fecha-se
o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute acender
bull o tempo de destilaccedilatildeo eacute de 35 minutos
bull abre-se o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute apagar
bull deixa-se a retorta esfriar por 10 min Apoacutes isso retira-se a proveta e faz as leituras
correspondentes aos volumes de aacutegua e oacuteleo recuperados na proveta graduada
Os resultados satildeo obtidos em aacutegua = Volume de aacutegua x 10
oacuteleo = Volume de oacuteleo x 10
soacutelidos = 100-( aacutegua + oacuteleo)
416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
Figura 4 6 - Viscosiacutemetro rotativo de cilindros co-axiais Fann mod 35-a Fonte wwwfanncom
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A Figura 46 mostra um aparelho projetado para medir propriedades reoloacutegicas e
gelificantes de liacutequidos Este modelo possui 6 (seis) velocidades e eacute usado tanto em
laboratoacuterio como em sondas de exploraccedilatildeo Possui um motor 50 Hz e 115 volts uma
combinaccedilatildeo rotor-bob-mola de torccedilatildeo que permite medidas de taxa de cisalhamento da ordem
de 511 a 1022 s-1 e tensatildeo de cisalhamento da ordem de zero a 1533 dynascmsup2 Outras
combinaccedilotildees permitem avaliaccedilotildees da ordem de 0707 a 3252 s-1 e de zero a 131520
dynascmsup2 de taxa de deformaccedilatildeo e tensatildeo de cisalhamento respectivamente
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Agita-se o fluido a ser testado no misturador Beach durante 5 min em velocidade alta
(18000 RPM)
bull coloca-se o fluido no copo do viscosiacutemetro ateacute a sua marca e posiciona-se o mesmo na
base do equipamento Eleva-se o copo ateacute que o niacutevel do fluido coincida com a marca no rotor
e fixa-se com o parafuso
bull liga-se o motor acionando o interruptor para a posiccedilatildeo HIGH e certifica-se que o
seletor de engrenagens esteja na posiccedilatildeo inferior
bull faz-se a leitura que corresponde a 600 RPM apoacutes 1 min de operaccedilatildeo
bull procede-se conforme diagrama na parte superior do equipamento para seleccedilatildeo de
velocidades e registra-se os valores de deflexatildeo apoacutes 1 min de agitaccedilatildeo para 300 200 100 6
e 3 RPM
bull coloca-se o equipamento a 600 RPM por 2 minutos Imediatamente muda-se a
velocidade para 3 RPM desliga-se o motor e apoacutes 10 segundos de repouso liga-se o aparelho
a 3 RPM ao mesmo tempo em que observa-se o ponto maacuteximo atingido pela escala valor este
denominado forccedila gel inicial
bull repere-se os dois uacuteltimos itens entretanto para um tempo de repouso de 10 min A
deflexatildeo maacutexima obtida para esta nova condiccedilatildeo eacute denominada forccedila gel final
bull registra-se os valores das deflexotildees em graus para cada velocidade do equipamento
bull registra-se os valores das forccedilas geacuteis em aproximadamente 100 lbfpesup2 seguindo o
procedimento anteriormente descrito
CALIBRACcedilAtildeO
bull O aparelho deve ser calibrado periodicamente empregando-se uma mistura de
glicerina e aacutegua pura na temperatura ambiente ou atraveacutes do calibrador mecacircnico
padronizado
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42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
421 - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR MATERIAIS
Jogo de papel indicador com escala de cores variadas para comparaccedilatildeo PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Toma-se um papel indicador com escala apropriada
bull posiciona-se o papel na superfiacutecie do fluido ou umedece o mesmo com uma gota do
filtrado do fluido
bull apoacutes um minuto aproximadamente a tira de papel deveraacute ter mudado de cor afetada
pela alcalinidade do fluido ou do filtrado
bull compara-se a cor do papel indicador com a carta colorimeacutetrica correspondente
bull se a cor natildeo corresponder agrave escala calorimeacutetrica da seacuterie escolhida dever-se-aacute repetir a
operaccedilatildeo com outra seacuterie
bull registre-se o pH aproximado a 05 ou a 02 unidades conforme a escala do papel
indicador usado
Nota O papel indicador daacute resultados falsos em fluidos com alta concentraccedilatildeo de sal Para
este caso utiliza-se o meacutetodo potenciomeacutetrico quando o fluido contiver mais de 10000 ppm
Cl
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf (Fluidos agrave Base Aacutegua) A alcalinidade de um filtrado agrave base de aacutegua ou de uma aacutegua proveacutem de um ou mais
dos seguintes agentes quiacutemicos
I ndash HO- - Hidroacutexido
II ndash CO3= - Carbonato
III - CO3H- - Bicarbonato ( Borato + Silicato etc)
A medida da alcalinidade pelo pH fornece as concentraccedilotildees dos sais dissolvidos poreacutem
natildeo indica quanto de cada um dos radicais acima Para isso recorre-se agrave titulaccedilatildeo com o aacutecido
sulfuacuterico em meio contendo um indicador apropriado Para a aacutegua incolor os indicadores satildeo
fenolftaleiacutena e metilorange se a aacutegua ou filtrado estiver corado por exemplo devido a
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lignossulfonato utiliza-se o azul de bromofenol em lugar de metilorange em uacuteltimo caso
usa-se o vermelho de metila em lugar dele
TIPOS DE ALCALINIDADES
Na praacutetica determinam-se as seguintes alcalinidades
I ndash do filtrado agrave fenolftaleiacutena ndash Pf
II ndash do filtrado ao metilorange ndash Mf
III ndash do fluido agrave fenolftaleiacutena ndash Pm
Se numa aacutegua houver apenas HO- entatildeo soacute se mede Pf natildeo havendo CO3= nem
CO3H- a viragem ao metilorange se daacute com a primeira gota de soluccedilatildeo de H2SO4 N50 A
medida que o Mf cresce tornando-se maior que o Pf a alcalinidade passa a ser devida a HO- +
CO3= a CO3
= + CO3H- e por fim somente a CO3H- quando o Pf =0 Entre o Pf =Mf e Pf =0
vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser deduzidas cada uma sendo apropriada para
fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
As concentraccedilotildees desses radicais satildeo expressos em epm (equivalentes partes por
milhatildeo) ppm mgl e em gl conforme a conveniecircncia As alcalinidades geralmente satildeo
expressas em epm usando-se caacutelcio como termo de comparaccedilatildeo de equivalecircncia O peso
atocircmico dele eacute 40 molg e o valor absoluto de sua valecircncia eacute 2 Em termos de valecircncias 1Ca++
= 2HO- 1Ca++ = 1 CO3 1Ca++ = 2CO3H- por conseguinte o equivalente de HO- em Ca++ eacute
20 o equivalente de CO3= em Ca++ eacute 40 etc
As combinaccedilotildees possiacuteveis entre Pf e Mf estatildeo no quadro 1 Os caacutelculos podem ser
efetuados utilizando as foacutermulas contidas no quadro 2
Resultados de
Medidas Interpretaccedilatildeo
HO- CO3= CO3H-
Pf = Mf Pf 0 0
Pf lt 12 Mf 0 2Pf Mf - 2Pf
Pf = 12 Mf 0 2Pf 0
Pf gt 12 Mf 2Pf - Mf 2(Mf - Pf ) 0
Pf = 0 0 0 Mf
Quadro 1 As foacutermulas apresentadas no quadro 2 satildeo baseadas em que
bull 1 epm HO- = 17 ppm HO-
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bull 1 epm CO3= = 30 ppm CO3
=
bull 1 epm CO3H- =61 ppm CO3H-
e nas equivalecircncias estequiomeacutetricas entre Ca++ HO- CO3= e CO3H- anteriormente
apresentadas
Resultados Iacuteon Alcalinidade epm Ppm
Pf = Mf HO- Pf 20Pf 340Pf
Pf lt 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
CO3- Mf - 2Pf 20(Mf - 2Pf) 1200(Mf - 2Pf)
Pf = 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
Pf gt 12 Mf HO- 2Pf - Mf 20(2Pf - Mf) 340(2Pf - Mf)
CO3= 2(Mf - Pf) 40(Mf - Pf) 1200(Mf - Pf)
Pf = 0 CO3H- Mf 20 Mf 1200 Mf
MATERIAIS
bull Caacutepsula de porcelana de 250 cm3
bull 2 pipetas graduadas uma de 1 cm3 e outra de 10 cm3
bull Agitador de vidro
bull Bureta
bull Soluccedilatildeo de H2SO4 N50
bull Soluccedilatildeo indicadora de fenolftaleiacutena
PROCEDIMENTO
bull Meccedila 1 cm3 de fluido e coloque-o em uma caacutepsula
bull Dilua com 50 cm3 de aacutegua destilada
bull Adicione 3 gotas de fenolftaleiacutena
bull Titule com soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 rapidamente
bull Agite continuamente ateacute que a cor da amostra passe do vermelho agrave cor original do
fluido
bull Ao volume da soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 em cm3 se chama alcalinidade do
fluido (Pm)
bull A alcalinidade do filtrado (Pf) se determina seguindo-se o processo anterior tomando-
se 1 cm3 de filtrado
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A determinaccedilatildeo de ldquoMfrdquo Alcalinidade do filtrado ao metilorange seraacute feita do seguinte modo
bull Determinado o Pf adicionar agrave soluccedilatildeo 2 a 3 gotas de soluccedilatildeo de metilorange
bull Continuar a titulaccedilatildeo anterior com a soluccedilatildeo de H2SO4 N50 ateacute viragem do amarelo-
alaranjado para o roacuteseo
bull Anotar o volume Vt de soluccedilatildeo de aacutecido gasto na titulaccedilatildeo Vt em cm3
bull Calcular o Mf como segue
bull Mf =Vt cm3 de H2SO4 N50
NOTAS
1 ndash Se o filtrado se apresentar corado devido por exemplo a tanino a viragem em ambas as
determinaccedilotildees pode ser afetada particularmente no caso do metilorange Neste caso a
determinaccedilatildeo do ponto final poderaacute ser efetuada com um potenciocircmetro O ponto final para a
determinaccedilatildeo da alcalinidade Pf eacute tomado quando o potenciocircmetro acusar o pH 83 para o
valor de Mf quando acusar o pH 43
2 ndash Em lugar do metilorange como indicador para determinaccedilatildeo do Mf podem ser usados
21 ndash azul de bromo-fenol a 01 em aacutegua destilada
22 - indicador misto cuja composiccedilatildeo eacute a seguinte
bull Vermelho de metila002 g
bull Verde de bromo-cresol010 g
bull Aacutelcool qsp1000 cm3
Com estes indicadores a viragem eacute niacutetida pelo que dispensa o uso do potenciocircmetro
A restriccedilatildeo que se faz eacute que estes indicadores satildeo oxidaacuteveis em presenccedila de certas
substacircncias tal como o aacutecido niacutetrico
Registrar-se as alcalinidades Pf e Pm em cm3 de H2SO4 N50
PREPARO DE SOLUCcedilOtildeES E REATIVOS
Soluccedilatildeo titulada de aacutecido sulfuacuterico N50 Toma-se 12 cm3 de aacutecido sulfuacuterico concentrado e o
dilui em matraz aferido (recipiente de vidro com um gargalo muito estreito e com marca de
afericcedilatildeo) de 2000 cm3 com aacutegua destilada Em seguida titula-se com uma soluccedilatildeo de NaOH
01N usando fenolftaleiacutena como indicador
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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Soluccedilatildeo Indicadora de Fenolftaleiacutena
Pesa-se 04g de fenolftaleiacutena qp Em seguida dissolve-
se em 60 cm3 de aacutelcool etiacutelico a 95 diluindo-se ateacute 100 cm3 com aacutegua destilada Filtra-se se
formar resiacuteduo
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CAPIacuteTULO 6
CONCLUSAtildeO
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 17
Alcalinidades
A alcalinidade eacute determinada por meacutetodos diretos de titulaccedilatildeo volumeacutetrica de
neutralizaccedilatildeo e esta leva em consideraccedilatildeo as espeacutecies carbonatos (CO3--) e bicarbonatos
HC03- dissolvidos no fluido aleacutem dos iacuteons hidroxilas (OH-) dissolvidos e natildeo dissolvidos
Se numa soluccedilatildeo aquosa (no caso o filtrado do fluido) houver apenas OH- entatildeo soacute se
mede Pf natildeo havendo C03-2 nem HC03
- a viragem do metilorange se daacute com a primeira gota
de soluccedilatildeo de H2S04 N50 A medida em que o Mf cresce tornando-se maior do que o Pf a
alcalinidade passa a ser devido a OH- + C03-2 a C03
-2 + HC03- e por fim somente a HC03
-
quando o Pf = O Entre o Pf = Mf e Pf = O vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser
deduzida cada uma sendo apropriada para fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
Esse teste identifica a alcalinidade parcial do filtrado alcalinidade da lama e
alcalinidade total do filtrado
Teor de cloretos ou salinidade
Este teste eacute feito por anaacutelise volumeacutetrica de precipitaccedilatildeo por titulaccedilatildeo dos iacuteons
cloretos
Os resultados obtidos com esses testes no campo satildeo utilizados para identificar o teor
salino da aacutegua de preparo do fluido controlar a salinidade de fluidos inibidos com sal
identificar influxos de aacutegua salgada e identificar a perfuraccedilatildeo de uma rocha ou domo salino
Teor de bentonita ou de soacutelidos ativos
O teste do azul de metileno ou MBT eacute uma anaacutelise volumeacutetrica por adsorccedilatildeo que serve
como inibidor da quantidade de soacutelidos ativos ou bentoniacuteticos no fluido de perfuraccedilatildeo Este
mede a capacidade de troca de caacutetion (CTC) das argilas e soacutelidos ativos presentes
24 Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
O fluido de perfuraccedilatildeo eacute classificado de acordo com a composiccedilatildeo baseado no
constituinte principal da fase contiacutenua ou dispersante e satildeo eles fluido a base de aacutegua fluidos
a base de oacuteleo e fluidos a base de ar ou de gaacutes neste relatoacuterio vamos nos deter ao fluido de
perfuraccedilatildeo base aacutegua que foi o trabalhado durante o estaacutegio
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 18
Fluidos a base de aacutegua
A definiccedilatildeo de um fluido a base aacutegua considera principalmente a natureza da aacutegua e os
aditivos quiacutemicos empregados no preparo do fluido A proporccedilatildeo entre os componentes
baacutesicos e as interaccedilotildees entre eles provoca sensiacuteveis modificaccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido Consequumlentemente a composiccedilatildeo eacute o principal fator a considerar no
controle das suas propriedades
A aacutegua eacute a fase contiacutenua e o principal componente de qualquer fluido agrave base de aacutegua
podendo ser doce dura ou salgada A aacutegua doce natildeo precisa de tratamento preacutevio pois natildeo
afeta o desempenho dos aditivos empregados no preparo do fluido sua salinidade eacute inferior a
1000 ppm de NaCl equivalente
A aacutegua dura tem a presenccedila de sais de caacutelcio e magneacutesio dissolvido onde estes
apresentam concentraccedilotildees capazes de alterar o desempenho dos aditivos do fluido de
perfuraccedilatildeo
A aacutegua salgada possui salinidade superior a 1000 ppm de NaCl equivalente e pode ser
natural como a aacutegua do mar ou pode ser salgada com a adiccedilatildeo de sais como NaCl KCl ou
CaCl2 A aacutegua tem a funccedilatildeo de prover o meio de dispersatildeo para os mateacuterias coloidais estes
controlam a viscosidade limite de escoamento forccedilas geacuteis e filtrado em valores adequados
para conferir ao fluido uma boa taxa de remoccedilatildeo dos soacutelidos perfurados e capacidade de
estabilizaccedilatildeo das paredes do poccedilo
Os fatores a serem considerados na seleccedilatildeo da aacutegua de preparo satildeo disponibilidade
custo de transporte e de tratamento tipos de formaccedilotildees geoloacutegicas a serem perfuradas
produtos quiacutemicos que comporatildeo o fluido e equipamentos e teacutecnicas a serem usados na
avaliaccedilatildeo das formaccedilotildees
Os soacutelidos dispersos em meio aquoso podem ser ativos ou inertes Os soacutelidos ativos
satildeo materiais argilosos cuja funccedilatildeo principal eacute aumentar a viscosidade do fluido A argila
mais usada eacute a bentonita
Os soacutelidos inertes podem se originar da adiccedilatildeo de materiais industrializados ou de
detritos finos das rochas perfuradas O adensante baritina eacute o soacutelido inerte mais comuns dentre
os produtos comercializados Os soacutelidos inertes oriundos das rochas perfuradas satildeo areia silte
e calcaacuterio fino
Os produtos quiacutemicos a serem adicionados ao fluido podem ser
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 19
bull alcalinizantes e controladores de pH como soda caacuteustica potassa caacuteustica e cal
hidratada
bull dispersantes como o lignossulfonato tanino lignito e fosfato
bull redutores de filtrado como amido
bull floculantes como a soda caacuteustica cal e cloreto de soacutedio
bull poliacutemeros de uso geral para viscosificar desflocular ou reduzir filtrado
bull surfactantes para emulsificar e reduzir a tensatildeo superficial
bull removedores de caacutelcio e magneacutesio como carbonato e bicarbonato de soacutedio
bull inibidores de formaccedilatildeo ativas como cloreto de potaacutessio soacutedio e caacutelcio
bull bactericidas como paraformaldeiacutedo composto organoclorados soda caacuteustica e
cal
Produtos quiacutemicos mais especiacuteficos como anticorrosivos traccediladores quiacutemicos
antiespumantes entre outros tambeacutem podem estar presentes
A Tabela 21 abaixo apresenta a composiccedilatildeo dos fluidos usado na Petrobraacutes (ATP-
ARGIP) com seus respectivos coacutedigos
COacuteDIGO Tipos de
Fluido COacuteDIGO Tipos de Fluido
1 Aacutegua do Mar 12 NaCl com Poliacrilamida
2 Convencional 13 Milk Mud
3 BTS 14 Espuma
4 Nativo 15 Convencional com Asfalto e
LCM
5 NaCl com Poliacutemeros
16 Base Oacuteleo Mineral
6 Base Cal 17 Especiais para alta
temperatura
7 Disperso 18 Biopoliacutemero Saturado
8 KCL com Poliacutemero 19 Catiocircnico
9 Saturado 20 KCl com Poliacrilamida
10 Aerado 21 Biopoliacutemero com Carbonato
11 Base Oacuteleo Diesel 22 Sinteacutetico (Eacutester ou Parafina)
Tabela 2 1 ndash Tipo de fluidos utilizados no ATPARG
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 20
Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados Tipo 2 Aacutegua Industrial argila ativada e soda caacuteustica
Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e
calcaacuterio
Tipo 19 Aacutegua Industrial Oacutexido de Magneacutesio Goma Xantana CMC BBV ADS
Amido Comum Cloreto de soacutedio Poliacutemero Catiocircnico Calcaacuterio Fino Lubrificante Preventor
de enceramento e Bactericida
24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
O controle dos soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo eacute feito por um sistema de equipamentos
extratores buscando sempre manter o teor de soacutelidos adequados ao trabalho Quando estes
natildeo satildeo suficientes para esse controle a accedilatildeo corretiva implicaraacute num custo adicional pois
uma nova formulaccedilatildeo teraacute que ser feita ou seja um fluido novo seraacute misturado para diluiccedilatildeo
O natildeo uso dos equipamentos ou a natildeo correccedilatildeo do teor de soacutelidos implica na reduccedilatildeo da taxa
de penetraccedilatildeo problemas de ordem reoloacutegicas do fluido de perfuraccedilatildeo reboco de baixa
qualidade maior densidade equivalente de circulaccedilatildeo dano a formaccedilatildeo ameaccedila de prisatildeo da
coluna por diferencial de pressatildeo elevado desgaste de equipamentos grande volume de
resiacuteduos gerados e maior custo global
Existe algumas recomendaccedilotildees que se forem seguidas auxiliam na soluccedilatildeo de
problemas provocados por soacutelidos satildeo elas
Analisar os testes do fluido de perfuraccedilatildeo a fim de identificar a presenccedila de
um teor elevado de soacutelidos
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
eficientemente
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
em sequumlecircncia apropriada
Verificar se os equipamentos instalados na sonda tecircm capacidade suficiente
para remover soacutelidos numa taxa que permita trabalhar na faixa aceitaacutevel de teor
de soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo
Verificar qual o equipamento adicional necessaacuterio para resolver o problema
provocado pelo teor elevado de soacutelidos
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 21
PEN
EIR
AS
KELLY (HASTE QUADRADA)
KATARINA
DESLIZADOR DE CASCALHOS
TUBOS PESADOS (HW)
PEN
EIR
AS
COMANDOS
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo da diluiccedilatildeo necessaacuteria para resolver o problema sem o uso
de equipamento adicional
Comparar os custos determinados em nos dois itens anteriores
Recomendar se necessaacuterio a instalaccedilatildeo de equipamento adicional extrator de
soacutelidos
Caso seja instalado um equipamento adicional de soacutelidos operaacute-lo por um
periacuteodo apropriado de tempo repetir os testes com o fluido de perfuraccedilatildeo e
avaliar a eficiecircncia do equipamento adicional instalado
25 Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de
perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
Peneiras Vibratoacuterias
A peneira vibratoacuteria eacute a primeira
barreira na retenccedilatildeo dos soacutelidos do fluido de
perfuraccedilatildeo que retorna durante a saiacuteda de
cada ciclo de circulaccedilatildeo Dessa etapa os
soacutelidos mais grosseiros satildeo retidos jaacute que eacute
mais faacutecil removecirc-los antes de passar pelos
hidrociclones e centrifugadores Ao lado
apresenta-se uma figura esquemaacutetica com o
percurso simplificado do fluido no poccedilo
quando se estaacute perfurando
Hidrociclones
A separaccedilatildeo dos soacutelidos ocorre da seguinte
forma o liacutequido contendo a fraccedilatildeo mais fina
de partiacuteculas menores eacute descarregado atraveacutes Figura 2 1-Ciclo simplificado de fluido de
perfuraccedilatildeo
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 22
do tubo cilindro central (overflow) o liacutequido contendo os soacutelidos mais grossos eacute
descarregado pelo underflow
Os cones hoje satildeo feitos de poliuretano este material quando expostos a altas
temperaturas (150 e 175 ordm F) amolecem fazendo com que haja a necessidade de substituiacute-los
A viscosidade do fluido o teor de soacutelidos na alimentaccedilatildeo a pressatildeo disponiacutevel na
entrada do equipamento e o lay-out do percurso feito pelo fluido influencia de forma direta no
desempenho do equipamento
Quanto menor a viscosidade (dentro do possiacutevel) maior o desempenho do
hidrociclone
Uma grande concentraccedilatildeo de soacutelidos na alimentaccedilatildeo tem efeito negativo no
desempenho Com o hidrociclone trabalhando com descarga tipo ldquosprayrdquo o ponto de corte
meacutedio aumenta quando a carga de soacutelidos aumenta Quando a carga de soacutelidos ultrapassa o
ponto suportaacutevel pelo ldquounderflowrdquo o hidrociclone comeccedila a descarregar em ldquoforma de cordardquo
e o ponto de corte meacutedio aumenta drasticamente A pressatildeo recomendada pela maioria dos
fabricantes e fornecedores de hidrociclones jaacute estaacute otimizada A maioria dos hidrociclones no
campo requer de 70 a 80 peacutes de fluido de pressatildeo hidrostaacutetica Os hidrociclones utilizados nas
sondas satildeo chamados de desareadores e dessiltadores
Depuradores (MUD CLEANER)
Este eacute composto por hidrociclones em seacuterie com uma tela fina que permite recuperar
partiacuteculas e eacute usado com fluidos de perfuraccedilatildeo pesados As partiacuteculas soacutelidas que esse
equipamento remove satildeo maiores que a baritina Como ocorre no ciclone parte do material eacute
recuperada e parte eacute descartada o recuperado retorna ao fluido reduzindo custos
Monta-se uma cobertura onde a tela estaacute colocada fazendo com que todos os soacutelidos
descarregados pelos dessiltadores satildeo retornados para o sistema de circulaccedilatildeo No caso de
baritina ser adicionada ao fluido a cobertura daacute lugar a tela fina Esse equipamento reduz a
perda da baritina dos fluidos pesados no intuito de recuperar fluidos caros e reduzir descarte
de poluente ao meio ambiente
Decantador Centriacutefugo
A funccedilatildeo deste equipamento eacute separar soacutelidos de liacutequidos eacute formado por um tambor
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 23
ciliacutendrico-cocircnico composto por uma seccedilatildeo cocircnica que origina a chamada ldquopraiardquo e uma ou
vaacuterios secccedilotildees ciliacutendricas conectadas que origina a ldquopiscinardquoUm parafuso transportador que
fica dentro do tambor rotativo
Eacute possiacutevel ajustar a profundidade do liacutequido no tambor o niacutevel da piscina teraacute um
efeito sobre a eficiecircncia de separaccedilatildeo pois ele afetaraacute as aacutereas secas e molhadas da praia bem
como a secagem dos soacutelidos e a habilidade fiacutesica do parafuso em transportar os soacutelidos para o
tambor
A medida do teor de areia num fluido nos daacute um paracircmetro de avaliaccedilatildeo dos
equipamentos extratores de soacutelidos da sonda e serve como uma medida de abrasividade do
fluido
CAPIacuteTULO 4
METODOLOGIA DE ANAacuteLISES
Metodologia de anaacutelise Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 25
4 - Metodologia de anaacutelise
O monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo eacute feito
de acordo com as metodologias descritas neste capiacutetulo Aqui seratildeo descritos os meacutetodos
fiacutesicos e quiacutemicos para anaacutelises de fluido de perfuraccedilatildeo base aacutegua
As anaacutelises que seratildeo descritas neste documento estatildeo de acordo com o Manual de
Laboratoacuterio de Fluido Programa de Trainees Petrobras ndash 2002 Quiacutemico de Petroacuteleo Junior
41 Meacutetodos Fiacutesicos
411 Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
Figura 4 1- Funil Marsh Fonte wwwfanncom
A Figura 41 mostra o funil Marsh que eacute um funil com as seguintes dimensotildees 1524
cm (6rdquo) de diacircmetro na parte superior 3048 cm (12rdquo) de altura A metade da abertura
superior eacute coberta por uma peneira de malha nordm 10 O orifiacutecio inferior tem 476 mm (316rdquo) de
diacircmetro interno e 508 cm (2rdquo) de comprimento A capacidade do funil ateacute a marca superior eacute
de 1500 cmsup3
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Se segura o funil em posiccedilatildeo vertical obstruindo o orifiacutecio de descarga com o dedo
indicador
bull verta-se atraveacutes da peneira a amostra de fluido tomada em qualquer ponto onde ela
esteja em agitaccedilatildeo ateacute que o niacutevel da mesma fique rente agrave parte inferior da tela da
peneira
bull imediatamente retira-se o dedo do tubo de descarga e com o auxiacutelio de um
cronocircmetro observa-se o tempo em segundos necessaacuterio para que escoe um (01) litro
de fluido para um recipiente graduado
bull a operaccedilatildeo deve ser raacutepida para minimizar erros
bull registra-se a ldquoViscosidaderdquo Marsh em segundos1000 cmsup3 de fluido
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Verifica-se a precisatildeo do funil Marsh com 1500 cmsup3 de aacutegua doce a 21ordmC O tempo de
escoamento de 1000 cmsup3 de aacutegua deve ser de 28 plusmn 05 segundos
412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
Figura 4 2- Medidor de areia Fonte wwwsolotestcombr
A Figura 42 mostra o conjunto que registra o conteuacutedo de areia presente no fluido
em percentagem volumeacutetrica composto por um tubo de vidro graduado em percentual
volumeacutetrico (0-20 v) um cilindro cocircnico um copo ciliacutendrico com uma tela de peneira
(malha 200 mesh)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Verta-se o fluido previamente passado atraveacutes da peneira do funil Marsh no tubo de
vidro graduado ateacute a marca indicada e depois se adiciona aacutegua ateacute a referecircncia
superior
bull obstrui-se a saiacuteda superior do tubo com o dedo e agita-se vigorosamente Em seguida
esvazia-se a amostra de fluido diluiacutedo atraveacutes da peneira lavando todo o resiacuteduo no
tubo com aacutegua Lava-se a areia retida na peneira ateacute eliminar os traccedilos de fluido
bull coloca-se o funil sobre a peneira e inverte-se o conjunto lentamente Faz-se retornar a
areia da peneira para o interior do tubo atraveacutes de jatos daacutegua
bull apoacutes a deposiccedilatildeo total da areia lecirc-se diretamente a percentagem em volume de areia
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412 Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
Figura 4 3 - Balanccedila densimeacutetrica Fonte wwwfanncom
A Figura 43 apresenta a balanccedila utilizada para mediccedilatildeo de densidade de fluido de
perfuraccedilatildeo no campo O equipamento consiste de uma base e braccedilo graduado com copo para
amostra tampa fiel cursor e medidor de niacutevel Possui quatro escalas de leituras
Densidade 072 - 288
Massa Especiacutefica 6-24(lbmgal)
Massa Especiacutefica 45-180(lbmft3)
Gradiente Hidrostaacutetico 310-1250 (ldquopsirdquo1000ft)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Posiciona-se a base da balanccedila em uma superfiacutecie lisa e nivelada
bull enche totalmente o copo da balanccedila com o fluido a ser testado Se o copo inicialmente
estiver molhado despeje a primeira porccedilatildeo de fluido e volte a enchecirc-lo Deve ser eliminado as
bolhas de ar trapeadas no fluido Para tanto basta que se decircem alguns golpes no copo ateacute que
desapareccedilam
bull coloca-se a tampa enroscando-a com um leve movimento de rotaccedilatildeo ateacute que fique
firmemente assentado no copo certificando-se que uma pequena quantidade de fluido escape
pelo orifiacutecio de purgaccedilatildeo
bull lava-se e seca-se o exterior da balanccedila
bull coloca-se a balanccedila sobre a base e move-se o cursor ateacute que a bolha do niacutevel fique
centralizada
bull lecirc-se a massa especiacutefica eou densidade no lado do cursor que estiver mais proacuteximo do
copo coletor
bull Registra-se a leitura da massa especiacutefica em lbmgal ou de densidade com precisatildeo de
bull 005 ou 0005 respectivamente
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Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 28
CALIBRACcedilAtildeO
bull Deve ser feito a calibraccedilatildeo do equipamento frequentemente com aacutegua doce ateacute 21ordmC
que deveraacute dar uma leitura de densidade igual a 100 A afericcedilatildeo se faz retirando ou colocando
esferas de chumbo no depoacutesito especial que existe na extremidade do braccedilo da balanccedila
414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
Figura 4 4 Filtro-prensa BTBP Fonte wwwfanncom
O equipamento consiste de um reservatoacuterio de fluido com capacidade aproximada de
400 cmsup3 um meio filtrante (Papel de filtro Whatman nordm 50 de 9 cm ou similar) um coletor de
filtrado (proveta graduada) e uma fonte de pressatildeo (cilindro contendo N2 ou CO2) O
reservatoacuterio eacute constituiacutedo por uma ceacutelula tampa superior fixada atraveacutes de uma prensa
gaxetas tela e uma base A aacuterea exposta a filtraccedilatildeo eacute de 7 polsup2 O controle de pressatildeo eacute
efetuado por uma vaacutelvula com registro (manocircmetro) A despressurizaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de
uma vaacutelvula de escape
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Assegura-se que todas as partes do filtro estejam limpas e secas e que as gaxetas natildeo
estejam gastas ou deformadas
bull monta-se todas as peccedilas da ceacutelula a base uma gaxeta a tela o papel-filtro outra
gaxeta e o corpo da ceacutelula
bull preenche-se filtro com fluido ateacute um centiacutemetro da borda superior da ceacutelula e coloca-
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se o conjunto sobre o suporte central Assegura-se que a tampa superior da ceacutelula tenha a sua
gaxeta e tampa-se a ceacutelula apertando-a com o parafuso
bull com uma proveta graduada recolhe-se o filtrado na saiacuteda da ceacutelula
bull fecha-se a vaacutelvula de escape e ajusta-se o regulador de pressatildeo ateacute obter 100 psi em 30
segundos no maacuteximo Marca-se o tempo e apoacutes 30 minutos mede-se o volume de filtrado na
proveta Fecha-se a fonte de pressatildeo Elimina-se o gaacutes confinado na ceacutelula atraveacutes da vaacutelvula
de escape cuidadosamente
bull retira-se a ceacutelula do suporte despeja o fluido desarma a ceacutelula recolhe-se o pepal de
filtro com o reboco lave o mesmo com um leve jato de aacutegua e mede-se a sua espessura em
132rdquo
bull registra-se o volume de filtrado em cmsup3 com aproximaccedilatildeo de 01 cmsup3
bull registra-se a espessura do reboco em 132rdquo com aproximaccedilatildeo de 164rdquo
CALIBRACcedilAtildeO
bull Eacute necessaacuterio verificar com frequumlecircncia a exatidatildeo dos manocircmetros
415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
Figura 4 5 ndash Retorta Fonte wwwfanncom A Retorta mostrada na Figura 55 destina-se a determinaccedilatildeo dos teores de soacutelidos e
liacutequidos existentes num fluido atraveacutes da destilaccedilatildeo de uma amostra do mesmo Eacute constituiacutedo
de um copo para amostra com capacidade de 10 cmsup3 uma cacircmara de aquecimento um forno e
um condensador O destilado eacute coletado numa proveta graduada A retorta eacute regulada por um
termostato que permite manter com seguranccedila a temperatura necessaacuteria para completa
destilaccedilatildeo da amostra de fluido
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PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Retira-se a retorta do bloco isolante Usando a espaacutetula como desarmadordesenrosca-
se o depoacutesito de fluido da retorta
bull introduz-se uma palha de accedilo na cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se o depoacutesito com o fluido a ser testado e coloca-se a tampa de afericcedilatildeo no
depoacutesito de fluido
bull limpa-se bem a tampa a rosca e o corpo externo do depoacutesito sem derramar o fluido
bull enrosca-se o depoacutesito na parte inferior da cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se a retorta na cacircmara isolante e fecha-se a tampa da cacircmara isolante
bull coloca-se a proveta graduada sob a descarga do condensador
bull por meio de fio eleacutetrico liga-se o aparelho a uma tomada de 115 volts CA e fecha-se
o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute acender
bull o tempo de destilaccedilatildeo eacute de 35 minutos
bull abre-se o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute apagar
bull deixa-se a retorta esfriar por 10 min Apoacutes isso retira-se a proveta e faz as leituras
correspondentes aos volumes de aacutegua e oacuteleo recuperados na proveta graduada
Os resultados satildeo obtidos em aacutegua = Volume de aacutegua x 10
oacuteleo = Volume de oacuteleo x 10
soacutelidos = 100-( aacutegua + oacuteleo)
416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
Figura 4 6 - Viscosiacutemetro rotativo de cilindros co-axiais Fann mod 35-a Fonte wwwfanncom
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A Figura 46 mostra um aparelho projetado para medir propriedades reoloacutegicas e
gelificantes de liacutequidos Este modelo possui 6 (seis) velocidades e eacute usado tanto em
laboratoacuterio como em sondas de exploraccedilatildeo Possui um motor 50 Hz e 115 volts uma
combinaccedilatildeo rotor-bob-mola de torccedilatildeo que permite medidas de taxa de cisalhamento da ordem
de 511 a 1022 s-1 e tensatildeo de cisalhamento da ordem de zero a 1533 dynascmsup2 Outras
combinaccedilotildees permitem avaliaccedilotildees da ordem de 0707 a 3252 s-1 e de zero a 131520
dynascmsup2 de taxa de deformaccedilatildeo e tensatildeo de cisalhamento respectivamente
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Agita-se o fluido a ser testado no misturador Beach durante 5 min em velocidade alta
(18000 RPM)
bull coloca-se o fluido no copo do viscosiacutemetro ateacute a sua marca e posiciona-se o mesmo na
base do equipamento Eleva-se o copo ateacute que o niacutevel do fluido coincida com a marca no rotor
e fixa-se com o parafuso
bull liga-se o motor acionando o interruptor para a posiccedilatildeo HIGH e certifica-se que o
seletor de engrenagens esteja na posiccedilatildeo inferior
bull faz-se a leitura que corresponde a 600 RPM apoacutes 1 min de operaccedilatildeo
bull procede-se conforme diagrama na parte superior do equipamento para seleccedilatildeo de
velocidades e registra-se os valores de deflexatildeo apoacutes 1 min de agitaccedilatildeo para 300 200 100 6
e 3 RPM
bull coloca-se o equipamento a 600 RPM por 2 minutos Imediatamente muda-se a
velocidade para 3 RPM desliga-se o motor e apoacutes 10 segundos de repouso liga-se o aparelho
a 3 RPM ao mesmo tempo em que observa-se o ponto maacuteximo atingido pela escala valor este
denominado forccedila gel inicial
bull repere-se os dois uacuteltimos itens entretanto para um tempo de repouso de 10 min A
deflexatildeo maacutexima obtida para esta nova condiccedilatildeo eacute denominada forccedila gel final
bull registra-se os valores das deflexotildees em graus para cada velocidade do equipamento
bull registra-se os valores das forccedilas geacuteis em aproximadamente 100 lbfpesup2 seguindo o
procedimento anteriormente descrito
CALIBRACcedilAtildeO
bull O aparelho deve ser calibrado periodicamente empregando-se uma mistura de
glicerina e aacutegua pura na temperatura ambiente ou atraveacutes do calibrador mecacircnico
padronizado
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42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
421 - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR MATERIAIS
Jogo de papel indicador com escala de cores variadas para comparaccedilatildeo PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Toma-se um papel indicador com escala apropriada
bull posiciona-se o papel na superfiacutecie do fluido ou umedece o mesmo com uma gota do
filtrado do fluido
bull apoacutes um minuto aproximadamente a tira de papel deveraacute ter mudado de cor afetada
pela alcalinidade do fluido ou do filtrado
bull compara-se a cor do papel indicador com a carta colorimeacutetrica correspondente
bull se a cor natildeo corresponder agrave escala calorimeacutetrica da seacuterie escolhida dever-se-aacute repetir a
operaccedilatildeo com outra seacuterie
bull registre-se o pH aproximado a 05 ou a 02 unidades conforme a escala do papel
indicador usado
Nota O papel indicador daacute resultados falsos em fluidos com alta concentraccedilatildeo de sal Para
este caso utiliza-se o meacutetodo potenciomeacutetrico quando o fluido contiver mais de 10000 ppm
Cl
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf (Fluidos agrave Base Aacutegua) A alcalinidade de um filtrado agrave base de aacutegua ou de uma aacutegua proveacutem de um ou mais
dos seguintes agentes quiacutemicos
I ndash HO- - Hidroacutexido
II ndash CO3= - Carbonato
III - CO3H- - Bicarbonato ( Borato + Silicato etc)
A medida da alcalinidade pelo pH fornece as concentraccedilotildees dos sais dissolvidos poreacutem
natildeo indica quanto de cada um dos radicais acima Para isso recorre-se agrave titulaccedilatildeo com o aacutecido
sulfuacuterico em meio contendo um indicador apropriado Para a aacutegua incolor os indicadores satildeo
fenolftaleiacutena e metilorange se a aacutegua ou filtrado estiver corado por exemplo devido a
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lignossulfonato utiliza-se o azul de bromofenol em lugar de metilorange em uacuteltimo caso
usa-se o vermelho de metila em lugar dele
TIPOS DE ALCALINIDADES
Na praacutetica determinam-se as seguintes alcalinidades
I ndash do filtrado agrave fenolftaleiacutena ndash Pf
II ndash do filtrado ao metilorange ndash Mf
III ndash do fluido agrave fenolftaleiacutena ndash Pm
Se numa aacutegua houver apenas HO- entatildeo soacute se mede Pf natildeo havendo CO3= nem
CO3H- a viragem ao metilorange se daacute com a primeira gota de soluccedilatildeo de H2SO4 N50 A
medida que o Mf cresce tornando-se maior que o Pf a alcalinidade passa a ser devida a HO- +
CO3= a CO3
= + CO3H- e por fim somente a CO3H- quando o Pf =0 Entre o Pf =Mf e Pf =0
vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser deduzidas cada uma sendo apropriada para
fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
As concentraccedilotildees desses radicais satildeo expressos em epm (equivalentes partes por
milhatildeo) ppm mgl e em gl conforme a conveniecircncia As alcalinidades geralmente satildeo
expressas em epm usando-se caacutelcio como termo de comparaccedilatildeo de equivalecircncia O peso
atocircmico dele eacute 40 molg e o valor absoluto de sua valecircncia eacute 2 Em termos de valecircncias 1Ca++
= 2HO- 1Ca++ = 1 CO3 1Ca++ = 2CO3H- por conseguinte o equivalente de HO- em Ca++ eacute
20 o equivalente de CO3= em Ca++ eacute 40 etc
As combinaccedilotildees possiacuteveis entre Pf e Mf estatildeo no quadro 1 Os caacutelculos podem ser
efetuados utilizando as foacutermulas contidas no quadro 2
Resultados de
Medidas Interpretaccedilatildeo
HO- CO3= CO3H-
Pf = Mf Pf 0 0
Pf lt 12 Mf 0 2Pf Mf - 2Pf
Pf = 12 Mf 0 2Pf 0
Pf gt 12 Mf 2Pf - Mf 2(Mf - Pf ) 0
Pf = 0 0 0 Mf
Quadro 1 As foacutermulas apresentadas no quadro 2 satildeo baseadas em que
bull 1 epm HO- = 17 ppm HO-
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bull 1 epm CO3= = 30 ppm CO3
=
bull 1 epm CO3H- =61 ppm CO3H-
e nas equivalecircncias estequiomeacutetricas entre Ca++ HO- CO3= e CO3H- anteriormente
apresentadas
Resultados Iacuteon Alcalinidade epm Ppm
Pf = Mf HO- Pf 20Pf 340Pf
Pf lt 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
CO3- Mf - 2Pf 20(Mf - 2Pf) 1200(Mf - 2Pf)
Pf = 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
Pf gt 12 Mf HO- 2Pf - Mf 20(2Pf - Mf) 340(2Pf - Mf)
CO3= 2(Mf - Pf) 40(Mf - Pf) 1200(Mf - Pf)
Pf = 0 CO3H- Mf 20 Mf 1200 Mf
MATERIAIS
bull Caacutepsula de porcelana de 250 cm3
bull 2 pipetas graduadas uma de 1 cm3 e outra de 10 cm3
bull Agitador de vidro
bull Bureta
bull Soluccedilatildeo de H2SO4 N50
bull Soluccedilatildeo indicadora de fenolftaleiacutena
PROCEDIMENTO
bull Meccedila 1 cm3 de fluido e coloque-o em uma caacutepsula
bull Dilua com 50 cm3 de aacutegua destilada
bull Adicione 3 gotas de fenolftaleiacutena
bull Titule com soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 rapidamente
bull Agite continuamente ateacute que a cor da amostra passe do vermelho agrave cor original do
fluido
bull Ao volume da soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 em cm3 se chama alcalinidade do
fluido (Pm)
bull A alcalinidade do filtrado (Pf) se determina seguindo-se o processo anterior tomando-
se 1 cm3 de filtrado
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A determinaccedilatildeo de ldquoMfrdquo Alcalinidade do filtrado ao metilorange seraacute feita do seguinte modo
bull Determinado o Pf adicionar agrave soluccedilatildeo 2 a 3 gotas de soluccedilatildeo de metilorange
bull Continuar a titulaccedilatildeo anterior com a soluccedilatildeo de H2SO4 N50 ateacute viragem do amarelo-
alaranjado para o roacuteseo
bull Anotar o volume Vt de soluccedilatildeo de aacutecido gasto na titulaccedilatildeo Vt em cm3
bull Calcular o Mf como segue
bull Mf =Vt cm3 de H2SO4 N50
NOTAS
1 ndash Se o filtrado se apresentar corado devido por exemplo a tanino a viragem em ambas as
determinaccedilotildees pode ser afetada particularmente no caso do metilorange Neste caso a
determinaccedilatildeo do ponto final poderaacute ser efetuada com um potenciocircmetro O ponto final para a
determinaccedilatildeo da alcalinidade Pf eacute tomado quando o potenciocircmetro acusar o pH 83 para o
valor de Mf quando acusar o pH 43
2 ndash Em lugar do metilorange como indicador para determinaccedilatildeo do Mf podem ser usados
21 ndash azul de bromo-fenol a 01 em aacutegua destilada
22 - indicador misto cuja composiccedilatildeo eacute a seguinte
bull Vermelho de metila002 g
bull Verde de bromo-cresol010 g
bull Aacutelcool qsp1000 cm3
Com estes indicadores a viragem eacute niacutetida pelo que dispensa o uso do potenciocircmetro
A restriccedilatildeo que se faz eacute que estes indicadores satildeo oxidaacuteveis em presenccedila de certas
substacircncias tal como o aacutecido niacutetrico
Registrar-se as alcalinidades Pf e Pm em cm3 de H2SO4 N50
PREPARO DE SOLUCcedilOtildeES E REATIVOS
Soluccedilatildeo titulada de aacutecido sulfuacuterico N50 Toma-se 12 cm3 de aacutecido sulfuacuterico concentrado e o
dilui em matraz aferido (recipiente de vidro com um gargalo muito estreito e com marca de
afericcedilatildeo) de 2000 cm3 com aacutegua destilada Em seguida titula-se com uma soluccedilatildeo de NaOH
01N usando fenolftaleiacutena como indicador
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Soluccedilatildeo Indicadora de Fenolftaleiacutena
Pesa-se 04g de fenolftaleiacutena qp Em seguida dissolve-
se em 60 cm3 de aacutelcool etiacutelico a 95 diluindo-se ateacute 100 cm3 com aacutegua destilada Filtra-se se
formar resiacuteduo
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CAPIacuteTULO 6
CONCLUSAtildeO
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 38
6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
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Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
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Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
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5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
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6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
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Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
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propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
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11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
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Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 18
Fluidos a base de aacutegua
A definiccedilatildeo de um fluido a base aacutegua considera principalmente a natureza da aacutegua e os
aditivos quiacutemicos empregados no preparo do fluido A proporccedilatildeo entre os componentes
baacutesicos e as interaccedilotildees entre eles provoca sensiacuteveis modificaccedilotildees nas propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido Consequumlentemente a composiccedilatildeo eacute o principal fator a considerar no
controle das suas propriedades
A aacutegua eacute a fase contiacutenua e o principal componente de qualquer fluido agrave base de aacutegua
podendo ser doce dura ou salgada A aacutegua doce natildeo precisa de tratamento preacutevio pois natildeo
afeta o desempenho dos aditivos empregados no preparo do fluido sua salinidade eacute inferior a
1000 ppm de NaCl equivalente
A aacutegua dura tem a presenccedila de sais de caacutelcio e magneacutesio dissolvido onde estes
apresentam concentraccedilotildees capazes de alterar o desempenho dos aditivos do fluido de
perfuraccedilatildeo
A aacutegua salgada possui salinidade superior a 1000 ppm de NaCl equivalente e pode ser
natural como a aacutegua do mar ou pode ser salgada com a adiccedilatildeo de sais como NaCl KCl ou
CaCl2 A aacutegua tem a funccedilatildeo de prover o meio de dispersatildeo para os mateacuterias coloidais estes
controlam a viscosidade limite de escoamento forccedilas geacuteis e filtrado em valores adequados
para conferir ao fluido uma boa taxa de remoccedilatildeo dos soacutelidos perfurados e capacidade de
estabilizaccedilatildeo das paredes do poccedilo
Os fatores a serem considerados na seleccedilatildeo da aacutegua de preparo satildeo disponibilidade
custo de transporte e de tratamento tipos de formaccedilotildees geoloacutegicas a serem perfuradas
produtos quiacutemicos que comporatildeo o fluido e equipamentos e teacutecnicas a serem usados na
avaliaccedilatildeo das formaccedilotildees
Os soacutelidos dispersos em meio aquoso podem ser ativos ou inertes Os soacutelidos ativos
satildeo materiais argilosos cuja funccedilatildeo principal eacute aumentar a viscosidade do fluido A argila
mais usada eacute a bentonita
Os soacutelidos inertes podem se originar da adiccedilatildeo de materiais industrializados ou de
