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Acompanhamento das tarefas dos técnicos no Instituto de Química
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2019-12-12) Crispim, Hugo Cardoso; Vitor Sobrinho, Eledir; Almeida, Cássia Carvalho de; Moreira, Paulo Henrique Silva Santos
Esse trabalho consiste na apresentação das atividades realizadas durante o período de estágio obrigatório do curso de Química do Petróleo, na Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), necessário para a conclusão do curso. O estágio foi realizado nos prédios e laboratórios do Instituto de Química (IQ) na UFRN. As atividades realizadas foram acompanhar o dia a dia dos técnicos que realizam análises, controlam reagentes e preparam os laboratórios para as aulas práticas, e aprender a essência do trabalho de um químico, conhecendo equipamentos, rotinas de trabalho e a infraestrutura do IQ, que é um dos locais que químicos podem trabalhar. O relatório então visa fornecer o princípio por trás de cada técnica dos equipamentos utilizados e dar uma visão geral da capacidade analítica do Instituto de Química e de seus laboratórios de ensino.
Avaliação da resina poliéster como material alternativo para aplicação em operações de abandono de poços de petróleo
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-09-10) Batista, Willame Gomes da Silva; Freitas, Júlio Cézar de Oliveira; ; http://lattes.cnpq.br/2357217530716519; ; http://lattes.cnpq.br/0592299905652957; Menezes, Fabricio Gava; ; http://lattes.cnpq.br/2848745987784319; Moreira, Paulo Henrique Silva Santos; ; http://lattes.cnpq.br/5908982354661671; Santiago, Rodrigo César; ; http://lattes.cnpq.br/6823966481089536
Este trabalho estudou composições de resina poliéster para aplicação em operações de tamponamento e abandono de poços petrolíferos. Foram preparados e testados sistemas contendo resina poliéster pura e resina com carga mineral e agente tixotrópico. As composições de resina foram caracterizadas por infravermelho onde foram identificadas bandas características de poliéster e monômeros de estireno em todos os sistemas e mesmo com a adição do agente tixotrópico e da carga mineral, não houve interação química entre os sólidos adicionados e a resina. Foram realizados ensaios de resistência à compressão (RC), reologia e estabilidade. A resina poliéster pura apresentou valor de RC acima de 90 MPa para todos os tempos de cura, resultado 12 vezes acima do minímo necessário para operações de abandono (7 MPa). Os parâmetros reológicos classificam todos os sistemas como fluidos newtonianos. A adição de 5% de carga mineral, em massa de resina, diminuiu a viscosidade aparente da resina em todos os sistemas em que essa concentração se fez presente. Os melhores resultados, em todos os testes, foi o sistema com 0,1 de agente tixotrópico e 5% de carga mineral. Com base nos resultados apresentados, a resina poliéster se mostrou promissora para aplicação em operações de tamponamento e abandono de poços petrolíferos.
Avaliação de diferentes métodos para determinação de parâmetros reológicos em pastas de cimento para poços HPHT
(2019-02-18) Araújo, Victor Moreira; Freitas, Júlio Cézar de Oliveira; ; ; Garnica, Alfredo Ismael Curbelo; ; Costa, Bruno Leonardo de Sena; ; Moreira, Paulo Henrique Silva Santos;
A temperatura é um fator importante para a determinação das propriedades reológicas de uma pasta de cimento. O American Petroleum Institute (API) recomenda em sua norma RP 10B-2 que os parâmetros reológicos das pastas de cimento, em condições de Bottom Hole Circulation Temperature (BHCT) maior que 190 °F, sejam determinados em duas etapas: (i) condicionamento da pasta em condições BHCT usando um consistômetro pressurizado e (ii) resfriamento a 190 ° F e despressurização a condições atmosféricas para que um viscosímetro atmosférico possa ser utilizado. Nesse trabalho foram realizados testes de reologia de uma pasta de cimento HPHT (High Pressure High Temperature) em um viscosímetro pressurizado, que permite a realização de ensaios integralmente nas condições BHCT. Com isso, não houve necessidade de resfriamento, despressurização e transferência da pasta entre equipamentos. Os resultados foram comparados com o obtido com procedimento estabelecido na API RP 10B-2. Foram observadas diferenças significativas nos parâmetros reológicos medidos com cada um desses métodos. Ademais, foram realizadas simulações hidráulicas para avaliar o impacto dessas diferenças no deslocamento da pasta de cimento em uma operação de cimentação. A simulação revelou que, para os cenários investigados, a diferença nas propriedades reológicas obtidas com cada método teve influência no resultado da operação, considerando indicadores como a densidade equivalente de circulação (ECD) e eficiência de deslocamento da pasta.
