Interações entre a carboximetilcelulose, carbonato de cálcio e bentonita: repercussões sobre as propriedades dos fluidos de perfuração aquosos

The role of carboxymethylcellulose (CMC) in association to calcium carbonate particles (CaCO3) in most water-based drilling fluids is to reduce the fluid loss to the surrounding formation. Another essential function is to provide rheological properties capable of maintaining in suspension the cuttings during drilling operation. Therefore, it is absolutely essential to correlate the polymer chemical structure (degree of substitution, molecular weight and distribution of substituent) with the physical-chemical properties of CaCO3, in order to obtain the better result at lower cost. Another important aspect refers to the clay hydration inhibitive properties of carboxymethylcellulose (CMC) in drilling fluids systems. The clay swelling promotes an undesirable damage that reduces the formation permeability and causes serious problems during the drilling operation. In this context, this thesis consists of two main parts. The first part refers to understanding of interactions CMC-CaCO3, as well as the corresponding effects on the fluid properties. The second part is related to understanding of mechanisms by which CMC adsorption occurs onto the clay surface, where, certainly, polymer chemical structure, ionic strength, molecular weight and its solvency in the medium are responsible to affect intrinsically the clay layers stabilization. Three samples of carboximetilcellulose with different molecular weight and degree of substitution (CMC A (9 x 104 gmol DS 0.7), CMC B (2.5 x 105 gmol DS 0.7) e CMC C (2.5 x 105 gmol DS 1.2)) and three samples of calcite with different average particle diameter and particle size distribution were used. The increase of CMC degree of substitution contributed to increase of polymer charge density and therefore, reduced its stability in brine, promoting the aggregation with the increase of filtrate volume. On the other hand, the increase of molecular weight promoted an increase of rheological properties with reduction of filtrate volume. Both effects are directly associated to hydrodynamic volume of polymer molecule in the medium. The granulometry of CaCO3 particles influenced not only the rheological properties, due to adsorption of polymers, but also the filtration properties. It was observed that the lower filtrate volume was obtained by using a CaCO3 sample of a low average size particle with wide dispersion in size. With regards to inhibition of clay swelling, the CMC performance was compared to other products often used (sodium chloride (NaCl), potassium chloride (KCl) and quaternary amine-based commercial inhibitor). The low molecular weight CMC (9 x 104 g/mol) showed slightly lower swelling degree compared to the high molecular weight (2.5 x 105 g/mol) along to 180 minutes. In parallel, it can be visualized by Scanning Electron Microscopy (SEM) that the high molecular weight CMC (2.5 x 105 g/mol e DS 0.7) promoted a reduction in pores formation and size of clay compared to low molecular weight CMC (9.0 x 104 g/mol e DS 0.7), after 1000 minutes in aqueous medium. This behavior was attributed to dynamic of interactions between clay and the hydrodynamic volume of CMC along the time, which is result of strong contribution of electrostatic interactions and hydrogen bounds between carboxylate groups and hydroxyls located along the polymer backbone and ionic and polar groups of clay surface. CMC adsorbs on clay surface promoting the skin formation , which is responsible to minimize the migration of water to porous medium. With the increase of degree of substitution, it was observed an increase of pores onto clay, suggesting that the higher charge density on polymer is responsible to decrease its flexibility and adsorption onto clay surface. The joint evaluation of these results indicate that high molecular weight is responsible to better results on control of rheological, filtration and clay swelling properties, however, the contrary effect is observed with the increase of degree of substitution. On its turn, the calcite presents better results of rheological and filtration properties with the decrease of average viii particle diameter and increase of particle size distribution. According to all properties evaluated, it has been obvious the interaction of CMC with the minerals (CaCO3 and clay) in the aqueous medium

Alterações de fluidos corpóreos na rã Leptodactylus fuscus durante a estivação (Anura, Leptodactylidae).

The frog, L. fuscus, becomes dormant during the dry season in southeastern Brazil. Plasma and urine were obtained and analyzed for K+, Na+, and osmotic concentrations in active and estivating frogs. Soil water potential from the estivation sites was compared with the osmotic concentrations of the frog. Plasma and urine osmotic concentrations (286.2 +/- 13.8 and 242.3 +/- 17.2 mOsm1(-1), respectively) were higher in the estivating than in active frogs (240.3 +/- 12.8 and 112.7 +/- 15.6 mOsm1(-1); plasma and urine), and the same holds true for plasma K+ content. The Na+ concentration was the same for active and estivating frogs. Soil water potential corresponded to osmotic pressure of 110 mOsm1(-1), showing that L. fuscus may uptake water from the soil during the estivation.

