Avaliação e modelagem reológica de fluido de perfuração base água

The determination of the rheology of drilling fluids is of fundamental importance to select the best composition and the best treatment to be applied in these fluids. This work presents a study of the rheological behavior of some addictives used as viscosifiers in water-based drilling fluids. The evaluated addictives were: Carboxymethylcellulose (CMC), Xanthan gum (GX), and Bentonite. The main objective was to rheologically characterize suspensions composed by these addictives, by applying mathematical models for fluid flow behavior, in order to determine the best flow equation to represent the system, as well as the model parameters. The mathematical models applied in this research were: the Bingham Model, the Ostwald de Wale Model, and the Herschel-Bulkley Model. A previous study of hydration time for each used addictive was accomplished seeking to evaluate the effect of polymer and clay hydration on rheological behavior of the fluid. The rheological characterization was made through typical rheology experiments, using a coaxial cylinder viscosimeter, where the flow curves and the thixotropic magnitude of each fluid was obtained. For each used addictive the rheological behavior as a function of temperature was also evaluated as well as fluid stability as a function of the concentration and kind of addictive used. After analyses of results, mixtures of polymer and clay were made seeking to evaluate the rheological modifications provided by the polymer incorporation in the water + bentonite system. The obtained results showed that the Ostwald de Waale model provided the best fit for fluids prepared using CMC and for fluids with Xanthan gum and Bentonite the best fit was given by the Herschel-Bulkley one

A determinação do comportamento reológico dos fluidos de perfuração é de fundamental importância para se determinar a melhor composição e o melhor tratamento a ser aplicado nesses fluidos. Este trabalho apresenta um estudo sobre o comportamento reológico de aditivos utilizados como viscosificantes em fluidos de perfuração de base água. Os aditivos de estudo deste trabalho foram a Carboximetilcelulose (CMC), a Goma Xantana (GX) e a Bentonita. O objetivo principal foi caracterizar reologicamente suspensões compostas por esses aditivos, através da aplicação de modelos matemáticos para comportamento de fluxo de fluido, a fim de se determinar a melhor equação de fluxo que representa o sistema, bem como os parâmetros de modelo. Os modelos matemáticos aplicados foram o modelo de Bingham, o de Ostwald de Waale e o de Herschel-Bulkley. A fim de se verificar o efeito da hidratação dos polímeros e da argila na reologia do fluido realizou-se um estudo prévio do tempo de hidratação de cada aditivo. A caracterização reológica foi realizada através de ensaios de reologia, utilizando sistema de cilindros coaxiais, onde se obteve as curvas de fluxo e a magnitude tixotrópica de cada fluido. A reologia foi avaliada, também, em função da temperatura para cada um dos aditivos utilizados. Foi realizado, ainda, ensaios de estabilidade em função da concentração e do aditivo utilizado. Após análises de resultados misturas de polímero e argila foram formuladas com o objetivo de avaliar as modificações reológicas proporcionadas pela incorporação do polímero no sistema água+ bentonita. Os resultados obtidos mostraram que para fluidos preparados com CMC o modelo que melhor representou este sistema foi o de Ostwald de Waale e para os fluidos preparados com GX e Bentonita o modelo que melhor representou foi o de Herschel-Bulkley