Desenvolvimento da carboximetil lignina como aditivo multifuncional para a indústria do petróleo: uma alternativa para o aproveitamento de biomassas lignocelulósicas
(2018-04-27) Moreira, Paulo Henrique Silva Santos; Freitas, Júlio Cézar de Oliveira; ; ; Marinho, Erika Pinto; ; Curbelo, Fabíola Dias da Silva; ; Balaban, Rosangela de Carvalho; ; Bezerra, Ulisses Targino;
A tese de doutorado apresenta a carboximetil lignina (CML) como aditivo multifuncional para aplicações na indústria do petróleo. A reação de carboximetilação segue a reação clássica de éteres de Williamson onde um alcóxido (álcali de lignina) reage com um haleto de alquila (ác. monocloroacético) para formar um éter. A CML foi avaliada como aditivo retardador de pega para pastas de cimento e como aditivo inibidor de incrustação. Os estudos sobre a CML como retardador de pega foram realizados com uma lignina extraída do bagaço da cana de açúcar pelo método soda-antraquinona. O derivado da lignina foi adicionado na composição de pastas de cimento e testado em ensaios de consistometria pressurizada (API RP 10B) para a determinação do tempo de espessamento (tempo de pega) das pastas aditivadas. Foi observado o incremento no tempo de espessamentos das pastas de cimento em função da adição de CML à composição. Foi proposto um segundo mecanismo de atuação (além do clássico) para a CML. Cálculos semi-empíricos foram realizados para simular a capacidade da CML em formar complexos de coordenação com íons Ca2+ fundamentais para o processo de pega do cimento. O complexo proposto apresentou-se entropicamente favorável em um processo espontâneo em relação à energia livre de Gibbs. Essas observações sobre a capacidade da CML em adsorver no núcleo de cimento e complexar íons Ca2+ motivaram o estudo sobre inibidor de incrustação. Para este trabalho, a reação de carboximetilação foi aplicada em uma lignina extraída da madeira pelo método Kraft. A CML foi avaliada como inibidor de incrustação em um sistema sintético de água produzida por poços de petróleo. Foram realizados testes de eficiência de inibição pelo método dinâmico (precipitação dinâmica em tubo capilar) de acordo com os procedimentos da NACE 31105 e pelo método estático. Os cristais formados pelo método estático foram analisados por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de raios-X. Observou-se que na ausência de CML os produtos de incrustação eram basicamente os polimorfos de CaCO3 com predominância do polimorfo aragonita com calcita em menor proporção. Na presença de CML, as imagens de MEV mostraram uma inibição do crescimento dos bastões de aragonita e calcita como fase majoritária nos produtos de incrustação. Ensaios de DRX, associados à técnica de refinamento de Rietveld confirmaram que, de fato, a aragonita reduziu o seu percentual na composição da incrustação e as imagens de MEV também mostram que o crescimento do cristal foi reduzido em uma ordem de grandeza. Os resultados da pesquisa mostram que a reação de carboximetilação de ligninas pode ser uma alternativa tecnológica para agregar valor à resíduos de biomassa lignocelulósicas e que sua versatilidade pode abranger diversos setores da indústria de óleo e gás.
Desenvolvimento de fluido de limpeza microemulsionado para aplicação em poços perfurados com fluidos não aquosos
(2019-06-19) Juviniano, Henrique Borges de Moraes; Silva, Djalma Ribeiro da; Dantas, Tereza Neuma de Castro; ; ; ; Freitas, Júlio Cézar de Oliveira; ; Curbelo, Fabiola Dias da Silva; ; Moreira, Paulo Henrique Silva Santos;
A remoção do fluido de perfuração e limpeza do anular do poço antes da operação de cimentação é um ponto chave para uma boa cimentação e isolamento hidráulico entre o poço e as formações. Para isso colchões lavadores e espaçadores, de diferentes densidades, são injetados no poço. O uso de microemulsões surge como um alternativa para as combinações de solvente/surfactante, visto que esses sistemas são capazes de solubilizar grandes volumes de óleo, inverter a molhabilidade da superfície, além de reduzir o volume de surfactante utilizado. Deste modo, o presente trabalho teve como objetivo estudar a formulação de um colchão adensado microemulsionado para remoção de fluidos de perfuração base óleo. Para isto, foi desenvolvido um diagrama pseudo-ternário do sistema composto por UNTL 90, Querosene, Água (ADT) e n-Butanol, visando a obtenção de um sistema microemulsionado e a escolha de um ponto ótimo para aplicação. Após a escolha do ponto de microemulsão ótimo foram formulados colchões adensados com goma-xantana, anti-espumante, baritina e microemulsão em diferentes densidades. O fluido de perfuração e pasta de cimento utilizados seguiram as recomendações práticas. Análises de eficiência de remoção, inversão da molhabilidade e compatibilidade foram realizadas para as diferentes formulações em condições ambiente de temperatura e pressão. Ao final dos testes foi possível obter resultados de até 100% de eficiência de remoção em menos de 5 minutos, inversão da molhabilidade do fluido de perfuração com cerca de 26% do volume e compatibilidade. Os resultados obtidos corraboram com trabalhos encontrados na literatura, apresentando uma possível aplicação desses sistemas. Entretanto, testes em diferentes condições de temperatura e pressão devem ser realizados para avaliar a atuação desses colchões.
Síntese e caracterização do catalisador AlSBA-15 para utilização na reação de eterificação do glicerol com etanol
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2019-12-12) Dantas, Carlos Augusto Leal; Vitor Sobrinho, Eledir; Cássia Carvalho de Almeida; Almeida, Cássia Carvalho de; Moreira, Paulo Henrique Silva Santos
O glicerol é o principal subproduto na produção do biodiesel através da reação de transesterificação de óleos vegetais e gorduras animais. Apesar deste subproduto ser utilizado nas mais diversas aplicações o mercado não absorve todo o glicerol produzido, sendo assim, a reação de eterificação do glicerol com o etanol é uma alternativa viável para o consumo deste subproduto e para a geração de aditivos utilizados em combustíveis líquidos, todavia, para que ocorra essa reação se faz necessário a presença de um catalisador ácido. Neste contexto ocorreu o desenvolvimento deste trabalho, sendo realizada a síntese e a caracterização do AlSBA-15, que inicialmente é um excelente suporte catalítico, porém, com a incorporação do alumínio na sua estrutura o seu potencial catalítico é aumentado. A caracterização da estrutura sintetizada, AlSBA-15, foi verificada utilizando as técnicas de Análise Termogravimétrica, Espectroscopia de Absorção na Região do Infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR), Análise de Adsorção e Dessorção de Nitrogênio e com a Difração de Raios X, obtendo resultados similares aos resultados encontrados por Zhao et al. (1998), na síntese do SBA-15, ou seja, as características da estrutura SBA-15 foram mantidas mesmo após a adição do alumínio, portanto, a estrutura AlSBA-15 foi sintetizada com êxito.
Sistemas de pastas de cimento com filtrado ultra controlado para aplicação em poços com riscos de migração de gás
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-04-26) Botelho, Ana Ludmilla Correia; Freitas, Júlio Cezar de Oliveira; Filipe Silva de Oliveira; Gasparotto, Luiz Henrique da Silva; Moreira, Paulo Henrique Silva Santos
Em um processo de cimentação de poços de petróleo, devemos considerar vários fatores na formulação de uma pasta de cimento. Um dos fatores mais estudados é a migração de gás, porém, ainda existem dúvidas sobre suas causas, e como resolvê-las. A maioria dos problemas que envolvem a migração de gás podem ir de uma simples remediação (que tem um elevado custo), até um blowout, podendo ocasionar danos irreparáveis, como no caso do acidente no campo da “Deepwater Horizon”, em 2010, no golfo do México. Diante desses acidentes, pesquisadores vem constantemente desenvolvendo novas tecnologias para evitar a migração de gás, como por exemplo, a adição de controladores de filtrado, onde eles perceberam que aumentava a viscosidade da pasta, ajudando no controle da migração de gás. De acordo com o cenário descrito acima, neste projeto utilizamos o controlador de filtrado juntamente com o látex SBR para controlar a migração de gás. Como os dois aditivos influenciam no aumento da viscosidade da pasta, adicionamos dispersante para não ocorrer nenhum problema no bombeio da pasta ou na sua desidratação. Assim, este trabalho tem como objetivo desenvolver sistemas de pastas de cimento com filtrado ultra controlado, para aplicação em poços com riscos de migração de gás. Fixamos a concentração do controlador de filtrado e variamos a concentração do látex e do dispersante. Com o aumento da concentração do látex observou-se uma diminuição do volume perdido por filtração e, consequentemente, um aumento no controle do gás. No entanto, a partir da concentração 1,5 gpc, o látex formou um sólido que impossibilitou a adição do cimento, e a respectiva realização dos testes de reologia e filtrado. Esse incremento na viscosidade se deve ao fato de que as partículas de látex se entrelaçam, bem como formam um filme polimérico que tampona os canais e restringe a percolação de água e/ou de gás. Diante dos resultados e da literatura, podemos inferir que o látex tem capacidade de ser um agente ultra controlador de filtrado, mas para isso, é necessário o ajuste das formulações, pois, de acordo com a literatura, um ultra controlador de filtrado deve alcançar valores de filtrado API menor ou igual a 25 mL/30 min.
Uso da cinza da casca do arroz em tampões de cimento para abandono de poços petrolíferos
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-02-28) Araujo, Romero Gomes Da Silva; Freitas, Júlio Cézar de Oliveira; Costa, Bruno Leonardo de Sena; Moreira, Paulo Henrique Silva Santos; Santiago, Rodrigo César; Bezerra, Ulisses Targino
Quando um poço de petróleo atinge o final da sua vida útil, seja por baixo retorno econômico ou por falha de integridade, há a necessidade de instalar uma série de tampões para isolar as formações que apresentem potencial de fluxo para a superfície ou para outras formações adjacentes e, assim, garantir a selagem e o abandono definitivo. O presente trabalho tem como objetivo o uso da Cinza da Casca do Arroz (CCA) como material alternativo para compor sistemas de pastas de cimento para aplicação em tampão de abandono de poços petrolíferos. Amostras contendo CCA e amostras de referência foram submetidas durante sete dias a 40oC, 80 oC e 300 oC, respectivamente, de acordo com faixas de temperatura estabelecidas pela UK Guidelines. O desempenho destes sistemas de pastas foi avaliado quanto a resistência à compressão (RC) e permeabilidade como uma avaliação inicial dos critérios de aprovação de materiais, a base de cimento Portland, para tampões. Ensaios de TGA e DRX foram realizados para auxiliar no entendimento dos fenômenos observados. O material alternativo CCA conferiu resultados superiores ou equivalentes na resistência à compressão em todas as condições testadas. Outro fator positivo é que, pelas suas características físicas, foi possível alcançar tal desempenho com maior adição de água e menor densidade que as pastas usualmente utilizadas. Os sistemas contendo CCA apresentaram baixos valores de permeabilidade em sua matriz hidratada, em alguns casos, sendo inferior às pastas de referência. Os sistemas alternativos mostraram-se promissores para compor um conjunto solidário de barreira (WB - well barrier) necessário para garantir o correto abandono e a integridade do poço, mesmo após o final da vida útil. Os sistemas também se mostraram versáteis, pois possuem alto desempenho tanto em baixas, como em altíssimas temperaturas, enquanto que sistemas convencionais precisam de composições específicas para cada situação

SIGAA

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