detritos finos das rochas perfuradas O adensante baritina eacute o soacutelido inerte mais comuns dentre
os produtos comercializados Os soacutelidos inertes oriundos das rochas perfuradas satildeo areia silte
e calcaacuterio fino
Os produtos quiacutemicos a serem adicionados ao fluido podem ser
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 19
bull alcalinizantes e controladores de pH como soda caacuteustica potassa caacuteustica e cal
hidratada
bull dispersantes como o lignossulfonato tanino lignito e fosfato
bull redutores de filtrado como amido
bull floculantes como a soda caacuteustica cal e cloreto de soacutedio
bull poliacutemeros de uso geral para viscosificar desflocular ou reduzir filtrado
bull surfactantes para emulsificar e reduzir a tensatildeo superficial
bull removedores de caacutelcio e magneacutesio como carbonato e bicarbonato de soacutedio
bull inibidores de formaccedilatildeo ativas como cloreto de potaacutessio soacutedio e caacutelcio
bull bactericidas como paraformaldeiacutedo composto organoclorados soda caacuteustica e
cal
Produtos quiacutemicos mais especiacuteficos como anticorrosivos traccediladores quiacutemicos
antiespumantes entre outros tambeacutem podem estar presentes
A Tabela 21 abaixo apresenta a composiccedilatildeo dos fluidos usado na Petrobraacutes (ATP-
ARGIP) com seus respectivos coacutedigos
COacuteDIGO Tipos de
Fluido COacuteDIGO Tipos de Fluido
1 Aacutegua do Mar 12 NaCl com Poliacrilamida
2 Convencional 13 Milk Mud
3 BTS 14 Espuma
4 Nativo 15 Convencional com Asfalto e
LCM
5 NaCl com Poliacutemeros
16 Base Oacuteleo Mineral
6 Base Cal 17 Especiais para alta
temperatura
7 Disperso 18 Biopoliacutemero Saturado
8 KCL com Poliacutemero 19 Catiocircnico
9 Saturado 20 KCl com Poliacrilamida
10 Aerado 21 Biopoliacutemero com Carbonato
11 Base Oacuteleo Diesel 22 Sinteacutetico (Eacutester ou Parafina)
Tabela 2 1 ndash Tipo de fluidos utilizados no ATPARG
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 20
Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados Tipo 2 Aacutegua Industrial argila ativada e soda caacuteustica
Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e
calcaacuterio
Tipo 19 Aacutegua Industrial Oacutexido de Magneacutesio Goma Xantana CMC BBV ADS
Amido Comum Cloreto de soacutedio Poliacutemero Catiocircnico Calcaacuterio Fino Lubrificante Preventor
de enceramento e Bactericida
24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
O controle dos soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo eacute feito por um sistema de equipamentos
extratores buscando sempre manter o teor de soacutelidos adequados ao trabalho Quando estes
natildeo satildeo suficientes para esse controle a accedilatildeo corretiva implicaraacute num custo adicional pois
uma nova formulaccedilatildeo teraacute que ser feita ou seja um fluido novo seraacute misturado para diluiccedilatildeo
O natildeo uso dos equipamentos ou a natildeo correccedilatildeo do teor de soacutelidos implica na reduccedilatildeo da taxa
de penetraccedilatildeo problemas de ordem reoloacutegicas do fluido de perfuraccedilatildeo reboco de baixa
qualidade maior densidade equivalente de circulaccedilatildeo dano a formaccedilatildeo ameaccedila de prisatildeo da
coluna por diferencial de pressatildeo elevado desgaste de equipamentos grande volume de
resiacuteduos gerados e maior custo global
Existe algumas recomendaccedilotildees que se forem seguidas auxiliam na soluccedilatildeo de
problemas provocados por soacutelidos satildeo elas
Analisar os testes do fluido de perfuraccedilatildeo a fim de identificar a presenccedila de
um teor elevado de soacutelidos
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
eficientemente
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
em sequumlecircncia apropriada
Verificar se os equipamentos instalados na sonda tecircm capacidade suficiente
para remover soacutelidos numa taxa que permita trabalhar na faixa aceitaacutevel de teor
de soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo
Verificar qual o equipamento adicional necessaacuterio para resolver o problema
provocado pelo teor elevado de soacutelidos
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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PEN
EIR
AS
KELLY (HASTE QUADRADA)
KATARINA
DESLIZADOR DE CASCALHOS
TUBOS PESADOS (HW)
PEN
EIR
AS
COMANDOS
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo da diluiccedilatildeo necessaacuteria para resolver o problema sem o uso
de equipamento adicional
Comparar os custos determinados em nos dois itens anteriores
Recomendar se necessaacuterio a instalaccedilatildeo de equipamento adicional extrator de
soacutelidos
Caso seja instalado um equipamento adicional de soacutelidos operaacute-lo por um
periacuteodo apropriado de tempo repetir os testes com o fluido de perfuraccedilatildeo e
avaliar a eficiecircncia do equipamento adicional instalado
25 Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de
perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
Peneiras Vibratoacuterias
A peneira vibratoacuteria eacute a primeira
barreira na retenccedilatildeo dos soacutelidos do fluido de
perfuraccedilatildeo que retorna durante a saiacuteda de
cada ciclo de circulaccedilatildeo Dessa etapa os
soacutelidos mais grosseiros satildeo retidos jaacute que eacute
mais faacutecil removecirc-los antes de passar pelos
hidrociclones e centrifugadores Ao lado
apresenta-se uma figura esquemaacutetica com o
percurso simplificado do fluido no poccedilo
quando se estaacute perfurando
Hidrociclones
A separaccedilatildeo dos soacutelidos ocorre da seguinte
forma o liacutequido contendo a fraccedilatildeo mais fina
de partiacuteculas menores eacute descarregado atraveacutes Figura 2 1-Ciclo simplificado de fluido de
perfuraccedilatildeo
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 22
do tubo cilindro central (overflow) o liacutequido contendo os soacutelidos mais grossos eacute
descarregado pelo underflow
Os cones hoje satildeo feitos de poliuretano este material quando expostos a altas
temperaturas (150 e 175 ordm F) amolecem fazendo com que haja a necessidade de substituiacute-los
A viscosidade do fluido o teor de soacutelidos na alimentaccedilatildeo a pressatildeo disponiacutevel na
entrada do equipamento e o lay-out do percurso feito pelo fluido influencia de forma direta no
desempenho do equipamento
Quanto menor a viscosidade (dentro do possiacutevel) maior o desempenho do
hidrociclone
Uma grande concentraccedilatildeo de soacutelidos na alimentaccedilatildeo tem efeito negativo no
desempenho Com o hidrociclone trabalhando com descarga tipo ldquosprayrdquo o ponto de corte
meacutedio aumenta quando a carga de soacutelidos aumenta Quando a carga de soacutelidos ultrapassa o
ponto suportaacutevel pelo ldquounderflowrdquo o hidrociclone comeccedila a descarregar em ldquoforma de cordardquo
e o ponto de corte meacutedio aumenta drasticamente A pressatildeo recomendada pela maioria dos
fabricantes e fornecedores de hidrociclones jaacute estaacute otimizada A maioria dos hidrociclones no
campo requer de 70 a 80 peacutes de fluido de pressatildeo hidrostaacutetica Os hidrociclones utilizados nas
sondas satildeo chamados de desareadores e dessiltadores
Depuradores (MUD CLEANER)
Este eacute composto por hidrociclones em seacuterie com uma tela fina que permite recuperar
partiacuteculas e eacute usado com fluidos de perfuraccedilatildeo pesados As partiacuteculas soacutelidas que esse
equipamento remove satildeo maiores que a baritina Como ocorre no ciclone parte do material eacute
recuperada e parte eacute descartada o recuperado retorna ao fluido reduzindo custos
Monta-se uma cobertura onde a tela estaacute colocada fazendo com que todos os soacutelidos
descarregados pelos dessiltadores satildeo retornados para o sistema de circulaccedilatildeo No caso de
baritina ser adicionada ao fluido a cobertura daacute lugar a tela fina Esse equipamento reduz a
perda da baritina dos fluidos pesados no intuito de recuperar fluidos caros e reduzir descarte
de poluente ao meio ambiente
Decantador Centriacutefugo
A funccedilatildeo deste equipamento eacute separar soacutelidos de liacutequidos eacute formado por um tambor
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 23
ciliacutendrico-cocircnico composto por uma seccedilatildeo cocircnica que origina a chamada ldquopraiardquo e uma ou
vaacuterios secccedilotildees ciliacutendricas conectadas que origina a ldquopiscinardquoUm parafuso transportador que
fica dentro do tambor rotativo
Eacute possiacutevel ajustar a profundidade do liacutequido no tambor o niacutevel da piscina teraacute um
efeito sobre a eficiecircncia de separaccedilatildeo pois ele afetaraacute as aacutereas secas e molhadas da praia bem
como a secagem dos soacutelidos e a habilidade fiacutesica do parafuso em transportar os soacutelidos para o
tambor
A medida do teor de areia num fluido nos daacute um paracircmetro de avaliaccedilatildeo dos
equipamentos extratores de soacutelidos da sonda e serve como uma medida de abrasividade do
fluido
CAPIacuteTULO 4
METODOLOGIA DE ANAacuteLISES
Metodologia de anaacutelise Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 25
4 - Metodologia de anaacutelise
O monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo eacute feito
de acordo com as metodologias descritas neste capiacutetulo Aqui seratildeo descritos os meacutetodos
fiacutesicos e quiacutemicos para anaacutelises de fluido de perfuraccedilatildeo base aacutegua
As anaacutelises que seratildeo descritas neste documento estatildeo de acordo com o Manual de
Laboratoacuterio de Fluido Programa de Trainees Petrobras ndash 2002 Quiacutemico de Petroacuteleo Junior
41 Meacutetodos Fiacutesicos
411 Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
Figura 4 1- Funil Marsh Fonte wwwfanncom
A Figura 41 mostra o funil Marsh que eacute um funil com as seguintes dimensotildees 1524
cm (6rdquo) de diacircmetro na parte superior 3048 cm (12rdquo) de altura A metade da abertura
superior eacute coberta por uma peneira de malha nordm 10 O orifiacutecio inferior tem 476 mm (316rdquo) de
diacircmetro interno e 508 cm (2rdquo) de comprimento A capacidade do funil ateacute a marca superior eacute
de 1500 cmsup3
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Se segura o funil em posiccedilatildeo vertical obstruindo o orifiacutecio de descarga com o dedo
indicador
bull verta-se atraveacutes da peneira a amostra de fluido tomada em qualquer ponto onde ela
esteja em agitaccedilatildeo ateacute que o niacutevel da mesma fique rente agrave parte inferior da tela da
peneira
bull imediatamente retira-se o dedo do tubo de descarga e com o auxiacutelio de um
cronocircmetro observa-se o tempo em segundos necessaacuterio para que escoe um (01) litro
de fluido para um recipiente graduado
bull a operaccedilatildeo deve ser raacutepida para minimizar erros
bull registra-se a ldquoViscosidaderdquo Marsh em segundos1000 cmsup3 de fluido
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Verifica-se a precisatildeo do funil Marsh com 1500 cmsup3 de aacutegua doce a 21ordmC O tempo de
escoamento de 1000 cmsup3 de aacutegua deve ser de 28 plusmn 05 segundos
412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
Figura 4 2- Medidor de areia Fonte wwwsolotestcombr
A Figura 42 mostra o conjunto que registra o conteuacutedo de areia presente no fluido
em percentagem volumeacutetrica composto por um tubo de vidro graduado em percentual
volumeacutetrico (0-20 v) um cilindro cocircnico um copo ciliacutendrico com uma tela de peneira
(malha 200 mesh)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Verta-se o fluido previamente passado atraveacutes da peneira do funil Marsh no tubo de
vidro graduado ateacute a marca indicada e depois se adiciona aacutegua ateacute a referecircncia
superior
bull obstrui-se a saiacuteda superior do tubo com o dedo e agita-se vigorosamente Em seguida
esvazia-se a amostra de fluido diluiacutedo atraveacutes da peneira lavando todo o resiacuteduo no
tubo com aacutegua Lava-se a areia retida na peneira ateacute eliminar os traccedilos de fluido
bull coloca-se o funil sobre a peneira e inverte-se o conjunto lentamente Faz-se retornar a
areia da peneira para o interior do tubo atraveacutes de jatos daacutegua
bull apoacutes a deposiccedilatildeo total da areia lecirc-se diretamente a percentagem em volume de areia
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412 Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
Figura 4 3 - Balanccedila densimeacutetrica Fonte wwwfanncom
A Figura 43 apresenta a balanccedila utilizada para mediccedilatildeo de densidade de fluido de
perfuraccedilatildeo no campo O equipamento consiste de uma base e braccedilo graduado com copo para
amostra tampa fiel cursor e medidor de niacutevel Possui quatro escalas de leituras
Densidade 072 - 288
Massa Especiacutefica 6-24(lbmgal)
Massa Especiacutefica 45-180(lbmft3)
Gradiente Hidrostaacutetico 310-1250 (ldquopsirdquo1000ft)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Posiciona-se a base da balanccedila em uma superfiacutecie lisa e nivelada
bull enche totalmente o copo da balanccedila com o fluido a ser testado Se o copo inicialmente
estiver molhado despeje a primeira porccedilatildeo de fluido e volte a enchecirc-lo Deve ser eliminado as
bolhas de ar trapeadas no fluido Para tanto basta que se decircem alguns golpes no copo ateacute que
desapareccedilam
bull coloca-se a tampa enroscando-a com um leve movimento de rotaccedilatildeo ateacute que fique
firmemente assentado no copo certificando-se que uma pequena quantidade de fluido escape
pelo orifiacutecio de purgaccedilatildeo
bull lava-se e seca-se o exterior da balanccedila
bull coloca-se a balanccedila sobre a base e move-se o cursor ateacute que a bolha do niacutevel fique
centralizada
bull lecirc-se a massa especiacutefica eou densidade no lado do cursor que estiver mais proacuteximo do
copo coletor
bull Registra-se a leitura da massa especiacutefica em lbmgal ou de densidade com precisatildeo de
bull 005 ou 0005 respectivamente
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Deve ser feito a calibraccedilatildeo do equipamento frequentemente com aacutegua doce ateacute 21ordmC
que deveraacute dar uma leitura de densidade igual a 100 A afericcedilatildeo se faz retirando ou colocando
esferas de chumbo no depoacutesito especial que existe na extremidade do braccedilo da balanccedila
414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
Figura 4 4 Filtro-prensa BTBP Fonte wwwfanncom
O equipamento consiste de um reservatoacuterio de fluido com capacidade aproximada de
400 cmsup3 um meio filtrante (Papel de filtro Whatman nordm 50 de 9 cm ou similar) um coletor de
filtrado (proveta graduada) e uma fonte de pressatildeo (cilindro contendo N2 ou CO2) O
reservatoacuterio eacute constituiacutedo por uma ceacutelula tampa superior fixada atraveacutes de uma prensa
gaxetas tela e uma base A aacuterea exposta a filtraccedilatildeo eacute de 7 polsup2 O controle de pressatildeo eacute
efetuado por uma vaacutelvula com registro (manocircmetro) A despressurizaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de
uma vaacutelvula de escape
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Assegura-se que todas as partes do filtro estejam limpas e secas e que as gaxetas natildeo
estejam gastas ou deformadas
bull monta-se todas as peccedilas da ceacutelula a base uma gaxeta a tela o papel-filtro outra
gaxeta e o corpo da ceacutelula
bull preenche-se filtro com fluido ateacute um centiacutemetro da borda superior da ceacutelula e coloca-
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se o conjunto sobre o suporte central Assegura-se que a tampa superior da ceacutelula tenha a sua
gaxeta e tampa-se a ceacutelula apertando-a com o parafuso
bull com uma proveta graduada recolhe-se o filtrado na saiacuteda da ceacutelula
bull fecha-se a vaacutelvula de escape e ajusta-se o regulador de pressatildeo ateacute obter 100 psi em 30
segundos no maacuteximo Marca-se o tempo e apoacutes 30 minutos mede-se o volume de filtrado na
proveta Fecha-se a fonte de pressatildeo Elimina-se o gaacutes confinado na ceacutelula atraveacutes da vaacutelvula
de escape cuidadosamente
bull retira-se a ceacutelula do suporte despeja o fluido desarma a ceacutelula recolhe-se o pepal de
filtro com o reboco lave o mesmo com um leve jato de aacutegua e mede-se a sua espessura em
132rdquo
bull registra-se o volume de filtrado em cmsup3 com aproximaccedilatildeo de 01 cmsup3
bull registra-se a espessura do reboco em 132rdquo com aproximaccedilatildeo de 164rdquo
CALIBRACcedilAtildeO
bull Eacute necessaacuterio verificar com frequumlecircncia a exatidatildeo dos manocircmetros
415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
Figura 4 5 ndash Retorta Fonte wwwfanncom A Retorta mostrada na Figura 55 destina-se a determinaccedilatildeo dos teores de soacutelidos e
liacutequidos existentes num fluido atraveacutes da destilaccedilatildeo de uma amostra do mesmo Eacute constituiacutedo
de um copo para amostra com capacidade de 10 cmsup3 uma cacircmara de aquecimento um forno e
um condensador O destilado eacute coletado numa proveta graduada A retorta eacute regulada por um
termostato que permite manter com seguranccedila a temperatura necessaacuteria para completa
destilaccedilatildeo da amostra de fluido
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PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Retira-se a retorta do bloco isolante Usando a espaacutetula como desarmadordesenrosca-
se o depoacutesito de fluido da retorta
bull introduz-se uma palha de accedilo na cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se o depoacutesito com o fluido a ser testado e coloca-se a tampa de afericcedilatildeo no
depoacutesito de fluido
bull limpa-se bem a tampa a rosca e o corpo externo do depoacutesito sem derramar o fluido
bull enrosca-se o depoacutesito na parte inferior da cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se a retorta na cacircmara isolante e fecha-se a tampa da cacircmara isolante
bull coloca-se a proveta graduada sob a descarga do condensador
bull por meio de fio eleacutetrico liga-se o aparelho a uma tomada de 115 volts CA e fecha-se
o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute acender
bull o tempo de destilaccedilatildeo eacute de 35 minutos
bull abre-se o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute apagar
bull deixa-se a retorta esfriar por 10 min Apoacutes isso retira-se a proveta e faz as leituras
correspondentes aos volumes de aacutegua e oacuteleo recuperados na proveta graduada
Os resultados satildeo obtidos em aacutegua = Volume de aacutegua x 10
oacuteleo = Volume de oacuteleo x 10
soacutelidos = 100-( aacutegua + oacuteleo)
416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
Figura 4 6 - Viscosiacutemetro rotativo de cilindros co-axiais Fann mod 35-a Fonte wwwfanncom
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A Figura 46 mostra um aparelho projetado para medir propriedades reoloacutegicas e
gelificantes de liacutequidos Este modelo possui 6 (seis) velocidades e eacute usado tanto em
laboratoacuterio como em sondas de exploraccedilatildeo Possui um motor 50 Hz e 115 volts uma
combinaccedilatildeo rotor-bob-mola de torccedilatildeo que permite medidas de taxa de cisalhamento da ordem
de 511 a 1022 s-1 e tensatildeo de cisalhamento da ordem de zero a 1533 dynascmsup2 Outras
combinaccedilotildees permitem avaliaccedilotildees da ordem de 0707 a 3252 s-1 e de zero a 131520
dynascmsup2 de taxa de deformaccedilatildeo e tensatildeo de cisalhamento respectivamente
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Agita-se o fluido a ser testado no misturador Beach durante 5 min em velocidade alta
(18000 RPM)
bull coloca-se o fluido no copo do viscosiacutemetro ateacute a sua marca e posiciona-se o mesmo na
base do equipamento Eleva-se o copo ateacute que o niacutevel do fluido coincida com a marca no rotor
e fixa-se com o parafuso
bull liga-se o motor acionando o interruptor para a posiccedilatildeo HIGH e certifica-se que o
seletor de engrenagens esteja na posiccedilatildeo inferior
bull faz-se a leitura que corresponde a 600 RPM apoacutes 1 min de operaccedilatildeo
bull procede-se conforme diagrama na parte superior do equipamento para seleccedilatildeo de
velocidades e registra-se os valores de deflexatildeo apoacutes 1 min de agitaccedilatildeo para 300 200 100 6
e 3 RPM
bull coloca-se o equipamento a 600 RPM por 2 minutos Imediatamente muda-se a
velocidade para 3 RPM desliga-se o motor e apoacutes 10 segundos de repouso liga-se o aparelho
a 3 RPM ao mesmo tempo em que observa-se o ponto maacuteximo atingido pela escala valor este
denominado forccedila gel inicial
bull repere-se os dois uacuteltimos itens entretanto para um tempo de repouso de 10 min A
deflexatildeo maacutexima obtida para esta nova condiccedilatildeo eacute denominada forccedila gel final
bull registra-se os valores das deflexotildees em graus para cada velocidade do equipamento
bull registra-se os valores das forccedilas geacuteis em aproximadamente 100 lbfpesup2 seguindo o
procedimento anteriormente descrito
CALIBRACcedilAtildeO
bull O aparelho deve ser calibrado periodicamente empregando-se uma mistura de
glicerina e aacutegua pura na temperatura ambiente ou atraveacutes do calibrador mecacircnico
padronizado
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42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
421 - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR MATERIAIS
Jogo de papel indicador com escala de cores variadas para comparaccedilatildeo PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Toma-se um papel indicador com escala apropriada
bull posiciona-se o papel na superfiacutecie do fluido ou umedece o mesmo com uma gota do
filtrado do fluido
bull apoacutes um minuto aproximadamente a tira de papel deveraacute ter mudado de cor afetada
pela alcalinidade do fluido ou do filtrado
bull compara-se a cor do papel indicador com a carta colorimeacutetrica correspondente
bull se a cor natildeo corresponder agrave escala calorimeacutetrica da seacuterie escolhida dever-se-aacute repetir a
operaccedilatildeo com outra seacuterie
bull registre-se o pH aproximado a 05 ou a 02 unidades conforme a escala do papel
indicador usado
Nota O papel indicador daacute resultados falsos em fluidos com alta concentraccedilatildeo de sal Para
este caso utiliza-se o meacutetodo potenciomeacutetrico quando o fluido contiver mais de 10000 ppm
Cl
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf (Fluidos agrave Base Aacutegua) A alcalinidade de um filtrado agrave base de aacutegua ou de uma aacutegua proveacutem de um ou mais
dos seguintes agentes quiacutemicos
I ndash HO- - Hidroacutexido
II ndash CO3= - Carbonato
III - CO3H- - Bicarbonato ( Borato + Silicato etc)
A medida da alcalinidade pelo pH fornece as concentraccedilotildees dos sais dissolvidos poreacutem
natildeo indica quanto de cada um dos radicais acima Para isso recorre-se agrave titulaccedilatildeo com o aacutecido
sulfuacuterico em meio contendo um indicador apropriado Para a aacutegua incolor os indicadores satildeo
fenolftaleiacutena e metilorange se a aacutegua ou filtrado estiver corado por exemplo devido a
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lignossulfonato utiliza-se o azul de bromofenol em lugar de metilorange em uacuteltimo caso
usa-se o vermelho de metila em lugar dele
TIPOS DE ALCALINIDADES
Na praacutetica determinam-se as seguintes alcalinidades
I ndash do filtrado agrave fenolftaleiacutena ndash Pf
II ndash do filtrado ao metilorange ndash Mf
III ndash do fluido agrave fenolftaleiacutena ndash Pm
Se numa aacutegua houver apenas HO- entatildeo soacute se mede Pf natildeo havendo CO3= nem
CO3H- a viragem ao metilorange se daacute com a primeira gota de soluccedilatildeo de H2SO4 N50 A
medida que o Mf cresce tornando-se maior que o Pf a alcalinidade passa a ser devida a HO- +
CO3= a CO3
= + CO3H- e por fim somente a CO3H- quando o Pf =0 Entre o Pf =Mf e Pf =0
vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser deduzidas cada uma sendo apropriada para
fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
As concentraccedilotildees desses radicais satildeo expressos em epm (equivalentes partes por
milhatildeo) ppm mgl e em gl conforme a conveniecircncia As alcalinidades geralmente satildeo
expressas em epm usando-se caacutelcio como termo de comparaccedilatildeo de equivalecircncia O peso
atocircmico dele eacute 40 molg e o valor absoluto de sua valecircncia eacute 2 Em termos de valecircncias 1Ca++
= 2HO- 1Ca++ = 1 CO3 1Ca++ = 2CO3H- por conseguinte o equivalente de HO- em Ca++ eacute
20 o equivalente de CO3= em Ca++ eacute 40 etc
As combinaccedilotildees possiacuteveis entre Pf e Mf estatildeo no quadro 1 Os caacutelculos podem ser
efetuados utilizando as foacutermulas contidas no quadro 2
Resultados de
Medidas Interpretaccedilatildeo
HO- CO3= CO3H-
Pf = Mf Pf 0 0
Pf lt 12 Mf 0 2Pf Mf - 2Pf
Pf = 12 Mf 0 2Pf 0
Pf gt 12 Mf 2Pf - Mf 2(Mf - Pf ) 0
Pf = 0 0 0 Mf
Quadro 1 As foacutermulas apresentadas no quadro 2 satildeo baseadas em que
bull 1 epm HO- = 17 ppm HO-
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bull 1 epm CO3= = 30 ppm CO3
=
bull 1 epm CO3H- =61 ppm CO3H-
e nas equivalecircncias estequiomeacutetricas entre Ca++ HO- CO3= e CO3H- anteriormente
apresentadas
Resultados Iacuteon Alcalinidade epm Ppm
Pf = Mf HO- Pf 20Pf 340Pf
Pf lt 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
CO3- Mf - 2Pf 20(Mf - 2Pf) 1200(Mf - 2Pf)
Pf = 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
Pf gt 12 Mf HO- 2Pf - Mf 20(2Pf - Mf) 340(2Pf - Mf)
CO3= 2(Mf - Pf) 40(Mf - Pf) 1200(Mf - Pf)
Pf = 0 CO3H- Mf 20 Mf 1200 Mf
MATERIAIS
bull Caacutepsula de porcelana de 250 cm3
bull 2 pipetas graduadas uma de 1 cm3 e outra de 10 cm3
bull Agitador de vidro
bull Bureta
bull Soluccedilatildeo de H2SO4 N50
bull Soluccedilatildeo indicadora de fenolftaleiacutena
PROCEDIMENTO
bull Meccedila 1 cm3 de fluido e coloque-o em uma caacutepsula
bull Dilua com 50 cm3 de aacutegua destilada
bull Adicione 3 gotas de fenolftaleiacutena
bull Titule com soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 rapidamente
bull Agite continuamente ateacute que a cor da amostra passe do vermelho agrave cor original do
fluido
bull Ao volume da soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 em cm3 se chama alcalinidade do
fluido (Pm)
bull A alcalinidade do filtrado (Pf) se determina seguindo-se o processo anterior tomando-
se 1 cm3 de filtrado
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A determinaccedilatildeo de ldquoMfrdquo Alcalinidade do filtrado ao metilorange seraacute feita do seguinte modo
bull Determinado o Pf adicionar agrave soluccedilatildeo 2 a 3 gotas de soluccedilatildeo de metilorange
bull Continuar a titulaccedilatildeo anterior com a soluccedilatildeo de H2SO4 N50 ateacute viragem do amarelo-
alaranjado para o roacuteseo
bull Anotar o volume Vt de soluccedilatildeo de aacutecido gasto na titulaccedilatildeo Vt em cm3
bull Calcular o Mf como segue
bull Mf =Vt cm3 de H2SO4 N50
NOTAS
1 ndash Se o filtrado se apresentar corado devido por exemplo a tanino a viragem em ambas as
determinaccedilotildees pode ser afetada particularmente no caso do metilorange Neste caso a
determinaccedilatildeo do ponto final poderaacute ser efetuada com um potenciocircmetro O ponto final para a
determinaccedilatildeo da alcalinidade Pf eacute tomado quando o potenciocircmetro acusar o pH 83 para o
valor de Mf quando acusar o pH 43
2 ndash Em lugar do metilorange como indicador para determinaccedilatildeo do Mf podem ser usados
21 ndash azul de bromo-fenol a 01 em aacutegua destilada
22 - indicador misto cuja composiccedilatildeo eacute a seguinte
bull Vermelho de metila002 g
bull Verde de bromo-cresol010 g
bull Aacutelcool qsp1000 cm3
Com estes indicadores a viragem eacute niacutetida pelo que dispensa o uso do potenciocircmetro
A restriccedilatildeo que se faz eacute que estes indicadores satildeo oxidaacuteveis em presenccedila de certas
substacircncias tal como o aacutecido niacutetrico
Registrar-se as alcalinidades Pf e Pm em cm3 de H2SO4 N50
PREPARO DE SOLUCcedilOtildeES E REATIVOS
Soluccedilatildeo titulada de aacutecido sulfuacuterico N50 Toma-se 12 cm3 de aacutecido sulfuacuterico concentrado e o
dilui em matraz aferido (recipiente de vidro com um gargalo muito estreito e com marca de
afericcedilatildeo) de 2000 cm3 com aacutegua destilada Em seguida titula-se com uma soluccedilatildeo de NaOH
01N usando fenolftaleiacutena como indicador
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Soluccedilatildeo Indicadora de Fenolftaleiacutena
Pesa-se 04g de fenolftaleiacutena qp Em seguida dissolve-
se em 60 cm3 de aacutelcool etiacutelico a 95 diluindo-se ateacute 100 cm3 com aacutegua destilada Filtra-se se
formar resiacuteduo
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CAPIacuteTULO 6
CONCLUSAtildeO
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
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CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
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7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 19
bull alcalinizantes e controladores de pH como soda caacuteustica potassa caacuteustica e cal
hidratada
bull dispersantes como o lignossulfonato tanino lignito e fosfato
bull redutores de filtrado como amido
bull floculantes como a soda caacuteustica cal e cloreto de soacutedio
bull poliacutemeros de uso geral para viscosificar desflocular ou reduzir filtrado
bull surfactantes para emulsificar e reduzir a tensatildeo superficial
bull removedores de caacutelcio e magneacutesio como carbonato e bicarbonato de soacutedio
bull inibidores de formaccedilatildeo ativas como cloreto de potaacutessio soacutedio e caacutelcio
bull bactericidas como paraformaldeiacutedo composto organoclorados soda caacuteustica e
cal
Produtos quiacutemicos mais especiacuteficos como anticorrosivos traccediladores quiacutemicos
antiespumantes entre outros tambeacutem podem estar presentes
A Tabela 21 abaixo apresenta a composiccedilatildeo dos fluidos usado na Petrobraacutes (ATP-
ARGIP) com seus respectivos coacutedigos
COacuteDIGO Tipos de
Fluido COacuteDIGO Tipos de Fluido
1 Aacutegua do Mar 12 NaCl com Poliacrilamida
2 Convencional 13 Milk Mud
3 BTS 14 Espuma
4 Nativo 15 Convencional com Asfalto e
LCM
5 NaCl com Poliacutemeros
16 Base Oacuteleo Mineral
6 Base Cal 17 Especiais para alta
temperatura
7 Disperso 18 Biopoliacutemero Saturado
8 KCL com Poliacutemero 19 Catiocircnico
9 Saturado 20 KCl com Poliacrilamida
10 Aerado 21 Biopoliacutemero com Carbonato
11 Base Oacuteleo Diesel 22 Sinteacutetico (Eacutester ou Parafina)
Tabela 2 1 ndash Tipo de fluidos utilizados no ATPARG
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 20
Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados Tipo 2 Aacutegua Industrial argila ativada e soda caacuteustica
Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e
calcaacuterio
Tipo 19 Aacutegua Industrial Oacutexido de Magneacutesio Goma Xantana CMC BBV ADS
Amido Comum Cloreto de soacutedio Poliacutemero Catiocircnico Calcaacuterio Fino Lubrificante Preventor
de enceramento e Bactericida
24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
O controle dos soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo eacute feito por um sistema de equipamentos
extratores buscando sempre manter o teor de soacutelidos adequados ao trabalho Quando estes
natildeo satildeo suficientes para esse controle a accedilatildeo corretiva implicaraacute num custo adicional pois
uma nova formulaccedilatildeo teraacute que ser feita ou seja um fluido novo seraacute misturado para diluiccedilatildeo
O natildeo uso dos equipamentos ou a natildeo correccedilatildeo do teor de soacutelidos implica na reduccedilatildeo da taxa
de penetraccedilatildeo problemas de ordem reoloacutegicas do fluido de perfuraccedilatildeo reboco de baixa
qualidade maior densidade equivalente de circulaccedilatildeo dano a formaccedilatildeo ameaccedila de prisatildeo da
coluna por diferencial de pressatildeo elevado desgaste de equipamentos grande volume de
resiacuteduos gerados e maior custo global
Existe algumas recomendaccedilotildees que se forem seguidas auxiliam na soluccedilatildeo de
problemas provocados por soacutelidos satildeo elas
Analisar os testes do fluido de perfuraccedilatildeo a fim de identificar a presenccedila de
um teor elevado de soacutelidos
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
eficientemente
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
em sequumlecircncia apropriada
Verificar se os equipamentos instalados na sonda tecircm capacidade suficiente
para remover soacutelidos numa taxa que permita trabalhar na faixa aceitaacutevel de teor
de soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo
Verificar qual o equipamento adicional necessaacuterio para resolver o problema
provocado pelo teor elevado de soacutelidos
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 21
PEN
EIR
AS
KELLY (HASTE QUADRADA)
KATARINA
DESLIZADOR DE CASCALHOS
TUBOS PESADOS (HW)
PEN
EIR
AS
COMANDOS
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo da diluiccedilatildeo necessaacuteria para resolver o problema sem o uso
de equipamento adicional
Comparar os custos determinados em nos dois itens anteriores
Recomendar se necessaacuterio a instalaccedilatildeo de equipamento adicional extrator de
soacutelidos
Caso seja instalado um equipamento adicional de soacutelidos operaacute-lo por um
periacuteodo apropriado de tempo repetir os testes com o fluido de perfuraccedilatildeo e
avaliar a eficiecircncia do equipamento adicional instalado
25 Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de
perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
Peneiras Vibratoacuterias
A peneira vibratoacuteria eacute a primeira
barreira na retenccedilatildeo dos soacutelidos do fluido de
perfuraccedilatildeo que retorna durante a saiacuteda de
cada ciclo de circulaccedilatildeo Dessa etapa os
soacutelidos mais grosseiros satildeo retidos jaacute que eacute
mais faacutecil removecirc-los antes de passar pelos
hidrociclones e centrifugadores Ao lado
apresenta-se uma figura esquemaacutetica com o
percurso simplificado do fluido no poccedilo
quando se estaacute perfurando
Hidrociclones
A separaccedilatildeo dos soacutelidos ocorre da seguinte
forma o liacutequido contendo a fraccedilatildeo mais fina
de partiacuteculas menores eacute descarregado atraveacutes Figura 2 1-Ciclo simplificado de fluido de
perfuraccedilatildeo
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 22
do tubo cilindro central (overflow) o liacutequido contendo os soacutelidos mais grossos eacute
descarregado pelo underflow
Os cones hoje satildeo feitos de poliuretano este material quando expostos a altas
temperaturas (150 e 175 ordm F) amolecem fazendo com que haja a necessidade de substituiacute-los
A viscosidade do fluido o teor de soacutelidos na alimentaccedilatildeo a pressatildeo disponiacutevel na
entrada do equipamento e o lay-out do percurso feito pelo fluido influencia de forma direta no
desempenho do equipamento
Quanto menor a viscosidade (dentro do possiacutevel) maior o desempenho do
hidrociclone
Uma grande concentraccedilatildeo de soacutelidos na alimentaccedilatildeo tem efeito negativo no
desempenho Com o hidrociclone trabalhando com descarga tipo ldquosprayrdquo o ponto de corte
meacutedio aumenta quando a carga de soacutelidos aumenta Quando a carga de soacutelidos ultrapassa o
ponto suportaacutevel pelo ldquounderflowrdquo o hidrociclone comeccedila a descarregar em ldquoforma de cordardquo
e o ponto de corte meacutedio aumenta drasticamente A pressatildeo recomendada pela maioria dos
fabricantes e fornecedores de hidrociclones jaacute estaacute otimizada A maioria dos hidrociclones no
campo requer de 70 a 80 peacutes de fluido de pressatildeo hidrostaacutetica Os hidrociclones utilizados nas
sondas satildeo chamados de desareadores e dessiltadores
Depuradores (MUD CLEANER)
Este eacute composto por hidrociclones em seacuterie com uma tela fina que permite recuperar
partiacuteculas e eacute usado com fluidos de perfuraccedilatildeo pesados As partiacuteculas soacutelidas que esse
equipamento remove satildeo maiores que a baritina Como ocorre no ciclone parte do material eacute
recuperada e parte eacute descartada o recuperado retorna ao fluido reduzindo custos
Monta-se uma cobertura onde a tela estaacute colocada fazendo com que todos os soacutelidos
descarregados pelos dessiltadores satildeo retornados para o sistema de circulaccedilatildeo No caso de
baritina ser adicionada ao fluido a cobertura daacute lugar a tela fina Esse equipamento reduz a
perda da baritina dos fluidos pesados no intuito de recuperar fluidos caros e reduzir descarte
de poluente ao meio ambiente
Decantador Centriacutefugo
A funccedilatildeo deste equipamento eacute separar soacutelidos de liacutequidos eacute formado por um tambor
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 23
ciliacutendrico-cocircnico composto por uma seccedilatildeo cocircnica que origina a chamada ldquopraiardquo e uma ou
vaacuterios secccedilotildees ciliacutendricas conectadas que origina a ldquopiscinardquoUm parafuso transportador que
fica dentro do tambor rotativo
Eacute possiacutevel ajustar a profundidade do liacutequido no tambor o niacutevel da piscina teraacute um
efeito sobre a eficiecircncia de separaccedilatildeo pois ele afetaraacute as aacutereas secas e molhadas da praia bem
como a secagem dos soacutelidos e a habilidade fiacutesica do parafuso em transportar os soacutelidos para o
tambor
A medida do teor de areia num fluido nos daacute um paracircmetro de avaliaccedilatildeo dos
equipamentos extratores de soacutelidos da sonda e serve como uma medida de abrasividade do
fluido
CAPIacuteTULO 4
METODOLOGIA DE ANAacuteLISES
Metodologia de anaacutelise Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 25
4 - Metodologia de anaacutelise
O monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo eacute feito
de acordo com as metodologias descritas neste capiacutetulo Aqui seratildeo descritos os meacutetodos
fiacutesicos e quiacutemicos para anaacutelises de fluido de perfuraccedilatildeo base aacutegua
As anaacutelises que seratildeo descritas neste documento estatildeo de acordo com o Manual de
Laboratoacuterio de Fluido Programa de Trainees Petrobras ndash 2002 Quiacutemico de Petroacuteleo Junior
41 Meacutetodos Fiacutesicos
411 Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
Figura 4 1- Funil Marsh Fonte wwwfanncom
A Figura 41 mostra o funil Marsh que eacute um funil com as seguintes dimensotildees 1524
cm (6rdquo) de diacircmetro na parte superior 3048 cm (12rdquo) de altura A metade da abertura
superior eacute coberta por uma peneira de malha nordm 10 O orifiacutecio inferior tem 476 mm (316rdquo) de
diacircmetro interno e 508 cm (2rdquo) de comprimento A capacidade do funil ateacute a marca superior eacute
de 1500 cmsup3
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Se segura o funil em posiccedilatildeo vertical obstruindo o orifiacutecio de descarga com o dedo
indicador
bull verta-se atraveacutes da peneira a amostra de fluido tomada em qualquer ponto onde ela
esteja em agitaccedilatildeo ateacute que o niacutevel da mesma fique rente agrave parte inferior da tela da
peneira
bull imediatamente retira-se o dedo do tubo de descarga e com o auxiacutelio de um
cronocircmetro observa-se o tempo em segundos necessaacuterio para que escoe um (01) litro
de fluido para um recipiente graduado
bull a operaccedilatildeo deve ser raacutepida para minimizar erros
bull registra-se a ldquoViscosidaderdquo Marsh em segundos1000 cmsup3 de fluido
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Verifica-se a precisatildeo do funil Marsh com 1500 cmsup3 de aacutegua doce a 21ordmC O tempo de
escoamento de 1000 cmsup3 de aacutegua deve ser de 28 plusmn 05 segundos
412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
Figura 4 2- Medidor de areia Fonte wwwsolotestcombr
A Figura 42 mostra o conjunto que registra o conteuacutedo de areia presente no fluido
em percentagem volumeacutetrica composto por um tubo de vidro graduado em percentual
volumeacutetrico (0-20 v) um cilindro cocircnico um copo ciliacutendrico com uma tela de peneira
(malha 200 mesh)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Verta-se o fluido previamente passado atraveacutes da peneira do funil Marsh no tubo de
vidro graduado ateacute a marca indicada e depois se adiciona aacutegua ateacute a referecircncia
superior
bull obstrui-se a saiacuteda superior do tubo com o dedo e agita-se vigorosamente Em seguida
esvazia-se a amostra de fluido diluiacutedo atraveacutes da peneira lavando todo o resiacuteduo no
tubo com aacutegua Lava-se a areia retida na peneira ateacute eliminar os traccedilos de fluido
bull coloca-se o funil sobre a peneira e inverte-se o conjunto lentamente Faz-se retornar a
areia da peneira para o interior do tubo atraveacutes de jatos daacutegua
bull apoacutes a deposiccedilatildeo total da areia lecirc-se diretamente a percentagem em volume de areia
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412 Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
Figura 4 3 - Balanccedila densimeacutetrica Fonte wwwfanncom
A Figura 43 apresenta a balanccedila utilizada para mediccedilatildeo de densidade de fluido de
perfuraccedilatildeo no campo O equipamento consiste de uma base e braccedilo graduado com copo para
amostra tampa fiel cursor e medidor de niacutevel Possui quatro escalas de leituras
Densidade 072 - 288
Massa Especiacutefica 6-24(lbmgal)
Massa Especiacutefica 45-180(lbmft3)
Gradiente Hidrostaacutetico 310-1250 (ldquopsirdquo1000ft)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Posiciona-se a base da balanccedila em uma superfiacutecie lisa e nivelada
bull enche totalmente o copo da balanccedila com o fluido a ser testado Se o copo inicialmente
estiver molhado despeje a primeira porccedilatildeo de fluido e volte a enchecirc-lo Deve ser eliminado as
bolhas de ar trapeadas no fluido Para tanto basta que se decircem alguns golpes no copo ateacute que
desapareccedilam
bull coloca-se a tampa enroscando-a com um leve movimento de rotaccedilatildeo ateacute que fique
firmemente assentado no copo certificando-se que uma pequena quantidade de fluido escape
pelo orifiacutecio de purgaccedilatildeo
bull lava-se e seca-se o exterior da balanccedila
bull coloca-se a balanccedila sobre a base e move-se o cursor ateacute que a bolha do niacutevel fique
centralizada
bull lecirc-se a massa especiacutefica eou densidade no lado do cursor que estiver mais proacuteximo do
copo coletor
bull Registra-se a leitura da massa especiacutefica em lbmgal ou de densidade com precisatildeo de
bull 005 ou 0005 respectivamente
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Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 28
CALIBRACcedilAtildeO
bull Deve ser feito a calibraccedilatildeo do equipamento frequentemente com aacutegua doce ateacute 21ordmC
que deveraacute dar uma leitura de densidade igual a 100 A afericcedilatildeo se faz retirando ou colocando
esferas de chumbo no depoacutesito especial que existe na extremidade do braccedilo da balanccedila
414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
Figura 4 4 Filtro-prensa BTBP Fonte wwwfanncom
O equipamento consiste de um reservatoacuterio de fluido com capacidade aproximada de
400 cmsup3 um meio filtrante (Papel de filtro Whatman nordm 50 de 9 cm ou similar) um coletor de
filtrado (proveta graduada) e uma fonte de pressatildeo (cilindro contendo N2 ou CO2) O
reservatoacuterio eacute constituiacutedo por uma ceacutelula tampa superior fixada atraveacutes de uma prensa
gaxetas tela e uma base A aacuterea exposta a filtraccedilatildeo eacute de 7 polsup2 O controle de pressatildeo eacute
efetuado por uma vaacutelvula com registro (manocircmetro) A despressurizaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de
uma vaacutelvula de escape
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Assegura-se que todas as partes do filtro estejam limpas e secas e que as gaxetas natildeo
estejam gastas ou deformadas
bull monta-se todas as peccedilas da ceacutelula a base uma gaxeta a tela o papel-filtro outra
gaxeta e o corpo da ceacutelula
bull preenche-se filtro com fluido ateacute um centiacutemetro da borda superior da ceacutelula e coloca-
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se o conjunto sobre o suporte central Assegura-se que a tampa superior da ceacutelula tenha a sua
gaxeta e tampa-se a ceacutelula apertando-a com o parafuso
bull com uma proveta graduada recolhe-se o filtrado na saiacuteda da ceacutelula
bull fecha-se a vaacutelvula de escape e ajusta-se o regulador de pressatildeo ateacute obter 100 psi em 30
segundos no maacuteximo Marca-se o tempo e apoacutes 30 minutos mede-se o volume de filtrado na
proveta Fecha-se a fonte de pressatildeo Elimina-se o gaacutes confinado na ceacutelula atraveacutes da vaacutelvula
de escape cuidadosamente
bull retira-se a ceacutelula do suporte despeja o fluido desarma a ceacutelula recolhe-se o pepal de
filtro com o reboco lave o mesmo com um leve jato de aacutegua e mede-se a sua espessura em
132rdquo
bull registra-se o volume de filtrado em cmsup3 com aproximaccedilatildeo de 01 cmsup3
bull registra-se a espessura do reboco em 132rdquo com aproximaccedilatildeo de 164rdquo
CALIBRACcedilAtildeO
bull Eacute necessaacuterio verificar com frequumlecircncia a exatidatildeo dos manocircmetros
415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
Figura 4 5 ndash Retorta Fonte wwwfanncom A Retorta mostrada na Figura 55 destina-se a determinaccedilatildeo dos teores de soacutelidos e
liacutequidos existentes num fluido atraveacutes da destilaccedilatildeo de uma amostra do mesmo Eacute constituiacutedo
de um copo para amostra com capacidade de 10 cmsup3 uma cacircmara de aquecimento um forno e
um condensador O destilado eacute coletado numa proveta graduada A retorta eacute regulada por um
termostato que permite manter com seguranccedila a temperatura necessaacuteria para completa
destilaccedilatildeo da amostra de fluido
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PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Retira-se a retorta do bloco isolante Usando a espaacutetula como desarmadordesenrosca-
se o depoacutesito de fluido da retorta
bull introduz-se uma palha de accedilo na cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se o depoacutesito com o fluido a ser testado e coloca-se a tampa de afericcedilatildeo no
depoacutesito de fluido
bull limpa-se bem a tampa a rosca e o corpo externo do depoacutesito sem derramar o fluido
bull enrosca-se o depoacutesito na parte inferior da cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se a retorta na cacircmara isolante e fecha-se a tampa da cacircmara isolante
bull coloca-se a proveta graduada sob a descarga do condensador
bull por meio de fio eleacutetrico liga-se o aparelho a uma tomada de 115 volts CA e fecha-se
o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute acender
bull o tempo de destilaccedilatildeo eacute de 35 minutos
bull abre-se o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute apagar
bull deixa-se a retorta esfriar por 10 min Apoacutes isso retira-se a proveta e faz as leituras
correspondentes aos volumes de aacutegua e oacuteleo recuperados na proveta graduada
Os resultados satildeo obtidos em aacutegua = Volume de aacutegua x 10
oacuteleo = Volume de oacuteleo x 10
soacutelidos = 100-( aacutegua + oacuteleo)
416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