Análise do escoamento de HFC-134a em tubos capilares usando o modelo de dois fluidos

This work presents a numerical model to simulate refrigerant flow through capillary tubes, commonly used as expansion devices in refrigeration systems. The capillary tube is considered straight and horizontal. The flow is taken as one-dimensional and adiabatic. Steady state and thermodynamic equilibrium conditions are assumed. The two-fluid model, involving four conservation equations and considering the hidrodynamic nonequilibrium between the liquid and vapor phases is applied to the flow region. The pressure profiles and the mass flow rates given by the model are compared with experimental data.

Eficiência agronômica de fertilizantes organominerais sólidos e fluidos em relação à disponibilidade de fósforo

Pós-graduação em Agronomia (Agricultura) - FCA

Simulação numérica de escoamentos de fluidos com efeitos de rotação

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Aplicação da transformada integral e da transformação conforme na solução de uma classe de problemas difusivo-convectivos em domínios de geometrias não-convencionais

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Simulação numérica de escoamentos de fluidos pelo método de elementos finitos baseado em volumes de controle em malhas não estruturadas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Boas práticas ambientais na utilização de fluidos de corte nos processos de usinagem

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Simulação numérica de escoamentos de fluidos pelo método de elementos finitos de mínimos quadrados

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação do comportamento de impelidores especiais na mistura de fluidos

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Potenciais pseudo-newtonianos e a radiação escalar emitida por uma fonte girando ao redor de um objeto estelar

Neste trabalho usamos os potenciais pseudo-newtonianos propostos por Paczynski e Wiita, Nowak e Wagoner e Artemova et al. para calcular a radiação escalar emitida por uma fonte em movimento circular e uniforme ao redor de um objeto estelar. Comparamos os resultados obtidos nessa abordagem com os resultados encontrados via teoria quântica de campos no espaço-tempo de Schwarzschild. Obtemos que, do infinito até a órbita circular marginalmente estável (R = 6M) o potencial que melhor reproduz os resultados de Schwarzschild é o de Nowak e Wagoner. Já entre esta órbita e a última órbita circular instável (R = 3M) nenhum dos potenciais pseudo-newtonianos produz resultados satisfatórios, e o potencial newtoniano mostra-se como a melhor aproximação. O potencial de Paczynski e Wiita, o mais utilizado na literatura para analisar discos de acre ção, gerou os resultados menos satisfatórios em nossa análise.

Determinação estatística dos contatos fluidos em perfis de poço

No interior dos reservatórios petrolíferos, o efeito da gravidade produz naturalmente a segregação dos fluidos presentes. Em razão basicamente das forças capilares não existe uma superfície definida de separação entre cada dois fluidos. No entanto, é comum na engenharia de petróleo admitir-se uma superfície convencional de separação dos fluidos. À essa superfície dá-se o nome de interface fluida ou contato fluido. A obtenção da localização dos contatos fluidos no interior dos reservatórios, como os contatos óleo-água, contatos gás-água e os contatos gás-óleo, sem a interpretação completa dos perfis geofísicos ou a realização dos procedimentos diretos dos testes de formação é um problema de difícil solução para a indústria do petróleo. O posicionamento em profundidade dos contatos pode ser utilizado para a definição dos procedimentos de completação do poço e para o posicionamento do canhoneio nos horizontes produtores dos poços verticais. Temos também a aplicação do mapeamento deste parâmetro, para os projetos e controle da perfuração no caso dos poços direcionais e horizontais, que utilizam tal informação para o posicionamento do eixo do poço no interior da zona de hidrocarboneto no reservatório, a fim de se evitar, principalmente, a produção de água. Este trabalho apresenta uma metodologia para a identificação e posicionamento dos contatos fluidos, através da aplicação da técnica da estatística multivariada, chamada de análise discriminante. Nesta aplicação, faz-se uso direto dos perfis de resistividade (R_T), de raios gama natural (RG), de densidade (ρ_b), de porosidade neutrônica (Φ_N), de caliper (Cal) e do perfil de volume de argila (Vcla), como dados de entrada no programa de análise discriminante. Para o caso de depósitos clásticos, com seqüências arenito-folhelho, a análise discriminante fornece ainda a indicação da litologia e as espessuras aparentes dos reservatórios. As curvas de perfis geofísicos aplicadas para a avaliação desta metodologia são provenientes de poços perfurados na bacia do lago Maracaibo, na Venezuela, onde, segundo estudos geológicos, existe a ocorrência de seqüências estratigráficas, com camadas de folhelhos e arenitos, sendo também confirmada a presença de hidrocarbonetos nos poços utilizados neste trabalho.