Figura 4 6 - Viscosiacutemetro rotativo de cilindros co-axiais Fann mod 35-a Fonte wwwfanncom
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A Figura 46 mostra um aparelho projetado para medir propriedades reoloacutegicas e
gelificantes de liacutequidos Este modelo possui 6 (seis) velocidades e eacute usado tanto em
laboratoacuterio como em sondas de exploraccedilatildeo Possui um motor 50 Hz e 115 volts uma
combinaccedilatildeo rotor-bob-mola de torccedilatildeo que permite medidas de taxa de cisalhamento da ordem
de 511 a 1022 s-1 e tensatildeo de cisalhamento da ordem de zero a 1533 dynascmsup2 Outras
combinaccedilotildees permitem avaliaccedilotildees da ordem de 0707 a 3252 s-1 e de zero a 131520
dynascmsup2 de taxa de deformaccedilatildeo e tensatildeo de cisalhamento respectivamente
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Agita-se o fluido a ser testado no misturador Beach durante 5 min em velocidade alta
(18000 RPM)
bull coloca-se o fluido no copo do viscosiacutemetro ateacute a sua marca e posiciona-se o mesmo na
base do equipamento Eleva-se o copo ateacute que o niacutevel do fluido coincida com a marca no rotor
e fixa-se com o parafuso
bull liga-se o motor acionando o interruptor para a posiccedilatildeo HIGH e certifica-se que o
seletor de engrenagens esteja na posiccedilatildeo inferior
bull faz-se a leitura que corresponde a 600 RPM apoacutes 1 min de operaccedilatildeo
bull procede-se conforme diagrama na parte superior do equipamento para seleccedilatildeo de
velocidades e registra-se os valores de deflexatildeo apoacutes 1 min de agitaccedilatildeo para 300 200 100 6
e 3 RPM
bull coloca-se o equipamento a 600 RPM por 2 minutos Imediatamente muda-se a
velocidade para 3 RPM desliga-se o motor e apoacutes 10 segundos de repouso liga-se o aparelho
a 3 RPM ao mesmo tempo em que observa-se o ponto maacuteximo atingido pela escala valor este
denominado forccedila gel inicial
bull repere-se os dois uacuteltimos itens entretanto para um tempo de repouso de 10 min A
deflexatildeo maacutexima obtida para esta nova condiccedilatildeo eacute denominada forccedila gel final
bull registra-se os valores das deflexotildees em graus para cada velocidade do equipamento
bull registra-se os valores das forccedilas geacuteis em aproximadamente 100 lbfpesup2 seguindo o
procedimento anteriormente descrito
CALIBRACcedilAtildeO
bull O aparelho deve ser calibrado periodicamente empregando-se uma mistura de
glicerina e aacutegua pura na temperatura ambiente ou atraveacutes do calibrador mecacircnico
padronizado
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42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
421 - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR MATERIAIS
Jogo de papel indicador com escala de cores variadas para comparaccedilatildeo PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Toma-se um papel indicador com escala apropriada
bull posiciona-se o papel na superfiacutecie do fluido ou umedece o mesmo com uma gota do
filtrado do fluido
bull apoacutes um minuto aproximadamente a tira de papel deveraacute ter mudado de cor afetada
pela alcalinidade do fluido ou do filtrado
bull compara-se a cor do papel indicador com a carta colorimeacutetrica correspondente
bull se a cor natildeo corresponder agrave escala calorimeacutetrica da seacuterie escolhida dever-se-aacute repetir a
operaccedilatildeo com outra seacuterie
bull registre-se o pH aproximado a 05 ou a 02 unidades conforme a escala do papel
indicador usado
Nota O papel indicador daacute resultados falsos em fluidos com alta concentraccedilatildeo de sal Para
este caso utiliza-se o meacutetodo potenciomeacutetrico quando o fluido contiver mais de 10000 ppm
Cl
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf (Fluidos agrave Base Aacutegua) A alcalinidade de um filtrado agrave base de aacutegua ou de uma aacutegua proveacutem de um ou mais
dos seguintes agentes quiacutemicos
I ndash HO- - Hidroacutexido
II ndash CO3= - Carbonato
III - CO3H- - Bicarbonato ( Borato + Silicato etc)
A medida da alcalinidade pelo pH fornece as concentraccedilotildees dos sais dissolvidos poreacutem
natildeo indica quanto de cada um dos radicais acima Para isso recorre-se agrave titulaccedilatildeo com o aacutecido
sulfuacuterico em meio contendo um indicador apropriado Para a aacutegua incolor os indicadores satildeo
fenolftaleiacutena e metilorange se a aacutegua ou filtrado estiver corado por exemplo devido a
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lignossulfonato utiliza-se o azul de bromofenol em lugar de metilorange em uacuteltimo caso
usa-se o vermelho de metila em lugar dele
TIPOS DE ALCALINIDADES
Na praacutetica determinam-se as seguintes alcalinidades
I ndash do filtrado agrave fenolftaleiacutena ndash Pf
II ndash do filtrado ao metilorange ndash Mf
III ndash do fluido agrave fenolftaleiacutena ndash Pm
Se numa aacutegua houver apenas HO- entatildeo soacute se mede Pf natildeo havendo CO3= nem
CO3H- a viragem ao metilorange se daacute com a primeira gota de soluccedilatildeo de H2SO4 N50 A
medida que o Mf cresce tornando-se maior que o Pf a alcalinidade passa a ser devida a HO- +
CO3= a CO3
= + CO3H- e por fim somente a CO3H- quando o Pf =0 Entre o Pf =Mf e Pf =0
vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser deduzidas cada uma sendo apropriada para
fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
As concentraccedilotildees desses radicais satildeo expressos em epm (equivalentes partes por
milhatildeo) ppm mgl e em gl conforme a conveniecircncia As alcalinidades geralmente satildeo
expressas em epm usando-se caacutelcio como termo de comparaccedilatildeo de equivalecircncia O peso
atocircmico dele eacute 40 molg e o valor absoluto de sua valecircncia eacute 2 Em termos de valecircncias 1Ca++
= 2HO- 1Ca++ = 1 CO3 1Ca++ = 2CO3H- por conseguinte o equivalente de HO- em Ca++ eacute
20 o equivalente de CO3= em Ca++ eacute 40 etc
As combinaccedilotildees possiacuteveis entre Pf e Mf estatildeo no quadro 1 Os caacutelculos podem ser
efetuados utilizando as foacutermulas contidas no quadro 2
Resultados de
Medidas Interpretaccedilatildeo
HO- CO3= CO3H-
Pf = Mf Pf 0 0
Pf lt 12 Mf 0 2Pf Mf - 2Pf
Pf = 12 Mf 0 2Pf 0
Pf gt 12 Mf 2Pf - Mf 2(Mf - Pf ) 0
Pf = 0 0 0 Mf
Quadro 1 As foacutermulas apresentadas no quadro 2 satildeo baseadas em que
bull 1 epm HO- = 17 ppm HO-
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bull 1 epm CO3= = 30 ppm CO3
=
bull 1 epm CO3H- =61 ppm CO3H-
e nas equivalecircncias estequiomeacutetricas entre Ca++ HO- CO3= e CO3H- anteriormente
apresentadas
Resultados Iacuteon Alcalinidade epm Ppm
Pf = Mf HO- Pf 20Pf 340Pf
Pf lt 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
CO3- Mf - 2Pf 20(Mf - 2Pf) 1200(Mf - 2Pf)
Pf = 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
Pf gt 12 Mf HO- 2Pf - Mf 20(2Pf - Mf) 340(2Pf - Mf)
CO3= 2(Mf - Pf) 40(Mf - Pf) 1200(Mf - Pf)
Pf = 0 CO3H- Mf 20 Mf 1200 Mf
MATERIAIS
bull Caacutepsula de porcelana de 250 cm3
bull 2 pipetas graduadas uma de 1 cm3 e outra de 10 cm3
bull Agitador de vidro
bull Bureta
bull Soluccedilatildeo de H2SO4 N50
bull Soluccedilatildeo indicadora de fenolftaleiacutena
PROCEDIMENTO
bull Meccedila 1 cm3 de fluido e coloque-o em uma caacutepsula
bull Dilua com 50 cm3 de aacutegua destilada
bull Adicione 3 gotas de fenolftaleiacutena
bull Titule com soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 rapidamente
bull Agite continuamente ateacute que a cor da amostra passe do vermelho agrave cor original do
fluido
bull Ao volume da soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 em cm3 se chama alcalinidade do
fluido (Pm)
bull A alcalinidade do filtrado (Pf) se determina seguindo-se o processo anterior tomando-
se 1 cm3 de filtrado
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A determinaccedilatildeo de ldquoMfrdquo Alcalinidade do filtrado ao metilorange seraacute feita do seguinte modo
bull Determinado o Pf adicionar agrave soluccedilatildeo 2 a 3 gotas de soluccedilatildeo de metilorange
bull Continuar a titulaccedilatildeo anterior com a soluccedilatildeo de H2SO4 N50 ateacute viragem do amarelo-
alaranjado para o roacuteseo
bull Anotar o volume Vt de soluccedilatildeo de aacutecido gasto na titulaccedilatildeo Vt em cm3
bull Calcular o Mf como segue
bull Mf =Vt cm3 de H2SO4 N50
NOTAS
1 ndash Se o filtrado se apresentar corado devido por exemplo a tanino a viragem em ambas as
determinaccedilotildees pode ser afetada particularmente no caso do metilorange Neste caso a
determinaccedilatildeo do ponto final poderaacute ser efetuada com um potenciocircmetro O ponto final para a
determinaccedilatildeo da alcalinidade Pf eacute tomado quando o potenciocircmetro acusar o pH 83 para o
valor de Mf quando acusar o pH 43
2 ndash Em lugar do metilorange como indicador para determinaccedilatildeo do Mf podem ser usados
21 ndash azul de bromo-fenol a 01 em aacutegua destilada
22 - indicador misto cuja composiccedilatildeo eacute a seguinte
bull Vermelho de metila002 g
bull Verde de bromo-cresol010 g
bull Aacutelcool qsp1000 cm3
Com estes indicadores a viragem eacute niacutetida pelo que dispensa o uso do potenciocircmetro
A restriccedilatildeo que se faz eacute que estes indicadores satildeo oxidaacuteveis em presenccedila de certas
substacircncias tal como o aacutecido niacutetrico
Registrar-se as alcalinidades Pf e Pm em cm3 de H2SO4 N50
PREPARO DE SOLUCcedilOtildeES E REATIVOS
Soluccedilatildeo titulada de aacutecido sulfuacuterico N50 Toma-se 12 cm3 de aacutecido sulfuacuterico concentrado e o
dilui em matraz aferido (recipiente de vidro com um gargalo muito estreito e com marca de
afericcedilatildeo) de 2000 cm3 com aacutegua destilada Em seguida titula-se com uma soluccedilatildeo de NaOH
01N usando fenolftaleiacutena como indicador
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Soluccedilatildeo Indicadora de Fenolftaleiacutena
Pesa-se 04g de fenolftaleiacutena qp Em seguida dissolve-
se em 60 cm3 de aacutelcool etiacutelico a 95 diluindo-se ateacute 100 cm3 com aacutegua destilada Filtra-se se
formar resiacuteduo
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CAPIacuteTULO 6
CONCLUSAtildeO
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 38
6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
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Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
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Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
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5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
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6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
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Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
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propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
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Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
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Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
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11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
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12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
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Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 20
Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados Tipo 2 Aacutegua Industrial argila ativada e soda caacuteustica
Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e
calcaacuterio
Tipo 19 Aacutegua Industrial Oacutexido de Magneacutesio Goma Xantana CMC BBV ADS
Amido Comum Cloreto de soacutedio Poliacutemero Catiocircnico Calcaacuterio Fino Lubrificante Preventor
de enceramento e Bactericida
24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
O controle dos soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo eacute feito por um sistema de equipamentos
extratores buscando sempre manter o teor de soacutelidos adequados ao trabalho Quando estes
natildeo satildeo suficientes para esse controle a accedilatildeo corretiva implicaraacute num custo adicional pois
uma nova formulaccedilatildeo teraacute que ser feita ou seja um fluido novo seraacute misturado para diluiccedilatildeo
O natildeo uso dos equipamentos ou a natildeo correccedilatildeo do teor de soacutelidos implica na reduccedilatildeo da taxa
de penetraccedilatildeo problemas de ordem reoloacutegicas do fluido de perfuraccedilatildeo reboco de baixa
qualidade maior densidade equivalente de circulaccedilatildeo dano a formaccedilatildeo ameaccedila de prisatildeo da
coluna por diferencial de pressatildeo elevado desgaste de equipamentos grande volume de
resiacuteduos gerados e maior custo global
Existe algumas recomendaccedilotildees que se forem seguidas auxiliam na soluccedilatildeo de
problemas provocados por soacutelidos satildeo elas
Analisar os testes do fluido de perfuraccedilatildeo a fim de identificar a presenccedila de
um teor elevado de soacutelidos
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
eficientemente
Verificar se os equipamentos extratores de soacutelidos instalados na sonda operam
em sequumlecircncia apropriada
Verificar se os equipamentos instalados na sonda tecircm capacidade suficiente
para remover soacutelidos numa taxa que permita trabalhar na faixa aceitaacutevel de teor
de soacutelidos no fluido de perfuraccedilatildeo
Verificar qual o equipamento adicional necessaacuterio para resolver o problema
provocado pelo teor elevado de soacutelidos
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 21
PEN
EIR
AS
KELLY (HASTE QUADRADA)
KATARINA
DESLIZADOR DE CASCALHOS
TUBOS PESADOS (HW)
PEN
EIR
AS
COMANDOS
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo da diluiccedilatildeo necessaacuteria para resolver o problema sem o uso
de equipamento adicional
Comparar os custos determinados em nos dois itens anteriores
Recomendar se necessaacuterio a instalaccedilatildeo de equipamento adicional extrator de
soacutelidos
Caso seja instalado um equipamento adicional de soacutelidos operaacute-lo por um
periacuteodo apropriado de tempo repetir os testes com o fluido de perfuraccedilatildeo e
avaliar a eficiecircncia do equipamento adicional instalado
25 Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de
perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
Peneiras Vibratoacuterias
A peneira vibratoacuteria eacute a primeira
barreira na retenccedilatildeo dos soacutelidos do fluido de
perfuraccedilatildeo que retorna durante a saiacuteda de
cada ciclo de circulaccedilatildeo Dessa etapa os
soacutelidos mais grosseiros satildeo retidos jaacute que eacute
mais faacutecil removecirc-los antes de passar pelos
hidrociclones e centrifugadores Ao lado
apresenta-se uma figura esquemaacutetica com o
percurso simplificado do fluido no poccedilo
quando se estaacute perfurando
Hidrociclones
A separaccedilatildeo dos soacutelidos ocorre da seguinte
forma o liacutequido contendo a fraccedilatildeo mais fina
de partiacuteculas menores eacute descarregado atraveacutes Figura 2 1-Ciclo simplificado de fluido de
perfuraccedilatildeo
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 22
do tubo cilindro central (overflow) o liacutequido contendo os soacutelidos mais grossos eacute
descarregado pelo underflow
Os cones hoje satildeo feitos de poliuretano este material quando expostos a altas
temperaturas (150 e 175 ordm F) amolecem fazendo com que haja a necessidade de substituiacute-los
A viscosidade do fluido o teor de soacutelidos na alimentaccedilatildeo a pressatildeo disponiacutevel na
entrada do equipamento e o lay-out do percurso feito pelo fluido influencia de forma direta no
desempenho do equipamento
Quanto menor a viscosidade (dentro do possiacutevel) maior o desempenho do
hidrociclone
Uma grande concentraccedilatildeo de soacutelidos na alimentaccedilatildeo tem efeito negativo no
desempenho Com o hidrociclone trabalhando com descarga tipo ldquosprayrdquo o ponto de corte
meacutedio aumenta quando a carga de soacutelidos aumenta Quando a carga de soacutelidos ultrapassa o
ponto suportaacutevel pelo ldquounderflowrdquo o hidrociclone comeccedila a descarregar em ldquoforma de cordardquo
e o ponto de corte meacutedio aumenta drasticamente A pressatildeo recomendada pela maioria dos
fabricantes e fornecedores de hidrociclones jaacute estaacute otimizada A maioria dos hidrociclones no
campo requer de 70 a 80 peacutes de fluido de pressatildeo hidrostaacutetica Os hidrociclones utilizados nas
sondas satildeo chamados de desareadores e dessiltadores
Depuradores (MUD CLEANER)
Este eacute composto por hidrociclones em seacuterie com uma tela fina que permite recuperar
partiacuteculas e eacute usado com fluidos de perfuraccedilatildeo pesados As partiacuteculas soacutelidas que esse
equipamento remove satildeo maiores que a baritina Como ocorre no ciclone parte do material eacute
recuperada e parte eacute descartada o recuperado retorna ao fluido reduzindo custos
Monta-se uma cobertura onde a tela estaacute colocada fazendo com que todos os soacutelidos
descarregados pelos dessiltadores satildeo retornados para o sistema de circulaccedilatildeo No caso de
baritina ser adicionada ao fluido a cobertura daacute lugar a tela fina Esse equipamento reduz a
perda da baritina dos fluidos pesados no intuito de recuperar fluidos caros e reduzir descarte
de poluente ao meio ambiente
Decantador Centriacutefugo
A funccedilatildeo deste equipamento eacute separar soacutelidos de liacutequidos eacute formado por um tambor
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 23
ciliacutendrico-cocircnico composto por uma seccedilatildeo cocircnica que origina a chamada ldquopraiardquo e uma ou
vaacuterios secccedilotildees ciliacutendricas conectadas que origina a ldquopiscinardquoUm parafuso transportador que
fica dentro do tambor rotativo
Eacute possiacutevel ajustar a profundidade do liacutequido no tambor o niacutevel da piscina teraacute um
efeito sobre a eficiecircncia de separaccedilatildeo pois ele afetaraacute as aacutereas secas e molhadas da praia bem
como a secagem dos soacutelidos e a habilidade fiacutesica do parafuso em transportar os soacutelidos para o
tambor
A medida do teor de areia num fluido nos daacute um paracircmetro de avaliaccedilatildeo dos
equipamentos extratores de soacutelidos da sonda e serve como uma medida de abrasividade do
fluido
CAPIacuteTULO 4
METODOLOGIA DE ANAacuteLISES
Metodologia de anaacutelise Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 25
4 - Metodologia de anaacutelise
O monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo eacute feito
de acordo com as metodologias descritas neste capiacutetulo Aqui seratildeo descritos os meacutetodos
fiacutesicos e quiacutemicos para anaacutelises de fluido de perfuraccedilatildeo base aacutegua
As anaacutelises que seratildeo descritas neste documento estatildeo de acordo com o Manual de
Laboratoacuterio de Fluido Programa de Trainees Petrobras ndash 2002 Quiacutemico de Petroacuteleo Junior
41 Meacutetodos Fiacutesicos
411 Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
Figura 4 1- Funil Marsh Fonte wwwfanncom
A Figura 41 mostra o funil Marsh que eacute um funil com as seguintes dimensotildees 1524
cm (6rdquo) de diacircmetro na parte superior 3048 cm (12rdquo) de altura A metade da abertura
superior eacute coberta por uma peneira de malha nordm 10 O orifiacutecio inferior tem 476 mm (316rdquo) de
diacircmetro interno e 508 cm (2rdquo) de comprimento A capacidade do funil ateacute a marca superior eacute
de 1500 cmsup3
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Se segura o funil em posiccedilatildeo vertical obstruindo o orifiacutecio de descarga com o dedo
indicador
bull verta-se atraveacutes da peneira a amostra de fluido tomada em qualquer ponto onde ela
esteja em agitaccedilatildeo ateacute que o niacutevel da mesma fique rente agrave parte inferior da tela da
peneira
bull imediatamente retira-se o dedo do tubo de descarga e com o auxiacutelio de um
cronocircmetro observa-se o tempo em segundos necessaacuterio para que escoe um (01) litro
de fluido para um recipiente graduado
bull a operaccedilatildeo deve ser raacutepida para minimizar erros
bull registra-se a ldquoViscosidaderdquo Marsh em segundos1000 cmsup3 de fluido
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 26
CALIBRACcedilAtildeO
bull Verifica-se a precisatildeo do funil Marsh com 1500 cmsup3 de aacutegua doce a 21ordmC O tempo de
escoamento de 1000 cmsup3 de aacutegua deve ser de 28 plusmn 05 segundos
412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
Figura 4 2- Medidor de areia Fonte wwwsolotestcombr
A Figura 42 mostra o conjunto que registra o conteuacutedo de areia presente no fluido
em percentagem volumeacutetrica composto por um tubo de vidro graduado em percentual
volumeacutetrico (0-20 v) um cilindro cocircnico um copo ciliacutendrico com uma tela de peneira
(malha 200 mesh)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Verta-se o fluido previamente passado atraveacutes da peneira do funil Marsh no tubo de
vidro graduado ateacute a marca indicada e depois se adiciona aacutegua ateacute a referecircncia
superior
bull obstrui-se a saiacuteda superior do tubo com o dedo e agita-se vigorosamente Em seguida
esvazia-se a amostra de fluido diluiacutedo atraveacutes da peneira lavando todo o resiacuteduo no
tubo com aacutegua Lava-se a areia retida na peneira ateacute eliminar os traccedilos de fluido
bull coloca-se o funil sobre a peneira e inverte-se o conjunto lentamente Faz-se retornar a
areia da peneira para o interior do tubo atraveacutes de jatos daacutegua
bull apoacutes a deposiccedilatildeo total da areia lecirc-se diretamente a percentagem em volume de areia
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 27
412 Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
Figura 4 3 - Balanccedila densimeacutetrica Fonte wwwfanncom
A Figura 43 apresenta a balanccedila utilizada para mediccedilatildeo de densidade de fluido de
perfuraccedilatildeo no campo O equipamento consiste de uma base e braccedilo graduado com copo para
amostra tampa fiel cursor e medidor de niacutevel Possui quatro escalas de leituras
Densidade 072 - 288
Massa Especiacutefica 6-24(lbmgal)
Massa Especiacutefica 45-180(lbmft3)
Gradiente Hidrostaacutetico 310-1250 (ldquopsirdquo1000ft)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Posiciona-se a base da balanccedila em uma superfiacutecie lisa e nivelada
bull enche totalmente o copo da balanccedila com o fluido a ser testado Se o copo inicialmente
estiver molhado despeje a primeira porccedilatildeo de fluido e volte a enchecirc-lo Deve ser eliminado as
bolhas de ar trapeadas no fluido Para tanto basta que se decircem alguns golpes no copo ateacute que
desapareccedilam
bull coloca-se a tampa enroscando-a com um leve movimento de rotaccedilatildeo ateacute que fique
firmemente assentado no copo certificando-se que uma pequena quantidade de fluido escape
pelo orifiacutecio de purgaccedilatildeo
bull lava-se e seca-se o exterior da balanccedila
bull coloca-se a balanccedila sobre a base e move-se o cursor ateacute que a bolha do niacutevel fique
centralizada
bull lecirc-se a massa especiacutefica eou densidade no lado do cursor que estiver mais proacuteximo do
copo coletor
bull Registra-se a leitura da massa especiacutefica em lbmgal ou de densidade com precisatildeo de
bull 005 ou 0005 respectivamente
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 28
CALIBRACcedilAtildeO
bull Deve ser feito a calibraccedilatildeo do equipamento frequentemente com aacutegua doce ateacute 21ordmC
que deveraacute dar uma leitura de densidade igual a 100 A afericcedilatildeo se faz retirando ou colocando
esferas de chumbo no depoacutesito especial que existe na extremidade do braccedilo da balanccedila
414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
Figura 4 4 Filtro-prensa BTBP Fonte wwwfanncom
O equipamento consiste de um reservatoacuterio de fluido com capacidade aproximada de
400 cmsup3 um meio filtrante (Papel de filtro Whatman nordm 50 de 9 cm ou similar) um coletor de
filtrado (proveta graduada) e uma fonte de pressatildeo (cilindro contendo N2 ou CO2) O
reservatoacuterio eacute constituiacutedo por uma ceacutelula tampa superior fixada atraveacutes de uma prensa
gaxetas tela e uma base A aacuterea exposta a filtraccedilatildeo eacute de 7 polsup2 O controle de pressatildeo eacute
efetuado por uma vaacutelvula com registro (manocircmetro) A despressurizaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de
uma vaacutelvula de escape
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Assegura-se que todas as partes do filtro estejam limpas e secas e que as gaxetas natildeo
estejam gastas ou deformadas
bull monta-se todas as peccedilas da ceacutelula a base uma gaxeta a tela o papel-filtro outra
gaxeta e o corpo da ceacutelula
bull preenche-se filtro com fluido ateacute um centiacutemetro da borda superior da ceacutelula e coloca-
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 29
se o conjunto sobre o suporte central Assegura-se que a tampa superior da ceacutelula tenha a sua
gaxeta e tampa-se a ceacutelula apertando-a com o parafuso
bull com uma proveta graduada recolhe-se o filtrado na saiacuteda da ceacutelula
bull fecha-se a vaacutelvula de escape e ajusta-se o regulador de pressatildeo ateacute obter 100 psi em 30
segundos no maacuteximo Marca-se o tempo e apoacutes 30 minutos mede-se o volume de filtrado na
proveta Fecha-se a fonte de pressatildeo Elimina-se o gaacutes confinado na ceacutelula atraveacutes da vaacutelvula
de escape cuidadosamente
bull retira-se a ceacutelula do suporte despeja o fluido desarma a ceacutelula recolhe-se o pepal de
filtro com o reboco lave o mesmo com um leve jato de aacutegua e mede-se a sua espessura em
132rdquo
bull registra-se o volume de filtrado em cmsup3 com aproximaccedilatildeo de 01 cmsup3
bull registra-se a espessura do reboco em 132rdquo com aproximaccedilatildeo de 164rdquo
CALIBRACcedilAtildeO
bull Eacute necessaacuterio verificar com frequumlecircncia a exatidatildeo dos manocircmetros
415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
Figura 4 5 ndash Retorta Fonte wwwfanncom A Retorta mostrada na Figura 55 destina-se a determinaccedilatildeo dos teores de soacutelidos e
liacutequidos existentes num fluido atraveacutes da destilaccedilatildeo de uma amostra do mesmo Eacute constituiacutedo
de um copo para amostra com capacidade de 10 cmsup3 uma cacircmara de aquecimento um forno e
um condensador O destilado eacute coletado numa proveta graduada A retorta eacute regulada por um
termostato que permite manter com seguranccedila a temperatura necessaacuteria para completa
destilaccedilatildeo da amostra de fluido
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Retira-se a retorta do bloco isolante Usando a espaacutetula como desarmadordesenrosca-
se o depoacutesito de fluido da retorta
bull introduz-se uma palha de accedilo na cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se o depoacutesito com o fluido a ser testado e coloca-se a tampa de afericcedilatildeo no
depoacutesito de fluido
bull limpa-se bem a tampa a rosca e o corpo externo do depoacutesito sem derramar o fluido
bull enrosca-se o depoacutesito na parte inferior da cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se a retorta na cacircmara isolante e fecha-se a tampa da cacircmara isolante
bull coloca-se a proveta graduada sob a descarga do condensador
bull por meio de fio eleacutetrico liga-se o aparelho a uma tomada de 115 volts CA e fecha-se
o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute acender
bull o tempo de destilaccedilatildeo eacute de 35 minutos
bull abre-se o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute apagar
bull deixa-se a retorta esfriar por 10 min Apoacutes isso retira-se a proveta e faz as leituras
correspondentes aos volumes de aacutegua e oacuteleo recuperados na proveta graduada
Os resultados satildeo obtidos em aacutegua = Volume de aacutegua x 10
oacuteleo = Volume de oacuteleo x 10
soacutelidos = 100-( aacutegua + oacuteleo)
416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
Figura 4 6 - Viscosiacutemetro rotativo de cilindros co-axiais Fann mod 35-a Fonte wwwfanncom
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A Figura 46 mostra um aparelho projetado para medir propriedades reoloacutegicas e
gelificantes de liacutequidos Este modelo possui 6 (seis) velocidades e eacute usado tanto em
laboratoacuterio como em sondas de exploraccedilatildeo Possui um motor 50 Hz e 115 volts uma
combinaccedilatildeo rotor-bob-mola de torccedilatildeo que permite medidas de taxa de cisalhamento da ordem
de 511 a 1022 s-1 e tensatildeo de cisalhamento da ordem de zero a 1533 dynascmsup2 Outras
combinaccedilotildees permitem avaliaccedilotildees da ordem de 0707 a 3252 s-1 e de zero a 131520
dynascmsup2 de taxa de deformaccedilatildeo e tensatildeo de cisalhamento respectivamente
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Agita-se o fluido a ser testado no misturador Beach durante 5 min em velocidade alta
(18000 RPM)
bull coloca-se o fluido no copo do viscosiacutemetro ateacute a sua marca e posiciona-se o mesmo na
base do equipamento Eleva-se o copo ateacute que o niacutevel do fluido coincida com a marca no rotor
e fixa-se com o parafuso
bull liga-se o motor acionando o interruptor para a posiccedilatildeo HIGH e certifica-se que o
seletor de engrenagens esteja na posiccedilatildeo inferior
bull faz-se a leitura que corresponde a 600 RPM apoacutes 1 min de operaccedilatildeo
bull procede-se conforme diagrama na parte superior do equipamento para seleccedilatildeo de
velocidades e registra-se os valores de deflexatildeo apoacutes 1 min de agitaccedilatildeo para 300 200 100 6
e 3 RPM
bull coloca-se o equipamento a 600 RPM por 2 minutos Imediatamente muda-se a
velocidade para 3 RPM desliga-se o motor e apoacutes 10 segundos de repouso liga-se o aparelho
a 3 RPM ao mesmo tempo em que observa-se o ponto maacuteximo atingido pela escala valor este
denominado forccedila gel inicial
bull repere-se os dois uacuteltimos itens entretanto para um tempo de repouso de 10 min A
deflexatildeo maacutexima obtida para esta nova condiccedilatildeo eacute denominada forccedila gel final
bull registra-se os valores das deflexotildees em graus para cada velocidade do equipamento
bull registra-se os valores das forccedilas geacuteis em aproximadamente 100 lbfpesup2 seguindo o
procedimento anteriormente descrito
CALIBRACcedilAtildeO
bull O aparelho deve ser calibrado periodicamente empregando-se uma mistura de
glicerina e aacutegua pura na temperatura ambiente ou atraveacutes do calibrador mecacircnico
padronizado
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
421 - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR MATERIAIS
Jogo de papel indicador com escala de cores variadas para comparaccedilatildeo PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Toma-se um papel indicador com escala apropriada
bull posiciona-se o papel na superfiacutecie do fluido ou umedece o mesmo com uma gota do
filtrado do fluido
bull apoacutes um minuto aproximadamente a tira de papel deveraacute ter mudado de cor afetada
pela alcalinidade do fluido ou do filtrado
bull compara-se a cor do papel indicador com a carta colorimeacutetrica correspondente
bull se a cor natildeo corresponder agrave escala calorimeacutetrica da seacuterie escolhida dever-se-aacute repetir a
operaccedilatildeo com outra seacuterie
bull registre-se o pH aproximado a 05 ou a 02 unidades conforme a escala do papel
indicador usado
Nota O papel indicador daacute resultados falsos em fluidos com alta concentraccedilatildeo de sal Para
este caso utiliza-se o meacutetodo potenciomeacutetrico quando o fluido contiver mais de 10000 ppm
Cl
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf (Fluidos agrave Base Aacutegua) A alcalinidade de um filtrado agrave base de aacutegua ou de uma aacutegua proveacutem de um ou mais
dos seguintes agentes quiacutemicos
I ndash HO- - Hidroacutexido
II ndash CO3= - Carbonato
III - CO3H- - Bicarbonato ( Borato + Silicato etc)
A medida da alcalinidade pelo pH fornece as concentraccedilotildees dos sais dissolvidos poreacutem
natildeo indica quanto de cada um dos radicais acima Para isso recorre-se agrave titulaccedilatildeo com o aacutecido
sulfuacuterico em meio contendo um indicador apropriado Para a aacutegua incolor os indicadores satildeo
fenolftaleiacutena e metilorange se a aacutegua ou filtrado estiver corado por exemplo devido a
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lignossulfonato utiliza-se o azul de bromofenol em lugar de metilorange em uacuteltimo caso
usa-se o vermelho de metila em lugar dele
TIPOS DE ALCALINIDADES
Na praacutetica determinam-se as seguintes alcalinidades
I ndash do filtrado agrave fenolftaleiacutena ndash Pf
II ndash do filtrado ao metilorange ndash Mf
III ndash do fluido agrave fenolftaleiacutena ndash Pm
Se numa aacutegua houver apenas HO- entatildeo soacute se mede Pf natildeo havendo CO3= nem
CO3H- a viragem ao metilorange se daacute com a primeira gota de soluccedilatildeo de H2SO4 N50 A
medida que o Mf cresce tornando-se maior que o Pf a alcalinidade passa a ser devida a HO- +
CO3= a CO3
= + CO3H- e por fim somente a CO3H- quando o Pf =0 Entre o Pf =Mf e Pf =0
vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser deduzidas cada uma sendo apropriada para
fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
As concentraccedilotildees desses radicais satildeo expressos em epm (equivalentes partes por
milhatildeo) ppm mgl e em gl conforme a conveniecircncia As alcalinidades geralmente satildeo
expressas em epm usando-se caacutelcio como termo de comparaccedilatildeo de equivalecircncia O peso
atocircmico dele eacute 40 molg e o valor absoluto de sua valecircncia eacute 2 Em termos de valecircncias 1Ca++
= 2HO- 1Ca++ = 1 CO3 1Ca++ = 2CO3H- por conseguinte o equivalente de HO- em Ca++ eacute
20 o equivalente de CO3= em Ca++ eacute 40 etc
As combinaccedilotildees possiacuteveis entre Pf e Mf estatildeo no quadro 1 Os caacutelculos podem ser
efetuados utilizando as foacutermulas contidas no quadro 2
Resultados de
Medidas Interpretaccedilatildeo
HO- CO3= CO3H-
Pf = Mf Pf 0 0
Pf lt 12 Mf 0 2Pf Mf - 2Pf
Pf = 12 Mf 0 2Pf 0
Pf gt 12 Mf 2Pf - Mf 2(Mf - Pf ) 0
Pf = 0 0 0 Mf
Quadro 1 As foacutermulas apresentadas no quadro 2 satildeo baseadas em que
bull 1 epm HO- = 17 ppm HO-
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bull 1 epm CO3= = 30 ppm CO3
=
bull 1 epm CO3H- =61 ppm CO3H-
e nas equivalecircncias estequiomeacutetricas entre Ca++ HO- CO3= e CO3H- anteriormente
apresentadas
Resultados Iacuteon Alcalinidade epm Ppm
Pf = Mf HO- Pf 20Pf 340Pf
Pf lt 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
CO3- Mf - 2Pf 20(Mf - 2Pf) 1200(Mf - 2Pf)
Pf = 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
Pf gt 12 Mf HO- 2Pf - Mf 20(2Pf - Mf) 340(2Pf - Mf)
CO3= 2(Mf - Pf) 40(Mf - Pf) 1200(Mf - Pf)
Pf = 0 CO3H- Mf 20 Mf 1200 Mf
MATERIAIS
bull Caacutepsula de porcelana de 250 cm3
bull 2 pipetas graduadas uma de 1 cm3 e outra de 10 cm3
bull Agitador de vidro
bull Bureta
bull Soluccedilatildeo de H2SO4 N50
bull Soluccedilatildeo indicadora de fenolftaleiacutena
PROCEDIMENTO
bull Meccedila 1 cm3 de fluido e coloque-o em uma caacutepsula
bull Dilua com 50 cm3 de aacutegua destilada
bull Adicione 3 gotas de fenolftaleiacutena
bull Titule com soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 rapidamente
bull Agite continuamente ateacute que a cor da amostra passe do vermelho agrave cor original do
fluido
bull Ao volume da soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 em cm3 se chama alcalinidade do
fluido (Pm)
bull A alcalinidade do filtrado (Pf) se determina seguindo-se o processo anterior tomando-
se 1 cm3 de filtrado
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 35
A determinaccedilatildeo de ldquoMfrdquo Alcalinidade do filtrado ao metilorange seraacute feita do seguinte modo
bull Determinado o Pf adicionar agrave soluccedilatildeo 2 a 3 gotas de soluccedilatildeo de metilorange
bull Continuar a titulaccedilatildeo anterior com a soluccedilatildeo de H2SO4 N50 ateacute viragem do amarelo-
alaranjado para o roacuteseo
bull Anotar o volume Vt de soluccedilatildeo de aacutecido gasto na titulaccedilatildeo Vt em cm3
bull Calcular o Mf como segue
bull Mf =Vt cm3 de H2SO4 N50
NOTAS
1 ndash Se o filtrado se apresentar corado devido por exemplo a tanino a viragem em ambas as
determinaccedilotildees pode ser afetada particularmente no caso do metilorange Neste caso a
determinaccedilatildeo do ponto final poderaacute ser efetuada com um potenciocircmetro O ponto final para a
determinaccedilatildeo da alcalinidade Pf eacute tomado quando o potenciocircmetro acusar o pH 83 para o
valor de Mf quando acusar o pH 43
2 ndash Em lugar do metilorange como indicador para determinaccedilatildeo do Mf podem ser usados
21 ndash azul de bromo-fenol a 01 em aacutegua destilada
22 - indicador misto cuja composiccedilatildeo eacute a seguinte
bull Vermelho de metila002 g
bull Verde de bromo-cresol010 g
bull Aacutelcool qsp1000 cm3
Com estes indicadores a viragem eacute niacutetida pelo que dispensa o uso do potenciocircmetro
A restriccedilatildeo que se faz eacute que estes indicadores satildeo oxidaacuteveis em presenccedila de certas
substacircncias tal como o aacutecido niacutetrico
Registrar-se as alcalinidades Pf e Pm em cm3 de H2SO4 N50
PREPARO DE SOLUCcedilOtildeES E REATIVOS
Soluccedilatildeo titulada de aacutecido sulfuacuterico N50 Toma-se 12 cm3 de aacutecido sulfuacuterico concentrado e o
dilui em matraz aferido (recipiente de vidro com um gargalo muito estreito e com marca de
afericcedilatildeo) de 2000 cm3 com aacutegua destilada Em seguida titula-se com uma soluccedilatildeo de NaOH
01N usando fenolftaleiacutena como indicador
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 36
Soluccedilatildeo Indicadora de Fenolftaleiacutena
Pesa-se 04g de fenolftaleiacutena qp Em seguida dissolve-
se em 60 cm3 de aacutelcool etiacutelico a 95 diluindo-se ateacute 100 cm3 com aacutegua destilada Filtra-se se
formar resiacuteduo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 37
CAPIacuteTULO 6
CONCLUSAtildeO
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 38
6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 21
PEN
EIR
AS
KELLY (HASTE QUADRADA)
KATARINA
DESLIZADOR DE CASCALHOS
TUBOS PESADOS (HW)
PEN
EIR
AS
COMANDOS
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo diaacuterio proveniente do uso de um equipamento adicional
extrator de soacutelidos
Determinar o custo da diluiccedilatildeo necessaacuteria para resolver o problema sem o uso
de equipamento adicional
Comparar os custos determinados em nos dois itens anteriores
Recomendar se necessaacuterio a instalaccedilatildeo de equipamento adicional extrator de
soacutelidos
Caso seja instalado um equipamento adicional de soacutelidos operaacute-lo por um
periacuteodo apropriado de tempo repetir os testes com o fluido de perfuraccedilatildeo e
avaliar a eficiecircncia do equipamento adicional instalado
25 Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de
perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
Peneiras Vibratoacuterias
A peneira vibratoacuteria eacute a primeira
barreira na retenccedilatildeo dos soacutelidos do fluido de
perfuraccedilatildeo que retorna durante a saiacuteda de
cada ciclo de circulaccedilatildeo Dessa etapa os
soacutelidos mais grosseiros satildeo retidos jaacute que eacute
mais faacutecil removecirc-los antes de passar pelos
hidrociclones e centrifugadores Ao lado
apresenta-se uma figura esquemaacutetica com o
percurso simplificado do fluido no poccedilo
quando se estaacute perfurando
Hidrociclones
A separaccedilatildeo dos soacutelidos ocorre da seguinte
forma o liacutequido contendo a fraccedilatildeo mais fina
de partiacuteculas menores eacute descarregado atraveacutes Figura 2 1-Ciclo simplificado de fluido de
perfuraccedilatildeo
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 22
do tubo cilindro central (overflow) o liacutequido contendo os soacutelidos mais grossos eacute
descarregado pelo underflow
Os cones hoje satildeo feitos de poliuretano este material quando expostos a altas
temperaturas (150 e 175 ordm F) amolecem fazendo com que haja a necessidade de substituiacute-los
A viscosidade do fluido o teor de soacutelidos na alimentaccedilatildeo a pressatildeo disponiacutevel na
entrada do equipamento e o lay-out do percurso feito pelo fluido influencia de forma direta no
desempenho do equipamento
Quanto menor a viscosidade (dentro do possiacutevel) maior o desempenho do
hidrociclone
Uma grande concentraccedilatildeo de soacutelidos na alimentaccedilatildeo tem efeito negativo no
desempenho Com o hidrociclone trabalhando com descarga tipo ldquosprayrdquo o ponto de corte
meacutedio aumenta quando a carga de soacutelidos aumenta Quando a carga de soacutelidos ultrapassa o
ponto suportaacutevel pelo ldquounderflowrdquo o hidrociclone comeccedila a descarregar em ldquoforma de cordardquo
e o ponto de corte meacutedio aumenta drasticamente A pressatildeo recomendada pela maioria dos
fabricantes e fornecedores de hidrociclones jaacute estaacute otimizada A maioria dos hidrociclones no
campo requer de 70 a 80 peacutes de fluido de pressatildeo hidrostaacutetica Os hidrociclones utilizados nas
sondas satildeo chamados de desareadores e dessiltadores
Depuradores (MUD CLEANER)
Este eacute composto por hidrociclones em seacuterie com uma tela fina que permite recuperar
partiacuteculas e eacute usado com fluidos de perfuraccedilatildeo pesados As partiacuteculas soacutelidas que esse
equipamento remove satildeo maiores que a baritina Como ocorre no ciclone parte do material eacute
recuperada e parte eacute descartada o recuperado retorna ao fluido reduzindo custos
Monta-se uma cobertura onde a tela estaacute colocada fazendo com que todos os soacutelidos
descarregados pelos dessiltadores satildeo retornados para o sistema de circulaccedilatildeo No caso de
baritina ser adicionada ao fluido a cobertura daacute lugar a tela fina Esse equipamento reduz a
perda da baritina dos fluidos pesados no intuito de recuperar fluidos caros e reduzir descarte
de poluente ao meio ambiente
Decantador Centriacutefugo
A funccedilatildeo deste equipamento eacute separar soacutelidos de liacutequidos eacute formado por um tambor
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 23
ciliacutendrico-cocircnico composto por uma seccedilatildeo cocircnica que origina a chamada ldquopraiardquo e uma ou
vaacuterios secccedilotildees ciliacutendricas conectadas que origina a ldquopiscinardquoUm parafuso transportador que
fica dentro do tambor rotativo
Eacute possiacutevel ajustar a profundidade do liacutequido no tambor o niacutevel da piscina teraacute um
efeito sobre a eficiecircncia de separaccedilatildeo pois ele afetaraacute as aacutereas secas e molhadas da praia bem
como a secagem dos soacutelidos e a habilidade fiacutesica do parafuso em transportar os soacutelidos para o
tambor
A medida do teor de areia num fluido nos daacute um paracircmetro de avaliaccedilatildeo dos
equipamentos extratores de soacutelidos da sonda e serve como uma medida de abrasividade do
fluido
CAPIacuteTULO 4
METODOLOGIA DE ANAacuteLISES
Metodologia de anaacutelise Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 25
4 - Metodologia de anaacutelise
O monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo eacute feito
de acordo com as metodologias descritas neste capiacutetulo Aqui seratildeo descritos os meacutetodos
fiacutesicos e quiacutemicos para anaacutelises de fluido de perfuraccedilatildeo base aacutegua
As anaacutelises que seratildeo descritas neste documento estatildeo de acordo com o Manual de
Laboratoacuterio de Fluido Programa de Trainees Petrobras ndash 2002 Quiacutemico de Petroacuteleo Junior
41 Meacutetodos Fiacutesicos
411 Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
Figura 4 1- Funil Marsh Fonte wwwfanncom
A Figura 41 mostra o funil Marsh que eacute um funil com as seguintes dimensotildees 1524
cm (6rdquo) de diacircmetro na parte superior 3048 cm (12rdquo) de altura A metade da abertura
superior eacute coberta por uma peneira de malha nordm 10 O orifiacutecio inferior tem 476 mm (316rdquo) de
diacircmetro interno e 508 cm (2rdquo) de comprimento A capacidade do funil ateacute a marca superior eacute
de 1500 cmsup3
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Se segura o funil em posiccedilatildeo vertical obstruindo o orifiacutecio de descarga com o dedo
indicador
bull verta-se atraveacutes da peneira a amostra de fluido tomada em qualquer ponto onde ela
esteja em agitaccedilatildeo ateacute que o niacutevel da mesma fique rente agrave parte inferior da tela da
peneira
bull imediatamente retira-se o dedo do tubo de descarga e com o auxiacutelio de um
cronocircmetro observa-se o tempo em segundos necessaacuterio para que escoe um (01) litro
de fluido para um recipiente graduado
bull a operaccedilatildeo deve ser raacutepida para minimizar erros
bull registra-se a ldquoViscosidaderdquo Marsh em segundos1000 cmsup3 de fluido
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 26
CALIBRACcedilAtildeO
bull Verifica-se a precisatildeo do funil Marsh com 1500 cmsup3 de aacutegua doce a 21ordmC O tempo de
escoamento de 1000 cmsup3 de aacutegua deve ser de 28 plusmn 05 segundos
412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
Figura 4 2- Medidor de areia Fonte wwwsolotestcombr
A Figura 42 mostra o conjunto que registra o conteuacutedo de areia presente no fluido
em percentagem volumeacutetrica composto por um tubo de vidro graduado em percentual
volumeacutetrico (0-20 v) um cilindro cocircnico um copo ciliacutendrico com uma tela de peneira
(malha 200 mesh)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Verta-se o fluido previamente passado atraveacutes da peneira do funil Marsh no tubo de
vidro graduado ateacute a marca indicada e depois se adiciona aacutegua ateacute a referecircncia
superior
bull obstrui-se a saiacuteda superior do tubo com o dedo e agita-se vigorosamente Em seguida
esvazia-se a amostra de fluido diluiacutedo atraveacutes da peneira lavando todo o resiacuteduo no
tubo com aacutegua Lava-se a areia retida na peneira ateacute eliminar os traccedilos de fluido
bull coloca-se o funil sobre a peneira e inverte-se o conjunto lentamente Faz-se retornar a
areia da peneira para o interior do tubo atraveacutes de jatos daacutegua
bull apoacutes a deposiccedilatildeo total da areia lecirc-se diretamente a percentagem em volume de areia
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 27
412 Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
Figura 4 3 - Balanccedila densimeacutetrica Fonte wwwfanncom
A Figura 43 apresenta a balanccedila utilizada para mediccedilatildeo de densidade de fluido de
perfuraccedilatildeo no campo O equipamento consiste de uma base e braccedilo graduado com copo para
amostra tampa fiel cursor e medidor de niacutevel Possui quatro escalas de leituras
Densidade 072 - 288
Massa Especiacutefica 6-24(lbmgal)
Massa Especiacutefica 45-180(lbmft3)
Gradiente Hidrostaacutetico 310-1250 (ldquopsirdquo1000ft)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Posiciona-se a base da balanccedila em uma superfiacutecie lisa e nivelada
bull enche totalmente o copo da balanccedila com o fluido a ser testado Se o copo inicialmente
estiver molhado despeje a primeira porccedilatildeo de fluido e volte a enchecirc-lo Deve ser eliminado as
bolhas de ar trapeadas no fluido Para tanto basta que se decircem alguns golpes no copo ateacute que
desapareccedilam
bull coloca-se a tampa enroscando-a com um leve movimento de rotaccedilatildeo ateacute que fique
firmemente assentado no copo certificando-se que uma pequena quantidade de fluido escape
pelo orifiacutecio de purgaccedilatildeo
bull lava-se e seca-se o exterior da balanccedila
bull coloca-se a balanccedila sobre a base e move-se o cursor ateacute que a bolha do niacutevel fique
centralizada
bull lecirc-se a massa especiacutefica eou densidade no lado do cursor que estiver mais proacuteximo do
copo coletor
bull Registra-se a leitura da massa especiacutefica em lbmgal ou de densidade com precisatildeo de
bull 005 ou 0005 respectivamente
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 28
CALIBRACcedilAtildeO
bull Deve ser feito a calibraccedilatildeo do equipamento frequentemente com aacutegua doce ateacute 21ordmC
que deveraacute dar uma leitura de densidade igual a 100 A afericcedilatildeo se faz retirando ou colocando
esferas de chumbo no depoacutesito especial que existe na extremidade do braccedilo da balanccedila
414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
Figura 4 4 Filtro-prensa BTBP Fonte wwwfanncom
O equipamento consiste de um reservatoacuterio de fluido com capacidade aproximada de
400 cmsup3 um meio filtrante (Papel de filtro Whatman nordm 50 de 9 cm ou similar) um coletor de
filtrado (proveta graduada) e uma fonte de pressatildeo (cilindro contendo N2 ou CO2) O
reservatoacuterio eacute constituiacutedo por uma ceacutelula tampa superior fixada atraveacutes de uma prensa
gaxetas tela e uma base A aacuterea exposta a filtraccedilatildeo eacute de 7 polsup2 O controle de pressatildeo eacute
efetuado por uma vaacutelvula com registro (manocircmetro) A despressurizaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de
uma vaacutelvula de escape
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Assegura-se que todas as partes do filtro estejam limpas e secas e que as gaxetas natildeo
estejam gastas ou deformadas
bull monta-se todas as peccedilas da ceacutelula a base uma gaxeta a tela o papel-filtro outra
gaxeta e o corpo da ceacutelula
bull preenche-se filtro com fluido ateacute um centiacutemetro da borda superior da ceacutelula e coloca-
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 29
se o conjunto sobre o suporte central Assegura-se que a tampa superior da ceacutelula tenha a sua
gaxeta e tampa-se a ceacutelula apertando-a com o parafuso
bull com uma proveta graduada recolhe-se o filtrado na saiacuteda da ceacutelula
bull fecha-se a vaacutelvula de escape e ajusta-se o regulador de pressatildeo ateacute obter 100 psi em 30
segundos no maacuteximo Marca-se o tempo e apoacutes 30 minutos mede-se o volume de filtrado na
proveta Fecha-se a fonte de pressatildeo Elimina-se o gaacutes confinado na ceacutelula atraveacutes da vaacutelvula
de escape cuidadosamente
bull retira-se a ceacutelula do suporte despeja o fluido desarma a ceacutelula recolhe-se o pepal de
filtro com o reboco lave o mesmo com um leve jato de aacutegua e mede-se a sua espessura em
132rdquo
bull registra-se o volume de filtrado em cmsup3 com aproximaccedilatildeo de 01 cmsup3
bull registra-se a espessura do reboco em 132rdquo com aproximaccedilatildeo de 164rdquo
CALIBRACcedilAtildeO
bull Eacute necessaacuterio verificar com frequumlecircncia a exatidatildeo dos manocircmetros
415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
Figura 4 5 ndash Retorta Fonte wwwfanncom A Retorta mostrada na Figura 55 destina-se a determinaccedilatildeo dos teores de soacutelidos e
liacutequidos existentes num fluido atraveacutes da destilaccedilatildeo de uma amostra do mesmo Eacute constituiacutedo
de um copo para amostra com capacidade de 10 cmsup3 uma cacircmara de aquecimento um forno e
um condensador O destilado eacute coletado numa proveta graduada A retorta eacute regulada por um
termostato que permite manter com seguranccedila a temperatura necessaacuteria para completa
destilaccedilatildeo da amostra de fluido
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 30
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Retira-se a retorta do bloco isolante Usando a espaacutetula como desarmadordesenrosca-
se o depoacutesito de fluido da retorta
bull introduz-se uma palha de accedilo na cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se o depoacutesito com o fluido a ser testado e coloca-se a tampa de afericcedilatildeo no
depoacutesito de fluido
bull limpa-se bem a tampa a rosca e o corpo externo do depoacutesito sem derramar o fluido
bull enrosca-se o depoacutesito na parte inferior da cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se a retorta na cacircmara isolante e fecha-se a tampa da cacircmara isolante
bull coloca-se a proveta graduada sob a descarga do condensador
bull por meio de fio eleacutetrico liga-se o aparelho a uma tomada de 115 volts CA e fecha-se
o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute acender
bull o tempo de destilaccedilatildeo eacute de 35 minutos
bull abre-se o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute apagar
bull deixa-se a retorta esfriar por 10 min Apoacutes isso retira-se a proveta e faz as leituras
correspondentes aos volumes de aacutegua e oacuteleo recuperados na proveta graduada
Os resultados satildeo obtidos em aacutegua = Volume de aacutegua x 10
oacuteleo = Volume de oacuteleo x 10
soacutelidos = 100-( aacutegua + oacuteleo)
416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
Figura 4 6 - Viscosiacutemetro rotativo de cilindros co-axiais Fann mod 35-a Fonte wwwfanncom
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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A Figura 46 mostra um aparelho projetado para medir propriedades reoloacutegicas e
gelificantes de liacutequidos Este modelo possui 6 (seis) velocidades e eacute usado tanto em
laboratoacuterio como em sondas de exploraccedilatildeo Possui um motor 50 Hz e 115 volts uma
combinaccedilatildeo rotor-bob-mola de torccedilatildeo que permite medidas de taxa de cisalhamento da ordem
de 511 a 1022 s-1 e tensatildeo de cisalhamento da ordem de zero a 1533 dynascmsup2 Outras
combinaccedilotildees permitem avaliaccedilotildees da ordem de 0707 a 3252 s-1 e de zero a 131520
dynascmsup2 de taxa de deformaccedilatildeo e tensatildeo de cisalhamento respectivamente
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Agita-se o fluido a ser testado no misturador Beach durante 5 min em velocidade alta
(18000 RPM)
bull coloca-se o fluido no copo do viscosiacutemetro ateacute a sua marca e posiciona-se o mesmo na
base do equipamento Eleva-se o copo ateacute que o niacutevel do fluido coincida com a marca no rotor
e fixa-se com o parafuso
bull liga-se o motor acionando o interruptor para a posiccedilatildeo HIGH e certifica-se que o
seletor de engrenagens esteja na posiccedilatildeo inferior
bull faz-se a leitura que corresponde a 600 RPM apoacutes 1 min de operaccedilatildeo
bull procede-se conforme diagrama na parte superior do equipamento para seleccedilatildeo de
velocidades e registra-se os valores de deflexatildeo apoacutes 1 min de agitaccedilatildeo para 300 200 100 6
e 3 RPM
bull coloca-se o equipamento a 600 RPM por 2 minutos Imediatamente muda-se a
velocidade para 3 RPM desliga-se o motor e apoacutes 10 segundos de repouso liga-se o aparelho
a 3 RPM ao mesmo tempo em que observa-se o ponto maacuteximo atingido pela escala valor este
denominado forccedila gel inicial
bull repere-se os dois uacuteltimos itens entretanto para um tempo de repouso de 10 min A
deflexatildeo maacutexima obtida para esta nova condiccedilatildeo eacute denominada forccedila gel final
bull registra-se os valores das deflexotildees em graus para cada velocidade do equipamento
bull registra-se os valores das forccedilas geacuteis em aproximadamente 100 lbfpesup2 seguindo o
procedimento anteriormente descrito
CALIBRACcedilAtildeO
bull O aparelho deve ser calibrado periodicamente empregando-se uma mistura de
glicerina e aacutegua pura na temperatura ambiente ou atraveacutes do calibrador mecacircnico
padronizado
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
421 - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR MATERIAIS
Jogo de papel indicador com escala de cores variadas para comparaccedilatildeo PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Toma-se um papel indicador com escala apropriada
bull posiciona-se o papel na superfiacutecie do fluido ou umedece o mesmo com uma gota do
filtrado do fluido
bull apoacutes um minuto aproximadamente a tira de papel deveraacute ter mudado de cor afetada
pela alcalinidade do fluido ou do filtrado
bull compara-se a cor do papel indicador com a carta colorimeacutetrica correspondente
bull se a cor natildeo corresponder agrave escala calorimeacutetrica da seacuterie escolhida dever-se-aacute repetir a
operaccedilatildeo com outra seacuterie
bull registre-se o pH aproximado a 05 ou a 02 unidades conforme a escala do papel
indicador usado
Nota O papel indicador daacute resultados falsos em fluidos com alta concentraccedilatildeo de sal Para
este caso utiliza-se o meacutetodo potenciomeacutetrico quando o fluido contiver mais de 10000 ppm
Cl
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf (Fluidos agrave Base Aacutegua) A alcalinidade de um filtrado agrave base de aacutegua ou de uma aacutegua proveacutem de um ou mais
dos seguintes agentes quiacutemicos
I ndash HO- - Hidroacutexido
II ndash CO3= - Carbonato
III - CO3H- - Bicarbonato ( Borato + Silicato etc)
A medida da alcalinidade pelo pH fornece as concentraccedilotildees dos sais dissolvidos poreacutem
natildeo indica quanto de cada um dos radicais acima Para isso recorre-se agrave titulaccedilatildeo com o aacutecido
sulfuacuterico em meio contendo um indicador apropriado Para a aacutegua incolor os indicadores satildeo
fenolftaleiacutena e metilorange se a aacutegua ou filtrado estiver corado por exemplo devido a
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lignossulfonato utiliza-se o azul de bromofenol em lugar de metilorange em uacuteltimo caso
usa-se o vermelho de metila em lugar dele
TIPOS DE ALCALINIDADES
Na praacutetica determinam-se as seguintes alcalinidades
I ndash do filtrado agrave fenolftaleiacutena ndash Pf
II ndash do filtrado ao metilorange ndash Mf
III ndash do fluido agrave fenolftaleiacutena ndash Pm
Se numa aacutegua houver apenas HO- entatildeo soacute se mede Pf natildeo havendo CO3= nem
CO3H- a viragem ao metilorange se daacute com a primeira gota de soluccedilatildeo de H2SO4 N50 A
medida que o Mf cresce tornando-se maior que o Pf a alcalinidade passa a ser devida a HO- +
CO3= a CO3
= + CO3H- e por fim somente a CO3H- quando o Pf =0 Entre o Pf =Mf e Pf =0
vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser deduzidas cada uma sendo apropriada para
fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
As concentraccedilotildees desses radicais satildeo expressos em epm (equivalentes partes por
milhatildeo) ppm mgl e em gl conforme a conveniecircncia As alcalinidades geralmente satildeo
expressas em epm usando-se caacutelcio como termo de comparaccedilatildeo de equivalecircncia O peso
atocircmico dele eacute 40 molg e o valor absoluto de sua valecircncia eacute 2 Em termos de valecircncias 1Ca++
= 2HO- 1Ca++ = 1 CO3 1Ca++ = 2CO3H- por conseguinte o equivalente de HO- em Ca++ eacute
20 o equivalente de CO3= em Ca++ eacute 40 etc
As combinaccedilotildees possiacuteveis entre Pf e Mf estatildeo no quadro 1 Os caacutelculos podem ser
efetuados utilizando as foacutermulas contidas no quadro 2
Resultados de
Medidas Interpretaccedilatildeo
HO- CO3= CO3H-
Pf = Mf Pf 0 0
Pf lt 12 Mf 0 2Pf Mf - 2Pf
Pf = 12 Mf 0 2Pf 0
Pf gt 12 Mf 2Pf - Mf 2(Mf - Pf ) 0
Pf = 0 0 0 Mf
Quadro 1 As foacutermulas apresentadas no quadro 2 satildeo baseadas em que
bull 1 epm HO- = 17 ppm HO-
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bull 1 epm CO3= = 30 ppm CO3
=
bull 1 epm CO3H- =61 ppm CO3H-
e nas equivalecircncias estequiomeacutetricas entre Ca++ HO- CO3= e CO3H- anteriormente
apresentadas
Resultados Iacuteon Alcalinidade epm Ppm
Pf = Mf HO- Pf 20Pf 340Pf
Pf lt 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
CO3- Mf - 2Pf 20(Mf - 2Pf) 1200(Mf - 2Pf)
Pf = 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
Pf gt 12 Mf HO- 2Pf - Mf 20(2Pf - Mf) 340(2Pf - Mf)
CO3= 2(Mf - Pf) 40(Mf - Pf) 1200(Mf - Pf)
Pf = 0 CO3H- Mf 20 Mf 1200 Mf
MATERIAIS
bull Caacutepsula de porcelana de 250 cm3
bull 2 pipetas graduadas uma de 1 cm3 e outra de 10 cm3
bull Agitador de vidro
bull Bureta
bull Soluccedilatildeo de H2SO4 N50
bull Soluccedilatildeo indicadora de fenolftaleiacutena
PROCEDIMENTO
bull Meccedila 1 cm3 de fluido e coloque-o em uma caacutepsula
bull Dilua com 50 cm3 de aacutegua destilada
bull Adicione 3 gotas de fenolftaleiacutena
bull Titule com soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 rapidamente
bull Agite continuamente ateacute que a cor da amostra passe do vermelho agrave cor original do
fluido
bull Ao volume da soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 em cm3 se chama alcalinidade do
fluido (Pm)
bull A alcalinidade do filtrado (Pf) se determina seguindo-se o processo anterior tomando-
se 1 cm3 de filtrado
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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A determinaccedilatildeo de ldquoMfrdquo Alcalinidade do filtrado ao metilorange seraacute feita do seguinte modo
bull Determinado o Pf adicionar agrave soluccedilatildeo 2 a 3 gotas de soluccedilatildeo de metilorange
bull Continuar a titulaccedilatildeo anterior com a soluccedilatildeo de H2SO4 N50 ateacute viragem do amarelo-
alaranjado para o roacuteseo
bull Anotar o volume Vt de soluccedilatildeo de aacutecido gasto na titulaccedilatildeo Vt em cm3
bull Calcular o Mf como segue
bull Mf =Vt cm3 de H2SO4 N50
NOTAS
1 ndash Se o filtrado se apresentar corado devido por exemplo a tanino a viragem em ambas as
determinaccedilotildees pode ser afetada particularmente no caso do metilorange Neste caso a
determinaccedilatildeo do ponto final poderaacute ser efetuada com um potenciocircmetro O ponto final para a
determinaccedilatildeo da alcalinidade Pf eacute tomado quando o potenciocircmetro acusar o pH 83 para o
valor de Mf quando acusar o pH 43
2 ndash Em lugar do metilorange como indicador para determinaccedilatildeo do Mf podem ser usados
21 ndash azul de bromo-fenol a 01 em aacutegua destilada
22 - indicador misto cuja composiccedilatildeo eacute a seguinte
bull Vermelho de metila002 g
bull Verde de bromo-cresol010 g
bull Aacutelcool qsp1000 cm3
Com estes indicadores a viragem eacute niacutetida pelo que dispensa o uso do potenciocircmetro
A restriccedilatildeo que se faz eacute que estes indicadores satildeo oxidaacuteveis em presenccedila de certas
substacircncias tal como o aacutecido niacutetrico
Registrar-se as alcalinidades Pf e Pm em cm3 de H2SO4 N50
PREPARO DE SOLUCcedilOtildeES E REATIVOS
Soluccedilatildeo titulada de aacutecido sulfuacuterico N50 Toma-se 12 cm3 de aacutecido sulfuacuterico concentrado e o
dilui em matraz aferido (recipiente de vidro com um gargalo muito estreito e com marca de
afericcedilatildeo) de 2000 cm3 com aacutegua destilada Em seguida titula-se com uma soluccedilatildeo de NaOH
01N usando fenolftaleiacutena como indicador
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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Soluccedilatildeo Indicadora de Fenolftaleiacutena
Pesa-se 04g de fenolftaleiacutena qp Em seguida dissolve-
se em 60 cm3 de aacutelcool etiacutelico a 95 diluindo-se ateacute 100 cm3 com aacutegua destilada Filtra-se se
formar resiacuteduo
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CAPIacuteTULO 6
CONCLUSAtildeO
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 22
do tubo cilindro central (overflow) o liacutequido contendo os soacutelidos mais grossos eacute
descarregado pelo underflow
Os cones hoje satildeo feitos de poliuretano este material quando expostos a altas
temperaturas (150 e 175 ordm F) amolecem fazendo com que haja a necessidade de substituiacute-los
A viscosidade do fluido o teor de soacutelidos na alimentaccedilatildeo a pressatildeo disponiacutevel na
entrada do equipamento e o lay-out do percurso feito pelo fluido influencia de forma direta no
desempenho do equipamento
Quanto menor a viscosidade (dentro do possiacutevel) maior o desempenho do
hidrociclone
Uma grande concentraccedilatildeo de soacutelidos na alimentaccedilatildeo tem efeito negativo no
desempenho Com o hidrociclone trabalhando com descarga tipo ldquosprayrdquo o ponto de corte
meacutedio aumenta quando a carga de soacutelidos aumenta Quando a carga de soacutelidos ultrapassa o
ponto suportaacutevel pelo ldquounderflowrdquo o hidrociclone comeccedila a descarregar em ldquoforma de cordardquo
e o ponto de corte meacutedio aumenta drasticamente A pressatildeo recomendada pela maioria dos
fabricantes e fornecedores de hidrociclones jaacute estaacute otimizada A maioria dos hidrociclones no
campo requer de 70 a 80 peacutes de fluido de pressatildeo hidrostaacutetica Os hidrociclones utilizados nas
sondas satildeo chamados de desareadores e dessiltadores
Depuradores (MUD CLEANER)
Este eacute composto por hidrociclones em seacuterie com uma tela fina que permite recuperar
partiacuteculas e eacute usado com fluidos de perfuraccedilatildeo pesados As partiacuteculas soacutelidas que esse
equipamento remove satildeo maiores que a baritina Como ocorre no ciclone parte do material eacute
recuperada e parte eacute descartada o recuperado retorna ao fluido reduzindo custos
Monta-se uma cobertura onde a tela estaacute colocada fazendo com que todos os soacutelidos
descarregados pelos dessiltadores satildeo retornados para o sistema de circulaccedilatildeo No caso de
baritina ser adicionada ao fluido a cobertura daacute lugar a tela fina Esse equipamento reduz a
perda da baritina dos fluidos pesados no intuito de recuperar fluidos caros e reduzir descarte
de poluente ao meio ambiente
Decantador Centriacutefugo
A funccedilatildeo deste equipamento eacute separar soacutelidos de liacutequidos eacute formado por um tambor
Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 23
ciliacutendrico-cocircnico composto por uma seccedilatildeo cocircnica que origina a chamada ldquopraiardquo e uma ou
vaacuterios secccedilotildees ciliacutendricas conectadas que origina a ldquopiscinardquoUm parafuso transportador que
fica dentro do tambor rotativo
Eacute possiacutevel ajustar a profundidade do liacutequido no tambor o niacutevel da piscina teraacute um
efeito sobre a eficiecircncia de separaccedilatildeo pois ele afetaraacute as aacutereas secas e molhadas da praia bem
como a secagem dos soacutelidos e a habilidade fiacutesica do parafuso em transportar os soacutelidos para o
tambor
A medida do teor de areia num fluido nos daacute um paracircmetro de avaliaccedilatildeo dos
equipamentos extratores de soacutelidos da sonda e serve como uma medida de abrasividade do
fluido
CAPIacuteTULO 4
METODOLOGIA DE ANAacuteLISES
Metodologia de anaacutelise Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 25
4 - Metodologia de anaacutelise
O monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo eacute feito
de acordo com as metodologias descritas neste capiacutetulo Aqui seratildeo descritos os meacutetodos
fiacutesicos e quiacutemicos para anaacutelises de fluido de perfuraccedilatildeo base aacutegua
As anaacutelises que seratildeo descritas neste documento estatildeo de acordo com o Manual de
Laboratoacuterio de Fluido Programa de Trainees Petrobras ndash 2002 Quiacutemico de Petroacuteleo Junior
41 Meacutetodos Fiacutesicos
411 Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
Figura 4 1- Funil Marsh Fonte wwwfanncom
A Figura 41 mostra o funil Marsh que eacute um funil com as seguintes dimensotildees 1524
cm (6rdquo) de diacircmetro na parte superior 3048 cm (12rdquo) de altura A metade da abertura
superior eacute coberta por uma peneira de malha nordm 10 O orifiacutecio inferior tem 476 mm (316rdquo) de
diacircmetro interno e 508 cm (2rdquo) de comprimento A capacidade do funil ateacute a marca superior eacute
de 1500 cmsup3
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Se segura o funil em posiccedilatildeo vertical obstruindo o orifiacutecio de descarga com o dedo
indicador
bull verta-se atraveacutes da peneira a amostra de fluido tomada em qualquer ponto onde ela
esteja em agitaccedilatildeo ateacute que o niacutevel da mesma fique rente agrave parte inferior da tela da
peneira
bull imediatamente retira-se o dedo do tubo de descarga e com o auxiacutelio de um
cronocircmetro observa-se o tempo em segundos necessaacuterio para que escoe um (01) litro
de fluido para um recipiente graduado
bull a operaccedilatildeo deve ser raacutepida para minimizar erros
bull registra-se a ldquoViscosidaderdquo Marsh em segundos1000 cmsup3 de fluido
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Verifica-se a precisatildeo do funil Marsh com 1500 cmsup3 de aacutegua doce a 21ordmC O tempo de
escoamento de 1000 cmsup3 de aacutegua deve ser de 28 plusmn 05 segundos
412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
Figura 4 2- Medidor de areia Fonte wwwsolotestcombr
A Figura 42 mostra o conjunto que registra o conteuacutedo de areia presente no fluido
em percentagem volumeacutetrica composto por um tubo de vidro graduado em percentual
volumeacutetrico (0-20 v) um cilindro cocircnico um copo ciliacutendrico com uma tela de peneira
(malha 200 mesh)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Verta-se o fluido previamente passado atraveacutes da peneira do funil Marsh no tubo de
vidro graduado ateacute a marca indicada e depois se adiciona aacutegua ateacute a referecircncia
superior
bull obstrui-se a saiacuteda superior do tubo com o dedo e agita-se vigorosamente Em seguida
esvazia-se a amostra de fluido diluiacutedo atraveacutes da peneira lavando todo o resiacuteduo no
tubo com aacutegua Lava-se a areia retida na peneira ateacute eliminar os traccedilos de fluido
bull coloca-se o funil sobre a peneira e inverte-se o conjunto lentamente Faz-se retornar a
areia da peneira para o interior do tubo atraveacutes de jatos daacutegua
bull apoacutes a deposiccedilatildeo total da areia lecirc-se diretamente a percentagem em volume de areia
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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412 Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
Figura 4 3 - Balanccedila densimeacutetrica Fonte wwwfanncom
A Figura 43 apresenta a balanccedila utilizada para mediccedilatildeo de densidade de fluido de
perfuraccedilatildeo no campo O equipamento consiste de uma base e braccedilo graduado com copo para
amostra tampa fiel cursor e medidor de niacutevel Possui quatro escalas de leituras
Densidade 072 - 288
Massa Especiacutefica 6-24(lbmgal)
Massa Especiacutefica 45-180(lbmft3)
Gradiente Hidrostaacutetico 310-1250 (ldquopsirdquo1000ft)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Posiciona-se a base da balanccedila em uma superfiacutecie lisa e nivelada
bull enche totalmente o copo da balanccedila com o fluido a ser testado Se o copo inicialmente
estiver molhado despeje a primeira porccedilatildeo de fluido e volte a enchecirc-lo Deve ser eliminado as
bolhas de ar trapeadas no fluido Para tanto basta que se decircem alguns golpes no copo ateacute que
desapareccedilam
bull coloca-se a tampa enroscando-a com um leve movimento de rotaccedilatildeo ateacute que fique
firmemente assentado no copo certificando-se que uma pequena quantidade de fluido escape
pelo orifiacutecio de purgaccedilatildeo
bull lava-se e seca-se o exterior da balanccedila
bull coloca-se a balanccedila sobre a base e move-se o cursor ateacute que a bolha do niacutevel fique
centralizada
bull lecirc-se a massa especiacutefica eou densidade no lado do cursor que estiver mais proacuteximo do
copo coletor
bull Registra-se a leitura da massa especiacutefica em lbmgal ou de densidade com precisatildeo de
bull 005 ou 0005 respectivamente
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 28
CALIBRACcedilAtildeO
bull Deve ser feito a calibraccedilatildeo do equipamento frequentemente com aacutegua doce ateacute 21ordmC
que deveraacute dar uma leitura de densidade igual a 100 A afericcedilatildeo se faz retirando ou colocando
esferas de chumbo no depoacutesito especial que existe na extremidade do braccedilo da balanccedila
414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
Figura 4 4 Filtro-prensa BTBP Fonte wwwfanncom
O equipamento consiste de um reservatoacuterio de fluido com capacidade aproximada de
400 cmsup3 um meio filtrante (Papel de filtro Whatman nordm 50 de 9 cm ou similar) um coletor de
filtrado (proveta graduada) e uma fonte de pressatildeo (cilindro contendo N2 ou CO2) O
reservatoacuterio eacute constituiacutedo por uma ceacutelula tampa superior fixada atraveacutes de uma prensa
gaxetas tela e uma base A aacuterea exposta a filtraccedilatildeo eacute de 7 polsup2 O controle de pressatildeo eacute
efetuado por uma vaacutelvula com registro (manocircmetro) A despressurizaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de
uma vaacutelvula de escape
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Assegura-se que todas as partes do filtro estejam limpas e secas e que as gaxetas natildeo
estejam gastas ou deformadas
bull monta-se todas as peccedilas da ceacutelula a base uma gaxeta a tela o papel-filtro outra
gaxeta e o corpo da ceacutelula
bull preenche-se filtro com fluido ateacute um centiacutemetro da borda superior da ceacutelula e coloca-
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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se o conjunto sobre o suporte central Assegura-se que a tampa superior da ceacutelula tenha a sua
gaxeta e tampa-se a ceacutelula apertando-a com o parafuso
bull com uma proveta graduada recolhe-se o filtrado na saiacuteda da ceacutelula
bull fecha-se a vaacutelvula de escape e ajusta-se o regulador de pressatildeo ateacute obter 100 psi em 30
segundos no maacuteximo Marca-se o tempo e apoacutes 30 minutos mede-se o volume de filtrado na
proveta Fecha-se a fonte de pressatildeo Elimina-se o gaacutes confinado na ceacutelula atraveacutes da vaacutelvula
de escape cuidadosamente
bull retira-se a ceacutelula do suporte despeja o fluido desarma a ceacutelula recolhe-se o pepal de
filtro com o reboco lave o mesmo com um leve jato de aacutegua e mede-se a sua espessura em
132rdquo
bull registra-se o volume de filtrado em cmsup3 com aproximaccedilatildeo de 01 cmsup3
bull registra-se a espessura do reboco em 132rdquo com aproximaccedilatildeo de 164rdquo
CALIBRACcedilAtildeO
bull Eacute necessaacuterio verificar com frequumlecircncia a exatidatildeo dos manocircmetros
415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
Figura 4 5 ndash Retorta Fonte wwwfanncom A Retorta mostrada na Figura 55 destina-se a determinaccedilatildeo dos teores de soacutelidos e
liacutequidos existentes num fluido atraveacutes da destilaccedilatildeo de uma amostra do mesmo Eacute constituiacutedo
de um copo para amostra com capacidade de 10 cmsup3 uma cacircmara de aquecimento um forno e
um condensador O destilado eacute coletado numa proveta graduada A retorta eacute regulada por um
termostato que permite manter com seguranccedila a temperatura necessaacuteria para completa
destilaccedilatildeo da amostra de fluido
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Retira-se a retorta do bloco isolante Usando a espaacutetula como desarmadordesenrosca-
se o depoacutesito de fluido da retorta
bull introduz-se uma palha de accedilo na cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se o depoacutesito com o fluido a ser testado e coloca-se a tampa de afericcedilatildeo no
depoacutesito de fluido
bull limpa-se bem a tampa a rosca e o corpo externo do depoacutesito sem derramar o fluido
bull enrosca-se o depoacutesito na parte inferior da cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se a retorta na cacircmara isolante e fecha-se a tampa da cacircmara isolante
bull coloca-se a proveta graduada sob a descarga do condensador
bull por meio de fio eleacutetrico liga-se o aparelho a uma tomada de 115 volts CA e fecha-se
o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute acender
bull o tempo de destilaccedilatildeo eacute de 35 minutos
bull abre-se o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute apagar
bull deixa-se a retorta esfriar por 10 min Apoacutes isso retira-se a proveta e faz as leituras
correspondentes aos volumes de aacutegua e oacuteleo recuperados na proveta graduada
Os resultados satildeo obtidos em aacutegua = Volume de aacutegua x 10
oacuteleo = Volume de oacuteleo x 10
soacutelidos = 100-( aacutegua + oacuteleo)
416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
Figura 4 6 - Viscosiacutemetro rotativo de cilindros co-axiais Fann mod 35-a Fonte wwwfanncom
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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A Figura 46 mostra um aparelho projetado para medir propriedades reoloacutegicas e
gelificantes de liacutequidos Este modelo possui 6 (seis) velocidades e eacute usado tanto em
laboratoacuterio como em sondas de exploraccedilatildeo Possui um motor 50 Hz e 115 volts uma
combinaccedilatildeo rotor-bob-mola de torccedilatildeo que permite medidas de taxa de cisalhamento da ordem
de 511 a 1022 s-1 e tensatildeo de cisalhamento da ordem de zero a 1533 dynascmsup2 Outras
combinaccedilotildees permitem avaliaccedilotildees da ordem de 0707 a 3252 s-1 e de zero a 131520
dynascmsup2 de taxa de deformaccedilatildeo e tensatildeo de cisalhamento respectivamente
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Agita-se o fluido a ser testado no misturador Beach durante 5 min em velocidade alta
(18000 RPM)
bull coloca-se o fluido no copo do viscosiacutemetro ateacute a sua marca e posiciona-se o mesmo na
base do equipamento Eleva-se o copo ateacute que o niacutevel do fluido coincida com a marca no rotor
e fixa-se com o parafuso
bull liga-se o motor acionando o interruptor para a posiccedilatildeo HIGH e certifica-se que o
seletor de engrenagens esteja na posiccedilatildeo inferior
bull faz-se a leitura que corresponde a 600 RPM apoacutes 1 min de operaccedilatildeo
bull procede-se conforme diagrama na parte superior do equipamento para seleccedilatildeo de
velocidades e registra-se os valores de deflexatildeo apoacutes 1 min de agitaccedilatildeo para 300 200 100 6
e 3 RPM
bull coloca-se o equipamento a 600 RPM por 2 minutos Imediatamente muda-se a
velocidade para 3 RPM desliga-se o motor e apoacutes 10 segundos de repouso liga-se o aparelho
a 3 RPM ao mesmo tempo em que observa-se o ponto maacuteximo atingido pela escala valor este
denominado forccedila gel inicial
bull repere-se os dois uacuteltimos itens entretanto para um tempo de repouso de 10 min A
deflexatildeo maacutexima obtida para esta nova condiccedilatildeo eacute denominada forccedila gel final
bull registra-se os valores das deflexotildees em graus para cada velocidade do equipamento
bull registra-se os valores das forccedilas geacuteis em aproximadamente 100 lbfpesup2 seguindo o
procedimento anteriormente descrito
CALIBRACcedilAtildeO
bull O aparelho deve ser calibrado periodicamente empregando-se uma mistura de
glicerina e aacutegua pura na temperatura ambiente ou atraveacutes do calibrador mecacircnico
padronizado
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 32
42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
421 - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR MATERIAIS
Jogo de papel indicador com escala de cores variadas para comparaccedilatildeo PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Toma-se um papel indicador com escala apropriada
bull posiciona-se o papel na superfiacutecie do fluido ou umedece o mesmo com uma gota do
filtrado do fluido
bull apoacutes um minuto aproximadamente a tira de papel deveraacute ter mudado de cor afetada
pela alcalinidade do fluido ou do filtrado
bull compara-se a cor do papel indicador com a carta colorimeacutetrica correspondente
bull se a cor natildeo corresponder agrave escala calorimeacutetrica da seacuterie escolhida dever-se-aacute repetir a
operaccedilatildeo com outra seacuterie
bull registre-se o pH aproximado a 05 ou a 02 unidades conforme a escala do papel
indicador usado
Nota O papel indicador daacute resultados falsos em fluidos com alta concentraccedilatildeo de sal Para
este caso utiliza-se o meacutetodo potenciomeacutetrico quando o fluido contiver mais de 10000 ppm
Cl
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf (Fluidos agrave Base Aacutegua) A alcalinidade de um filtrado agrave base de aacutegua ou de uma aacutegua proveacutem de um ou mais
dos seguintes agentes quiacutemicos
I ndash HO- - Hidroacutexido
II ndash CO3= - Carbonato
III - CO3H- - Bicarbonato ( Borato + Silicato etc)
A medida da alcalinidade pelo pH fornece as concentraccedilotildees dos sais dissolvidos poreacutem
natildeo indica quanto de cada um dos radicais acima Para isso recorre-se agrave titulaccedilatildeo com o aacutecido
sulfuacuterico em meio contendo um indicador apropriado Para a aacutegua incolor os indicadores satildeo
fenolftaleiacutena e metilorange se a aacutegua ou filtrado estiver corado por exemplo devido a
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 33
lignossulfonato utiliza-se o azul de bromofenol em lugar de metilorange em uacuteltimo caso
usa-se o vermelho de metila em lugar dele
TIPOS DE ALCALINIDADES
Na praacutetica determinam-se as seguintes alcalinidades
I ndash do filtrado agrave fenolftaleiacutena ndash Pf
II ndash do filtrado ao metilorange ndash Mf
III ndash do fluido agrave fenolftaleiacutena ndash Pm
Se numa aacutegua houver apenas HO- entatildeo soacute se mede Pf natildeo havendo CO3= nem
CO3H- a viragem ao metilorange se daacute com a primeira gota de soluccedilatildeo de H2SO4 N50 A
medida que o Mf cresce tornando-se maior que o Pf a alcalinidade passa a ser devida a HO- +
CO3= a CO3
= + CO3H- e por fim somente a CO3H- quando o Pf =0 Entre o Pf =Mf e Pf =0
vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser deduzidas cada uma sendo apropriada para
fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
As concentraccedilotildees desses radicais satildeo expressos em epm (equivalentes partes por
milhatildeo) ppm mgl e em gl conforme a conveniecircncia As alcalinidades geralmente satildeo
expressas em epm usando-se caacutelcio como termo de comparaccedilatildeo de equivalecircncia O peso
atocircmico dele eacute 40 molg e o valor absoluto de sua valecircncia eacute 2 Em termos de valecircncias 1Ca++
= 2HO- 1Ca++ = 1 CO3 1Ca++ = 2CO3H- por conseguinte o equivalente de HO- em Ca++ eacute
20 o equivalente de CO3= em Ca++ eacute 40 etc
As combinaccedilotildees possiacuteveis entre Pf e Mf estatildeo no quadro 1 Os caacutelculos podem ser
efetuados utilizando as foacutermulas contidas no quadro 2
Resultados de
Medidas Interpretaccedilatildeo
HO- CO3= CO3H-
Pf = Mf Pf 0 0
Pf lt 12 Mf 0 2Pf Mf - 2Pf
Pf = 12 Mf 0 2Pf 0
Pf gt 12 Mf 2Pf - Mf 2(Mf - Pf ) 0
Pf = 0 0 0 Mf
Quadro 1 As foacutermulas apresentadas no quadro 2 satildeo baseadas em que
bull 1 epm HO- = 17 ppm HO-
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 34
bull 1 epm CO3= = 30 ppm CO3
=
bull 1 epm CO3H- =61 ppm CO3H-
e nas equivalecircncias estequiomeacutetricas entre Ca++ HO- CO3= e CO3H- anteriormente
apresentadas
Resultados Iacuteon Alcalinidade epm Ppm
Pf = Mf HO- Pf 20Pf 340Pf
Pf lt 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
CO3- Mf - 2Pf 20(Mf - 2Pf) 1200(Mf - 2Pf)
Pf = 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
Pf gt 12 Mf HO- 2Pf - Mf 20(2Pf - Mf) 340(2Pf - Mf)
CO3= 2(Mf - Pf) 40(Mf - Pf) 1200(Mf - Pf)
Pf = 0 CO3H- Mf 20 Mf 1200 Mf
MATERIAIS
bull Caacutepsula de porcelana de 250 cm3
bull 2 pipetas graduadas uma de 1 cm3 e outra de 10 cm3
bull Agitador de vidro
bull Bureta
bull Soluccedilatildeo de H2SO4 N50
bull Soluccedilatildeo indicadora de fenolftaleiacutena
PROCEDIMENTO
bull Meccedila 1 cm3 de fluido e coloque-o em uma caacutepsula
bull Dilua com 50 cm3 de aacutegua destilada
bull Adicione 3 gotas de fenolftaleiacutena
bull Titule com soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 rapidamente
bull Agite continuamente ateacute que a cor da amostra passe do vermelho agrave cor original do
fluido
bull Ao volume da soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 em cm3 se chama alcalinidade do
fluido (Pm)
bull A alcalinidade do filtrado (Pf) se determina seguindo-se o processo anterior tomando-
se 1 cm3 de filtrado
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 35
A determinaccedilatildeo de ldquoMfrdquo Alcalinidade do filtrado ao metilorange seraacute feita do seguinte modo
bull Determinado o Pf adicionar agrave soluccedilatildeo 2 a 3 gotas de soluccedilatildeo de metilorange
bull Continuar a titulaccedilatildeo anterior com a soluccedilatildeo de H2SO4 N50 ateacute viragem do amarelo-
alaranjado para o roacuteseo
bull Anotar o volume Vt de soluccedilatildeo de aacutecido gasto na titulaccedilatildeo Vt em cm3
bull Calcular o Mf como segue
bull Mf =Vt cm3 de H2SO4 N50
NOTAS
1 ndash Se o filtrado se apresentar corado devido por exemplo a tanino a viragem em ambas as
determinaccedilotildees pode ser afetada particularmente no caso do metilorange Neste caso a
determinaccedilatildeo do ponto final poderaacute ser efetuada com um potenciocircmetro O ponto final para a
determinaccedilatildeo da alcalinidade Pf eacute tomado quando o potenciocircmetro acusar o pH 83 para o
valor de Mf quando acusar o pH 43
2 ndash Em lugar do metilorange como indicador para determinaccedilatildeo do Mf podem ser usados
21 ndash azul de bromo-fenol a 01 em aacutegua destilada
22 - indicador misto cuja composiccedilatildeo eacute a seguinte
bull Vermelho de metila002 g
bull Verde de bromo-cresol010 g
bull Aacutelcool qsp1000 cm3
Com estes indicadores a viragem eacute niacutetida pelo que dispensa o uso do potenciocircmetro
A restriccedilatildeo que se faz eacute que estes indicadores satildeo oxidaacuteveis em presenccedila de certas
substacircncias tal como o aacutecido niacutetrico
Registrar-se as alcalinidades Pf e Pm em cm3 de H2SO4 N50
PREPARO DE SOLUCcedilOtildeES E REATIVOS
Soluccedilatildeo titulada de aacutecido sulfuacuterico N50 Toma-se 12 cm3 de aacutecido sulfuacuterico concentrado e o
dilui em matraz aferido (recipiente de vidro com um gargalo muito estreito e com marca de
afericcedilatildeo) de 2000 cm3 com aacutegua destilada Em seguida titula-se com uma soluccedilatildeo de NaOH
01N usando fenolftaleiacutena como indicador
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 36
Soluccedilatildeo Indicadora de Fenolftaleiacutena
Pesa-se 04g de fenolftaleiacutena qp Em seguida dissolve-
se em 60 cm3 de aacutelcool etiacutelico a 95 diluindo-se ateacute 100 cm3 com aacutegua destilada Filtra-se se
formar resiacuteduo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 37
CAPIacuteTULO 6
CONCLUSAtildeO
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 38
6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
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bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
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- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
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- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
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- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
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- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
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Aspectos Teoacutericos Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 23
ciliacutendrico-cocircnico composto por uma seccedilatildeo cocircnica que origina a chamada ldquopraiardquo e uma ou
vaacuterios secccedilotildees ciliacutendricas conectadas que origina a ldquopiscinardquoUm parafuso transportador que
fica dentro do tambor rotativo
Eacute possiacutevel ajustar a profundidade do liacutequido no tambor o niacutevel da piscina teraacute um
efeito sobre a eficiecircncia de separaccedilatildeo pois ele afetaraacute as aacutereas secas e molhadas da praia bem
como a secagem dos soacutelidos e a habilidade fiacutesica do parafuso em transportar os soacutelidos para o
tambor
A medida do teor de areia num fluido nos daacute um paracircmetro de avaliaccedilatildeo dos
equipamentos extratores de soacutelidos da sonda e serve como uma medida de abrasividade do
fluido
CAPIacuteTULO 4
METODOLOGIA DE ANAacuteLISES
Metodologia de anaacutelise Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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4 - Metodologia de anaacutelise
O monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo eacute feito
de acordo com as metodologias descritas neste capiacutetulo Aqui seratildeo descritos os meacutetodos
fiacutesicos e quiacutemicos para anaacutelises de fluido de perfuraccedilatildeo base aacutegua
As anaacutelises que seratildeo descritas neste documento estatildeo de acordo com o Manual de
Laboratoacuterio de Fluido Programa de Trainees Petrobras ndash 2002 Quiacutemico de Petroacuteleo Junior
41 Meacutetodos Fiacutesicos
411 Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
Figura 4 1- Funil Marsh Fonte wwwfanncom
A Figura 41 mostra o funil Marsh que eacute um funil com as seguintes dimensotildees 1524
cm (6rdquo) de diacircmetro na parte superior 3048 cm (12rdquo) de altura A metade da abertura
superior eacute coberta por uma peneira de malha nordm 10 O orifiacutecio inferior tem 476 mm (316rdquo) de
diacircmetro interno e 508 cm (2rdquo) de comprimento A capacidade do funil ateacute a marca superior eacute
de 1500 cmsup3
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Se segura o funil em posiccedilatildeo vertical obstruindo o orifiacutecio de descarga com o dedo
indicador
bull verta-se atraveacutes da peneira a amostra de fluido tomada em qualquer ponto onde ela
esteja em agitaccedilatildeo ateacute que o niacutevel da mesma fique rente agrave parte inferior da tela da
peneira
bull imediatamente retira-se o dedo do tubo de descarga e com o auxiacutelio de um
cronocircmetro observa-se o tempo em segundos necessaacuterio para que escoe um (01) litro
de fluido para um recipiente graduado
bull a operaccedilatildeo deve ser raacutepida para minimizar erros
bull registra-se a ldquoViscosidaderdquo Marsh em segundos1000 cmsup3 de fluido
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Verifica-se a precisatildeo do funil Marsh com 1500 cmsup3 de aacutegua doce a 21ordmC O tempo de
escoamento de 1000 cmsup3 de aacutegua deve ser de 28 plusmn 05 segundos
412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
Figura 4 2- Medidor de areia Fonte wwwsolotestcombr
A Figura 42 mostra o conjunto que registra o conteuacutedo de areia presente no fluido
em percentagem volumeacutetrica composto por um tubo de vidro graduado em percentual
volumeacutetrico (0-20 v) um cilindro cocircnico um copo ciliacutendrico com uma tela de peneira
(malha 200 mesh)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Verta-se o fluido previamente passado atraveacutes da peneira do funil Marsh no tubo de
vidro graduado ateacute a marca indicada e depois se adiciona aacutegua ateacute a referecircncia
superior
bull obstrui-se a saiacuteda superior do tubo com o dedo e agita-se vigorosamente Em seguida
esvazia-se a amostra de fluido diluiacutedo atraveacutes da peneira lavando todo o resiacuteduo no
tubo com aacutegua Lava-se a areia retida na peneira ateacute eliminar os traccedilos de fluido
bull coloca-se o funil sobre a peneira e inverte-se o conjunto lentamente Faz-se retornar a
areia da peneira para o interior do tubo atraveacutes de jatos daacutegua
bull apoacutes a deposiccedilatildeo total da areia lecirc-se diretamente a percentagem em volume de areia
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412 Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
Figura 4 3 - Balanccedila densimeacutetrica Fonte wwwfanncom
A Figura 43 apresenta a balanccedila utilizada para mediccedilatildeo de densidade de fluido de
perfuraccedilatildeo no campo O equipamento consiste de uma base e braccedilo graduado com copo para
amostra tampa fiel cursor e medidor de niacutevel Possui quatro escalas de leituras
Densidade 072 - 288
Massa Especiacutefica 6-24(lbmgal)
Massa Especiacutefica 45-180(lbmft3)
Gradiente Hidrostaacutetico 310-1250 (ldquopsirdquo1000ft)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Posiciona-se a base da balanccedila em uma superfiacutecie lisa e nivelada
bull enche totalmente o copo da balanccedila com o fluido a ser testado Se o copo inicialmente
estiver molhado despeje a primeira porccedilatildeo de fluido e volte a enchecirc-lo Deve ser eliminado as
bolhas de ar trapeadas no fluido Para tanto basta que se decircem alguns golpes no copo ateacute que
desapareccedilam
bull coloca-se a tampa enroscando-a com um leve movimento de rotaccedilatildeo ateacute que fique
firmemente assentado no copo certificando-se que uma pequena quantidade de fluido escape
pelo orifiacutecio de purgaccedilatildeo
bull lava-se e seca-se o exterior da balanccedila
bull coloca-se a balanccedila sobre a base e move-se o cursor ateacute que a bolha do niacutevel fique
centralizada
bull lecirc-se a massa especiacutefica eou densidade no lado do cursor que estiver mais proacuteximo do
copo coletor
bull Registra-se a leitura da massa especiacutefica em lbmgal ou de densidade com precisatildeo de
bull 005 ou 0005 respectivamente
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Deve ser feito a calibraccedilatildeo do equipamento frequentemente com aacutegua doce ateacute 21ordmC
que deveraacute dar uma leitura de densidade igual a 100 A afericcedilatildeo se faz retirando ou colocando
esferas de chumbo no depoacutesito especial que existe na extremidade do braccedilo da balanccedila
414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
Figura 4 4 Filtro-prensa BTBP Fonte wwwfanncom
O equipamento consiste de um reservatoacuterio de fluido com capacidade aproximada de
400 cmsup3 um meio filtrante (Papel de filtro Whatman nordm 50 de 9 cm ou similar) um coletor de
filtrado (proveta graduada) e uma fonte de pressatildeo (cilindro contendo N2 ou CO2) O
reservatoacuterio eacute constituiacutedo por uma ceacutelula tampa superior fixada atraveacutes de uma prensa
gaxetas tela e uma base A aacuterea exposta a filtraccedilatildeo eacute de 7 polsup2 O controle de pressatildeo eacute
efetuado por uma vaacutelvula com registro (manocircmetro) A despressurizaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de
uma vaacutelvula de escape
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Assegura-se que todas as partes do filtro estejam limpas e secas e que as gaxetas natildeo
estejam gastas ou deformadas
bull monta-se todas as peccedilas da ceacutelula a base uma gaxeta a tela o papel-filtro outra
gaxeta e o corpo da ceacutelula
bull preenche-se filtro com fluido ateacute um centiacutemetro da borda superior da ceacutelula e coloca-
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se o conjunto sobre o suporte central Assegura-se que a tampa superior da ceacutelula tenha a sua
gaxeta e tampa-se a ceacutelula apertando-a com o parafuso
bull com uma proveta graduada recolhe-se o filtrado na saiacuteda da ceacutelula
bull fecha-se a vaacutelvula de escape e ajusta-se o regulador de pressatildeo ateacute obter 100 psi em 30
segundos no maacuteximo Marca-se o tempo e apoacutes 30 minutos mede-se o volume de filtrado na
proveta Fecha-se a fonte de pressatildeo Elimina-se o gaacutes confinado na ceacutelula atraveacutes da vaacutelvula
de escape cuidadosamente
bull retira-se a ceacutelula do suporte despeja o fluido desarma a ceacutelula recolhe-se o pepal de
filtro com o reboco lave o mesmo com um leve jato de aacutegua e mede-se a sua espessura em
132rdquo
bull registra-se o volume de filtrado em cmsup3 com aproximaccedilatildeo de 01 cmsup3
bull registra-se a espessura do reboco em 132rdquo com aproximaccedilatildeo de 164rdquo
CALIBRACcedilAtildeO
bull Eacute necessaacuterio verificar com frequumlecircncia a exatidatildeo dos manocircmetros
415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
Figura 4 5 ndash Retorta Fonte wwwfanncom A Retorta mostrada na Figura 55 destina-se a determinaccedilatildeo dos teores de soacutelidos e
liacutequidos existentes num fluido atraveacutes da destilaccedilatildeo de uma amostra do mesmo Eacute constituiacutedo
de um copo para amostra com capacidade de 10 cmsup3 uma cacircmara de aquecimento um forno e
um condensador O destilado eacute coletado numa proveta graduada A retorta eacute regulada por um
termostato que permite manter com seguranccedila a temperatura necessaacuteria para completa
destilaccedilatildeo da amostra de fluido
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PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Retira-se a retorta do bloco isolante Usando a espaacutetula como desarmadordesenrosca-
se o depoacutesito de fluido da retorta
bull introduz-se uma palha de accedilo na cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se o depoacutesito com o fluido a ser testado e coloca-se a tampa de afericcedilatildeo no
depoacutesito de fluido
bull limpa-se bem a tampa a rosca e o corpo externo do depoacutesito sem derramar o fluido
bull enrosca-se o depoacutesito na parte inferior da cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se a retorta na cacircmara isolante e fecha-se a tampa da cacircmara isolante
bull coloca-se a proveta graduada sob a descarga do condensador
bull por meio de fio eleacutetrico liga-se o aparelho a uma tomada de 115 volts CA e fecha-se
o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute acender
bull o tempo de destilaccedilatildeo eacute de 35 minutos
bull abre-se o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute apagar
bull deixa-se a retorta esfriar por 10 min Apoacutes isso retira-se a proveta e faz as leituras
correspondentes aos volumes de aacutegua e oacuteleo recuperados na proveta graduada
Os resultados satildeo obtidos em aacutegua = Volume de aacutegua x 10
oacuteleo = Volume de oacuteleo x 10
soacutelidos = 100-( aacutegua + oacuteleo)
416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
Figura 4 6 - Viscosiacutemetro rotativo de cilindros co-axiais Fann mod 35-a Fonte wwwfanncom
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A Figura 46 mostra um aparelho projetado para medir propriedades reoloacutegicas e
gelificantes de liacutequidos Este modelo possui 6 (seis) velocidades e eacute usado tanto em
laboratoacuterio como em sondas de exploraccedilatildeo Possui um motor 50 Hz e 115 volts uma
combinaccedilatildeo rotor-bob-mola de torccedilatildeo que permite medidas de taxa de cisalhamento da ordem
de 511 a 1022 s-1 e tensatildeo de cisalhamento da ordem de zero a 1533 dynascmsup2 Outras
combinaccedilotildees permitem avaliaccedilotildees da ordem de 0707 a 3252 s-1 e de zero a 131520
dynascmsup2 de taxa de deformaccedilatildeo e tensatildeo de cisalhamento respectivamente
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Agita-se o fluido a ser testado no misturador Beach durante 5 min em velocidade alta
(18000 RPM)
bull coloca-se o fluido no copo do viscosiacutemetro ateacute a sua marca e posiciona-se o mesmo na
base do equipamento Eleva-se o copo ateacute que o niacutevel do fluido coincida com a marca no rotor
e fixa-se com o parafuso
bull liga-se o motor acionando o interruptor para a posiccedilatildeo HIGH e certifica-se que o
seletor de engrenagens esteja na posiccedilatildeo inferior
bull faz-se a leitura que corresponde a 600 RPM apoacutes 1 min de operaccedilatildeo
bull procede-se conforme diagrama na parte superior do equipamento para seleccedilatildeo de
velocidades e registra-se os valores de deflexatildeo apoacutes 1 min de agitaccedilatildeo para 300 200 100 6
e 3 RPM
bull coloca-se o equipamento a 600 RPM por 2 minutos Imediatamente muda-se a
velocidade para 3 RPM desliga-se o motor e apoacutes 10 segundos de repouso liga-se o aparelho
a 3 RPM ao mesmo tempo em que observa-se o ponto maacuteximo atingido pela escala valor este
denominado forccedila gel inicial
bull repere-se os dois uacuteltimos itens entretanto para um tempo de repouso de 10 min A
deflexatildeo maacutexima obtida para esta nova condiccedilatildeo eacute denominada forccedila gel final
bull registra-se os valores das deflexotildees em graus para cada velocidade do equipamento
bull registra-se os valores das forccedilas geacuteis em aproximadamente 100 lbfpesup2 seguindo o
procedimento anteriormente descrito
CALIBRACcedilAtildeO
bull O aparelho deve ser calibrado periodicamente empregando-se uma mistura de
glicerina e aacutegua pura na temperatura ambiente ou atraveacutes do calibrador mecacircnico
padronizado
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42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
421 - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR MATERIAIS
Jogo de papel indicador com escala de cores variadas para comparaccedilatildeo PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Toma-se um papel indicador com escala apropriada
bull posiciona-se o papel na superfiacutecie do fluido ou umedece o mesmo com uma gota do
filtrado do fluido
bull apoacutes um minuto aproximadamente a tira de papel deveraacute ter mudado de cor afetada
pela alcalinidade do fluido ou do filtrado
bull compara-se a cor do papel indicador com a carta colorimeacutetrica correspondente
bull se a cor natildeo corresponder agrave escala calorimeacutetrica da seacuterie escolhida dever-se-aacute repetir a
operaccedilatildeo com outra seacuterie
bull registre-se o pH aproximado a 05 ou a 02 unidades conforme a escala do papel
indicador usado
Nota O papel indicador daacute resultados falsos em fluidos com alta concentraccedilatildeo de sal Para
este caso utiliza-se o meacutetodo potenciomeacutetrico quando o fluido contiver mais de 10000 ppm
Cl
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf (Fluidos agrave Base Aacutegua) A alcalinidade de um filtrado agrave base de aacutegua ou de uma aacutegua proveacutem de um ou mais
dos seguintes agentes quiacutemicos
I ndash HO- - Hidroacutexido
II ndash CO3= - Carbonato
III - CO3H- - Bicarbonato ( Borato + Silicato etc)
A medida da alcalinidade pelo pH fornece as concentraccedilotildees dos sais dissolvidos poreacutem
natildeo indica quanto de cada um dos radicais acima Para isso recorre-se agrave titulaccedilatildeo com o aacutecido
sulfuacuterico em meio contendo um indicador apropriado Para a aacutegua incolor os indicadores satildeo
fenolftaleiacutena e metilorange se a aacutegua ou filtrado estiver corado por exemplo devido a
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lignossulfonato utiliza-se o azul de bromofenol em lugar de metilorange em uacuteltimo caso
usa-se o vermelho de metila em lugar dele
TIPOS DE ALCALINIDADES
Na praacutetica determinam-se as seguintes alcalinidades
I ndash do filtrado agrave fenolftaleiacutena ndash Pf
II ndash do filtrado ao metilorange ndash Mf
III ndash do fluido agrave fenolftaleiacutena ndash Pm
Se numa aacutegua houver apenas HO- entatildeo soacute se mede Pf natildeo havendo CO3= nem
CO3H- a viragem ao metilorange se daacute com a primeira gota de soluccedilatildeo de H2SO4 N50 A
medida que o Mf cresce tornando-se maior que o Pf a alcalinidade passa a ser devida a HO- +
CO3= a CO3
= + CO3H- e por fim somente a CO3H- quando o Pf =0 Entre o Pf =Mf e Pf =0
vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser deduzidas cada uma sendo apropriada para
fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
As concentraccedilotildees desses radicais satildeo expressos em epm (equivalentes partes por
milhatildeo) ppm mgl e em gl conforme a conveniecircncia As alcalinidades geralmente satildeo
expressas em epm usando-se caacutelcio como termo de comparaccedilatildeo de equivalecircncia O peso
atocircmico dele eacute 40 molg e o valor absoluto de sua valecircncia eacute 2 Em termos de valecircncias 1Ca++
= 2HO- 1Ca++ = 1 CO3 1Ca++ = 2CO3H- por conseguinte o equivalente de HO- em Ca++ eacute
20 o equivalente de CO3= em Ca++ eacute 40 etc
As combinaccedilotildees possiacuteveis entre Pf e Mf estatildeo no quadro 1 Os caacutelculos podem ser
efetuados utilizando as foacutermulas contidas no quadro 2
Resultados de
Medidas Interpretaccedilatildeo
HO- CO3= CO3H-
Pf = Mf Pf 0 0
Pf lt 12 Mf 0 2Pf Mf - 2Pf
Pf = 12 Mf 0 2Pf 0
Pf gt 12 Mf 2Pf - Mf 2(Mf - Pf ) 0
Pf = 0 0 0 Mf
Quadro 1 As foacutermulas apresentadas no quadro 2 satildeo baseadas em que
bull 1 epm HO- = 17 ppm HO-
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bull 1 epm CO3= = 30 ppm CO3
=
bull 1 epm CO3H- =61 ppm CO3H-
e nas equivalecircncias estequiomeacutetricas entre Ca++ HO- CO3= e CO3H- anteriormente
apresentadas
Resultados Iacuteon Alcalinidade epm Ppm
Pf = Mf HO- Pf 20Pf 340Pf
Pf lt 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
CO3- Mf - 2Pf 20(Mf - 2Pf) 1200(Mf - 2Pf)
Pf = 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
Pf gt 12 Mf HO- 2Pf - Mf 20(2Pf - Mf) 340(2Pf - Mf)
CO3= 2(Mf - Pf) 40(Mf - Pf) 1200(Mf - Pf)
Pf = 0 CO3H- Mf 20 Mf 1200 Mf
MATERIAIS
bull Caacutepsula de porcelana de 250 cm3
bull 2 pipetas graduadas uma de 1 cm3 e outra de 10 cm3
bull Agitador de vidro
bull Bureta
bull Soluccedilatildeo de H2SO4 N50
bull Soluccedilatildeo indicadora de fenolftaleiacutena
PROCEDIMENTO
bull Meccedila 1 cm3 de fluido e coloque-o em uma caacutepsula
bull Dilua com 50 cm3 de aacutegua destilada
bull Adicione 3 gotas de fenolftaleiacutena
bull Titule com soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 rapidamente
bull Agite continuamente ateacute que a cor da amostra passe do vermelho agrave cor original do
fluido
bull Ao volume da soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 em cm3 se chama alcalinidade do
fluido (Pm)
bull A alcalinidade do filtrado (Pf) se determina seguindo-se o processo anterior tomando-
se 1 cm3 de filtrado
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A determinaccedilatildeo de ldquoMfrdquo Alcalinidade do filtrado ao metilorange seraacute feita do seguinte modo
bull Determinado o Pf adicionar agrave soluccedilatildeo 2 a 3 gotas de soluccedilatildeo de metilorange
bull Continuar a titulaccedilatildeo anterior com a soluccedilatildeo de H2SO4 N50 ateacute viragem do amarelo-
alaranjado para o roacuteseo
bull Anotar o volume Vt de soluccedilatildeo de aacutecido gasto na titulaccedilatildeo Vt em cm3
bull Calcular o Mf como segue
bull Mf =Vt cm3 de H2SO4 N50
NOTAS
1 ndash Se o filtrado se apresentar corado devido por exemplo a tanino a viragem em ambas as
determinaccedilotildees pode ser afetada particularmente no caso do metilorange Neste caso a
determinaccedilatildeo do ponto final poderaacute ser efetuada com um potenciocircmetro O ponto final para a
determinaccedilatildeo da alcalinidade Pf eacute tomado quando o potenciocircmetro acusar o pH 83 para o
valor de Mf quando acusar o pH 43
2 ndash Em lugar do metilorange como indicador para determinaccedilatildeo do Mf podem ser usados
21 ndash azul de bromo-fenol a 01 em aacutegua destilada
22 - indicador misto cuja composiccedilatildeo eacute a seguinte
bull Vermelho de metila002 g
bull Verde de bromo-cresol010 g
bull Aacutelcool qsp1000 cm3
Com estes indicadores a viragem eacute niacutetida pelo que dispensa o uso do potenciocircmetro
A restriccedilatildeo que se faz eacute que estes indicadores satildeo oxidaacuteveis em presenccedila de certas
substacircncias tal como o aacutecido niacutetrico
Registrar-se as alcalinidades Pf e Pm em cm3 de H2SO4 N50
PREPARO DE SOLUCcedilOtildeES E REATIVOS
Soluccedilatildeo titulada de aacutecido sulfuacuterico N50 Toma-se 12 cm3 de aacutecido sulfuacuterico concentrado e o
dilui em matraz aferido (recipiente de vidro com um gargalo muito estreito e com marca de
afericcedilatildeo) de 2000 cm3 com aacutegua destilada Em seguida titula-se com uma soluccedilatildeo de NaOH
01N usando fenolftaleiacutena como indicador
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Soluccedilatildeo Indicadora de Fenolftaleiacutena
Pesa-se 04g de fenolftaleiacutena qp Em seguida dissolve-
se em 60 cm3 de aacutelcool etiacutelico a 95 diluindo-se ateacute 100 cm3 com aacutegua destilada Filtra-se se
formar resiacuteduo
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CAPIacuteTULO 6
CONCLUSAtildeO
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6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
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7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
CAPIacuteTULO 4
METODOLOGIA DE ANAacuteLISES
Metodologia de anaacutelise Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 25
4 - Metodologia de anaacutelise
O monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo eacute feito
de acordo com as metodologias descritas neste capiacutetulo Aqui seratildeo descritos os meacutetodos
fiacutesicos e quiacutemicos para anaacutelises de fluido de perfuraccedilatildeo base aacutegua
As anaacutelises que seratildeo descritas neste documento estatildeo de acordo com o Manual de
Laboratoacuterio de Fluido Programa de Trainees Petrobras ndash 2002 Quiacutemico de Petroacuteleo Junior
41 Meacutetodos Fiacutesicos
411 Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
Figura 4 1- Funil Marsh Fonte wwwfanncom
A Figura 41 mostra o funil Marsh que eacute um funil com as seguintes dimensotildees 1524
cm (6rdquo) de diacircmetro na parte superior 3048 cm (12rdquo) de altura A metade da abertura
superior eacute coberta por uma peneira de malha nordm 10 O orifiacutecio inferior tem 476 mm (316rdquo) de
diacircmetro interno e 508 cm (2rdquo) de comprimento A capacidade do funil ateacute a marca superior eacute
de 1500 cmsup3
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Se segura o funil em posiccedilatildeo vertical obstruindo o orifiacutecio de descarga com o dedo
indicador
bull verta-se atraveacutes da peneira a amostra de fluido tomada em qualquer ponto onde ela
esteja em agitaccedilatildeo ateacute que o niacutevel da mesma fique rente agrave parte inferior da tela da
peneira
bull imediatamente retira-se o dedo do tubo de descarga e com o auxiacutelio de um
cronocircmetro observa-se o tempo em segundos necessaacuterio para que escoe um (01) litro
de fluido para um recipiente graduado
bull a operaccedilatildeo deve ser raacutepida para minimizar erros
bull registra-se a ldquoViscosidaderdquo Marsh em segundos1000 cmsup3 de fluido
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 26
CALIBRACcedilAtildeO
bull Verifica-se a precisatildeo do funil Marsh com 1500 cmsup3 de aacutegua doce a 21ordmC O tempo de
escoamento de 1000 cmsup3 de aacutegua deve ser de 28 plusmn 05 segundos
412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
Figura 4 2- Medidor de areia Fonte wwwsolotestcombr
A Figura 42 mostra o conjunto que registra o conteuacutedo de areia presente no fluido
em percentagem volumeacutetrica composto por um tubo de vidro graduado em percentual
volumeacutetrico (0-20 v) um cilindro cocircnico um copo ciliacutendrico com uma tela de peneira
(malha 200 mesh)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Verta-se o fluido previamente passado atraveacutes da peneira do funil Marsh no tubo de
vidro graduado ateacute a marca indicada e depois se adiciona aacutegua ateacute a referecircncia
superior
bull obstrui-se a saiacuteda superior do tubo com o dedo e agita-se vigorosamente Em seguida
esvazia-se a amostra de fluido diluiacutedo atraveacutes da peneira lavando todo o resiacuteduo no
tubo com aacutegua Lava-se a areia retida na peneira ateacute eliminar os traccedilos de fluido
bull coloca-se o funil sobre a peneira e inverte-se o conjunto lentamente Faz-se retornar a
areia da peneira para o interior do tubo atraveacutes de jatos daacutegua
bull apoacutes a deposiccedilatildeo total da areia lecirc-se diretamente a percentagem em volume de areia
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 27
412 Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
Figura 4 3 - Balanccedila densimeacutetrica Fonte wwwfanncom
A Figura 43 apresenta a balanccedila utilizada para mediccedilatildeo de densidade de fluido de
perfuraccedilatildeo no campo O equipamento consiste de uma base e braccedilo graduado com copo para
amostra tampa fiel cursor e medidor de niacutevel Possui quatro escalas de leituras
Densidade 072 - 288
Massa Especiacutefica 6-24(lbmgal)
Massa Especiacutefica 45-180(lbmft3)
Gradiente Hidrostaacutetico 310-1250 (ldquopsirdquo1000ft)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Posiciona-se a base da balanccedila em uma superfiacutecie lisa e nivelada
bull enche totalmente o copo da balanccedila com o fluido a ser testado Se o copo inicialmente
estiver molhado despeje a primeira porccedilatildeo de fluido e volte a enchecirc-lo Deve ser eliminado as
bolhas de ar trapeadas no fluido Para tanto basta que se decircem alguns golpes no copo ateacute que
desapareccedilam
bull coloca-se a tampa enroscando-a com um leve movimento de rotaccedilatildeo ateacute que fique
firmemente assentado no copo certificando-se que uma pequena quantidade de fluido escape
pelo orifiacutecio de purgaccedilatildeo
bull lava-se e seca-se o exterior da balanccedila
bull coloca-se a balanccedila sobre a base e move-se o cursor ateacute que a bolha do niacutevel fique
centralizada
bull lecirc-se a massa especiacutefica eou densidade no lado do cursor que estiver mais proacuteximo do
copo coletor
bull Registra-se a leitura da massa especiacutefica em lbmgal ou de densidade com precisatildeo de
bull 005 ou 0005 respectivamente
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 28
CALIBRACcedilAtildeO
bull Deve ser feito a calibraccedilatildeo do equipamento frequentemente com aacutegua doce ateacute 21ordmC
que deveraacute dar uma leitura de densidade igual a 100 A afericcedilatildeo se faz retirando ou colocando
esferas de chumbo no depoacutesito especial que existe na extremidade do braccedilo da balanccedila
414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
Figura 4 4 Filtro-prensa BTBP Fonte wwwfanncom
O equipamento consiste de um reservatoacuterio de fluido com capacidade aproximada de
400 cmsup3 um meio filtrante (Papel de filtro Whatman nordm 50 de 9 cm ou similar) um coletor de
filtrado (proveta graduada) e uma fonte de pressatildeo (cilindro contendo N2 ou CO2) O
reservatoacuterio eacute constituiacutedo por uma ceacutelula tampa superior fixada atraveacutes de uma prensa
gaxetas tela e uma base A aacuterea exposta a filtraccedilatildeo eacute de 7 polsup2 O controle de pressatildeo eacute
efetuado por uma vaacutelvula com registro (manocircmetro) A despressurizaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de
uma vaacutelvula de escape
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Assegura-se que todas as partes do filtro estejam limpas e secas e que as gaxetas natildeo
estejam gastas ou deformadas
bull monta-se todas as peccedilas da ceacutelula a base uma gaxeta a tela o papel-filtro outra
gaxeta e o corpo da ceacutelula
bull preenche-se filtro com fluido ateacute um centiacutemetro da borda superior da ceacutelula e coloca-
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 29
se o conjunto sobre o suporte central Assegura-se que a tampa superior da ceacutelula tenha a sua
gaxeta e tampa-se a ceacutelula apertando-a com o parafuso
bull com uma proveta graduada recolhe-se o filtrado na saiacuteda da ceacutelula
bull fecha-se a vaacutelvula de escape e ajusta-se o regulador de pressatildeo ateacute obter 100 psi em 30
segundos no maacuteximo Marca-se o tempo e apoacutes 30 minutos mede-se o volume de filtrado na
proveta Fecha-se a fonte de pressatildeo Elimina-se o gaacutes confinado na ceacutelula atraveacutes da vaacutelvula
de escape cuidadosamente
bull retira-se a ceacutelula do suporte despeja o fluido desarma a ceacutelula recolhe-se o pepal de
filtro com o reboco lave o mesmo com um leve jato de aacutegua e mede-se a sua espessura em
132rdquo
bull registra-se o volume de filtrado em cmsup3 com aproximaccedilatildeo de 01 cmsup3
bull registra-se a espessura do reboco em 132rdquo com aproximaccedilatildeo de 164rdquo
CALIBRACcedilAtildeO
bull Eacute necessaacuterio verificar com frequumlecircncia a exatidatildeo dos manocircmetros
415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
Figura 4 5 ndash Retorta Fonte wwwfanncom A Retorta mostrada na Figura 55 destina-se a determinaccedilatildeo dos teores de soacutelidos e
liacutequidos existentes num fluido atraveacutes da destilaccedilatildeo de uma amostra do mesmo Eacute constituiacutedo
de um copo para amostra com capacidade de 10 cmsup3 uma cacircmara de aquecimento um forno e
um condensador O destilado eacute coletado numa proveta graduada A retorta eacute regulada por um
termostato que permite manter com seguranccedila a temperatura necessaacuteria para completa
destilaccedilatildeo da amostra de fluido
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Retira-se a retorta do bloco isolante Usando a espaacutetula como desarmadordesenrosca-
se o depoacutesito de fluido da retorta
bull introduz-se uma palha de accedilo na cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se o depoacutesito com o fluido a ser testado e coloca-se a tampa de afericcedilatildeo no
depoacutesito de fluido
bull limpa-se bem a tampa a rosca e o corpo externo do depoacutesito sem derramar o fluido
bull enrosca-se o depoacutesito na parte inferior da cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se a retorta na cacircmara isolante e fecha-se a tampa da cacircmara isolante
bull coloca-se a proveta graduada sob a descarga do condensador
bull por meio de fio eleacutetrico liga-se o aparelho a uma tomada de 115 volts CA e fecha-se
o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute acender
bull o tempo de destilaccedilatildeo eacute de 35 minutos
bull abre-se o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute apagar
bull deixa-se a retorta esfriar por 10 min Apoacutes isso retira-se a proveta e faz as leituras
correspondentes aos volumes de aacutegua e oacuteleo recuperados na proveta graduada
Os resultados satildeo obtidos em aacutegua = Volume de aacutegua x 10
oacuteleo = Volume de oacuteleo x 10
soacutelidos = 100-( aacutegua + oacuteleo)
416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
Figura 4 6 - Viscosiacutemetro rotativo de cilindros co-axiais Fann mod 35-a Fonte wwwfanncom
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A Figura 46 mostra um aparelho projetado para medir propriedades reoloacutegicas e
gelificantes de liacutequidos Este modelo possui 6 (seis) velocidades e eacute usado tanto em
laboratoacuterio como em sondas de exploraccedilatildeo Possui um motor 50 Hz e 115 volts uma
combinaccedilatildeo rotor-bob-mola de torccedilatildeo que permite medidas de taxa de cisalhamento da ordem
de 511 a 1022 s-1 e tensatildeo de cisalhamento da ordem de zero a 1533 dynascmsup2 Outras
combinaccedilotildees permitem avaliaccedilotildees da ordem de 0707 a 3252 s-1 e de zero a 131520
dynascmsup2 de taxa de deformaccedilatildeo e tensatildeo de cisalhamento respectivamente
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Agita-se o fluido a ser testado no misturador Beach durante 5 min em velocidade alta
(18000 RPM)
bull coloca-se o fluido no copo do viscosiacutemetro ateacute a sua marca e posiciona-se o mesmo na
base do equipamento Eleva-se o copo ateacute que o niacutevel do fluido coincida com a marca no rotor
e fixa-se com o parafuso
bull liga-se o motor acionando o interruptor para a posiccedilatildeo HIGH e certifica-se que o
seletor de engrenagens esteja na posiccedilatildeo inferior
bull faz-se a leitura que corresponde a 600 RPM apoacutes 1 min de operaccedilatildeo
bull procede-se conforme diagrama na parte superior do equipamento para seleccedilatildeo de
velocidades e registra-se os valores de deflexatildeo apoacutes 1 min de agitaccedilatildeo para 300 200 100 6
e 3 RPM
bull coloca-se o equipamento a 600 RPM por 2 minutos Imediatamente muda-se a
velocidade para 3 RPM desliga-se o motor e apoacutes 10 segundos de repouso liga-se o aparelho
a 3 RPM ao mesmo tempo em que observa-se o ponto maacuteximo atingido pela escala valor este
denominado forccedila gel inicial
bull repere-se os dois uacuteltimos itens entretanto para um tempo de repouso de 10 min A
deflexatildeo maacutexima obtida para esta nova condiccedilatildeo eacute denominada forccedila gel final
bull registra-se os valores das deflexotildees em graus para cada velocidade do equipamento
bull registra-se os valores das forccedilas geacuteis em aproximadamente 100 lbfpesup2 seguindo o
procedimento anteriormente descrito
CALIBRACcedilAtildeO
bull O aparelho deve ser calibrado periodicamente empregando-se uma mistura de
glicerina e aacutegua pura na temperatura ambiente ou atraveacutes do calibrador mecacircnico
padronizado
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
421 - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR MATERIAIS
Jogo de papel indicador com escala de cores variadas para comparaccedilatildeo PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Toma-se um papel indicador com escala apropriada
bull posiciona-se o papel na superfiacutecie do fluido ou umedece o mesmo com uma gota do
filtrado do fluido
bull apoacutes um minuto aproximadamente a tira de papel deveraacute ter mudado de cor afetada
pela alcalinidade do fluido ou do filtrado
bull compara-se a cor do papel indicador com a carta colorimeacutetrica correspondente
bull se a cor natildeo corresponder agrave escala calorimeacutetrica da seacuterie escolhida dever-se-aacute repetir a
operaccedilatildeo com outra seacuterie
bull registre-se o pH aproximado a 05 ou a 02 unidades conforme a escala do papel
indicador usado
Nota O papel indicador daacute resultados falsos em fluidos com alta concentraccedilatildeo de sal Para
este caso utiliza-se o meacutetodo potenciomeacutetrico quando o fluido contiver mais de 10000 ppm
Cl
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf (Fluidos agrave Base Aacutegua) A alcalinidade de um filtrado agrave base de aacutegua ou de uma aacutegua proveacutem de um ou mais
dos seguintes agentes quiacutemicos
I ndash HO- - Hidroacutexido
II ndash CO3= - Carbonato
III - CO3H- - Bicarbonato ( Borato + Silicato etc)
A medida da alcalinidade pelo pH fornece as concentraccedilotildees dos sais dissolvidos poreacutem
natildeo indica quanto de cada um dos radicais acima Para isso recorre-se agrave titulaccedilatildeo com o aacutecido
sulfuacuterico em meio contendo um indicador apropriado Para a aacutegua incolor os indicadores satildeo
fenolftaleiacutena e metilorange se a aacutegua ou filtrado estiver corado por exemplo devido a
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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lignossulfonato utiliza-se o azul de bromofenol em lugar de metilorange em uacuteltimo caso
usa-se o vermelho de metila em lugar dele
TIPOS DE ALCALINIDADES
Na praacutetica determinam-se as seguintes alcalinidades
I ndash do filtrado agrave fenolftaleiacutena ndash Pf
II ndash do filtrado ao metilorange ndash Mf
III ndash do fluido agrave fenolftaleiacutena ndash Pm
Se numa aacutegua houver apenas HO- entatildeo soacute se mede Pf natildeo havendo CO3= nem
CO3H- a viragem ao metilorange se daacute com a primeira gota de soluccedilatildeo de H2SO4 N50 A
medida que o Mf cresce tornando-se maior que o Pf a alcalinidade passa a ser devida a HO- +
CO3= a CO3
= + CO3H- e por fim somente a CO3H- quando o Pf =0 Entre o Pf =Mf e Pf =0
vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser deduzidas cada uma sendo apropriada para
fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
As concentraccedilotildees desses radicais satildeo expressos em epm (equivalentes partes por
milhatildeo) ppm mgl e em gl conforme a conveniecircncia As alcalinidades geralmente satildeo
expressas em epm usando-se caacutelcio como termo de comparaccedilatildeo de equivalecircncia O peso
atocircmico dele eacute 40 molg e o valor absoluto de sua valecircncia eacute 2 Em termos de valecircncias 1Ca++
= 2HO- 1Ca++ = 1 CO3 1Ca++ = 2CO3H- por conseguinte o equivalente de HO- em Ca++ eacute
20 o equivalente de CO3= em Ca++ eacute 40 etc
As combinaccedilotildees possiacuteveis entre Pf e Mf estatildeo no quadro 1 Os caacutelculos podem ser
efetuados utilizando as foacutermulas contidas no quadro 2
Resultados de
Medidas Interpretaccedilatildeo
HO- CO3= CO3H-
Pf = Mf Pf 0 0
Pf lt 12 Mf 0 2Pf Mf - 2Pf
Pf = 12 Mf 0 2Pf 0
Pf gt 12 Mf 2Pf - Mf 2(Mf - Pf ) 0
Pf = 0 0 0 Mf
Quadro 1 As foacutermulas apresentadas no quadro 2 satildeo baseadas em que
bull 1 epm HO- = 17 ppm HO-
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bull 1 epm CO3= = 30 ppm CO3
=
bull 1 epm CO3H- =61 ppm CO3H-
e nas equivalecircncias estequiomeacutetricas entre Ca++ HO- CO3= e CO3H- anteriormente
apresentadas
Resultados Iacuteon Alcalinidade epm Ppm
Pf = Mf HO- Pf 20Pf 340Pf
Pf lt 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
CO3- Mf - 2Pf 20(Mf - 2Pf) 1200(Mf - 2Pf)
Pf = 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
Pf gt 12 Mf HO- 2Pf - Mf 20(2Pf - Mf) 340(2Pf - Mf)
CO3= 2(Mf - Pf) 40(Mf - Pf) 1200(Mf - Pf)
Pf = 0 CO3H- Mf 20 Mf 1200 Mf
MATERIAIS
bull Caacutepsula de porcelana de 250 cm3
bull 2 pipetas graduadas uma de 1 cm3 e outra de 10 cm3
bull Agitador de vidro
bull Bureta
bull Soluccedilatildeo de H2SO4 N50
bull Soluccedilatildeo indicadora de fenolftaleiacutena
PROCEDIMENTO
bull Meccedila 1 cm3 de fluido e coloque-o em uma caacutepsula
bull Dilua com 50 cm3 de aacutegua destilada
bull Adicione 3 gotas de fenolftaleiacutena
bull Titule com soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 rapidamente
bull Agite continuamente ateacute que a cor da amostra passe do vermelho agrave cor original do
fluido
bull Ao volume da soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 em cm3 se chama alcalinidade do
fluido (Pm)
bull A alcalinidade do filtrado (Pf) se determina seguindo-se o processo anterior tomando-
se 1 cm3 de filtrado
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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A determinaccedilatildeo de ldquoMfrdquo Alcalinidade do filtrado ao metilorange seraacute feita do seguinte modo
bull Determinado o Pf adicionar agrave soluccedilatildeo 2 a 3 gotas de soluccedilatildeo de metilorange
bull Continuar a titulaccedilatildeo anterior com a soluccedilatildeo de H2SO4 N50 ateacute viragem do amarelo-
alaranjado para o roacuteseo
bull Anotar o volume Vt de soluccedilatildeo de aacutecido gasto na titulaccedilatildeo Vt em cm3
bull Calcular o Mf como segue
bull Mf =Vt cm3 de H2SO4 N50
NOTAS
1 ndash Se o filtrado se apresentar corado devido por exemplo a tanino a viragem em ambas as
determinaccedilotildees pode ser afetada particularmente no caso do metilorange Neste caso a
determinaccedilatildeo do ponto final poderaacute ser efetuada com um potenciocircmetro O ponto final para a
determinaccedilatildeo da alcalinidade Pf eacute tomado quando o potenciocircmetro acusar o pH 83 para o
valor de Mf quando acusar o pH 43
2 ndash Em lugar do metilorange como indicador para determinaccedilatildeo do Mf podem ser usados
21 ndash azul de bromo-fenol a 01 em aacutegua destilada
22 - indicador misto cuja composiccedilatildeo eacute a seguinte
bull Vermelho de metila002 g
bull Verde de bromo-cresol010 g
bull Aacutelcool qsp1000 cm3
Com estes indicadores a viragem eacute niacutetida pelo que dispensa o uso do potenciocircmetro
A restriccedilatildeo que se faz eacute que estes indicadores satildeo oxidaacuteveis em presenccedila de certas
substacircncias tal como o aacutecido niacutetrico
Registrar-se as alcalinidades Pf e Pm em cm3 de H2SO4 N50
PREPARO DE SOLUCcedilOtildeES E REATIVOS
Soluccedilatildeo titulada de aacutecido sulfuacuterico N50 Toma-se 12 cm3 de aacutecido sulfuacuterico concentrado e o
dilui em matraz aferido (recipiente de vidro com um gargalo muito estreito e com marca de
afericcedilatildeo) de 2000 cm3 com aacutegua destilada Em seguida titula-se com uma soluccedilatildeo de NaOH
01N usando fenolftaleiacutena como indicador
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 36
Soluccedilatildeo Indicadora de Fenolftaleiacutena
Pesa-se 04g de fenolftaleiacutena qp Em seguida dissolve-
se em 60 cm3 de aacutelcool etiacutelico a 95 diluindo-se ateacute 100 cm3 com aacutegua destilada Filtra-se se
formar resiacuteduo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 37
CAPIacuteTULO 6
CONCLUSAtildeO
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 38
6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
Metodologia de anaacutelise Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 25
4 - Metodologia de anaacutelise
O monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo eacute feito
de acordo com as metodologias descritas neste capiacutetulo Aqui seratildeo descritos os meacutetodos
fiacutesicos e quiacutemicos para anaacutelises de fluido de perfuraccedilatildeo base aacutegua
As anaacutelises que seratildeo descritas neste documento estatildeo de acordo com o Manual de
Laboratoacuterio de Fluido Programa de Trainees Petrobras ndash 2002 Quiacutemico de Petroacuteleo Junior
41 Meacutetodos Fiacutesicos
411 Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
Figura 4 1- Funil Marsh Fonte wwwfanncom
A Figura 41 mostra o funil Marsh que eacute um funil com as seguintes dimensotildees 1524
cm (6rdquo) de diacircmetro na parte superior 3048 cm (12rdquo) de altura A metade da abertura
superior eacute coberta por uma peneira de malha nordm 10 O orifiacutecio inferior tem 476 mm (316rdquo) de
diacircmetro interno e 508 cm (2rdquo) de comprimento A capacidade do funil ateacute a marca superior eacute
de 1500 cmsup3
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Se segura o funil em posiccedilatildeo vertical obstruindo o orifiacutecio de descarga com o dedo
indicador
bull verta-se atraveacutes da peneira a amostra de fluido tomada em qualquer ponto onde ela
esteja em agitaccedilatildeo ateacute que o niacutevel da mesma fique rente agrave parte inferior da tela da
peneira
bull imediatamente retira-se o dedo do tubo de descarga e com o auxiacutelio de um
cronocircmetro observa-se o tempo em segundos necessaacuterio para que escoe um (01) litro
de fluido para um recipiente graduado
bull a operaccedilatildeo deve ser raacutepida para minimizar erros
bull registra-se a ldquoViscosidaderdquo Marsh em segundos1000 cmsup3 de fluido
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 26
CALIBRACcedilAtildeO
bull Verifica-se a precisatildeo do funil Marsh com 1500 cmsup3 de aacutegua doce a 21ordmC O tempo de
escoamento de 1000 cmsup3 de aacutegua deve ser de 28 plusmn 05 segundos
412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
Figura 4 2- Medidor de areia Fonte wwwsolotestcombr
A Figura 42 mostra o conjunto que registra o conteuacutedo de areia presente no fluido
em percentagem volumeacutetrica composto por um tubo de vidro graduado em percentual
volumeacutetrico (0-20 v) um cilindro cocircnico um copo ciliacutendrico com uma tela de peneira
(malha 200 mesh)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Verta-se o fluido previamente passado atraveacutes da peneira do funil Marsh no tubo de
vidro graduado ateacute a marca indicada e depois se adiciona aacutegua ateacute a referecircncia
superior
bull obstrui-se a saiacuteda superior do tubo com o dedo e agita-se vigorosamente Em seguida
esvazia-se a amostra de fluido diluiacutedo atraveacutes da peneira lavando todo o resiacuteduo no
tubo com aacutegua Lava-se a areia retida na peneira ateacute eliminar os traccedilos de fluido
bull coloca-se o funil sobre a peneira e inverte-se o conjunto lentamente Faz-se retornar a
areia da peneira para o interior do tubo atraveacutes de jatos daacutegua
bull apoacutes a deposiccedilatildeo total da areia lecirc-se diretamente a percentagem em volume de areia
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 27
412 Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
Figura 4 3 - Balanccedila densimeacutetrica Fonte wwwfanncom
A Figura 43 apresenta a balanccedila utilizada para mediccedilatildeo de densidade de fluido de
perfuraccedilatildeo no campo O equipamento consiste de uma base e braccedilo graduado com copo para
amostra tampa fiel cursor e medidor de niacutevel Possui quatro escalas de leituras
Densidade 072 - 288
Massa Especiacutefica 6-24(lbmgal)
Massa Especiacutefica 45-180(lbmft3)
Gradiente Hidrostaacutetico 310-1250 (ldquopsirdquo1000ft)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Posiciona-se a base da balanccedila em uma superfiacutecie lisa e nivelada
bull enche totalmente o copo da balanccedila com o fluido a ser testado Se o copo inicialmente
estiver molhado despeje a primeira porccedilatildeo de fluido e volte a enchecirc-lo Deve ser eliminado as
bolhas de ar trapeadas no fluido Para tanto basta que se decircem alguns golpes no copo ateacute que
desapareccedilam
bull coloca-se a tampa enroscando-a com um leve movimento de rotaccedilatildeo ateacute que fique
firmemente assentado no copo certificando-se que uma pequena quantidade de fluido escape
pelo orifiacutecio de purgaccedilatildeo
bull lava-se e seca-se o exterior da balanccedila
bull coloca-se a balanccedila sobre a base e move-se o cursor ateacute que a bolha do niacutevel fique
centralizada
bull lecirc-se a massa especiacutefica eou densidade no lado do cursor que estiver mais proacuteximo do
copo coletor
bull Registra-se a leitura da massa especiacutefica em lbmgal ou de densidade com precisatildeo de
bull 005 ou 0005 respectivamente
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 28
CALIBRACcedilAtildeO
bull Deve ser feito a calibraccedilatildeo do equipamento frequentemente com aacutegua doce ateacute 21ordmC
que deveraacute dar uma leitura de densidade igual a 100 A afericcedilatildeo se faz retirando ou colocando
esferas de chumbo no depoacutesito especial que existe na extremidade do braccedilo da balanccedila
414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
Figura 4 4 Filtro-prensa BTBP Fonte wwwfanncom
O equipamento consiste de um reservatoacuterio de fluido com capacidade aproximada de
400 cmsup3 um meio filtrante (Papel de filtro Whatman nordm 50 de 9 cm ou similar) um coletor de
filtrado (proveta graduada) e uma fonte de pressatildeo (cilindro contendo N2 ou CO2) O
reservatoacuterio eacute constituiacutedo por uma ceacutelula tampa superior fixada atraveacutes de uma prensa
gaxetas tela e uma base A aacuterea exposta a filtraccedilatildeo eacute de 7 polsup2 O controle de pressatildeo eacute
efetuado por uma vaacutelvula com registro (manocircmetro) A despressurizaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de
uma vaacutelvula de escape
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Assegura-se que todas as partes do filtro estejam limpas e secas e que as gaxetas natildeo
estejam gastas ou deformadas
bull monta-se todas as peccedilas da ceacutelula a base uma gaxeta a tela o papel-filtro outra
gaxeta e o corpo da ceacutelula
bull preenche-se filtro com fluido ateacute um centiacutemetro da borda superior da ceacutelula e coloca-
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 29
se o conjunto sobre o suporte central Assegura-se que a tampa superior da ceacutelula tenha a sua
gaxeta e tampa-se a ceacutelula apertando-a com o parafuso
bull com uma proveta graduada recolhe-se o filtrado na saiacuteda da ceacutelula
bull fecha-se a vaacutelvula de escape e ajusta-se o regulador de pressatildeo ateacute obter 100 psi em 30
segundos no maacuteximo Marca-se o tempo e apoacutes 30 minutos mede-se o volume de filtrado na
proveta Fecha-se a fonte de pressatildeo Elimina-se o gaacutes confinado na ceacutelula atraveacutes da vaacutelvula
de escape cuidadosamente
bull retira-se a ceacutelula do suporte despeja o fluido desarma a ceacutelula recolhe-se o pepal de
filtro com o reboco lave o mesmo com um leve jato de aacutegua e mede-se a sua espessura em
132rdquo
bull registra-se o volume de filtrado em cmsup3 com aproximaccedilatildeo de 01 cmsup3
bull registra-se a espessura do reboco em 132rdquo com aproximaccedilatildeo de 164rdquo
CALIBRACcedilAtildeO
bull Eacute necessaacuterio verificar com frequumlecircncia a exatidatildeo dos manocircmetros
415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
Figura 4 5 ndash Retorta Fonte wwwfanncom A Retorta mostrada na Figura 55 destina-se a determinaccedilatildeo dos teores de soacutelidos e
liacutequidos existentes num fluido atraveacutes da destilaccedilatildeo de uma amostra do mesmo Eacute constituiacutedo
de um copo para amostra com capacidade de 10 cmsup3 uma cacircmara de aquecimento um forno e
um condensador O destilado eacute coletado numa proveta graduada A retorta eacute regulada por um
termostato que permite manter com seguranccedila a temperatura necessaacuteria para completa
destilaccedilatildeo da amostra de fluido
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 30
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Retira-se a retorta do bloco isolante Usando a espaacutetula como desarmadordesenrosca-
se o depoacutesito de fluido da retorta
bull introduz-se uma palha de accedilo na cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se o depoacutesito com o fluido a ser testado e coloca-se a tampa de afericcedilatildeo no
depoacutesito de fluido
bull limpa-se bem a tampa a rosca e o corpo externo do depoacutesito sem derramar o fluido
bull enrosca-se o depoacutesito na parte inferior da cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se a retorta na cacircmara isolante e fecha-se a tampa da cacircmara isolante
bull coloca-se a proveta graduada sob a descarga do condensador
bull por meio de fio eleacutetrico liga-se o aparelho a uma tomada de 115 volts CA e fecha-se
o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute acender
bull o tempo de destilaccedilatildeo eacute de 35 minutos
bull abre-se o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute apagar
bull deixa-se a retorta esfriar por 10 min Apoacutes isso retira-se a proveta e faz as leituras
correspondentes aos volumes de aacutegua e oacuteleo recuperados na proveta graduada
Os resultados satildeo obtidos em aacutegua = Volume de aacutegua x 10
oacuteleo = Volume de oacuteleo x 10
soacutelidos = 100-( aacutegua + oacuteleo)
416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
Figura 4 6 - Viscosiacutemetro rotativo de cilindros co-axiais Fann mod 35-a Fonte wwwfanncom
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 31
A Figura 46 mostra um aparelho projetado para medir propriedades reoloacutegicas e
gelificantes de liacutequidos Este modelo possui 6 (seis) velocidades e eacute usado tanto em
laboratoacuterio como em sondas de exploraccedilatildeo Possui um motor 50 Hz e 115 volts uma
combinaccedilatildeo rotor-bob-mola de torccedilatildeo que permite medidas de taxa de cisalhamento da ordem
de 511 a 1022 s-1 e tensatildeo de cisalhamento da ordem de zero a 1533 dynascmsup2 Outras
combinaccedilotildees permitem avaliaccedilotildees da ordem de 0707 a 3252 s-1 e de zero a 131520
dynascmsup2 de taxa de deformaccedilatildeo e tensatildeo de cisalhamento respectivamente
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Agita-se o fluido a ser testado no misturador Beach durante 5 min em velocidade alta
(18000 RPM)
bull coloca-se o fluido no copo do viscosiacutemetro ateacute a sua marca e posiciona-se o mesmo na
base do equipamento Eleva-se o copo ateacute que o niacutevel do fluido coincida com a marca no rotor
e fixa-se com o parafuso
bull liga-se o motor acionando o interruptor para a posiccedilatildeo HIGH e certifica-se que o
seletor de engrenagens esteja na posiccedilatildeo inferior
bull faz-se a leitura que corresponde a 600 RPM apoacutes 1 min de operaccedilatildeo
bull procede-se conforme diagrama na parte superior do equipamento para seleccedilatildeo de
velocidades e registra-se os valores de deflexatildeo apoacutes 1 min de agitaccedilatildeo para 300 200 100 6
e 3 RPM
bull coloca-se o equipamento a 600 RPM por 2 minutos Imediatamente muda-se a
velocidade para 3 RPM desliga-se o motor e apoacutes 10 segundos de repouso liga-se o aparelho
a 3 RPM ao mesmo tempo em que observa-se o ponto maacuteximo atingido pela escala valor este
denominado forccedila gel inicial
bull repere-se os dois uacuteltimos itens entretanto para um tempo de repouso de 10 min A
deflexatildeo maacutexima obtida para esta nova condiccedilatildeo eacute denominada forccedila gel final
bull registra-se os valores das deflexotildees em graus para cada velocidade do equipamento
bull registra-se os valores das forccedilas geacuteis em aproximadamente 100 lbfpesup2 seguindo o
procedimento anteriormente descrito
CALIBRACcedilAtildeO
bull O aparelho deve ser calibrado periodicamente empregando-se uma mistura de
glicerina e aacutegua pura na temperatura ambiente ou atraveacutes do calibrador mecacircnico
padronizado
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 32
42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
421 - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR MATERIAIS
Jogo de papel indicador com escala de cores variadas para comparaccedilatildeo PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Toma-se um papel indicador com escala apropriada
bull posiciona-se o papel na superfiacutecie do fluido ou umedece o mesmo com uma gota do
filtrado do fluido
bull apoacutes um minuto aproximadamente a tira de papel deveraacute ter mudado de cor afetada
pela alcalinidade do fluido ou do filtrado
bull compara-se a cor do papel indicador com a carta colorimeacutetrica correspondente
bull se a cor natildeo corresponder agrave escala calorimeacutetrica da seacuterie escolhida dever-se-aacute repetir a
operaccedilatildeo com outra seacuterie
bull registre-se o pH aproximado a 05 ou a 02 unidades conforme a escala do papel
indicador usado
Nota O papel indicador daacute resultados falsos em fluidos com alta concentraccedilatildeo de sal Para
este caso utiliza-se o meacutetodo potenciomeacutetrico quando o fluido contiver mais de 10000 ppm
Cl
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf (Fluidos agrave Base Aacutegua) A alcalinidade de um filtrado agrave base de aacutegua ou de uma aacutegua proveacutem de um ou mais
dos seguintes agentes quiacutemicos
I ndash HO- - Hidroacutexido
II ndash CO3= - Carbonato
III - CO3H- - Bicarbonato ( Borato + Silicato etc)
A medida da alcalinidade pelo pH fornece as concentraccedilotildees dos sais dissolvidos poreacutem
natildeo indica quanto de cada um dos radicais acima Para isso recorre-se agrave titulaccedilatildeo com o aacutecido
sulfuacuterico em meio contendo um indicador apropriado Para a aacutegua incolor os indicadores satildeo
fenolftaleiacutena e metilorange se a aacutegua ou filtrado estiver corado por exemplo devido a
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 33
lignossulfonato utiliza-se o azul de bromofenol em lugar de metilorange em uacuteltimo caso
usa-se o vermelho de metila em lugar dele
TIPOS DE ALCALINIDADES
Na praacutetica determinam-se as seguintes alcalinidades
I ndash do filtrado agrave fenolftaleiacutena ndash Pf
II ndash do filtrado ao metilorange ndash Mf
III ndash do fluido agrave fenolftaleiacutena ndash Pm
Se numa aacutegua houver apenas HO- entatildeo soacute se mede Pf natildeo havendo CO3= nem
CO3H- a viragem ao metilorange se daacute com a primeira gota de soluccedilatildeo de H2SO4 N50 A
medida que o Mf cresce tornando-se maior que o Pf a alcalinidade passa a ser devida a HO- +
CO3= a CO3
= + CO3H- e por fim somente a CO3H- quando o Pf =0 Entre o Pf =Mf e Pf =0
vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser deduzidas cada uma sendo apropriada para
fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
As concentraccedilotildees desses radicais satildeo expressos em epm (equivalentes partes por
milhatildeo) ppm mgl e em gl conforme a conveniecircncia As alcalinidades geralmente satildeo
expressas em epm usando-se caacutelcio como termo de comparaccedilatildeo de equivalecircncia O peso
atocircmico dele eacute 40 molg e o valor absoluto de sua valecircncia eacute 2 Em termos de valecircncias 1Ca++
= 2HO- 1Ca++ = 1 CO3 1Ca++ = 2CO3H- por conseguinte o equivalente de HO- em Ca++ eacute
20 o equivalente de CO3= em Ca++ eacute 40 etc
As combinaccedilotildees possiacuteveis entre Pf e Mf estatildeo no quadro 1 Os caacutelculos podem ser
efetuados utilizando as foacutermulas contidas no quadro 2
Resultados de
Medidas Interpretaccedilatildeo
HO- CO3= CO3H-
Pf = Mf Pf 0 0
Pf lt 12 Mf 0 2Pf Mf - 2Pf
Pf = 12 Mf 0 2Pf 0
Pf gt 12 Mf 2Pf - Mf 2(Mf - Pf ) 0
Pf = 0 0 0 Mf
Quadro 1 As foacutermulas apresentadas no quadro 2 satildeo baseadas em que
bull 1 epm HO- = 17 ppm HO-
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 34
bull 1 epm CO3= = 30 ppm CO3
=
bull 1 epm CO3H- =61 ppm CO3H-
e nas equivalecircncias estequiomeacutetricas entre Ca++ HO- CO3= e CO3H- anteriormente
apresentadas
Resultados Iacuteon Alcalinidade epm Ppm
Pf = Mf HO- Pf 20Pf 340Pf
Pf lt 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
CO3- Mf - 2Pf 20(Mf - 2Pf) 1200(Mf - 2Pf)
Pf = 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
Pf gt 12 Mf HO- 2Pf - Mf 20(2Pf - Mf) 340(2Pf - Mf)
CO3= 2(Mf - Pf) 40(Mf - Pf) 1200(Mf - Pf)
Pf = 0 CO3H- Mf 20 Mf 1200 Mf
MATERIAIS
bull Caacutepsula de porcelana de 250 cm3
bull 2 pipetas graduadas uma de 1 cm3 e outra de 10 cm3
bull Agitador de vidro
bull Bureta
bull Soluccedilatildeo de H2SO4 N50
bull Soluccedilatildeo indicadora de fenolftaleiacutena
PROCEDIMENTO
bull Meccedila 1 cm3 de fluido e coloque-o em uma caacutepsula
bull Dilua com 50 cm3 de aacutegua destilada
bull Adicione 3 gotas de fenolftaleiacutena
bull Titule com soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 rapidamente
bull Agite continuamente ateacute que a cor da amostra passe do vermelho agrave cor original do
fluido
bull Ao volume da soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 em cm3 se chama alcalinidade do
fluido (Pm)
bull A alcalinidade do filtrado (Pf) se determina seguindo-se o processo anterior tomando-
se 1 cm3 de filtrado
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 35
A determinaccedilatildeo de ldquoMfrdquo Alcalinidade do filtrado ao metilorange seraacute feita do seguinte modo
bull Determinado o Pf adicionar agrave soluccedilatildeo 2 a 3 gotas de soluccedilatildeo de metilorange
bull Continuar a titulaccedilatildeo anterior com a soluccedilatildeo de H2SO4 N50 ateacute viragem do amarelo-
alaranjado para o roacuteseo
bull Anotar o volume Vt de soluccedilatildeo de aacutecido gasto na titulaccedilatildeo Vt em cm3
bull Calcular o Mf como segue
bull Mf =Vt cm3 de H2SO4 N50
NOTAS
1 ndash Se o filtrado se apresentar corado devido por exemplo a tanino a viragem em ambas as
determinaccedilotildees pode ser afetada particularmente no caso do metilorange Neste caso a
determinaccedilatildeo do ponto final poderaacute ser efetuada com um potenciocircmetro O ponto final para a
determinaccedilatildeo da alcalinidade Pf eacute tomado quando o potenciocircmetro acusar o pH 83 para o
valor de Mf quando acusar o pH 43
2 ndash Em lugar do metilorange como indicador para determinaccedilatildeo do Mf podem ser usados
21 ndash azul de bromo-fenol a 01 em aacutegua destilada
22 - indicador misto cuja composiccedilatildeo eacute a seguinte
bull Vermelho de metila002 g
bull Verde de bromo-cresol010 g
bull Aacutelcool qsp1000 cm3
Com estes indicadores a viragem eacute niacutetida pelo que dispensa o uso do potenciocircmetro
A restriccedilatildeo que se faz eacute que estes indicadores satildeo oxidaacuteveis em presenccedila de certas
substacircncias tal como o aacutecido niacutetrico
Registrar-se as alcalinidades Pf e Pm em cm3 de H2SO4 N50
PREPARO DE SOLUCcedilOtildeES E REATIVOS
Soluccedilatildeo titulada de aacutecido sulfuacuterico N50 Toma-se 12 cm3 de aacutecido sulfuacuterico concentrado e o
dilui em matraz aferido (recipiente de vidro com um gargalo muito estreito e com marca de
afericcedilatildeo) de 2000 cm3 com aacutegua destilada Em seguida titula-se com uma soluccedilatildeo de NaOH
01N usando fenolftaleiacutena como indicador
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 36
Soluccedilatildeo Indicadora de Fenolftaleiacutena
Pesa-se 04g de fenolftaleiacutena qp Em seguida dissolve-
se em 60 cm3 de aacutelcool etiacutelico a 95 diluindo-se ateacute 100 cm3 com aacutegua destilada Filtra-se se
formar resiacuteduo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 37
CAPIacuteTULO 6
CONCLUSAtildeO
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 38
6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 26
CALIBRACcedilAtildeO
bull Verifica-se a precisatildeo do funil Marsh com 1500 cmsup3 de aacutegua doce a 21ordmC O tempo de
escoamento de 1000 cmsup3 de aacutegua deve ser de 28 plusmn 05 segundos
412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
Figura 4 2- Medidor de areia Fonte wwwsolotestcombr
A Figura 42 mostra o conjunto que registra o conteuacutedo de areia presente no fluido
em percentagem volumeacutetrica composto por um tubo de vidro graduado em percentual
volumeacutetrico (0-20 v) um cilindro cocircnico um copo ciliacutendrico com uma tela de peneira
(malha 200 mesh)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Verta-se o fluido previamente passado atraveacutes da peneira do funil Marsh no tubo de
vidro graduado ateacute a marca indicada e depois se adiciona aacutegua ateacute a referecircncia
superior
bull obstrui-se a saiacuteda superior do tubo com o dedo e agita-se vigorosamente Em seguida
esvazia-se a amostra de fluido diluiacutedo atraveacutes da peneira lavando todo o resiacuteduo no
tubo com aacutegua Lava-se a areia retida na peneira ateacute eliminar os traccedilos de fluido
bull coloca-se o funil sobre a peneira e inverte-se o conjunto lentamente Faz-se retornar a
areia da peneira para o interior do tubo atraveacutes de jatos daacutegua
bull apoacutes a deposiccedilatildeo total da areia lecirc-se diretamente a percentagem em volume de areia
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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412 Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
Figura 4 3 - Balanccedila densimeacutetrica Fonte wwwfanncom
A Figura 43 apresenta a balanccedila utilizada para mediccedilatildeo de densidade de fluido de
perfuraccedilatildeo no campo O equipamento consiste de uma base e braccedilo graduado com copo para
amostra tampa fiel cursor e medidor de niacutevel Possui quatro escalas de leituras
Densidade 072 - 288
Massa Especiacutefica 6-24(lbmgal)
Massa Especiacutefica 45-180(lbmft3)
Gradiente Hidrostaacutetico 310-1250 (ldquopsirdquo1000ft)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Posiciona-se a base da balanccedila em uma superfiacutecie lisa e nivelada
bull enche totalmente o copo da balanccedila com o fluido a ser testado Se o copo inicialmente
estiver molhado despeje a primeira porccedilatildeo de fluido e volte a enchecirc-lo Deve ser eliminado as
bolhas de ar trapeadas no fluido Para tanto basta que se decircem alguns golpes no copo ateacute que
desapareccedilam
bull coloca-se a tampa enroscando-a com um leve movimento de rotaccedilatildeo ateacute que fique
firmemente assentado no copo certificando-se que uma pequena quantidade de fluido escape
pelo orifiacutecio de purgaccedilatildeo
bull lava-se e seca-se o exterior da balanccedila
bull coloca-se a balanccedila sobre a base e move-se o cursor ateacute que a bolha do niacutevel fique
centralizada
bull lecirc-se a massa especiacutefica eou densidade no lado do cursor que estiver mais proacuteximo do
copo coletor
bull Registra-se a leitura da massa especiacutefica em lbmgal ou de densidade com precisatildeo de
bull 005 ou 0005 respectivamente
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Deve ser feito a calibraccedilatildeo do equipamento frequentemente com aacutegua doce ateacute 21ordmC
que deveraacute dar uma leitura de densidade igual a 100 A afericcedilatildeo se faz retirando ou colocando
esferas de chumbo no depoacutesito especial que existe na extremidade do braccedilo da balanccedila
414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
Figura 4 4 Filtro-prensa BTBP Fonte wwwfanncom
O equipamento consiste de um reservatoacuterio de fluido com capacidade aproximada de
400 cmsup3 um meio filtrante (Papel de filtro Whatman nordm 50 de 9 cm ou similar) um coletor de
filtrado (proveta graduada) e uma fonte de pressatildeo (cilindro contendo N2 ou CO2) O
reservatoacuterio eacute constituiacutedo por uma ceacutelula tampa superior fixada atraveacutes de uma prensa
gaxetas tela e uma base A aacuterea exposta a filtraccedilatildeo eacute de 7 polsup2 O controle de pressatildeo eacute
efetuado por uma vaacutelvula com registro (manocircmetro) A despressurizaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de
uma vaacutelvula de escape
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Assegura-se que todas as partes do filtro estejam limpas e secas e que as gaxetas natildeo
estejam gastas ou deformadas
bull monta-se todas as peccedilas da ceacutelula a base uma gaxeta a tela o papel-filtro outra
gaxeta e o corpo da ceacutelula
bull preenche-se filtro com fluido ateacute um centiacutemetro da borda superior da ceacutelula e coloca-
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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se o conjunto sobre o suporte central Assegura-se que a tampa superior da ceacutelula tenha a sua
gaxeta e tampa-se a ceacutelula apertando-a com o parafuso
bull com uma proveta graduada recolhe-se o filtrado na saiacuteda da ceacutelula
bull fecha-se a vaacutelvula de escape e ajusta-se o regulador de pressatildeo ateacute obter 100 psi em 30
segundos no maacuteximo Marca-se o tempo e apoacutes 30 minutos mede-se o volume de filtrado na
proveta Fecha-se a fonte de pressatildeo Elimina-se o gaacutes confinado na ceacutelula atraveacutes da vaacutelvula
de escape cuidadosamente
bull retira-se a ceacutelula do suporte despeja o fluido desarma a ceacutelula recolhe-se o pepal de
filtro com o reboco lave o mesmo com um leve jato de aacutegua e mede-se a sua espessura em
132rdquo
bull registra-se o volume de filtrado em cmsup3 com aproximaccedilatildeo de 01 cmsup3
bull registra-se a espessura do reboco em 132rdquo com aproximaccedilatildeo de 164rdquo
CALIBRACcedilAtildeO
bull Eacute necessaacuterio verificar com frequumlecircncia a exatidatildeo dos manocircmetros
415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
Figura 4 5 ndash Retorta Fonte wwwfanncom A Retorta mostrada na Figura 55 destina-se a determinaccedilatildeo dos teores de soacutelidos e
liacutequidos existentes num fluido atraveacutes da destilaccedilatildeo de uma amostra do mesmo Eacute constituiacutedo
de um copo para amostra com capacidade de 10 cmsup3 uma cacircmara de aquecimento um forno e
um condensador O destilado eacute coletado numa proveta graduada A retorta eacute regulada por um
termostato que permite manter com seguranccedila a temperatura necessaacuteria para completa
destilaccedilatildeo da amostra de fluido
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Retira-se a retorta do bloco isolante Usando a espaacutetula como desarmadordesenrosca-
se o depoacutesito de fluido da retorta
bull introduz-se uma palha de accedilo na cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se o depoacutesito com o fluido a ser testado e coloca-se a tampa de afericcedilatildeo no
depoacutesito de fluido
bull limpa-se bem a tampa a rosca e o corpo externo do depoacutesito sem derramar o fluido
bull enrosca-se o depoacutesito na parte inferior da cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se a retorta na cacircmara isolante e fecha-se a tampa da cacircmara isolante
bull coloca-se a proveta graduada sob a descarga do condensador
bull por meio de fio eleacutetrico liga-se o aparelho a uma tomada de 115 volts CA e fecha-se
o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute acender
bull o tempo de destilaccedilatildeo eacute de 35 minutos
bull abre-se o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute apagar
bull deixa-se a retorta esfriar por 10 min Apoacutes isso retira-se a proveta e faz as leituras
correspondentes aos volumes de aacutegua e oacuteleo recuperados na proveta graduada
Os resultados satildeo obtidos em aacutegua = Volume de aacutegua x 10
oacuteleo = Volume de oacuteleo x 10
soacutelidos = 100-( aacutegua + oacuteleo)
416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
Figura 4 6 - Viscosiacutemetro rotativo de cilindros co-axiais Fann mod 35-a Fonte wwwfanncom
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A Figura 46 mostra um aparelho projetado para medir propriedades reoloacutegicas e
gelificantes de liacutequidos Este modelo possui 6 (seis) velocidades e eacute usado tanto em
laboratoacuterio como em sondas de exploraccedilatildeo Possui um motor 50 Hz e 115 volts uma
combinaccedilatildeo rotor-bob-mola de torccedilatildeo que permite medidas de taxa de cisalhamento da ordem
de 511 a 1022 s-1 e tensatildeo de cisalhamento da ordem de zero a 1533 dynascmsup2 Outras
combinaccedilotildees permitem avaliaccedilotildees da ordem de 0707 a 3252 s-1 e de zero a 131520
dynascmsup2 de taxa de deformaccedilatildeo e tensatildeo de cisalhamento respectivamente
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Agita-se o fluido a ser testado no misturador Beach durante 5 min em velocidade alta
(18000 RPM)
bull coloca-se o fluido no copo do viscosiacutemetro ateacute a sua marca e posiciona-se o mesmo na
base do equipamento Eleva-se o copo ateacute que o niacutevel do fluido coincida com a marca no rotor
e fixa-se com o parafuso
bull liga-se o motor acionando o interruptor para a posiccedilatildeo HIGH e certifica-se que o
seletor de engrenagens esteja na posiccedilatildeo inferior
bull faz-se a leitura que corresponde a 600 RPM apoacutes 1 min de operaccedilatildeo
bull procede-se conforme diagrama na parte superior do equipamento para seleccedilatildeo de
velocidades e registra-se os valores de deflexatildeo apoacutes 1 min de agitaccedilatildeo para 300 200 100 6
e 3 RPM
bull coloca-se o equipamento a 600 RPM por 2 minutos Imediatamente muda-se a
velocidade para 3 RPM desliga-se o motor e apoacutes 10 segundos de repouso liga-se o aparelho
a 3 RPM ao mesmo tempo em que observa-se o ponto maacuteximo atingido pela escala valor este
denominado forccedila gel inicial
bull repere-se os dois uacuteltimos itens entretanto para um tempo de repouso de 10 min A
deflexatildeo maacutexima obtida para esta nova condiccedilatildeo eacute denominada forccedila gel final
bull registra-se os valores das deflexotildees em graus para cada velocidade do equipamento
bull registra-se os valores das forccedilas geacuteis em aproximadamente 100 lbfpesup2 seguindo o
procedimento anteriormente descrito
CALIBRACcedilAtildeO
bull O aparelho deve ser calibrado periodicamente empregando-se uma mistura de
glicerina e aacutegua pura na temperatura ambiente ou atraveacutes do calibrador mecacircnico
padronizado
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42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
421 - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR MATERIAIS
Jogo de papel indicador com escala de cores variadas para comparaccedilatildeo PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Toma-se um papel indicador com escala apropriada
bull posiciona-se o papel na superfiacutecie do fluido ou umedece o mesmo com uma gota do
filtrado do fluido
bull apoacutes um minuto aproximadamente a tira de papel deveraacute ter mudado de cor afetada
pela alcalinidade do fluido ou do filtrado
bull compara-se a cor do papel indicador com a carta colorimeacutetrica correspondente
bull se a cor natildeo corresponder agrave escala calorimeacutetrica da seacuterie escolhida dever-se-aacute repetir a
operaccedilatildeo com outra seacuterie
bull registre-se o pH aproximado a 05 ou a 02 unidades conforme a escala do papel
indicador usado
Nota O papel indicador daacute resultados falsos em fluidos com alta concentraccedilatildeo de sal Para
este caso utiliza-se o meacutetodo potenciomeacutetrico quando o fluido contiver mais de 10000 ppm
Cl
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf (Fluidos agrave Base Aacutegua) A alcalinidade de um filtrado agrave base de aacutegua ou de uma aacutegua proveacutem de um ou mais
dos seguintes agentes quiacutemicos
I ndash HO- - Hidroacutexido
II ndash CO3= - Carbonato
III - CO3H- - Bicarbonato ( Borato + Silicato etc)
A medida da alcalinidade pelo pH fornece as concentraccedilotildees dos sais dissolvidos poreacutem
natildeo indica quanto de cada um dos radicais acima Para isso recorre-se agrave titulaccedilatildeo com o aacutecido
sulfuacuterico em meio contendo um indicador apropriado Para a aacutegua incolor os indicadores satildeo
fenolftaleiacutena e metilorange se a aacutegua ou filtrado estiver corado por exemplo devido a
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lignossulfonato utiliza-se o azul de bromofenol em lugar de metilorange em uacuteltimo caso
usa-se o vermelho de metila em lugar dele
TIPOS DE ALCALINIDADES
Na praacutetica determinam-se as seguintes alcalinidades
I ndash do filtrado agrave fenolftaleiacutena ndash Pf
II ndash do filtrado ao metilorange ndash Mf
III ndash do fluido agrave fenolftaleiacutena ndash Pm
Se numa aacutegua houver apenas HO- entatildeo soacute se mede Pf natildeo havendo CO3= nem
CO3H- a viragem ao metilorange se daacute com a primeira gota de soluccedilatildeo de H2SO4 N50 A
medida que o Mf cresce tornando-se maior que o Pf a alcalinidade passa a ser devida a HO- +
CO3= a CO3
= + CO3H- e por fim somente a CO3H- quando o Pf =0 Entre o Pf =Mf e Pf =0
vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser deduzidas cada uma sendo apropriada para
fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
As concentraccedilotildees desses radicais satildeo expressos em epm (equivalentes partes por
milhatildeo) ppm mgl e em gl conforme a conveniecircncia As alcalinidades geralmente satildeo
expressas em epm usando-se caacutelcio como termo de comparaccedilatildeo de equivalecircncia O peso
atocircmico dele eacute 40 molg e o valor absoluto de sua valecircncia eacute 2 Em termos de valecircncias 1Ca++
= 2HO- 1Ca++ = 1 CO3 1Ca++ = 2CO3H- por conseguinte o equivalente de HO- em Ca++ eacute
20 o equivalente de CO3= em Ca++ eacute 40 etc
As combinaccedilotildees possiacuteveis entre Pf e Mf estatildeo no quadro 1 Os caacutelculos podem ser
efetuados utilizando as foacutermulas contidas no quadro 2
Resultados de
Medidas Interpretaccedilatildeo
HO- CO3= CO3H-
Pf = Mf Pf 0 0
Pf lt 12 Mf 0 2Pf Mf - 2Pf
Pf = 12 Mf 0 2Pf 0
Pf gt 12 Mf 2Pf - Mf 2(Mf - Pf ) 0
Pf = 0 0 0 Mf
Quadro 1 As foacutermulas apresentadas no quadro 2 satildeo baseadas em que
bull 1 epm HO- = 17 ppm HO-
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bull 1 epm CO3= = 30 ppm CO3
=
bull 1 epm CO3H- =61 ppm CO3H-
e nas equivalecircncias estequiomeacutetricas entre Ca++ HO- CO3= e CO3H- anteriormente
apresentadas
Resultados Iacuteon Alcalinidade epm Ppm
Pf = Mf HO- Pf 20Pf 340Pf
Pf lt 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
CO3- Mf - 2Pf 20(Mf - 2Pf) 1200(Mf - 2Pf)
Pf = 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
Pf gt 12 Mf HO- 2Pf - Mf 20(2Pf - Mf) 340(2Pf - Mf)
CO3= 2(Mf - Pf) 40(Mf - Pf) 1200(Mf - Pf)
Pf = 0 CO3H- Mf 20 Mf 1200 Mf
MATERIAIS
bull Caacutepsula de porcelana de 250 cm3
bull 2 pipetas graduadas uma de 1 cm3 e outra de 10 cm3
bull Agitador de vidro
bull Bureta
bull Soluccedilatildeo de H2SO4 N50
bull Soluccedilatildeo indicadora de fenolftaleiacutena
PROCEDIMENTO
bull Meccedila 1 cm3 de fluido e coloque-o em uma caacutepsula
bull Dilua com 50 cm3 de aacutegua destilada
bull Adicione 3 gotas de fenolftaleiacutena
bull Titule com soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 rapidamente
bull Agite continuamente ateacute que a cor da amostra passe do vermelho agrave cor original do
fluido
bull Ao volume da soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 em cm3 se chama alcalinidade do
fluido (Pm)
bull A alcalinidade do filtrado (Pf) se determina seguindo-se o processo anterior tomando-
se 1 cm3 de filtrado
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A determinaccedilatildeo de ldquoMfrdquo Alcalinidade do filtrado ao metilorange seraacute feita do seguinte modo
bull Determinado o Pf adicionar agrave soluccedilatildeo 2 a 3 gotas de soluccedilatildeo de metilorange
bull Continuar a titulaccedilatildeo anterior com a soluccedilatildeo de H2SO4 N50 ateacute viragem do amarelo-
alaranjado para o roacuteseo
bull Anotar o volume Vt de soluccedilatildeo de aacutecido gasto na titulaccedilatildeo Vt em cm3
bull Calcular o Mf como segue
bull Mf =Vt cm3 de H2SO4 N50
NOTAS
1 ndash Se o filtrado se apresentar corado devido por exemplo a tanino a viragem em ambas as
determinaccedilotildees pode ser afetada particularmente no caso do metilorange Neste caso a
determinaccedilatildeo do ponto final poderaacute ser efetuada com um potenciocircmetro O ponto final para a
determinaccedilatildeo da alcalinidade Pf eacute tomado quando o potenciocircmetro acusar o pH 83 para o
valor de Mf quando acusar o pH 43
2 ndash Em lugar do metilorange como indicador para determinaccedilatildeo do Mf podem ser usados
21 ndash azul de bromo-fenol a 01 em aacutegua destilada
22 - indicador misto cuja composiccedilatildeo eacute a seguinte
bull Vermelho de metila002 g
bull Verde de bromo-cresol010 g
bull Aacutelcool qsp1000 cm3
Com estes indicadores a viragem eacute niacutetida pelo que dispensa o uso do potenciocircmetro
A restriccedilatildeo que se faz eacute que estes indicadores satildeo oxidaacuteveis em presenccedila de certas
substacircncias tal como o aacutecido niacutetrico
Registrar-se as alcalinidades Pf e Pm em cm3 de H2SO4 N50
PREPARO DE SOLUCcedilOtildeES E REATIVOS
Soluccedilatildeo titulada de aacutecido sulfuacuterico N50 Toma-se 12 cm3 de aacutecido sulfuacuterico concentrado e o
dilui em matraz aferido (recipiente de vidro com um gargalo muito estreito e com marca de
afericcedilatildeo) de 2000 cm3 com aacutegua destilada Em seguida titula-se com uma soluccedilatildeo de NaOH
01N usando fenolftaleiacutena como indicador
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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Soluccedilatildeo Indicadora de Fenolftaleiacutena
Pesa-se 04g de fenolftaleiacutena qp Em seguida dissolve-
se em 60 cm3 de aacutelcool etiacutelico a 95 diluindo-se ateacute 100 cm3 com aacutegua destilada Filtra-se se
formar resiacuteduo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 37
CAPIacuteTULO 6
CONCLUSAtildeO
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 27
412 Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
Figura 4 3 - Balanccedila densimeacutetrica Fonte wwwfanncom
A Figura 43 apresenta a balanccedila utilizada para mediccedilatildeo de densidade de fluido de
perfuraccedilatildeo no campo O equipamento consiste de uma base e braccedilo graduado com copo para
amostra tampa fiel cursor e medidor de niacutevel Possui quatro escalas de leituras
Densidade 072 - 288
Massa Especiacutefica 6-24(lbmgal)
Massa Especiacutefica 45-180(lbmft3)
Gradiente Hidrostaacutetico 310-1250 (ldquopsirdquo1000ft)
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Posiciona-se a base da balanccedila em uma superfiacutecie lisa e nivelada
bull enche totalmente o copo da balanccedila com o fluido a ser testado Se o copo inicialmente
estiver molhado despeje a primeira porccedilatildeo de fluido e volte a enchecirc-lo Deve ser eliminado as
bolhas de ar trapeadas no fluido Para tanto basta que se decircem alguns golpes no copo ateacute que
desapareccedilam
bull coloca-se a tampa enroscando-a com um leve movimento de rotaccedilatildeo ateacute que fique
firmemente assentado no copo certificando-se que uma pequena quantidade de fluido escape
pelo orifiacutecio de purgaccedilatildeo
bull lava-se e seca-se o exterior da balanccedila
bull coloca-se a balanccedila sobre a base e move-se o cursor ateacute que a bolha do niacutevel fique
centralizada
bull lecirc-se a massa especiacutefica eou densidade no lado do cursor que estiver mais proacuteximo do
copo coletor
bull Registra-se a leitura da massa especiacutefica em lbmgal ou de densidade com precisatildeo de
bull 005 ou 0005 respectivamente
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 28
CALIBRACcedilAtildeO
bull Deve ser feito a calibraccedilatildeo do equipamento frequentemente com aacutegua doce ateacute 21ordmC
que deveraacute dar uma leitura de densidade igual a 100 A afericcedilatildeo se faz retirando ou colocando
esferas de chumbo no depoacutesito especial que existe na extremidade do braccedilo da balanccedila
414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
Figura 4 4 Filtro-prensa BTBP Fonte wwwfanncom
O equipamento consiste de um reservatoacuterio de fluido com capacidade aproximada de
400 cmsup3 um meio filtrante (Papel de filtro Whatman nordm 50 de 9 cm ou similar) um coletor de
filtrado (proveta graduada) e uma fonte de pressatildeo (cilindro contendo N2 ou CO2) O
reservatoacuterio eacute constituiacutedo por uma ceacutelula tampa superior fixada atraveacutes de uma prensa
gaxetas tela e uma base A aacuterea exposta a filtraccedilatildeo eacute de 7 polsup2 O controle de pressatildeo eacute
efetuado por uma vaacutelvula com registro (manocircmetro) A despressurizaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de
uma vaacutelvula de escape
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Assegura-se que todas as partes do filtro estejam limpas e secas e que as gaxetas natildeo
estejam gastas ou deformadas
bull monta-se todas as peccedilas da ceacutelula a base uma gaxeta a tela o papel-filtro outra
gaxeta e o corpo da ceacutelula
bull preenche-se filtro com fluido ateacute um centiacutemetro da borda superior da ceacutelula e coloca-
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 29
se o conjunto sobre o suporte central Assegura-se que a tampa superior da ceacutelula tenha a sua
gaxeta e tampa-se a ceacutelula apertando-a com o parafuso
bull com uma proveta graduada recolhe-se o filtrado na saiacuteda da ceacutelula
bull fecha-se a vaacutelvula de escape e ajusta-se o regulador de pressatildeo ateacute obter 100 psi em 30
segundos no maacuteximo Marca-se o tempo e apoacutes 30 minutos mede-se o volume de filtrado na
proveta Fecha-se a fonte de pressatildeo Elimina-se o gaacutes confinado na ceacutelula atraveacutes da vaacutelvula
de escape cuidadosamente
bull retira-se a ceacutelula do suporte despeja o fluido desarma a ceacutelula recolhe-se o pepal de
filtro com o reboco lave o mesmo com um leve jato de aacutegua e mede-se a sua espessura em
132rdquo
bull registra-se o volume de filtrado em cmsup3 com aproximaccedilatildeo de 01 cmsup3
bull registra-se a espessura do reboco em 132rdquo com aproximaccedilatildeo de 164rdquo
CALIBRACcedilAtildeO
bull Eacute necessaacuterio verificar com frequumlecircncia a exatidatildeo dos manocircmetros
415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
Figura 4 5 ndash Retorta Fonte wwwfanncom A Retorta mostrada na Figura 55 destina-se a determinaccedilatildeo dos teores de soacutelidos e
liacutequidos existentes num fluido atraveacutes da destilaccedilatildeo de uma amostra do mesmo Eacute constituiacutedo
de um copo para amostra com capacidade de 10 cmsup3 uma cacircmara de aquecimento um forno e
um condensador O destilado eacute coletado numa proveta graduada A retorta eacute regulada por um
termostato que permite manter com seguranccedila a temperatura necessaacuteria para completa
destilaccedilatildeo da amostra de fluido
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 30
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Retira-se a retorta do bloco isolante Usando a espaacutetula como desarmadordesenrosca-
se o depoacutesito de fluido da retorta
bull introduz-se uma palha de accedilo na cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se o depoacutesito com o fluido a ser testado e coloca-se a tampa de afericcedilatildeo no
depoacutesito de fluido
bull limpa-se bem a tampa a rosca e o corpo externo do depoacutesito sem derramar o fluido
bull enrosca-se o depoacutesito na parte inferior da cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se a retorta na cacircmara isolante e fecha-se a tampa da cacircmara isolante
bull coloca-se a proveta graduada sob a descarga do condensador
bull por meio de fio eleacutetrico liga-se o aparelho a uma tomada de 115 volts CA e fecha-se
o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute acender
bull o tempo de destilaccedilatildeo eacute de 35 minutos
bull abre-se o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute apagar
bull deixa-se a retorta esfriar por 10 min Apoacutes isso retira-se a proveta e faz as leituras
correspondentes aos volumes de aacutegua e oacuteleo recuperados na proveta graduada
Os resultados satildeo obtidos em aacutegua = Volume de aacutegua x 10
oacuteleo = Volume de oacuteleo x 10
soacutelidos = 100-( aacutegua + oacuteleo)
416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
Figura 4 6 - Viscosiacutemetro rotativo de cilindros co-axiais Fann mod 35-a Fonte wwwfanncom
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 31
A Figura 46 mostra um aparelho projetado para medir propriedades reoloacutegicas e
gelificantes de liacutequidos Este modelo possui 6 (seis) velocidades e eacute usado tanto em
laboratoacuterio como em sondas de exploraccedilatildeo Possui um motor 50 Hz e 115 volts uma
combinaccedilatildeo rotor-bob-mola de torccedilatildeo que permite medidas de taxa de cisalhamento da ordem
de 511 a 1022 s-1 e tensatildeo de cisalhamento da ordem de zero a 1533 dynascmsup2 Outras
combinaccedilotildees permitem avaliaccedilotildees da ordem de 0707 a 3252 s-1 e de zero a 131520
dynascmsup2 de taxa de deformaccedilatildeo e tensatildeo de cisalhamento respectivamente
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Agita-se o fluido a ser testado no misturador Beach durante 5 min em velocidade alta
(18000 RPM)
bull coloca-se o fluido no copo do viscosiacutemetro ateacute a sua marca e posiciona-se o mesmo na
base do equipamento Eleva-se o copo ateacute que o niacutevel do fluido coincida com a marca no rotor
e fixa-se com o parafuso
bull liga-se o motor acionando o interruptor para a posiccedilatildeo HIGH e certifica-se que o
seletor de engrenagens esteja na posiccedilatildeo inferior
bull faz-se a leitura que corresponde a 600 RPM apoacutes 1 min de operaccedilatildeo
bull procede-se conforme diagrama na parte superior do equipamento para seleccedilatildeo de
velocidades e registra-se os valores de deflexatildeo apoacutes 1 min de agitaccedilatildeo para 300 200 100 6
e 3 RPM
bull coloca-se o equipamento a 600 RPM por 2 minutos Imediatamente muda-se a
velocidade para 3 RPM desliga-se o motor e apoacutes 10 segundos de repouso liga-se o aparelho
a 3 RPM ao mesmo tempo em que observa-se o ponto maacuteximo atingido pela escala valor este
denominado forccedila gel inicial
bull repere-se os dois uacuteltimos itens entretanto para um tempo de repouso de 10 min A
deflexatildeo maacutexima obtida para esta nova condiccedilatildeo eacute denominada forccedila gel final
bull registra-se os valores das deflexotildees em graus para cada velocidade do equipamento
bull registra-se os valores das forccedilas geacuteis em aproximadamente 100 lbfpesup2 seguindo o
procedimento anteriormente descrito
CALIBRACcedilAtildeO
bull O aparelho deve ser calibrado periodicamente empregando-se uma mistura de
glicerina e aacutegua pura na temperatura ambiente ou atraveacutes do calibrador mecacircnico
padronizado
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 32
42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
421 - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR MATERIAIS
Jogo de papel indicador com escala de cores variadas para comparaccedilatildeo PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Toma-se um papel indicador com escala apropriada
bull posiciona-se o papel na superfiacutecie do fluido ou umedece o mesmo com uma gota do
filtrado do fluido
bull apoacutes um minuto aproximadamente a tira de papel deveraacute ter mudado de cor afetada
pela alcalinidade do fluido ou do filtrado
bull compara-se a cor do papel indicador com a carta colorimeacutetrica correspondente
bull se a cor natildeo corresponder agrave escala calorimeacutetrica da seacuterie escolhida dever-se-aacute repetir a
operaccedilatildeo com outra seacuterie
bull registre-se o pH aproximado a 05 ou a 02 unidades conforme a escala do papel
indicador usado
Nota O papel indicador daacute resultados falsos em fluidos com alta concentraccedilatildeo de sal Para
este caso utiliza-se o meacutetodo potenciomeacutetrico quando o fluido contiver mais de 10000 ppm
Cl
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf (Fluidos agrave Base Aacutegua) A alcalinidade de um filtrado agrave base de aacutegua ou de uma aacutegua proveacutem de um ou mais
dos seguintes agentes quiacutemicos
I ndash HO- - Hidroacutexido
II ndash CO3= - Carbonato
III - CO3H- - Bicarbonato ( Borato + Silicato etc)
A medida da alcalinidade pelo pH fornece as concentraccedilotildees dos sais dissolvidos poreacutem
natildeo indica quanto de cada um dos radicais acima Para isso recorre-se agrave titulaccedilatildeo com o aacutecido
sulfuacuterico em meio contendo um indicador apropriado Para a aacutegua incolor os indicadores satildeo
fenolftaleiacutena e metilorange se a aacutegua ou filtrado estiver corado por exemplo devido a
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 33
lignossulfonato utiliza-se o azul de bromofenol em lugar de metilorange em uacuteltimo caso
usa-se o vermelho de metila em lugar dele
TIPOS DE ALCALINIDADES
Na praacutetica determinam-se as seguintes alcalinidades
I ndash do filtrado agrave fenolftaleiacutena ndash Pf
II ndash do filtrado ao metilorange ndash Mf
III ndash do fluido agrave fenolftaleiacutena ndash Pm
Se numa aacutegua houver apenas HO- entatildeo soacute se mede Pf natildeo havendo CO3= nem
CO3H- a viragem ao metilorange se daacute com a primeira gota de soluccedilatildeo de H2SO4 N50 A
medida que o Mf cresce tornando-se maior que o Pf a alcalinidade passa a ser devida a HO- +
CO3= a CO3
= + CO3H- e por fim somente a CO3H- quando o Pf =0 Entre o Pf =Mf e Pf =0
vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser deduzidas cada uma sendo apropriada para
fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
As concentraccedilotildees desses radicais satildeo expressos em epm (equivalentes partes por
milhatildeo) ppm mgl e em gl conforme a conveniecircncia As alcalinidades geralmente satildeo
expressas em epm usando-se caacutelcio como termo de comparaccedilatildeo de equivalecircncia O peso
atocircmico dele eacute 40 molg e o valor absoluto de sua valecircncia eacute 2 Em termos de valecircncias 1Ca++
= 2HO- 1Ca++ = 1 CO3 1Ca++ = 2CO3H- por conseguinte o equivalente de HO- em Ca++ eacute
20 o equivalente de CO3= em Ca++ eacute 40 etc
As combinaccedilotildees possiacuteveis entre Pf e Mf estatildeo no quadro 1 Os caacutelculos podem ser
efetuados utilizando as foacutermulas contidas no quadro 2
Resultados de
Medidas Interpretaccedilatildeo
HO- CO3= CO3H-
Pf = Mf Pf 0 0
Pf lt 12 Mf 0 2Pf Mf - 2Pf
Pf = 12 Mf 0 2Pf 0
Pf gt 12 Mf 2Pf - Mf 2(Mf - Pf ) 0
Pf = 0 0 0 Mf
Quadro 1 As foacutermulas apresentadas no quadro 2 satildeo baseadas em que
bull 1 epm HO- = 17 ppm HO-
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 34
bull 1 epm CO3= = 30 ppm CO3
=
bull 1 epm CO3H- =61 ppm CO3H-
e nas equivalecircncias estequiomeacutetricas entre Ca++ HO- CO3= e CO3H- anteriormente
apresentadas
Resultados Iacuteon Alcalinidade epm Ppm
Pf = Mf HO- Pf 20Pf 340Pf
Pf lt 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
CO3- Mf - 2Pf 20(Mf - 2Pf) 1200(Mf - 2Pf)
Pf = 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
Pf gt 12 Mf HO- 2Pf - Mf 20(2Pf - Mf) 340(2Pf - Mf)
CO3= 2(Mf - Pf) 40(Mf - Pf) 1200(Mf - Pf)
Pf = 0 CO3H- Mf 20 Mf 1200 Mf
MATERIAIS
bull Caacutepsula de porcelana de 250 cm3
bull 2 pipetas graduadas uma de 1 cm3 e outra de 10 cm3
bull Agitador de vidro
bull Bureta
bull Soluccedilatildeo de H2SO4 N50
bull Soluccedilatildeo indicadora de fenolftaleiacutena
PROCEDIMENTO
bull Meccedila 1 cm3 de fluido e coloque-o em uma caacutepsula
bull Dilua com 50 cm3 de aacutegua destilada
bull Adicione 3 gotas de fenolftaleiacutena
bull Titule com soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 rapidamente
bull Agite continuamente ateacute que a cor da amostra passe do vermelho agrave cor original do
fluido
bull Ao volume da soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 em cm3 se chama alcalinidade do
fluido (Pm)
bull A alcalinidade do filtrado (Pf) se determina seguindo-se o processo anterior tomando-
se 1 cm3 de filtrado
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 35
A determinaccedilatildeo de ldquoMfrdquo Alcalinidade do filtrado ao metilorange seraacute feita do seguinte modo
bull Determinado o Pf adicionar agrave soluccedilatildeo 2 a 3 gotas de soluccedilatildeo de metilorange
bull Continuar a titulaccedilatildeo anterior com a soluccedilatildeo de H2SO4 N50 ateacute viragem do amarelo-
alaranjado para o roacuteseo
bull Anotar o volume Vt de soluccedilatildeo de aacutecido gasto na titulaccedilatildeo Vt em cm3
bull Calcular o Mf como segue
bull Mf =Vt cm3 de H2SO4 N50
NOTAS
1 ndash Se o filtrado se apresentar corado devido por exemplo a tanino a viragem em ambas as
determinaccedilotildees pode ser afetada particularmente no caso do metilorange Neste caso a
determinaccedilatildeo do ponto final poderaacute ser efetuada com um potenciocircmetro O ponto final para a
determinaccedilatildeo da alcalinidade Pf eacute tomado quando o potenciocircmetro acusar o pH 83 para o
valor de Mf quando acusar o pH 43
2 ndash Em lugar do metilorange como indicador para determinaccedilatildeo do Mf podem ser usados
21 ndash azul de bromo-fenol a 01 em aacutegua destilada
22 - indicador misto cuja composiccedilatildeo eacute a seguinte
bull Vermelho de metila002 g
bull Verde de bromo-cresol010 g
bull Aacutelcool qsp1000 cm3
Com estes indicadores a viragem eacute niacutetida pelo que dispensa o uso do potenciocircmetro
A restriccedilatildeo que se faz eacute que estes indicadores satildeo oxidaacuteveis em presenccedila de certas
substacircncias tal como o aacutecido niacutetrico
Registrar-se as alcalinidades Pf e Pm em cm3 de H2SO4 N50
PREPARO DE SOLUCcedilOtildeES E REATIVOS
Soluccedilatildeo titulada de aacutecido sulfuacuterico N50 Toma-se 12 cm3 de aacutecido sulfuacuterico concentrado e o
dilui em matraz aferido (recipiente de vidro com um gargalo muito estreito e com marca de
afericcedilatildeo) de 2000 cm3 com aacutegua destilada Em seguida titula-se com uma soluccedilatildeo de NaOH
01N usando fenolftaleiacutena como indicador
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 36
Soluccedilatildeo Indicadora de Fenolftaleiacutena
Pesa-se 04g de fenolftaleiacutena qp Em seguida dissolve-
se em 60 cm3 de aacutelcool etiacutelico a 95 diluindo-se ateacute 100 cm3 com aacutegua destilada Filtra-se se
formar resiacuteduo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 37
CAPIacuteTULO 6
CONCLUSAtildeO
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 38
6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
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bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
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- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
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Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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CALIBRACcedilAtildeO
bull Deve ser feito a calibraccedilatildeo do equipamento frequentemente com aacutegua doce ateacute 21ordmC
que deveraacute dar uma leitura de densidade igual a 100 A afericcedilatildeo se faz retirando ou colocando
esferas de chumbo no depoacutesito especial que existe na extremidade do braccedilo da balanccedila
414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
Figura 4 4 Filtro-prensa BTBP Fonte wwwfanncom
O equipamento consiste de um reservatoacuterio de fluido com capacidade aproximada de
400 cmsup3 um meio filtrante (Papel de filtro Whatman nordm 50 de 9 cm ou similar) um coletor de
filtrado (proveta graduada) e uma fonte de pressatildeo (cilindro contendo N2 ou CO2) O
reservatoacuterio eacute constituiacutedo por uma ceacutelula tampa superior fixada atraveacutes de uma prensa
gaxetas tela e uma base A aacuterea exposta a filtraccedilatildeo eacute de 7 polsup2 O controle de pressatildeo eacute
efetuado por uma vaacutelvula com registro (manocircmetro) A despressurizaccedilatildeo eacute feita atraveacutes de
uma vaacutelvula de escape
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Assegura-se que todas as partes do filtro estejam limpas e secas e que as gaxetas natildeo
estejam gastas ou deformadas
bull monta-se todas as peccedilas da ceacutelula a base uma gaxeta a tela o papel-filtro outra
gaxeta e o corpo da ceacutelula
bull preenche-se filtro com fluido ateacute um centiacutemetro da borda superior da ceacutelula e coloca-
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se o conjunto sobre o suporte central Assegura-se que a tampa superior da ceacutelula tenha a sua
gaxeta e tampa-se a ceacutelula apertando-a com o parafuso
bull com uma proveta graduada recolhe-se o filtrado na saiacuteda da ceacutelula
bull fecha-se a vaacutelvula de escape e ajusta-se o regulador de pressatildeo ateacute obter 100 psi em 30
segundos no maacuteximo Marca-se o tempo e apoacutes 30 minutos mede-se o volume de filtrado na
proveta Fecha-se a fonte de pressatildeo Elimina-se o gaacutes confinado na ceacutelula atraveacutes da vaacutelvula
de escape cuidadosamente
bull retira-se a ceacutelula do suporte despeja o fluido desarma a ceacutelula recolhe-se o pepal de
filtro com o reboco lave o mesmo com um leve jato de aacutegua e mede-se a sua espessura em
132rdquo
bull registra-se o volume de filtrado em cmsup3 com aproximaccedilatildeo de 01 cmsup3
bull registra-se a espessura do reboco em 132rdquo com aproximaccedilatildeo de 164rdquo
CALIBRACcedilAtildeO
bull Eacute necessaacuterio verificar com frequumlecircncia a exatidatildeo dos manocircmetros
415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
Figura 4 5 ndash Retorta Fonte wwwfanncom A Retorta mostrada na Figura 55 destina-se a determinaccedilatildeo dos teores de soacutelidos e
liacutequidos existentes num fluido atraveacutes da destilaccedilatildeo de uma amostra do mesmo Eacute constituiacutedo
de um copo para amostra com capacidade de 10 cmsup3 uma cacircmara de aquecimento um forno e
um condensador O destilado eacute coletado numa proveta graduada A retorta eacute regulada por um
termostato que permite manter com seguranccedila a temperatura necessaacuteria para completa
destilaccedilatildeo da amostra de fluido
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PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Retira-se a retorta do bloco isolante Usando a espaacutetula como desarmadordesenrosca-
se o depoacutesito de fluido da retorta
bull introduz-se uma palha de accedilo na cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se o depoacutesito com o fluido a ser testado e coloca-se a tampa de afericcedilatildeo no
depoacutesito de fluido
bull limpa-se bem a tampa a rosca e o corpo externo do depoacutesito sem derramar o fluido
bull enrosca-se o depoacutesito na parte inferior da cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se a retorta na cacircmara isolante e fecha-se a tampa da cacircmara isolante
bull coloca-se a proveta graduada sob a descarga do condensador
bull por meio de fio eleacutetrico liga-se o aparelho a uma tomada de 115 volts CA e fecha-se
o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute acender
bull o tempo de destilaccedilatildeo eacute de 35 minutos
bull abre-se o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute apagar
bull deixa-se a retorta esfriar por 10 min Apoacutes isso retira-se a proveta e faz as leituras
correspondentes aos volumes de aacutegua e oacuteleo recuperados na proveta graduada
Os resultados satildeo obtidos em aacutegua = Volume de aacutegua x 10
oacuteleo = Volume de oacuteleo x 10
soacutelidos = 100-( aacutegua + oacuteleo)
416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
Figura 4 6 - Viscosiacutemetro rotativo de cilindros co-axiais Fann mod 35-a Fonte wwwfanncom
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A Figura 46 mostra um aparelho projetado para medir propriedades reoloacutegicas e
gelificantes de liacutequidos Este modelo possui 6 (seis) velocidades e eacute usado tanto em
laboratoacuterio como em sondas de exploraccedilatildeo Possui um motor 50 Hz e 115 volts uma
combinaccedilatildeo rotor-bob-mola de torccedilatildeo que permite medidas de taxa de cisalhamento da ordem
de 511 a 1022 s-1 e tensatildeo de cisalhamento da ordem de zero a 1533 dynascmsup2 Outras
combinaccedilotildees permitem avaliaccedilotildees da ordem de 0707 a 3252 s-1 e de zero a 131520
dynascmsup2 de taxa de deformaccedilatildeo e tensatildeo de cisalhamento respectivamente
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Agita-se o fluido a ser testado no misturador Beach durante 5 min em velocidade alta
(18000 RPM)
bull coloca-se o fluido no copo do viscosiacutemetro ateacute a sua marca e posiciona-se o mesmo na
base do equipamento Eleva-se o copo ateacute que o niacutevel do fluido coincida com a marca no rotor
e fixa-se com o parafuso
bull liga-se o motor acionando o interruptor para a posiccedilatildeo HIGH e certifica-se que o
seletor de engrenagens esteja na posiccedilatildeo inferior
bull faz-se a leitura que corresponde a 600 RPM apoacutes 1 min de operaccedilatildeo
bull procede-se conforme diagrama na parte superior do equipamento para seleccedilatildeo de
velocidades e registra-se os valores de deflexatildeo apoacutes 1 min de agitaccedilatildeo para 300 200 100 6
e 3 RPM
bull coloca-se o equipamento a 600 RPM por 2 minutos Imediatamente muda-se a
velocidade para 3 RPM desliga-se o motor e apoacutes 10 segundos de repouso liga-se o aparelho
a 3 RPM ao mesmo tempo em que observa-se o ponto maacuteximo atingido pela escala valor este
denominado forccedila gel inicial
bull repere-se os dois uacuteltimos itens entretanto para um tempo de repouso de 10 min A
deflexatildeo maacutexima obtida para esta nova condiccedilatildeo eacute denominada forccedila gel final
bull registra-se os valores das deflexotildees em graus para cada velocidade do equipamento
bull registra-se os valores das forccedilas geacuteis em aproximadamente 100 lbfpesup2 seguindo o
procedimento anteriormente descrito
CALIBRACcedilAtildeO
bull O aparelho deve ser calibrado periodicamente empregando-se uma mistura de
glicerina e aacutegua pura na temperatura ambiente ou atraveacutes do calibrador mecacircnico
padronizado
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42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
421 - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR MATERIAIS
Jogo de papel indicador com escala de cores variadas para comparaccedilatildeo PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Toma-se um papel indicador com escala apropriada
bull posiciona-se o papel na superfiacutecie do fluido ou umedece o mesmo com uma gota do
filtrado do fluido
bull apoacutes um minuto aproximadamente a tira de papel deveraacute ter mudado de cor afetada
pela alcalinidade do fluido ou do filtrado
bull compara-se a cor do papel indicador com a carta colorimeacutetrica correspondente
bull se a cor natildeo corresponder agrave escala calorimeacutetrica da seacuterie escolhida dever-se-aacute repetir a
operaccedilatildeo com outra seacuterie
bull registre-se o pH aproximado a 05 ou a 02 unidades conforme a escala do papel
indicador usado
Nota O papel indicador daacute resultados falsos em fluidos com alta concentraccedilatildeo de sal Para
este caso utiliza-se o meacutetodo potenciomeacutetrico quando o fluido contiver mais de 10000 ppm
Cl
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf (Fluidos agrave Base Aacutegua) A alcalinidade de um filtrado agrave base de aacutegua ou de uma aacutegua proveacutem de um ou mais
dos seguintes agentes quiacutemicos
I ndash HO- - Hidroacutexido
II ndash CO3= - Carbonato
III - CO3H- - Bicarbonato ( Borato + Silicato etc)
A medida da alcalinidade pelo pH fornece as concentraccedilotildees dos sais dissolvidos poreacutem
natildeo indica quanto de cada um dos radicais acima Para isso recorre-se agrave titulaccedilatildeo com o aacutecido
sulfuacuterico em meio contendo um indicador apropriado Para a aacutegua incolor os indicadores satildeo
fenolftaleiacutena e metilorange se a aacutegua ou filtrado estiver corado por exemplo devido a
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lignossulfonato utiliza-se o azul de bromofenol em lugar de metilorange em uacuteltimo caso
usa-se o vermelho de metila em lugar dele
TIPOS DE ALCALINIDADES
Na praacutetica determinam-se as seguintes alcalinidades
I ndash do filtrado agrave fenolftaleiacutena ndash Pf
II ndash do filtrado ao metilorange ndash Mf
III ndash do fluido agrave fenolftaleiacutena ndash Pm
Se numa aacutegua houver apenas HO- entatildeo soacute se mede Pf natildeo havendo CO3= nem
CO3H- a viragem ao metilorange se daacute com a primeira gota de soluccedilatildeo de H2SO4 N50 A
medida que o Mf cresce tornando-se maior que o Pf a alcalinidade passa a ser devida a HO- +
CO3= a CO3
= + CO3H- e por fim somente a CO3H- quando o Pf =0 Entre o Pf =Mf e Pf =0
vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser deduzidas cada uma sendo apropriada para
fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
As concentraccedilotildees desses radicais satildeo expressos em epm (equivalentes partes por
milhatildeo) ppm mgl e em gl conforme a conveniecircncia As alcalinidades geralmente satildeo
expressas em epm usando-se caacutelcio como termo de comparaccedilatildeo de equivalecircncia O peso
atocircmico dele eacute 40 molg e o valor absoluto de sua valecircncia eacute 2 Em termos de valecircncias 1Ca++
= 2HO- 1Ca++ = 1 CO3 1Ca++ = 2CO3H- por conseguinte o equivalente de HO- em Ca++ eacute
20 o equivalente de CO3= em Ca++ eacute 40 etc
As combinaccedilotildees possiacuteveis entre Pf e Mf estatildeo no quadro 1 Os caacutelculos podem ser
efetuados utilizando as foacutermulas contidas no quadro 2
Resultados de
Medidas Interpretaccedilatildeo
HO- CO3= CO3H-
Pf = Mf Pf 0 0
Pf lt 12 Mf 0 2Pf Mf - 2Pf
Pf = 12 Mf 0 2Pf 0
Pf gt 12 Mf 2Pf - Mf 2(Mf - Pf ) 0
Pf = 0 0 0 Mf
Quadro 1 As foacutermulas apresentadas no quadro 2 satildeo baseadas em que
bull 1 epm HO- = 17 ppm HO-
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bull 1 epm CO3= = 30 ppm CO3
=
bull 1 epm CO3H- =61 ppm CO3H-
e nas equivalecircncias estequiomeacutetricas entre Ca++ HO- CO3= e CO3H- anteriormente
apresentadas
Resultados Iacuteon Alcalinidade epm Ppm
Pf = Mf HO- Pf 20Pf 340Pf
Pf lt 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
CO3- Mf - 2Pf 20(Mf - 2Pf) 1200(Mf - 2Pf)
Pf = 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
Pf gt 12 Mf HO- 2Pf - Mf 20(2Pf - Mf) 340(2Pf - Mf)
CO3= 2(Mf - Pf) 40(Mf - Pf) 1200(Mf - Pf)
Pf = 0 CO3H- Mf 20 Mf 1200 Mf
MATERIAIS
bull Caacutepsula de porcelana de 250 cm3
bull 2 pipetas graduadas uma de 1 cm3 e outra de 10 cm3
bull Agitador de vidro
bull Bureta
bull Soluccedilatildeo de H2SO4 N50
bull Soluccedilatildeo indicadora de fenolftaleiacutena
PROCEDIMENTO
bull Meccedila 1 cm3 de fluido e coloque-o em uma caacutepsula
bull Dilua com 50 cm3 de aacutegua destilada
bull Adicione 3 gotas de fenolftaleiacutena
bull Titule com soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 rapidamente
bull Agite continuamente ateacute que a cor da amostra passe do vermelho agrave cor original do
fluido
bull Ao volume da soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 em cm3 se chama alcalinidade do
fluido (Pm)
bull A alcalinidade do filtrado (Pf) se determina seguindo-se o processo anterior tomando-
se 1 cm3 de filtrado
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A determinaccedilatildeo de ldquoMfrdquo Alcalinidade do filtrado ao metilorange seraacute feita do seguinte modo
bull Determinado o Pf adicionar agrave soluccedilatildeo 2 a 3 gotas de soluccedilatildeo de metilorange
bull Continuar a titulaccedilatildeo anterior com a soluccedilatildeo de H2SO4 N50 ateacute viragem do amarelo-
alaranjado para o roacuteseo
bull Anotar o volume Vt de soluccedilatildeo de aacutecido gasto na titulaccedilatildeo Vt em cm3
bull Calcular o Mf como segue
bull Mf =Vt cm3 de H2SO4 N50
NOTAS
1 ndash Se o filtrado se apresentar corado devido por exemplo a tanino a viragem em ambas as
determinaccedilotildees pode ser afetada particularmente no caso do metilorange Neste caso a
determinaccedilatildeo do ponto final poderaacute ser efetuada com um potenciocircmetro O ponto final para a
determinaccedilatildeo da alcalinidade Pf eacute tomado quando o potenciocircmetro acusar o pH 83 para o
valor de Mf quando acusar o pH 43
2 ndash Em lugar do metilorange como indicador para determinaccedilatildeo do Mf podem ser usados
21 ndash azul de bromo-fenol a 01 em aacutegua destilada
22 - indicador misto cuja composiccedilatildeo eacute a seguinte
bull Vermelho de metila002 g
bull Verde de bromo-cresol010 g
bull Aacutelcool qsp1000 cm3
Com estes indicadores a viragem eacute niacutetida pelo que dispensa o uso do potenciocircmetro
A restriccedilatildeo que se faz eacute que estes indicadores satildeo oxidaacuteveis em presenccedila de certas
substacircncias tal como o aacutecido niacutetrico
Registrar-se as alcalinidades Pf e Pm em cm3 de H2SO4 N50
PREPARO DE SOLUCcedilOtildeES E REATIVOS
Soluccedilatildeo titulada de aacutecido sulfuacuterico N50 Toma-se 12 cm3 de aacutecido sulfuacuterico concentrado e o
dilui em matraz aferido (recipiente de vidro com um gargalo muito estreito e com marca de
afericcedilatildeo) de 2000 cm3 com aacutegua destilada Em seguida titula-se com uma soluccedilatildeo de NaOH
01N usando fenolftaleiacutena como indicador
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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Soluccedilatildeo Indicadora de Fenolftaleiacutena
Pesa-se 04g de fenolftaleiacutena qp Em seguida dissolve-
se em 60 cm3 de aacutelcool etiacutelico a 95 diluindo-se ateacute 100 cm3 com aacutegua destilada Filtra-se se
formar resiacuteduo
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CAPIacuteTULO 6
CONCLUSAtildeO
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 29
se o conjunto sobre o suporte central Assegura-se que a tampa superior da ceacutelula tenha a sua
gaxeta e tampa-se a ceacutelula apertando-a com o parafuso
bull com uma proveta graduada recolhe-se o filtrado na saiacuteda da ceacutelula
bull fecha-se a vaacutelvula de escape e ajusta-se o regulador de pressatildeo ateacute obter 100 psi em 30
segundos no maacuteximo Marca-se o tempo e apoacutes 30 minutos mede-se o volume de filtrado na
proveta Fecha-se a fonte de pressatildeo Elimina-se o gaacutes confinado na ceacutelula atraveacutes da vaacutelvula
de escape cuidadosamente
bull retira-se a ceacutelula do suporte despeja o fluido desarma a ceacutelula recolhe-se o pepal de
filtro com o reboco lave o mesmo com um leve jato de aacutegua e mede-se a sua espessura em
132rdquo
bull registra-se o volume de filtrado em cmsup3 com aproximaccedilatildeo de 01 cmsup3
bull registra-se a espessura do reboco em 132rdquo com aproximaccedilatildeo de 164rdquo
CALIBRACcedilAtildeO
bull Eacute necessaacuterio verificar com frequumlecircncia a exatidatildeo dos manocircmetros
415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
Figura 4 5 ndash Retorta Fonte wwwfanncom A Retorta mostrada na Figura 55 destina-se a determinaccedilatildeo dos teores de soacutelidos e
liacutequidos existentes num fluido atraveacutes da destilaccedilatildeo de uma amostra do mesmo Eacute constituiacutedo
de um copo para amostra com capacidade de 10 cmsup3 uma cacircmara de aquecimento um forno e
um condensador O destilado eacute coletado numa proveta graduada A retorta eacute regulada por um
termostato que permite manter com seguranccedila a temperatura necessaacuteria para completa
destilaccedilatildeo da amostra de fluido
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 30
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Retira-se a retorta do bloco isolante Usando a espaacutetula como desarmadordesenrosca-
se o depoacutesito de fluido da retorta
bull introduz-se uma palha de accedilo na cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se o depoacutesito com o fluido a ser testado e coloca-se a tampa de afericcedilatildeo no
depoacutesito de fluido
bull limpa-se bem a tampa a rosca e o corpo externo do depoacutesito sem derramar o fluido
bull enrosca-se o depoacutesito na parte inferior da cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se a retorta na cacircmara isolante e fecha-se a tampa da cacircmara isolante
bull coloca-se a proveta graduada sob a descarga do condensador
bull por meio de fio eleacutetrico liga-se o aparelho a uma tomada de 115 volts CA e fecha-se
o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute acender
bull o tempo de destilaccedilatildeo eacute de 35 minutos
bull abre-se o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute apagar
bull deixa-se a retorta esfriar por 10 min Apoacutes isso retira-se a proveta e faz as leituras
correspondentes aos volumes de aacutegua e oacuteleo recuperados na proveta graduada
Os resultados satildeo obtidos em aacutegua = Volume de aacutegua x 10
oacuteleo = Volume de oacuteleo x 10
soacutelidos = 100-( aacutegua + oacuteleo)
416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
Figura 4 6 - Viscosiacutemetro rotativo de cilindros co-axiais Fann mod 35-a Fonte wwwfanncom
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 31
A Figura 46 mostra um aparelho projetado para medir propriedades reoloacutegicas e
gelificantes de liacutequidos Este modelo possui 6 (seis) velocidades e eacute usado tanto em
laboratoacuterio como em sondas de exploraccedilatildeo Possui um motor 50 Hz e 115 volts uma
combinaccedilatildeo rotor-bob-mola de torccedilatildeo que permite medidas de taxa de cisalhamento da ordem
de 511 a 1022 s-1 e tensatildeo de cisalhamento da ordem de zero a 1533 dynascmsup2 Outras
combinaccedilotildees permitem avaliaccedilotildees da ordem de 0707 a 3252 s-1 e de zero a 131520
dynascmsup2 de taxa de deformaccedilatildeo e tensatildeo de cisalhamento respectivamente
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Agita-se o fluido a ser testado no misturador Beach durante 5 min em velocidade alta
(18000 RPM)
bull coloca-se o fluido no copo do viscosiacutemetro ateacute a sua marca e posiciona-se o mesmo na
base do equipamento Eleva-se o copo ateacute que o niacutevel do fluido coincida com a marca no rotor
e fixa-se com o parafuso
bull liga-se o motor acionando o interruptor para a posiccedilatildeo HIGH e certifica-se que o
seletor de engrenagens esteja na posiccedilatildeo inferior
bull faz-se a leitura que corresponde a 600 RPM apoacutes 1 min de operaccedilatildeo
bull procede-se conforme diagrama na parte superior do equipamento para seleccedilatildeo de
velocidades e registra-se os valores de deflexatildeo apoacutes 1 min de agitaccedilatildeo para 300 200 100 6
e 3 RPM
bull coloca-se o equipamento a 600 RPM por 2 minutos Imediatamente muda-se a
velocidade para 3 RPM desliga-se o motor e apoacutes 10 segundos de repouso liga-se o aparelho
a 3 RPM ao mesmo tempo em que observa-se o ponto maacuteximo atingido pela escala valor este
denominado forccedila gel inicial
bull repere-se os dois uacuteltimos itens entretanto para um tempo de repouso de 10 min A
deflexatildeo maacutexima obtida para esta nova condiccedilatildeo eacute denominada forccedila gel final
bull registra-se os valores das deflexotildees em graus para cada velocidade do equipamento
bull registra-se os valores das forccedilas geacuteis em aproximadamente 100 lbfpesup2 seguindo o
procedimento anteriormente descrito
CALIBRACcedilAtildeO
bull O aparelho deve ser calibrado periodicamente empregando-se uma mistura de
glicerina e aacutegua pura na temperatura ambiente ou atraveacutes do calibrador mecacircnico
padronizado
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 32
42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
421 - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR MATERIAIS
Jogo de papel indicador com escala de cores variadas para comparaccedilatildeo PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Toma-se um papel indicador com escala apropriada
bull posiciona-se o papel na superfiacutecie do fluido ou umedece o mesmo com uma gota do
filtrado do fluido
bull apoacutes um minuto aproximadamente a tira de papel deveraacute ter mudado de cor afetada
pela alcalinidade do fluido ou do filtrado
bull compara-se a cor do papel indicador com a carta colorimeacutetrica correspondente
bull se a cor natildeo corresponder agrave escala calorimeacutetrica da seacuterie escolhida dever-se-aacute repetir a
operaccedilatildeo com outra seacuterie
bull registre-se o pH aproximado a 05 ou a 02 unidades conforme a escala do papel
indicador usado
Nota O papel indicador daacute resultados falsos em fluidos com alta concentraccedilatildeo de sal Para
este caso utiliza-se o meacutetodo potenciomeacutetrico quando o fluido contiver mais de 10000 ppm
Cl
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf (Fluidos agrave Base Aacutegua) A alcalinidade de um filtrado agrave base de aacutegua ou de uma aacutegua proveacutem de um ou mais
dos seguintes agentes quiacutemicos
I ndash HO- - Hidroacutexido
II ndash CO3= - Carbonato
III - CO3H- - Bicarbonato ( Borato + Silicato etc)
A medida da alcalinidade pelo pH fornece as concentraccedilotildees dos sais dissolvidos poreacutem
natildeo indica quanto de cada um dos radicais acima Para isso recorre-se agrave titulaccedilatildeo com o aacutecido
sulfuacuterico em meio contendo um indicador apropriado Para a aacutegua incolor os indicadores satildeo
fenolftaleiacutena e metilorange se a aacutegua ou filtrado estiver corado por exemplo devido a
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 33
lignossulfonato utiliza-se o azul de bromofenol em lugar de metilorange em uacuteltimo caso
usa-se o vermelho de metila em lugar dele
TIPOS DE ALCALINIDADES
Na praacutetica determinam-se as seguintes alcalinidades
I ndash do filtrado agrave fenolftaleiacutena ndash Pf
II ndash do filtrado ao metilorange ndash Mf
III ndash do fluido agrave fenolftaleiacutena ndash Pm
Se numa aacutegua houver apenas HO- entatildeo soacute se mede Pf natildeo havendo CO3= nem
CO3H- a viragem ao metilorange se daacute com a primeira gota de soluccedilatildeo de H2SO4 N50 A
medida que o Mf cresce tornando-se maior que o Pf a alcalinidade passa a ser devida a HO- +
CO3= a CO3
= + CO3H- e por fim somente a CO3H- quando o Pf =0 Entre o Pf =Mf e Pf =0
vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser deduzidas cada uma sendo apropriada para
fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
As concentraccedilotildees desses radicais satildeo expressos em epm (equivalentes partes por
milhatildeo) ppm mgl e em gl conforme a conveniecircncia As alcalinidades geralmente satildeo
expressas em epm usando-se caacutelcio como termo de comparaccedilatildeo de equivalecircncia O peso
atocircmico dele eacute 40 molg e o valor absoluto de sua valecircncia eacute 2 Em termos de valecircncias 1Ca++
= 2HO- 1Ca++ = 1 CO3 1Ca++ = 2CO3H- por conseguinte o equivalente de HO- em Ca++ eacute
20 o equivalente de CO3= em Ca++ eacute 40 etc
As combinaccedilotildees possiacuteveis entre Pf e Mf estatildeo no quadro 1 Os caacutelculos podem ser
efetuados utilizando as foacutermulas contidas no quadro 2
Resultados de
Medidas Interpretaccedilatildeo
HO- CO3= CO3H-
Pf = Mf Pf 0 0
Pf lt 12 Mf 0 2Pf Mf - 2Pf
Pf = 12 Mf 0 2Pf 0
Pf gt 12 Mf 2Pf - Mf 2(Mf - Pf ) 0
Pf = 0 0 0 Mf
Quadro 1 As foacutermulas apresentadas no quadro 2 satildeo baseadas em que
bull 1 epm HO- = 17 ppm HO-
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 34
bull 1 epm CO3= = 30 ppm CO3
=
bull 1 epm CO3H- =61 ppm CO3H-
e nas equivalecircncias estequiomeacutetricas entre Ca++ HO- CO3= e CO3H- anteriormente
apresentadas
Resultados Iacuteon Alcalinidade epm Ppm
Pf = Mf HO- Pf 20Pf 340Pf
Pf lt 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
CO3- Mf - 2Pf 20(Mf - 2Pf) 1200(Mf - 2Pf)
Pf = 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
Pf gt 12 Mf HO- 2Pf - Mf 20(2Pf - Mf) 340(2Pf - Mf)
CO3= 2(Mf - Pf) 40(Mf - Pf) 1200(Mf - Pf)
Pf = 0 CO3H- Mf 20 Mf 1200 Mf
MATERIAIS
bull Caacutepsula de porcelana de 250 cm3
bull 2 pipetas graduadas uma de 1 cm3 e outra de 10 cm3
bull Agitador de vidro
bull Bureta
bull Soluccedilatildeo de H2SO4 N50
bull Soluccedilatildeo indicadora de fenolftaleiacutena
PROCEDIMENTO
bull Meccedila 1 cm3 de fluido e coloque-o em uma caacutepsula
bull Dilua com 50 cm3 de aacutegua destilada
bull Adicione 3 gotas de fenolftaleiacutena
bull Titule com soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 rapidamente
bull Agite continuamente ateacute que a cor da amostra passe do vermelho agrave cor original do
fluido
bull Ao volume da soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 em cm3 se chama alcalinidade do
fluido (Pm)
bull A alcalinidade do filtrado (Pf) se determina seguindo-se o processo anterior tomando-
se 1 cm3 de filtrado
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 35
A determinaccedilatildeo de ldquoMfrdquo Alcalinidade do filtrado ao metilorange seraacute feita do seguinte modo
bull Determinado o Pf adicionar agrave soluccedilatildeo 2 a 3 gotas de soluccedilatildeo de metilorange
bull Continuar a titulaccedilatildeo anterior com a soluccedilatildeo de H2SO4 N50 ateacute viragem do amarelo-
alaranjado para o roacuteseo
bull Anotar o volume Vt de soluccedilatildeo de aacutecido gasto na titulaccedilatildeo Vt em cm3
bull Calcular o Mf como segue
bull Mf =Vt cm3 de H2SO4 N50
NOTAS
1 ndash Se o filtrado se apresentar corado devido por exemplo a tanino a viragem em ambas as
determinaccedilotildees pode ser afetada particularmente no caso do metilorange Neste caso a
determinaccedilatildeo do ponto final poderaacute ser efetuada com um potenciocircmetro O ponto final para a
determinaccedilatildeo da alcalinidade Pf eacute tomado quando o potenciocircmetro acusar o pH 83 para o
valor de Mf quando acusar o pH 43
2 ndash Em lugar do metilorange como indicador para determinaccedilatildeo do Mf podem ser usados
21 ndash azul de bromo-fenol a 01 em aacutegua destilada
22 - indicador misto cuja composiccedilatildeo eacute a seguinte
bull Vermelho de metila002 g
bull Verde de bromo-cresol010 g
bull Aacutelcool qsp1000 cm3
Com estes indicadores a viragem eacute niacutetida pelo que dispensa o uso do potenciocircmetro
A restriccedilatildeo que se faz eacute que estes indicadores satildeo oxidaacuteveis em presenccedila de certas
substacircncias tal como o aacutecido niacutetrico
Registrar-se as alcalinidades Pf e Pm em cm3 de H2SO4 N50
PREPARO DE SOLUCcedilOtildeES E REATIVOS
Soluccedilatildeo titulada de aacutecido sulfuacuterico N50 Toma-se 12 cm3 de aacutecido sulfuacuterico concentrado e o
dilui em matraz aferido (recipiente de vidro com um gargalo muito estreito e com marca de
afericcedilatildeo) de 2000 cm3 com aacutegua destilada Em seguida titula-se com uma soluccedilatildeo de NaOH
01N usando fenolftaleiacutena como indicador
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 36
Soluccedilatildeo Indicadora de Fenolftaleiacutena
Pesa-se 04g de fenolftaleiacutena qp Em seguida dissolve-
se em 60 cm3 de aacutelcool etiacutelico a 95 diluindo-se ateacute 100 cm3 com aacutegua destilada Filtra-se se
formar resiacuteduo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 37
CAPIacuteTULO 6
CONCLUSAtildeO
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 38
6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 30
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Retira-se a retorta do bloco isolante Usando a espaacutetula como desarmadordesenrosca-
se o depoacutesito de fluido da retorta
bull introduz-se uma palha de accedilo na cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se o depoacutesito com o fluido a ser testado e coloca-se a tampa de afericcedilatildeo no
depoacutesito de fluido
bull limpa-se bem a tampa a rosca e o corpo externo do depoacutesito sem derramar o fluido
bull enrosca-se o depoacutesito na parte inferior da cacircmara de evaporaccedilatildeo
bull coloca-se a retorta na cacircmara isolante e fecha-se a tampa da cacircmara isolante
bull coloca-se a proveta graduada sob a descarga do condensador
bull por meio de fio eleacutetrico liga-se o aparelho a uma tomada de 115 volts CA e fecha-se
o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute acender
bull o tempo de destilaccedilatildeo eacute de 35 minutos
bull abre-se o circuito eleacutetrico Ao fazer isto a lacircmpada piloto deveraacute apagar
bull deixa-se a retorta esfriar por 10 min Apoacutes isso retira-se a proveta e faz as leituras
correspondentes aos volumes de aacutegua e oacuteleo recuperados na proveta graduada
Os resultados satildeo obtidos em aacutegua = Volume de aacutegua x 10
oacuteleo = Volume de oacuteleo x 10
soacutelidos = 100-( aacutegua + oacuteleo)
416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
Figura 4 6 - Viscosiacutemetro rotativo de cilindros co-axiais Fann mod 35-a Fonte wwwfanncom
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 31
A Figura 46 mostra um aparelho projetado para medir propriedades reoloacutegicas e
gelificantes de liacutequidos Este modelo possui 6 (seis) velocidades e eacute usado tanto em
laboratoacuterio como em sondas de exploraccedilatildeo Possui um motor 50 Hz e 115 volts uma
combinaccedilatildeo rotor-bob-mola de torccedilatildeo que permite medidas de taxa de cisalhamento da ordem
de 511 a 1022 s-1 e tensatildeo de cisalhamento da ordem de zero a 1533 dynascmsup2 Outras
combinaccedilotildees permitem avaliaccedilotildees da ordem de 0707 a 3252 s-1 e de zero a 131520
dynascmsup2 de taxa de deformaccedilatildeo e tensatildeo de cisalhamento respectivamente
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Agita-se o fluido a ser testado no misturador Beach durante 5 min em velocidade alta
(18000 RPM)
bull coloca-se o fluido no copo do viscosiacutemetro ateacute a sua marca e posiciona-se o mesmo na
base do equipamento Eleva-se o copo ateacute que o niacutevel do fluido coincida com a marca no rotor
e fixa-se com o parafuso
bull liga-se o motor acionando o interruptor para a posiccedilatildeo HIGH e certifica-se que o
seletor de engrenagens esteja na posiccedilatildeo inferior
bull faz-se a leitura que corresponde a 600 RPM apoacutes 1 min de operaccedilatildeo
bull procede-se conforme diagrama na parte superior do equipamento para seleccedilatildeo de
velocidades e registra-se os valores de deflexatildeo apoacutes 1 min de agitaccedilatildeo para 300 200 100 6
e 3 RPM
bull coloca-se o equipamento a 600 RPM por 2 minutos Imediatamente muda-se a
velocidade para 3 RPM desliga-se o motor e apoacutes 10 segundos de repouso liga-se o aparelho
a 3 RPM ao mesmo tempo em que observa-se o ponto maacuteximo atingido pela escala valor este
denominado forccedila gel inicial
bull repere-se os dois uacuteltimos itens entretanto para um tempo de repouso de 10 min A
deflexatildeo maacutexima obtida para esta nova condiccedilatildeo eacute denominada forccedila gel final
bull registra-se os valores das deflexotildees em graus para cada velocidade do equipamento
bull registra-se os valores das forccedilas geacuteis em aproximadamente 100 lbfpesup2 seguindo o
procedimento anteriormente descrito
CALIBRACcedilAtildeO
bull O aparelho deve ser calibrado periodicamente empregando-se uma mistura de
glicerina e aacutegua pura na temperatura ambiente ou atraveacutes do calibrador mecacircnico
padronizado
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
421 - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR MATERIAIS
Jogo de papel indicador com escala de cores variadas para comparaccedilatildeo PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Toma-se um papel indicador com escala apropriada
bull posiciona-se o papel na superfiacutecie do fluido ou umedece o mesmo com uma gota do
filtrado do fluido
bull apoacutes um minuto aproximadamente a tira de papel deveraacute ter mudado de cor afetada
pela alcalinidade do fluido ou do filtrado
bull compara-se a cor do papel indicador com a carta colorimeacutetrica correspondente
bull se a cor natildeo corresponder agrave escala calorimeacutetrica da seacuterie escolhida dever-se-aacute repetir a
operaccedilatildeo com outra seacuterie
bull registre-se o pH aproximado a 05 ou a 02 unidades conforme a escala do papel
indicador usado
Nota O papel indicador daacute resultados falsos em fluidos com alta concentraccedilatildeo de sal Para
este caso utiliza-se o meacutetodo potenciomeacutetrico quando o fluido contiver mais de 10000 ppm
Cl
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf (Fluidos agrave Base Aacutegua) A alcalinidade de um filtrado agrave base de aacutegua ou de uma aacutegua proveacutem de um ou mais
dos seguintes agentes quiacutemicos
I ndash HO- - Hidroacutexido
II ndash CO3= - Carbonato
III - CO3H- - Bicarbonato ( Borato + Silicato etc)
A medida da alcalinidade pelo pH fornece as concentraccedilotildees dos sais dissolvidos poreacutem
natildeo indica quanto de cada um dos radicais acima Para isso recorre-se agrave titulaccedilatildeo com o aacutecido
sulfuacuterico em meio contendo um indicador apropriado Para a aacutegua incolor os indicadores satildeo
fenolftaleiacutena e metilorange se a aacutegua ou filtrado estiver corado por exemplo devido a
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lignossulfonato utiliza-se o azul de bromofenol em lugar de metilorange em uacuteltimo caso
usa-se o vermelho de metila em lugar dele
TIPOS DE ALCALINIDADES
Na praacutetica determinam-se as seguintes alcalinidades
I ndash do filtrado agrave fenolftaleiacutena ndash Pf
II ndash do filtrado ao metilorange ndash Mf
III ndash do fluido agrave fenolftaleiacutena ndash Pm
Se numa aacutegua houver apenas HO- entatildeo soacute se mede Pf natildeo havendo CO3= nem
CO3H- a viragem ao metilorange se daacute com a primeira gota de soluccedilatildeo de H2SO4 N50 A
medida que o Mf cresce tornando-se maior que o Pf a alcalinidade passa a ser devida a HO- +
CO3= a CO3
= + CO3H- e por fim somente a CO3H- quando o Pf =0 Entre o Pf =Mf e Pf =0
vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser deduzidas cada uma sendo apropriada para
fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
As concentraccedilotildees desses radicais satildeo expressos em epm (equivalentes partes por
milhatildeo) ppm mgl e em gl conforme a conveniecircncia As alcalinidades geralmente satildeo
expressas em epm usando-se caacutelcio como termo de comparaccedilatildeo de equivalecircncia O peso
atocircmico dele eacute 40 molg e o valor absoluto de sua valecircncia eacute 2 Em termos de valecircncias 1Ca++
= 2HO- 1Ca++ = 1 CO3 1Ca++ = 2CO3H- por conseguinte o equivalente de HO- em Ca++ eacute
20 o equivalente de CO3= em Ca++ eacute 40 etc
As combinaccedilotildees possiacuteveis entre Pf e Mf estatildeo no quadro 1 Os caacutelculos podem ser
efetuados utilizando as foacutermulas contidas no quadro 2
Resultados de
Medidas Interpretaccedilatildeo
HO- CO3= CO3H-
Pf = Mf Pf 0 0
Pf lt 12 Mf 0 2Pf Mf - 2Pf
Pf = 12 Mf 0 2Pf 0
Pf gt 12 Mf 2Pf - Mf 2(Mf - Pf ) 0
Pf = 0 0 0 Mf
Quadro 1 As foacutermulas apresentadas no quadro 2 satildeo baseadas em que
bull 1 epm HO- = 17 ppm HO-
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bull 1 epm CO3= = 30 ppm CO3
=
bull 1 epm CO3H- =61 ppm CO3H-
e nas equivalecircncias estequiomeacutetricas entre Ca++ HO- CO3= e CO3H- anteriormente
apresentadas
Resultados Iacuteon Alcalinidade epm Ppm
Pf = Mf HO- Pf 20Pf 340Pf
Pf lt 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
CO3- Mf - 2Pf 20(Mf - 2Pf) 1200(Mf - 2Pf)
Pf = 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
Pf gt 12 Mf HO- 2Pf - Mf 20(2Pf - Mf) 340(2Pf - Mf)
CO3= 2(Mf - Pf) 40(Mf - Pf) 1200(Mf - Pf)
Pf = 0 CO3H- Mf 20 Mf 1200 Mf
MATERIAIS
bull Caacutepsula de porcelana de 250 cm3
bull 2 pipetas graduadas uma de 1 cm3 e outra de 10 cm3
bull Agitador de vidro
bull Bureta
bull Soluccedilatildeo de H2SO4 N50
bull Soluccedilatildeo indicadora de fenolftaleiacutena
PROCEDIMENTO
bull Meccedila 1 cm3 de fluido e coloque-o em uma caacutepsula
bull Dilua com 50 cm3 de aacutegua destilada
bull Adicione 3 gotas de fenolftaleiacutena
bull Titule com soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 rapidamente
bull Agite continuamente ateacute que a cor da amostra passe do vermelho agrave cor original do
fluido
bull Ao volume da soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 em cm3 se chama alcalinidade do
fluido (Pm)
bull A alcalinidade do filtrado (Pf) se determina seguindo-se o processo anterior tomando-
se 1 cm3 de filtrado
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A determinaccedilatildeo de ldquoMfrdquo Alcalinidade do filtrado ao metilorange seraacute feita do seguinte modo
bull Determinado o Pf adicionar agrave soluccedilatildeo 2 a 3 gotas de soluccedilatildeo de metilorange
bull Continuar a titulaccedilatildeo anterior com a soluccedilatildeo de H2SO4 N50 ateacute viragem do amarelo-
alaranjado para o roacuteseo
bull Anotar o volume Vt de soluccedilatildeo de aacutecido gasto na titulaccedilatildeo Vt em cm3
bull Calcular o Mf como segue
bull Mf =Vt cm3 de H2SO4 N50
NOTAS
1 ndash Se o filtrado se apresentar corado devido por exemplo a tanino a viragem em ambas as
determinaccedilotildees pode ser afetada particularmente no caso do metilorange Neste caso a
determinaccedilatildeo do ponto final poderaacute ser efetuada com um potenciocircmetro O ponto final para a
determinaccedilatildeo da alcalinidade Pf eacute tomado quando o potenciocircmetro acusar o pH 83 para o
valor de Mf quando acusar o pH 43
2 ndash Em lugar do metilorange como indicador para determinaccedilatildeo do Mf podem ser usados
21 ndash azul de bromo-fenol a 01 em aacutegua destilada
22 - indicador misto cuja composiccedilatildeo eacute a seguinte
bull Vermelho de metila002 g
bull Verde de bromo-cresol010 g
bull Aacutelcool qsp1000 cm3
Com estes indicadores a viragem eacute niacutetida pelo que dispensa o uso do potenciocircmetro
A restriccedilatildeo que se faz eacute que estes indicadores satildeo oxidaacuteveis em presenccedila de certas
substacircncias tal como o aacutecido niacutetrico
Registrar-se as alcalinidades Pf e Pm em cm3 de H2SO4 N50
PREPARO DE SOLUCcedilOtildeES E REATIVOS
Soluccedilatildeo titulada de aacutecido sulfuacuterico N50 Toma-se 12 cm3 de aacutecido sulfuacuterico concentrado e o
dilui em matraz aferido (recipiente de vidro com um gargalo muito estreito e com marca de
afericcedilatildeo) de 2000 cm3 com aacutegua destilada Em seguida titula-se com uma soluccedilatildeo de NaOH
01N usando fenolftaleiacutena como indicador
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Soluccedilatildeo Indicadora de Fenolftaleiacutena
Pesa-se 04g de fenolftaleiacutena qp Em seguida dissolve-
se em 60 cm3 de aacutelcool etiacutelico a 95 diluindo-se ateacute 100 cm3 com aacutegua destilada Filtra-se se
formar resiacuteduo
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CAPIacuteTULO 6
CONCLUSAtildeO
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6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
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CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
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7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 31
A Figura 46 mostra um aparelho projetado para medir propriedades reoloacutegicas e
gelificantes de liacutequidos Este modelo possui 6 (seis) velocidades e eacute usado tanto em
laboratoacuterio como em sondas de exploraccedilatildeo Possui um motor 50 Hz e 115 volts uma
combinaccedilatildeo rotor-bob-mola de torccedilatildeo que permite medidas de taxa de cisalhamento da ordem
de 511 a 1022 s-1 e tensatildeo de cisalhamento da ordem de zero a 1533 dynascmsup2 Outras
combinaccedilotildees permitem avaliaccedilotildees da ordem de 0707 a 3252 s-1 e de zero a 131520
dynascmsup2 de taxa de deformaccedilatildeo e tensatildeo de cisalhamento respectivamente
PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Agita-se o fluido a ser testado no misturador Beach durante 5 min em velocidade alta
(18000 RPM)
bull coloca-se o fluido no copo do viscosiacutemetro ateacute a sua marca e posiciona-se o mesmo na
base do equipamento Eleva-se o copo ateacute que o niacutevel do fluido coincida com a marca no rotor
e fixa-se com o parafuso
bull liga-se o motor acionando o interruptor para a posiccedilatildeo HIGH e certifica-se que o
seletor de engrenagens esteja na posiccedilatildeo inferior
bull faz-se a leitura que corresponde a 600 RPM apoacutes 1 min de operaccedilatildeo
bull procede-se conforme diagrama na parte superior do equipamento para seleccedilatildeo de
velocidades e registra-se os valores de deflexatildeo apoacutes 1 min de agitaccedilatildeo para 300 200 100 6
e 3 RPM
bull coloca-se o equipamento a 600 RPM por 2 minutos Imediatamente muda-se a
velocidade para 3 RPM desliga-se o motor e apoacutes 10 segundos de repouso liga-se o aparelho
a 3 RPM ao mesmo tempo em que observa-se o ponto maacuteximo atingido pela escala valor este
denominado forccedila gel inicial
bull repere-se os dois uacuteltimos itens entretanto para um tempo de repouso de 10 min A
deflexatildeo maacutexima obtida para esta nova condiccedilatildeo eacute denominada forccedila gel final
bull registra-se os valores das deflexotildees em graus para cada velocidade do equipamento
bull registra-se os valores das forccedilas geacuteis em aproximadamente 100 lbfpesup2 seguindo o
procedimento anteriormente descrito
CALIBRACcedilAtildeO
bull O aparelho deve ser calibrado periodicamente empregando-se uma mistura de
glicerina e aacutegua pura na temperatura ambiente ou atraveacutes do calibrador mecacircnico
padronizado
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 32
42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
421 - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR MATERIAIS
Jogo de papel indicador com escala de cores variadas para comparaccedilatildeo PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Toma-se um papel indicador com escala apropriada
bull posiciona-se o papel na superfiacutecie do fluido ou umedece o mesmo com uma gota do
filtrado do fluido
bull apoacutes um minuto aproximadamente a tira de papel deveraacute ter mudado de cor afetada
pela alcalinidade do fluido ou do filtrado
bull compara-se a cor do papel indicador com a carta colorimeacutetrica correspondente
bull se a cor natildeo corresponder agrave escala calorimeacutetrica da seacuterie escolhida dever-se-aacute repetir a
operaccedilatildeo com outra seacuterie
bull registre-se o pH aproximado a 05 ou a 02 unidades conforme a escala do papel
indicador usado
Nota O papel indicador daacute resultados falsos em fluidos com alta concentraccedilatildeo de sal Para
este caso utiliza-se o meacutetodo potenciomeacutetrico quando o fluido contiver mais de 10000 ppm
Cl
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf (Fluidos agrave Base Aacutegua) A alcalinidade de um filtrado agrave base de aacutegua ou de uma aacutegua proveacutem de um ou mais
dos seguintes agentes quiacutemicos
I ndash HO- - Hidroacutexido
II ndash CO3= - Carbonato
III - CO3H- - Bicarbonato ( Borato + Silicato etc)
A medida da alcalinidade pelo pH fornece as concentraccedilotildees dos sais dissolvidos poreacutem
natildeo indica quanto de cada um dos radicais acima Para isso recorre-se agrave titulaccedilatildeo com o aacutecido
sulfuacuterico em meio contendo um indicador apropriado Para a aacutegua incolor os indicadores satildeo
fenolftaleiacutena e metilorange se a aacutegua ou filtrado estiver corado por exemplo devido a
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 33
lignossulfonato utiliza-se o azul de bromofenol em lugar de metilorange em uacuteltimo caso
usa-se o vermelho de metila em lugar dele
TIPOS DE ALCALINIDADES
Na praacutetica determinam-se as seguintes alcalinidades
I ndash do filtrado agrave fenolftaleiacutena ndash Pf
II ndash do filtrado ao metilorange ndash Mf
III ndash do fluido agrave fenolftaleiacutena ndash Pm
Se numa aacutegua houver apenas HO- entatildeo soacute se mede Pf natildeo havendo CO3= nem
CO3H- a viragem ao metilorange se daacute com a primeira gota de soluccedilatildeo de H2SO4 N50 A
medida que o Mf cresce tornando-se maior que o Pf a alcalinidade passa a ser devida a HO- +
CO3= a CO3
= + CO3H- e por fim somente a CO3H- quando o Pf =0 Entre o Pf =Mf e Pf =0
vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser deduzidas cada uma sendo apropriada para
fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
As concentraccedilotildees desses radicais satildeo expressos em epm (equivalentes partes por
milhatildeo) ppm mgl e em gl conforme a conveniecircncia As alcalinidades geralmente satildeo
expressas em epm usando-se caacutelcio como termo de comparaccedilatildeo de equivalecircncia O peso
atocircmico dele eacute 40 molg e o valor absoluto de sua valecircncia eacute 2 Em termos de valecircncias 1Ca++
= 2HO- 1Ca++ = 1 CO3 1Ca++ = 2CO3H- por conseguinte o equivalente de HO- em Ca++ eacute
20 o equivalente de CO3= em Ca++ eacute 40 etc
As combinaccedilotildees possiacuteveis entre Pf e Mf estatildeo no quadro 1 Os caacutelculos podem ser
efetuados utilizando as foacutermulas contidas no quadro 2
Resultados de
Medidas Interpretaccedilatildeo
HO- CO3= CO3H-
Pf = Mf Pf 0 0
Pf lt 12 Mf 0 2Pf Mf - 2Pf
Pf = 12 Mf 0 2Pf 0
Pf gt 12 Mf 2Pf - Mf 2(Mf - Pf ) 0
Pf = 0 0 0 Mf
Quadro 1 As foacutermulas apresentadas no quadro 2 satildeo baseadas em que
bull 1 epm HO- = 17 ppm HO-
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Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 34
bull 1 epm CO3= = 30 ppm CO3
=
bull 1 epm CO3H- =61 ppm CO3H-
e nas equivalecircncias estequiomeacutetricas entre Ca++ HO- CO3= e CO3H- anteriormente
apresentadas
Resultados Iacuteon Alcalinidade epm Ppm
Pf = Mf HO- Pf 20Pf 340Pf
Pf lt 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
CO3- Mf - 2Pf 20(Mf - 2Pf) 1200(Mf - 2Pf)
Pf = 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
Pf gt 12 Mf HO- 2Pf - Mf 20(2Pf - Mf) 340(2Pf - Mf)
CO3= 2(Mf - Pf) 40(Mf - Pf) 1200(Mf - Pf)
Pf = 0 CO3H- Mf 20 Mf 1200 Mf
MATERIAIS
bull Caacutepsula de porcelana de 250 cm3
bull 2 pipetas graduadas uma de 1 cm3 e outra de 10 cm3
bull Agitador de vidro
bull Bureta
bull Soluccedilatildeo de H2SO4 N50
bull Soluccedilatildeo indicadora de fenolftaleiacutena
PROCEDIMENTO
bull Meccedila 1 cm3 de fluido e coloque-o em uma caacutepsula
bull Dilua com 50 cm3 de aacutegua destilada
bull Adicione 3 gotas de fenolftaleiacutena
bull Titule com soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 rapidamente
bull Agite continuamente ateacute que a cor da amostra passe do vermelho agrave cor original do
fluido
bull Ao volume da soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 em cm3 se chama alcalinidade do
fluido (Pm)
bull A alcalinidade do filtrado (Pf) se determina seguindo-se o processo anterior tomando-
se 1 cm3 de filtrado
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 35
A determinaccedilatildeo de ldquoMfrdquo Alcalinidade do filtrado ao metilorange seraacute feita do seguinte modo
bull Determinado o Pf adicionar agrave soluccedilatildeo 2 a 3 gotas de soluccedilatildeo de metilorange
bull Continuar a titulaccedilatildeo anterior com a soluccedilatildeo de H2SO4 N50 ateacute viragem do amarelo-
alaranjado para o roacuteseo
bull Anotar o volume Vt de soluccedilatildeo de aacutecido gasto na titulaccedilatildeo Vt em cm3
bull Calcular o Mf como segue
bull Mf =Vt cm3 de H2SO4 N50
NOTAS
1 ndash Se o filtrado se apresentar corado devido por exemplo a tanino a viragem em ambas as
determinaccedilotildees pode ser afetada particularmente no caso do metilorange Neste caso a
determinaccedilatildeo do ponto final poderaacute ser efetuada com um potenciocircmetro O ponto final para a
determinaccedilatildeo da alcalinidade Pf eacute tomado quando o potenciocircmetro acusar o pH 83 para o
valor de Mf quando acusar o pH 43
2 ndash Em lugar do metilorange como indicador para determinaccedilatildeo do Mf podem ser usados
21 ndash azul de bromo-fenol a 01 em aacutegua destilada
22 - indicador misto cuja composiccedilatildeo eacute a seguinte
bull Vermelho de metila002 g
bull Verde de bromo-cresol010 g
bull Aacutelcool qsp1000 cm3
Com estes indicadores a viragem eacute niacutetida pelo que dispensa o uso do potenciocircmetro
A restriccedilatildeo que se faz eacute que estes indicadores satildeo oxidaacuteveis em presenccedila de certas
substacircncias tal como o aacutecido niacutetrico
Registrar-se as alcalinidades Pf e Pm em cm3 de H2SO4 N50
PREPARO DE SOLUCcedilOtildeES E REATIVOS
Soluccedilatildeo titulada de aacutecido sulfuacuterico N50 Toma-se 12 cm3 de aacutecido sulfuacuterico concentrado e o
dilui em matraz aferido (recipiente de vidro com um gargalo muito estreito e com marca de
afericcedilatildeo) de 2000 cm3 com aacutegua destilada Em seguida titula-se com uma soluccedilatildeo de NaOH
01N usando fenolftaleiacutena como indicador
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 36
Soluccedilatildeo Indicadora de Fenolftaleiacutena
Pesa-se 04g de fenolftaleiacutena qp Em seguida dissolve-
se em 60 cm3 de aacutelcool etiacutelico a 95 diluindo-se ateacute 100 cm3 com aacutegua destilada Filtra-se se
formar resiacuteduo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 37
CAPIacuteTULO 6
CONCLUSAtildeO
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 38
6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 32
42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
421 - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR MATERIAIS
Jogo de papel indicador com escala de cores variadas para comparaccedilatildeo PROCEDIMENTO DE ANAacuteLISE
bull Toma-se um papel indicador com escala apropriada
bull posiciona-se o papel na superfiacutecie do fluido ou umedece o mesmo com uma gota do
filtrado do fluido
bull apoacutes um minuto aproximadamente a tira de papel deveraacute ter mudado de cor afetada
pela alcalinidade do fluido ou do filtrado
bull compara-se a cor do papel indicador com a carta colorimeacutetrica correspondente
bull se a cor natildeo corresponder agrave escala calorimeacutetrica da seacuterie escolhida dever-se-aacute repetir a
operaccedilatildeo com outra seacuterie
bull registre-se o pH aproximado a 05 ou a 02 unidades conforme a escala do papel
indicador usado
Nota O papel indicador daacute resultados falsos em fluidos com alta concentraccedilatildeo de sal Para
este caso utiliza-se o meacutetodo potenciomeacutetrico quando o fluido contiver mais de 10000 ppm
Cl
422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf (Fluidos agrave Base Aacutegua) A alcalinidade de um filtrado agrave base de aacutegua ou de uma aacutegua proveacutem de um ou mais
dos seguintes agentes quiacutemicos
I ndash HO- - Hidroacutexido
II ndash CO3= - Carbonato
III - CO3H- - Bicarbonato ( Borato + Silicato etc)
A medida da alcalinidade pelo pH fornece as concentraccedilotildees dos sais dissolvidos poreacutem
natildeo indica quanto de cada um dos radicais acima Para isso recorre-se agrave titulaccedilatildeo com o aacutecido
sulfuacuterico em meio contendo um indicador apropriado Para a aacutegua incolor os indicadores satildeo
fenolftaleiacutena e metilorange se a aacutegua ou filtrado estiver corado por exemplo devido a
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 33
lignossulfonato utiliza-se o azul de bromofenol em lugar de metilorange em uacuteltimo caso
usa-se o vermelho de metila em lugar dele
TIPOS DE ALCALINIDADES
Na praacutetica determinam-se as seguintes alcalinidades
I ndash do filtrado agrave fenolftaleiacutena ndash Pf
II ndash do filtrado ao metilorange ndash Mf
III ndash do fluido agrave fenolftaleiacutena ndash Pm
Se numa aacutegua houver apenas HO- entatildeo soacute se mede Pf natildeo havendo CO3= nem
CO3H- a viragem ao metilorange se daacute com a primeira gota de soluccedilatildeo de H2SO4 N50 A
medida que o Mf cresce tornando-se maior que o Pf a alcalinidade passa a ser devida a HO- +
CO3= a CO3
= + CO3H- e por fim somente a CO3H- quando o Pf =0 Entre o Pf =Mf e Pf =0
vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser deduzidas cada uma sendo apropriada para
fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
As concentraccedilotildees desses radicais satildeo expressos em epm (equivalentes partes por
milhatildeo) ppm mgl e em gl conforme a conveniecircncia As alcalinidades geralmente satildeo
expressas em epm usando-se caacutelcio como termo de comparaccedilatildeo de equivalecircncia O peso
atocircmico dele eacute 40 molg e o valor absoluto de sua valecircncia eacute 2 Em termos de valecircncias 1Ca++
= 2HO- 1Ca++ = 1 CO3 1Ca++ = 2CO3H- por conseguinte o equivalente de HO- em Ca++ eacute
20 o equivalente de CO3= em Ca++ eacute 40 etc
As combinaccedilotildees possiacuteveis entre Pf e Mf estatildeo no quadro 1 Os caacutelculos podem ser
efetuados utilizando as foacutermulas contidas no quadro 2
Resultados de
Medidas Interpretaccedilatildeo
HO- CO3= CO3H-
Pf = Mf Pf 0 0
Pf lt 12 Mf 0 2Pf Mf - 2Pf
Pf = 12 Mf 0 2Pf 0
Pf gt 12 Mf 2Pf - Mf 2(Mf - Pf ) 0
Pf = 0 0 0 Mf
Quadro 1 As foacutermulas apresentadas no quadro 2 satildeo baseadas em que
bull 1 epm HO- = 17 ppm HO-
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 34
bull 1 epm CO3= = 30 ppm CO3
=
bull 1 epm CO3H- =61 ppm CO3H-
e nas equivalecircncias estequiomeacutetricas entre Ca++ HO- CO3= e CO3H- anteriormente
apresentadas
Resultados Iacuteon Alcalinidade epm Ppm
Pf = Mf HO- Pf 20Pf 340Pf
Pf lt 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
CO3- Mf - 2Pf 20(Mf - 2Pf) 1200(Mf - 2Pf)
Pf = 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
Pf gt 12 Mf HO- 2Pf - Mf 20(2Pf - Mf) 340(2Pf - Mf)
CO3= 2(Mf - Pf) 40(Mf - Pf) 1200(Mf - Pf)
Pf = 0 CO3H- Mf 20 Mf 1200 Mf
MATERIAIS
bull Caacutepsula de porcelana de 250 cm3
bull 2 pipetas graduadas uma de 1 cm3 e outra de 10 cm3
bull Agitador de vidro
bull Bureta
bull Soluccedilatildeo de H2SO4 N50
bull Soluccedilatildeo indicadora de fenolftaleiacutena
PROCEDIMENTO
bull Meccedila 1 cm3 de fluido e coloque-o em uma caacutepsula
bull Dilua com 50 cm3 de aacutegua destilada
bull Adicione 3 gotas de fenolftaleiacutena
bull Titule com soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 rapidamente
bull Agite continuamente ateacute que a cor da amostra passe do vermelho agrave cor original do
fluido
bull Ao volume da soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 em cm3 se chama alcalinidade do
fluido (Pm)
bull A alcalinidade do filtrado (Pf) se determina seguindo-se o processo anterior tomando-
se 1 cm3 de filtrado
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 35
A determinaccedilatildeo de ldquoMfrdquo Alcalinidade do filtrado ao metilorange seraacute feita do seguinte modo
bull Determinado o Pf adicionar agrave soluccedilatildeo 2 a 3 gotas de soluccedilatildeo de metilorange
bull Continuar a titulaccedilatildeo anterior com a soluccedilatildeo de H2SO4 N50 ateacute viragem do amarelo-
alaranjado para o roacuteseo
bull Anotar o volume Vt de soluccedilatildeo de aacutecido gasto na titulaccedilatildeo Vt em cm3
bull Calcular o Mf como segue
bull Mf =Vt cm3 de H2SO4 N50
NOTAS
1 ndash Se o filtrado se apresentar corado devido por exemplo a tanino a viragem em ambas as
determinaccedilotildees pode ser afetada particularmente no caso do metilorange Neste caso a
determinaccedilatildeo do ponto final poderaacute ser efetuada com um potenciocircmetro O ponto final para a
determinaccedilatildeo da alcalinidade Pf eacute tomado quando o potenciocircmetro acusar o pH 83 para o
valor de Mf quando acusar o pH 43
2 ndash Em lugar do metilorange como indicador para determinaccedilatildeo do Mf podem ser usados
21 ndash azul de bromo-fenol a 01 em aacutegua destilada
22 - indicador misto cuja composiccedilatildeo eacute a seguinte
bull Vermelho de metila002 g
bull Verde de bromo-cresol010 g
bull Aacutelcool qsp1000 cm3
Com estes indicadores a viragem eacute niacutetida pelo que dispensa o uso do potenciocircmetro
A restriccedilatildeo que se faz eacute que estes indicadores satildeo oxidaacuteveis em presenccedila de certas
substacircncias tal como o aacutecido niacutetrico
Registrar-se as alcalinidades Pf e Pm em cm3 de H2SO4 N50
PREPARO DE SOLUCcedilOtildeES E REATIVOS
Soluccedilatildeo titulada de aacutecido sulfuacuterico N50 Toma-se 12 cm3 de aacutecido sulfuacuterico concentrado e o
dilui em matraz aferido (recipiente de vidro com um gargalo muito estreito e com marca de
afericcedilatildeo) de 2000 cm3 com aacutegua destilada Em seguida titula-se com uma soluccedilatildeo de NaOH
01N usando fenolftaleiacutena como indicador
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 36
Soluccedilatildeo Indicadora de Fenolftaleiacutena
Pesa-se 04g de fenolftaleiacutena qp Em seguida dissolve-
se em 60 cm3 de aacutelcool etiacutelico a 95 diluindo-se ateacute 100 cm3 com aacutegua destilada Filtra-se se
formar resiacuteduo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 37
CAPIacuteTULO 6
CONCLUSAtildeO
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 38
6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 33
lignossulfonato utiliza-se o azul de bromofenol em lugar de metilorange em uacuteltimo caso
usa-se o vermelho de metila em lugar dele
TIPOS DE ALCALINIDADES
Na praacutetica determinam-se as seguintes alcalinidades
I ndash do filtrado agrave fenolftaleiacutena ndash Pf
II ndash do filtrado ao metilorange ndash Mf
III ndash do fluido agrave fenolftaleiacutena ndash Pm
Se numa aacutegua houver apenas HO- entatildeo soacute se mede Pf natildeo havendo CO3= nem
CO3H- a viragem ao metilorange se daacute com a primeira gota de soluccedilatildeo de H2SO4 N50 A
medida que o Mf cresce tornando-se maior que o Pf a alcalinidade passa a ser devida a HO- +
CO3= a CO3
= + CO3H- e por fim somente a CO3H- quando o Pf =0 Entre o Pf =Mf e Pf =0
vaacuterias relaccedilotildees entre o Pf e o Mf podem ser deduzidas cada uma sendo apropriada para
fornecer a concentraccedilatildeo de cada um dos radicais
As concentraccedilotildees desses radicais satildeo expressos em epm (equivalentes partes por
milhatildeo) ppm mgl e em gl conforme a conveniecircncia As alcalinidades geralmente satildeo
expressas em epm usando-se caacutelcio como termo de comparaccedilatildeo de equivalecircncia O peso
atocircmico dele eacute 40 molg e o valor absoluto de sua valecircncia eacute 2 Em termos de valecircncias 1Ca++
= 2HO- 1Ca++ = 1 CO3 1Ca++ = 2CO3H- por conseguinte o equivalente de HO- em Ca++ eacute
20 o equivalente de CO3= em Ca++ eacute 40 etc
As combinaccedilotildees possiacuteveis entre Pf e Mf estatildeo no quadro 1 Os caacutelculos podem ser
efetuados utilizando as foacutermulas contidas no quadro 2
Resultados de
Medidas Interpretaccedilatildeo
HO- CO3= CO3H-
Pf = Mf Pf 0 0
Pf lt 12 Mf 0 2Pf Mf - 2Pf
Pf = 12 Mf 0 2Pf 0
Pf gt 12 Mf 2Pf - Mf 2(Mf - Pf ) 0
Pf = 0 0 0 Mf
Quadro 1 As foacutermulas apresentadas no quadro 2 satildeo baseadas em que
bull 1 epm HO- = 17 ppm HO-
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 34
bull 1 epm CO3= = 30 ppm CO3
=
bull 1 epm CO3H- =61 ppm CO3H-
e nas equivalecircncias estequiomeacutetricas entre Ca++ HO- CO3= e CO3H- anteriormente
apresentadas
Resultados Iacuteon Alcalinidade epm Ppm
Pf = Mf HO- Pf 20Pf 340Pf
Pf lt 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
CO3- Mf - 2Pf 20(Mf - 2Pf) 1200(Mf - 2Pf)
Pf = 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
Pf gt 12 Mf HO- 2Pf - Mf 20(2Pf - Mf) 340(2Pf - Mf)
CO3= 2(Mf - Pf) 40(Mf - Pf) 1200(Mf - Pf)
Pf = 0 CO3H- Mf 20 Mf 1200 Mf
MATERIAIS
bull Caacutepsula de porcelana de 250 cm3
bull 2 pipetas graduadas uma de 1 cm3 e outra de 10 cm3
bull Agitador de vidro
bull Bureta
bull Soluccedilatildeo de H2SO4 N50
bull Soluccedilatildeo indicadora de fenolftaleiacutena
PROCEDIMENTO
bull Meccedila 1 cm3 de fluido e coloque-o em uma caacutepsula
bull Dilua com 50 cm3 de aacutegua destilada
bull Adicione 3 gotas de fenolftaleiacutena
bull Titule com soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 rapidamente
bull Agite continuamente ateacute que a cor da amostra passe do vermelho agrave cor original do
fluido
bull Ao volume da soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 em cm3 se chama alcalinidade do
fluido (Pm)
bull A alcalinidade do filtrado (Pf) se determina seguindo-se o processo anterior tomando-
se 1 cm3 de filtrado
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 35
A determinaccedilatildeo de ldquoMfrdquo Alcalinidade do filtrado ao metilorange seraacute feita do seguinte modo
bull Determinado o Pf adicionar agrave soluccedilatildeo 2 a 3 gotas de soluccedilatildeo de metilorange
bull Continuar a titulaccedilatildeo anterior com a soluccedilatildeo de H2SO4 N50 ateacute viragem do amarelo-
alaranjado para o roacuteseo
bull Anotar o volume Vt de soluccedilatildeo de aacutecido gasto na titulaccedilatildeo Vt em cm3
bull Calcular o Mf como segue
bull Mf =Vt cm3 de H2SO4 N50
NOTAS
1 ndash Se o filtrado se apresentar corado devido por exemplo a tanino a viragem em ambas as
determinaccedilotildees pode ser afetada particularmente no caso do metilorange Neste caso a
determinaccedilatildeo do ponto final poderaacute ser efetuada com um potenciocircmetro O ponto final para a
determinaccedilatildeo da alcalinidade Pf eacute tomado quando o potenciocircmetro acusar o pH 83 para o
valor de Mf quando acusar o pH 43
2 ndash Em lugar do metilorange como indicador para determinaccedilatildeo do Mf podem ser usados
21 ndash azul de bromo-fenol a 01 em aacutegua destilada
22 - indicador misto cuja composiccedilatildeo eacute a seguinte
bull Vermelho de metila002 g
bull Verde de bromo-cresol010 g
bull Aacutelcool qsp1000 cm3
Com estes indicadores a viragem eacute niacutetida pelo que dispensa o uso do potenciocircmetro
A restriccedilatildeo que se faz eacute que estes indicadores satildeo oxidaacuteveis em presenccedila de certas
substacircncias tal como o aacutecido niacutetrico
Registrar-se as alcalinidades Pf e Pm em cm3 de H2SO4 N50
PREPARO DE SOLUCcedilOtildeES E REATIVOS
Soluccedilatildeo titulada de aacutecido sulfuacuterico N50 Toma-se 12 cm3 de aacutecido sulfuacuterico concentrado e o
dilui em matraz aferido (recipiente de vidro com um gargalo muito estreito e com marca de
afericcedilatildeo) de 2000 cm3 com aacutegua destilada Em seguida titula-se com uma soluccedilatildeo de NaOH
01N usando fenolftaleiacutena como indicador
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 36
Soluccedilatildeo Indicadora de Fenolftaleiacutena
Pesa-se 04g de fenolftaleiacutena qp Em seguida dissolve-
se em 60 cm3 de aacutelcool etiacutelico a 95 diluindo-se ateacute 100 cm3 com aacutegua destilada Filtra-se se
formar resiacuteduo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 37
CAPIacuteTULO 6
CONCLUSAtildeO
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 38
6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 34
bull 1 epm CO3= = 30 ppm CO3
=
bull 1 epm CO3H- =61 ppm CO3H-
e nas equivalecircncias estequiomeacutetricas entre Ca++ HO- CO3= e CO3H- anteriormente
apresentadas
Resultados Iacuteon Alcalinidade epm Ppm
Pf = Mf HO- Pf 20Pf 340Pf
Pf lt 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
CO3- Mf - 2Pf 20(Mf - 2Pf) 1200(Mf - 2Pf)
Pf = 12 Mf CO3= 2Pf 40Pf 1200Pf
Pf gt 12 Mf HO- 2Pf - Mf 20(2Pf - Mf) 340(2Pf - Mf)
CO3= 2(Mf - Pf) 40(Mf - Pf) 1200(Mf - Pf)
Pf = 0 CO3H- Mf 20 Mf 1200 Mf
MATERIAIS
bull Caacutepsula de porcelana de 250 cm3
bull 2 pipetas graduadas uma de 1 cm3 e outra de 10 cm3
bull Agitador de vidro
bull Bureta
bull Soluccedilatildeo de H2SO4 N50
bull Soluccedilatildeo indicadora de fenolftaleiacutena
PROCEDIMENTO
bull Meccedila 1 cm3 de fluido e coloque-o em uma caacutepsula
bull Dilua com 50 cm3 de aacutegua destilada
bull Adicione 3 gotas de fenolftaleiacutena
bull Titule com soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 rapidamente
bull Agite continuamente ateacute que a cor da amostra passe do vermelho agrave cor original do
fluido
bull Ao volume da soluccedilatildeo de aacutecido sulfuacuterico N50 em cm3 se chama alcalinidade do
fluido (Pm)
bull A alcalinidade do filtrado (Pf) se determina seguindo-se o processo anterior tomando-
se 1 cm3 de filtrado
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 35
A determinaccedilatildeo de ldquoMfrdquo Alcalinidade do filtrado ao metilorange seraacute feita do seguinte modo
bull Determinado o Pf adicionar agrave soluccedilatildeo 2 a 3 gotas de soluccedilatildeo de metilorange
bull Continuar a titulaccedilatildeo anterior com a soluccedilatildeo de H2SO4 N50 ateacute viragem do amarelo-
alaranjado para o roacuteseo
bull Anotar o volume Vt de soluccedilatildeo de aacutecido gasto na titulaccedilatildeo Vt em cm3
bull Calcular o Mf como segue
bull Mf =Vt cm3 de H2SO4 N50
NOTAS
1 ndash Se o filtrado se apresentar corado devido por exemplo a tanino a viragem em ambas as
determinaccedilotildees pode ser afetada particularmente no caso do metilorange Neste caso a
determinaccedilatildeo do ponto final poderaacute ser efetuada com um potenciocircmetro O ponto final para a
determinaccedilatildeo da alcalinidade Pf eacute tomado quando o potenciocircmetro acusar o pH 83 para o
valor de Mf quando acusar o pH 43
2 ndash Em lugar do metilorange como indicador para determinaccedilatildeo do Mf podem ser usados
21 ndash azul de bromo-fenol a 01 em aacutegua destilada
22 - indicador misto cuja composiccedilatildeo eacute a seguinte
bull Vermelho de metila002 g
bull Verde de bromo-cresol010 g
bull Aacutelcool qsp1000 cm3
Com estes indicadores a viragem eacute niacutetida pelo que dispensa o uso do potenciocircmetro
A restriccedilatildeo que se faz eacute que estes indicadores satildeo oxidaacuteveis em presenccedila de certas
substacircncias tal como o aacutecido niacutetrico
Registrar-se as alcalinidades Pf e Pm em cm3 de H2SO4 N50
PREPARO DE SOLUCcedilOtildeES E REATIVOS
Soluccedilatildeo titulada de aacutecido sulfuacuterico N50 Toma-se 12 cm3 de aacutecido sulfuacuterico concentrado e o
dilui em matraz aferido (recipiente de vidro com um gargalo muito estreito e com marca de
afericcedilatildeo) de 2000 cm3 com aacutegua destilada Em seguida titula-se com uma soluccedilatildeo de NaOH
01N usando fenolftaleiacutena como indicador
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 36
Soluccedilatildeo Indicadora de Fenolftaleiacutena
Pesa-se 04g de fenolftaleiacutena qp Em seguida dissolve-
se em 60 cm3 de aacutelcool etiacutelico a 95 diluindo-se ateacute 100 cm3 com aacutegua destilada Filtra-se se
formar resiacuteduo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 37
CAPIacuteTULO 6
CONCLUSAtildeO
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 38
6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 35
A determinaccedilatildeo de ldquoMfrdquo Alcalinidade do filtrado ao metilorange seraacute feita do seguinte modo
bull Determinado o Pf adicionar agrave soluccedilatildeo 2 a 3 gotas de soluccedilatildeo de metilorange
bull Continuar a titulaccedilatildeo anterior com a soluccedilatildeo de H2SO4 N50 ateacute viragem do amarelo-
alaranjado para o roacuteseo
bull Anotar o volume Vt de soluccedilatildeo de aacutecido gasto na titulaccedilatildeo Vt em cm3
bull Calcular o Mf como segue
bull Mf =Vt cm3 de H2SO4 N50
NOTAS
1 ndash Se o filtrado se apresentar corado devido por exemplo a tanino a viragem em ambas as
determinaccedilotildees pode ser afetada particularmente no caso do metilorange Neste caso a
determinaccedilatildeo do ponto final poderaacute ser efetuada com um potenciocircmetro O ponto final para a
determinaccedilatildeo da alcalinidade Pf eacute tomado quando o potenciocircmetro acusar o pH 83 para o
valor de Mf quando acusar o pH 43
2 ndash Em lugar do metilorange como indicador para determinaccedilatildeo do Mf podem ser usados
21 ndash azul de bromo-fenol a 01 em aacutegua destilada
22 - indicador misto cuja composiccedilatildeo eacute a seguinte
bull Vermelho de metila002 g
bull Verde de bromo-cresol010 g
bull Aacutelcool qsp1000 cm3
Com estes indicadores a viragem eacute niacutetida pelo que dispensa o uso do potenciocircmetro
A restriccedilatildeo que se faz eacute que estes indicadores satildeo oxidaacuteveis em presenccedila de certas
substacircncias tal como o aacutecido niacutetrico
Registrar-se as alcalinidades Pf e Pm em cm3 de H2SO4 N50
PREPARO DE SOLUCcedilOtildeES E REATIVOS
Soluccedilatildeo titulada de aacutecido sulfuacuterico N50 Toma-se 12 cm3 de aacutecido sulfuacuterico concentrado e o
dilui em matraz aferido (recipiente de vidro com um gargalo muito estreito e com marca de
afericcedilatildeo) de 2000 cm3 com aacutegua destilada Em seguida titula-se com uma soluccedilatildeo de NaOH
01N usando fenolftaleiacutena como indicador
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 36
Soluccedilatildeo Indicadora de Fenolftaleiacutena
Pesa-se 04g de fenolftaleiacutena qp Em seguida dissolve-
se em 60 cm3 de aacutelcool etiacutelico a 95 diluindo-se ateacute 100 cm3 com aacutegua destilada Filtra-se se
formar resiacuteduo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 37
CAPIacuteTULO 6
CONCLUSAtildeO
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 38
6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 36
Soluccedilatildeo Indicadora de Fenolftaleiacutena
Pesa-se 04g de fenolftaleiacutena qp Em seguida dissolve-
se em 60 cm3 de aacutelcool etiacutelico a 95 diluindo-se ateacute 100 cm3 com aacutegua destilada Filtra-se se
formar resiacuteduo
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 37
CAPIacuteTULO 6
CONCLUSAtildeO
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 38
6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
Klismeryane Costa de Melo ndash Setembro de 2008 37
CAPIacuteTULO 6
CONCLUSAtildeO
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 38
6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
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Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 38
6 - Conclusatildeo
As propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo mostram as condiccedilotildees do fluido dentro do
poccedilo e seu monitoramento eacute de vital importacircncia para um bom desempenho do mesmo
durante a operaccedilatildeo de perfuraccedilatildeo
O monitoramento dessas propriedades eacute feito por metodologia de anaacutelises simples de
faacutecil realizaccedilatildeo e interpretaccedilatildeo
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
CAPIacuteTULO 7
REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
Klismeryane Costa de Melo ndash Agosto de 2008 39
7 - Referecircncias Bibliograacuteficas ARAUacuteJO C F Processamento de Lamas de Perfuraccedilatildeo Universidade Federal de Itajubaacute
IEPG 2003
DARLEY HCH GRAY GR Composition and Properties of Drilling and Completion
Fluids Fifth Edition Gulf Publishing Company Houston Texas 1988
MACHADO J C V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria do Petroacuteleo
ed Interciecircncia 2002a
MACHADO J C V Fluido de Perfuraccedilatildeo Programa Trainees Petrobras- UM-BASTEP
2002b
PETROBRAS Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo Rio de Janeiro CENPES 1991
THOMAS J E organizador Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo Rio de Janeiro
Interciecircncia PETROBRAS 2001
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
Monitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeo
ANEXO
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
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bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
Universidade Federal do Rio Grande do Norte Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Quiacutemica
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado Empresa
PETROacuteLEO BRASILEIRO SA PETROBRAS
ldquoMonitoramento das propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo
Aluna Klismeryane Costa de Melo
Orientador Profo Dr Everaldo Silvino
Supervisor de Estaacutegio
Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
Agosto2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Klismeryane Costa de Melo
Relatoacuterio de Estaacutegio Supervisionado
NatalRN
2006
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
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Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
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11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
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12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
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Anexos
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20
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22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
Relatoacuterio de Estaacutegio
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
Relatoacuterio apresentado junto ao Departamento de Engenharia
Quiacutemica da UFRN como preacute-requisito para obtenccedilatildeo do conceito na
disciplina DEQ0330 ndash Estaacutegio Supervisionado visando a conclusatildeo do
curso de graduaccedilatildeo em Engenharia Quiacutemica
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
Resultados e discussotildees Avaliaccedilatildeo e modelagem reoloacutegica de fluidos de perfuraccedilatildeo base aacutegua
Klismeryane Costa de Melo UFRN DEQ-2006
1 RESUMO O presente relatoacuterio final contempla as atividades realizadas no estaacutegio supervisionado da
aluna Klismeryane Costa de Melo desenvolvido no periacuteodo de 04 de outubro de 2005 a 04 de
Agosto de 2006 na Empresa Petroacuteleo Brasileiro SA ndash PETROBRAS na Unidade de Exploraccedilatildeo e
Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-RNCE) no setor de Intervenccedilatildeo em Poccedilos (IP) do
Ativo de Produccedilatildeo do Alto do Rodrigues (ATPARG) O mesmo intitula-se ldquoMonitoramento das
propriedades quiacutemicas e fiacutesicas dos fluidos de perfuraccedilatildeordquo e este engloba o acompanhamento do
processo de perfuraccedilatildeo dos poccedilos de petroacuteleo nas aacutereas de Alto do Rodrigues (ARG) e Fazenda
Porcinho (FP) No decorrer do estaacutegio foi possiacutevel acompanhar operaccedilotildees normais de perfuraccedilatildeo de
poccedilo como manobra e circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem testemunhagem bem
como inspeccedilotildees de SMS (Seguranccedila Meio Ambiente e Sauacutede) nas sondas de perfuraccedilatildeo e
completaccedilatildeo O relatoacuterio contempla principalmente o monitoramento das propriedades fiacutesicas e
quiacutemicas do fluido de perfuraccedilatildeo atraveacutes de testes feitos em laboratoacuterio Apoacutes conhecer os
paracircmetros que influenciam as propriedades do fluido de perfuraccedilatildeo e dos seus aditivos torna-se
possiacutevel monitorar e corrigir as propriedades adequadas do fluido Foram analisadas as
propriedades de fluido tais como reoloacutegicas gelificantes viscosidade filtrado pH alcalinidade
limite de escoamento etc O estagio foi supervisionado pelo Quiacutemico de Petroacuteleo I Marcos Tuacutelio
Antunes Bezerra Engenheiro da PETROBRAS e coordenado pelo Prof Dr Everaldo Silvino
professor do Departamento de Engenharia Quiacutemica da UFRN com uma carga horaacuteria de 750 horas
Este relatoacuterio eacute parte avaliativa da disciplina de Estaacutegio Supervisionado onde este tem um papel
muito importante dentro da carreira acadecircmica e profissional do aluno graduando agindo de uma
forma integradora entre aluno empresa e universidade
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
6
Introduccedilatildeo
1 HISTOacuteRICO DA EMPRESA A lei nordm 2004 assinada pelo presidente Getuacutelio Vargas em 1953 instituiacutea o monopoacutelio do
petroacuteleo com a criaccedilatildeo da PETROBRAS encarregada de executar as atividades do setor petroliacutefero
no Brasil em nome da Uniatildeo
As atividades foram iniciadas com o acervo do Conselho Nacional do Petroacuteleo (CNP) e este
era composto por
bull Campos de petroacuteleo com capacidade para produzir 2700 barris por dia (bpd)
bull Bens da Comissatildeo de Industrializaccedilatildeo do Xisto Betuminoso
bull Refinaria de Mataripe-BA (atual RELAM) processando 5000 bpd
bull Refinaria em fase de montagem em Cubatatildeo-SP (atual RPBC)
bull Vinte petroleiros com capacidade para transportar 221 mil toneladas
bull Reservas recuperaacuteveis de 15 milhotildees de barris
bull Consumo de derivados de 137000 bpd
bull Faacutebrica de fertilizantes (Cubatatildeo - SP)
Ao longo de cinco deacutecadas tornou-se liacuteder em distribuiccedilatildeo de derivados no Paiacutes num
mercado competitivo fora do monopoacutelio da Uniatildeo colocando-se entre as quinze maiores empresas
petroliacuteferas na avaliaccedilatildeo internacional Detentora de uma das tecnologias mais avanccediladas do mundo
para a produccedilatildeo de petroacuteleo em aacuteguas profundas e ultra-profundas
Em 1997 o Brasil atraveacutes da PETROBRAS ingressou no seleto grupo de 16 paiacuteses que
produzia mais de 1 milhatildeo de barris de oacuteleo por dia Nesse mesmo ano foi promulgada a Lei n ordm
9478 que abriu as atividades da induacutestria petroliacutefera no Brasil agrave iniciativa privada
Com a lei foram criados a Agecircncia Nacional do Petroacuteleo (ANP) encarregada de regular
contratar e fiscalizar as atividades do setor e o Conselho Nacional de Poliacutetica Energeacutetica um oacutergatildeo
formulador da poliacutetica puacuteblica de energia
O Sistema PETROBRAS inclui subsidiaacuterias - empresas independentes com diretorias
proacuteprias interligadas agrave Sede Satildeo elas as principais
bull PETROBRAS Gaacutes SA - Gaspetro subsidiaacuteria responsaacutevel pela comercializaccedilatildeo do
gaacutes natural nacional e importado
bull PETROBRAS Quiacutemica SA - Petroquisa que atua na induacutestria petroquiacutemica
bull PETROBRAS Distribuidora SA - BR na distribuiccedilatildeo de derivados de petroacuteleo
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
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Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
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5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
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Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
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propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
7
bull PETROBRAS Transporte SA - Transpetro criada para executar as atividades de
transporte mariacutetimo e dutoviaacuterio da Companhia
bull PETROBRAS Negoacutecios Eletrocircnicos SA participa no capital social de outras
sociedades que tenham por objetivo atividades realizadas pela Internet ou meios
eletrocircnicos
bull PETROBRAS Comercializadora de Energia Ltda que permite a atuaccedilatildeo da
Companhia nas novas atividades da induacutestria de energia eleacutetrica no Brasil
bull PETROBRAS International Finance Company ndash PIFCO criada com o objetivo de
facilitar a importaccedilatildeo de oacuteleo e produtos derivados de petroacuteleo
A Petrobras possui hoje 102 plataformas de produccedilatildeo sendo 75 fixas e 27 flutuantes 16
refinarias mais ou menos 30380 Km em dutos e mais de 6 mil postos de combustiacuteveis ativos
(dados referentes ao ano de 2006)
Com sede na cidade do Rio de Janeiro possui escritoacuterios e gerecircncias de administraccedilatildeo em
importantes cidades brasileiras como Manaus Salvador Natal Rio de Janeiro Brasiacutelia e Satildeo Paulo
A empresa funciona com quatro aacutereas de negoacutecios EampP Exploraccedilatildeo e Produccedilatildeo
Abastecimento Gaacutes amp Energia e Internacional e duas de apoio Financeira e Serviccedilos e as unidades
corporativas ligadas de forma direta ao presidente
A empresa tambeacutem atua em atividades no exterior como tecnologias equipamentos compra
e venda de petroacuteleo mateacuterias e serviccedilos acompanhamento da economia americana e europeacuteia
operaccedilatildeo financeira com bancos e bolsa de valores recrutamento de pessoal especializado
afretamento de navios apoio em eventos internacionais etc
Aleacutem de estar presente em diversos paiacuteses da Ameacuterica (Argentina Boliacutevia Colocircmbia
Estados Unidos Meacutexico Venezuela e Equador) e Aacutefrica (Angola Nigeacuteria Liacutebia e Tanzacircnia) a
PETROBRAS conta ainda com o apoio de seus escritoacuterios no exterior como em Nova Iorque
(ESNOR) e na China
Aleacutem disso haacute o CENPES o centro de pesquisas da PETROBRAS que possui uma das
mais avanccediladas tecnologias do mundo e eacute reconhecido internacionalmente pela sua grande
competecircncia
3 A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
Satildeo 15 municiacutepios produtores de petroacuteleo e gaacutes natural no Rio Grande do Norte com um
investimento de bilhotildees de doacutelares e um plano de desenvolvimento ldquoPetrobras 2010 ndash
Crescimento Rentabilidade e Responsabilidade Socialrdquo Esses municiacutepios satildeo Alto do
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
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12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
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Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
8
Rodrigues Apodi Areia Branca Assuacute Carauacutebas Carnaubais Felipe Guerra Governadora Dix
Sept Rosado Guamareacute Macau Mossoroacute Pendecircncias Porto do Mangue Serra do Mel e
Upanema
Em 1943 tiveram iniacutecio as pesquisas no Rio Grande do Norte Alguns poccedilos foram
perfurados mas mostraram apenas vestiacutegios de oacuteleo
Em 1966 em Mossoroacute jorrou o primeiro poccedilo de petroacuteleo e este serviu com combustiacutevel
para lamparinas da populaccedilatildeo pobre
Vinte anos depois quando alguns estados jaacute produziam petroacuteleo com sucesso foi
descoberto o campo mariacutetimo de Ubarana em Macau-RN
A revista VEJA de 10 de abril de 1974 noticiou a descoberta oficial da jazida de Macau
ldquo() recentemente localizada poderaacute sozinha dobrar o volume de reservas nacionais
conhecidasrdquo Foi dito ainda que o projeto seguinte da Petrobras era abrir mais 1223 postos de
serviccedilos e 120 filiais ldquoo que lhe garante jaacute o domiacutenio de mais de 35 do mercado nacionalrdquo
Em 1994 o Rio Grande do Norte atingiu a marca de 2ordm maior produtor de petroacuteleo do Brasil
o 1ordm em produccedilatildeo terrestre
O Rio Grande do Norte e Cearaacute produzem cerca de 103 mil barris de petroacuteleo por dia
sendo 85 dessa produccedilatildeo dos campos terrestres Quatro milhotildees de metros cuacutebicos por dia eacute a
marca da produccedilatildeo do gaacutes natural com previsatildeo de elevaccedilatildeo para 6 milhotildees m3d tecircm 556
quilocircmetros de oleodutos 542 quilocircmetros de gasodutos e mais de 500 quilocircmetros de rede
eleacutetrica de alta tensatildeo
As reservas provadas no Rio Grande do Norte e Cearaacute satildeo de 4012 milhotildees de barris de
petroacuteleo e 164 milhotildees de metros cuacutebicos de gaacutes Nessa regiatildeo no ano 2000 havia mais de
4000 poccedilos perfurados em terra e mais de 200 no mar
Os principais clientes do petroacuteleo do Rio Grande do Norte satildeo as refinarias existentes em
outros Estados do Brasil O gaacutes natural o oacuteleo diesel o QAV o Biodiesel e o GLP satildeo consumidos
pelos estados do Rio Grande do Norte Cearaacute Paraiacuteba e Pernambuco
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
9
Unidade de Exploraccedilatildeo e Negoacutecios Rio Grande do Norte ndash Cearaacute (UN-
RNCE)
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
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Anexos
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20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
10
5 ATIVO DE PRODUCcedilAtildeO DO ALTO DO RODRIGUES
O Ativo do Alto do Rodrigues tem como finalidade produzir petroacuteleo de forma competitiva
e rentaacutevel buscando a melhoria continua dos processos As suas principais atribuiccedilotildees satildeo
Operar poccedilos instalaccedilotildees de produccedilatildeo e sistemas de dutos e de utilidades
Controlar e melhorar continuamente o desempenho dos sistemas operacionais
Programar e executar os serviccedilos de manutenccedilatildeo preventiva e corretiva de campo
de inspeccedilatildeo de dutos e de equipamentos
Dimensionar sistemas de elevaccedilatildeo
Executar a preacute-operaccedilatildeo e a partida de equipamentos
Especificar e gerenciar contratos relativos agrave sua aacuterea de atuaccedilatildeo bem como
planejar o suprimento para garantir a continuidade operacional
Manter atualizados documentos legais relativos agraves instalaccedilotildees sob sua
responsabilidade
Executar as atividades de SMS
Informar a realizaccedilatildeo da produccedilatildeo injeccedilatildeo e descarte de fluidos
11
6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
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6 INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS O estaacutegio foi desenvolvido na aacuterea correspondente ao setor de intervenccedilatildeo em poccedilos (IP) do
Ativo do Alto do Rodrigues Cabe a gerecircncia do IP intervir junto aos poccedilos de produccedilatildeo de
petroacuteleo com o objetivo de manter a produccedilatildeo ou eventualmente melhorar a produtividade As
intervenccedilotildees podem ser feitas com ou sem a instalaccedilatildeo de sondas dentre as operaccedilotildees sem presenccedila
de sonda estatildeo substituiccedilatildeo de vaacutelvula de gaacutes lift registro de pressatildeo abertura ou fechamento de
sliding sleeves Quando se faz necessaacuterio atuaccedilatildeo de sonda as intervenccedilotildees visam corrigir falhas
mecacircnicas na coluna de produccedilatildeo ou revestimento restriccedilotildees que ocasionam a reduccedilatildeo da
produtividade produccedilatildeo excessiva de gaacutes produccedilatildeo excessiva de aacutegua produccedilatildeo de areia e
perfuraccedilatildeo do poccedilo para produccedilatildeo
Estas intervenccedilotildees satildeo classificadas como avaliaccedilatildeo recompletaccedilatildeo restauraccedilatildeo limpeza
estimulaccedilatildeo mudanccedila do meacutetodo de elevaccedilatildeo e abandono
Atividades desenvolvidas 7 PRINCIPAIS ATIVIDADES
Abaixo temos as atividades realizadas no periacuteodo de 04 de Outubro de 2005 a 04 de Agosto
de 2006 e estas foram desenvolvidas em dois setores da empresa que foram eles Intervenccedilatildeo em
poccedilos e Operaccedilatildeo do Estreito O acompanhamento das atividades realizou-se com a orientaccedilatildeo e
supervisatildeo de um Engenheiro responsaacutevel na ocasiatildeo A escala de trabalho foi de quatro dias
trabalhando 10 horas e trecircs dias de folga totalizando 40 horas semanais
Reconhecimento de equipamentos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo
Acompanhamento de cimentaccedilatildeo de poccedilo de petroacuteleo
Acompanhamento de operaccedilotildees normais para se perfurar um poccedilo tais como perfuraccedilatildeo
conexatildeo manobra circulaccedilatildeo revestimento cimentaccedilatildeo perfilagem movimentaccedilatildeo da
sonda (DTM)
Acompanhamento de operaccedilotildees especiais tais como pescaria testemunhagem
Acompanhamento de perfuraccedilatildeo de poccedilo direcional
Controle de fluido de perfuraccedilatildeo
Controle de efluente de sonda de perfuraccedilatildeo
Simulaccedilatildeo de escoamento de oacuteleo utilizando o PIPESIM em dutos na regiatildeo do Estreito
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
12
Neste relatoacuterio como jaacute foi dito anteriormente iremos nos deter nas anaacutelises para controle e
monitoramento do fluido
Durante a perfuraccedilatildeo de um poccedilo de petroacuteleo o fluido de perfuraccedilatildeo tem que ser
constantemente monitorado e controlado para preservar as propriedades dentro do que foi
estabelecido no projeto (ver anexo) Esse monitoramento eacute feito com teste de laboratoacuterios realizado
em campo Com base nos resultados obtidos o fluido recebe tratamento a fim de retomar suas
propriedades iniciais garantindo assim um bom desempenho na perfuraccedilatildeo como jaacute foi explicado
anteriormente
O projeto de perfuraccedilatildeo do poccedilo (Ver anexo) chega na sonda de perfuraccedilatildeo com todos
os paracircmetros fiacutesico e quiacutemico especificado
De acordo com a fase que se estaacute perfurando temos um tipo de fluido envolvido e suas
especificaccedilotildees determinadas
Os testes de laboratoacuterio com metodologia jaacute descrita neste documento satildeo realizados
rotineiramente no fluido e sempre que se nota alguma alteraccedilatildeo em suas propriedades De
acordo com os resultados obtidos no laboratoacuterio da sonda se aplica o tratamento para
correccedilotildees das propriedades que apresentam valores fora da faixa determinada no projeto Os
dados satildeo relatados em um DFP (Dados de Fluido de Perfuraccedilatildeo) e arquivados para eventuais
consultas
Seratildeo mostradas logo abaixo de forma ilustrativa resultados de testes feito em um
fluido bem como os produtos quiacutemicos adicionados neste fluido para correccedilatildeo das
Tabela 02 Faixa de Propriedades
Especificadas no Projeto
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
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wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
13
propriedades que se mostraram fora da faixa especificada no projeto
Resultados obtidos em laboratoacuterio
HORA 0005 0600 1430
FASE 2 2 2
VAZAtildeO (gpm) 250 250 250
TIPO FLUIDO 5 5 5
PROFUNDIDADE (m) 96 150 275
P ESPECIFICO (ppg) 94 95 95
V MARSH (seg) 65 58 48
L 600 54 54 52
L 300 35 34 31
L 200 25 24 22
L 100 18 17 15
L 6 8 8 5
L 3 6 6 4
GIGF (lb100pesup2) 822 926 413
FILT API (ml) 48 51 53
pH Pf (ml) 11508 1106 1105
CAacuteLCIO (mgl) 820 480 380
NaCl (mgl) 49500 46200 42900
SOacuteLIDOS N C () 70 80 80
AacuteGUA () 930 920 920
AREIA () 03 03
VISC PLASTICA (CP) 19 20 21
LIM ESC (Lb100pesup2) 16 14 10
Os valores que estatildeo marcados com ldquordquo se apresentaram abaixo ou acima da faixa especificada no projeto
Tabela 03 Resultados obtidos com os testes de fluido
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
16
11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
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wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
18
Anexos
19
20
21
22
23
24
- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
14
Aditivos para tratamento OBS
O amido funciona como controlador de filtrado o CMC ADS (Carboxi Metil Celulose)
funciona tanto como desfloculante do sistema como ajuda no controle do filtrado A soda eacute
alcalinizante a barrilha serve como sequestrante de Ca++ A esponja de magnetida sequestrante de
H2S (Aacutecido Sulfriacutedico) O sal da o contraste necessaacuterio agrave aacutegua da formaccedilatildeo durante a perfilagem
pois como esta aacutegua eacute doce sua condutividade eacute aproximadamente igual a do oacuteleo
A D I T I V O S CMC BV ADS TIPO 1 SODA CAacuteUSTICA SAL FINO (NaCl) SODA CAacuteUSTICA CALCITA FINA AMIDO BARRILHA ESP DE MAGNETITA BARITINA
Tabela 04 Aditivos utilizados para correccedilatildeo das propriedades alteradas do fluido
15
Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
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11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
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Anexos
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- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
-
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Abaixo temos uma situaccedilatildeo de fluido antes e depois de receber tratamento com anti-
espumantes
Situaccedilatildeo 1- Fluido apresentando espuma em sua superfiacutecie
Situaccedilatildeo 2- Fluido apoacutes receber tratamento com anti-espumantes
Obs
Esses resultados de testes descrito nas paacuteginas 2829 e 30 neste documento eacute soacute um de vaacuterios feitos
rotineiramente no campo Essa eacute uma atividade de monitoramento com isso faz-se necessaacuterio fazecirc-la
com uma certa frequumlecircncia e estatildeo sendo apresentados aqui de uma forma ilustrativa
Situaccedilatildeo 1 Situaccedilatildeo 2
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11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
17
12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
bull
bull
wwwanpgovbr
bull
wwwpetrobrascombr
wwwpetronetcombr
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Anexos
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- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
-
- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
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11 CONCLUSOtildeES GERAIS
O estaacutegio foi de suma importacircncia no que diz respeito a construccedilatildeo do caraacuteter profissional
do estagiaacuterio A vivecircncia dentro da PETROBRAS mostrou uma realidade praacutetica proporcionando
adquirir conhecimentos natildeo encontrados em sala de aula
A experiecircncia de estar no campo foi iacutempar a aacuterea de atuaccedilatildeo foi especiacutefica e podendo se
adquiri novos conhecimentos dentro da Engenharia Quiacutemica A interaccedilatildeo com profissionais tatildeo bem
capacitados proporcionou uma vasta gama de conhecimento no setor de petroacuteleo
As atividades desenvolvidas proporcionaram uma praacutetica e uma maior sensibilidade no que
diz respeito a fluido de perfuraccedilatildeo bem como o acompanhamento de operaccedilotildees normais que se faz
necessaacuterio ao se perfurar um poccedilo de petroacuteleo sempre com a supervisatildeo e orientaccedilatildeo de um
profissional da aacuterea explicando todo o funcionamento garantindo assim um rendimento maior na
absorccedilatildeo das informaccedilotildees dadas
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12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
bull Machado Joseacute Carlos V Reologia e Escoamento de Fluidos - Ecircnfase na Induacutestria
de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
bull Thomas Joseacute Eduardo Fundamentos de Engenharia de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo
Editora Interciecircncia
bull Fox Robert W McDonald Alan T Introduccedilatildeo agrave Mecacircnica dos Fluidos 4ordm Ediccedilatildeo
Editora LTC Rio de Janeiro 1995
bull XAVIER Getuacutelio Moura Um Rio Grande e Macau cronologia da histoacuteria geral
Natal 2005
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- - Aspectos Teoacutericos
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- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
-
- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
- PETROacuteLEO BRASILEIRO SA
- Aluna
-
- Eng Quiacutemico Marcos Tuacutelio Antunes Bezerra
-
- Agosto2006
- INTERVENCcedilAtildeO EM POCcedilOS
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12 BIBLIOGRAFIA
bull Manual de Fluidos de Perfuraccedilatildeo DEPER Departamento de Perfuraccedilatildeo
Petrobras Petroacuteleo Brasileiro SA
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de Petroacuteleo 2ordm Ediccedilatildeo Editora Interciecircncia
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- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
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- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
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- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
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- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
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- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
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- Agosto2006
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- 1 ndash Introduccedilatildeo
- - Aspectos Teoacutericos
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- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
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- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
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-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
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- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
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- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
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- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
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- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
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- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
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- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
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- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
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- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
- Tipo 5 Argila ativada soda caacuteustica amido NaCl CMC ADS goma xantana e calcaacuterio
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- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
-
- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
-
- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
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- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
-
- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
-
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- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
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- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
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- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
-
- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
-
- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
- A PRODUCcedilAtildeO DO RIO GRANDE DO NORTE
-
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- - Aspectos Teoacutericos
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- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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- Composiccedilatildeo dos tipos de fluidos usados
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- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
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- Meacutetodos Fiacutesicos
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- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
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- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
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- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
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- 6 - Conclusatildeo
- 7 - Referecircncias Bibliograacuteficas
-
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-
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- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
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- - Metodologia de anaacutelise
-
- Meacutetodos Fiacutesicos
-
- Determinaccedilatildeo da ldquoVISCOSIDADErdquo MARSH
- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
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- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
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- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
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- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
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- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
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- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
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- 422 DETERMINACcedilAtildeO DAS ALCALINIDADES Pm Pf e Mf
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- 21- Perfuraccedilatildeo de poccedilos de petroacuteleo
- 22 Fluidos de perfuraccedilatildeo
- Propriedades dos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Classificaccedilatildeo dos fluidos de perfuraccedilatildeo
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- 24 Controle de soacutelidos nos fluidos de perfuraccedilatildeo
- Equipamentos extratores de soacutelidos utilizados em sonda de perfuraccedilatildeo do ATP-ARG
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- - Metodologia de anaacutelise
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- Meacutetodos Fiacutesicos
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- 412 Determinaccedilatildeo do teor de areia
- Determinaccedilatildeo da massa especiacutefica
- 414 Determinaccedilatildeo dos paracircmetros de filtraccedilatildeo BTBP
- 415 Determinaccedilatildeo do teor de liacutequidos e de soacutelidos
- 416 ndash Determinaccedilatildeo dos paracircmetros reoloacutegicos e gelificantes
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- 42 - MEacuteTODOS QUIacuteMICOS
- - DETERMINACcedilAtildeO DO pH COM PAPEL INDICADOR
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