Inclusões fluidas crepitadas, fluidos hipersalinos e aquo-carbônicos em quartzo associado a rochas micáceas no Granito Xinguara - Terreno Granito-Greenstone de Rio Maria, PA

As rochas micáceas encontradas no Granito Xinguara, terreno Granito-Greenstone de Rio Maria, Pará, são compostas por muscovita e clorita com níveis de quartzo intercalados, que formam uma xistosidade bem desenvolvida. Essa xistosidade é cortada por veios de quartzo. Ambas as gerações de quartzo apresentam os mesmos tipos de inclusões fluidas em halos ou trilhas secundárias de composições variadas entre aquosas, aquo-carbônicas e saturadas em torno de grandes inclusões primárias crepitadas ou em trilhas transgranulares secundárias. A grande variação de temperaturas de homogeneização, a alta salinidade, as evidências de estrangulamento e a existência das inclusões crepitadas permitem supor forte influência de alterações pós-formacionais e reequilíbrio relacionados à intrusão do granito. Essas rochas foliadas são, portanto, enclaves metassedimentares afetados por fluidos graníticos hipersalinos aquo-carbônicos.

Evolução dos fluidos mineralizantes e modelo genético dos veios de quartzo auríferos em zona de cisalhamento do depósito Ouro Roxo, Província Tapajós, Jacareacanga (PA), Brasil

O depósito aurífero Ouro Roxo, localizado no município de Jacareacanga, Província Aurífera do Tapajós, sudoeste do Pará, formou-se em um sistema hidrotermal que gerou veios de quartzo sulfetados, em zona de cisalhamento N-S, dúctil-rúptil, oblíqua, denominada Ouro Roxo-Canta Galo, cortando granitoides calcioalcalinos da Suíte Intrusiva Tropas, de idade paleoproterozoica e hospedeira da mineralização, em rochas localmente milonitizadas. Três tipos de fluidos foram caracterizados como geradores do depósito: 1) fluido aquoso H₂O-NaCl-MgCl₂-FeCl₂ de salinidade baixa a moderada, com temperatura de homogeneização total (Th) = 180-280°C; 2) salmoura H₂O-NaCl-CaCl₂ com Th = 270-400°C, provavelmente portadoras de Cu e Bi, relacionadas geneticamente a um evento magmático contemporâneo ao cisalhamento que sofreu diluição pela mistura com água meteórica, baixando sua salinidade e temperatura (Th = 120-380°C); 3) fluido aquocarbônico de média salinidade, com Th = 230-430°C, que foi interpretado como o fluido mineralizante mais primitivo, provavelmente aurífero, relacionado com o cisalhamento. As condições de temperatura e pressão (T-P) de formação do minério, estimadas conjuntamente pelo geotermômetro da clorita e as isócoras das inclusões fluidas, situam-se entre 315 e 388°C e 2 a 4,1kb. Dois mecanismos simultâneos provocaram a deposição do minério em sítios de transtensão da zona de cisalhamento: 1) mistura de fluido aquocarbônico com salmoura magmática com aumento de fO2 e redução de pH; 2) interação entre os fluidos e os feldspatos e minerais ferromagnesianos do granitoide hospedeiro, com reações de hidrólise e sulfetação, provocaram redução de fO2 e fS2, com precipitação de sulfetos de Fe juntamente com ouro. O ambiente orogênico, o estilo filoneano do depósito, o controle estrutural pela zona de cisalhamento, a alteração hidrotermal (propilítica + fílica + carbonatação), a associação metálica (Au + Cu + Bi), o fluido mineralizante aquocarbônico associado com salmoura magmática na deposição do minério são compatíveis com um modelo orogênico com participação magmática para a gênese do depósito Ouro Roxo.

Análise do escoamento turbulento por um queimador industrial a gás utilizando dinâmica dos fluidos computacional

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG