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Fluidos
de perfuração (Parte II)
Em
minha experiência de campo, perfurando pelo Brasil e exterior,
e como não poderia ser diferente, enfrentei problemas diversos.
Entretanto, a maioria deles estavam sempre relacionados ao tratamento
inadequado que era dado aos fluidos de perfuração. Isso
acontecia, porque, muitas vezes não havia a assistência
técnica de um especialista em fluido de perfuração.
Nessa série de reportagens pretendo
me estender mais sobre esse assunto porque o encaro de importância
fundamental na construção de poços. É através
da lama que podemos transmitir a potência hidráulica disponível
na superfície e é ela a responsável direta pelo
bom comportamento das formações que estão sendo
atravessadas durante a perfuração, no transporte dos cascalhos,
na hidráulica, e muitas outras funções importantes
que asseguram um bom resultado final.
"É
através da lama que podemos transmitir a
potência hidráulica disponível na superfície
e
é ela a responsável direta pelo bom comportamento
das formações que estão sendo atravessadas
durante a perfuração"
Durante
qualquer operação de perfuração, é
de importância capital que sejam controladas as propriedades físicas
da lama. As propriedades são controladas a valores que assegurem
um desempenho ótimo da lama. Das propriedades a controlar, duas
das mais importantes são a viscosidade e a consistência
do gel. Viscosidade e consistência do gel estão relacionados
a: (1) remoção de fragmentos e cascalhos; (2) manterem-se
em suspensão fragmentos e cascalhos e materiais de agravamento
de peso quando não há circulação; (3) descarga
de fragmentos e cascalhos na superfície; (4) fazer-se por reduzir
ao mínimo qualquer efeito adverso sobre o poço; e (5)
diligências para obter se informações sobre a formações
penetradas. A viscosidade determinada com o funil Marsh, é uma
medida de campo que serve para controlar os limites aceitáveis,
porém essas informações não são suficientes
para se tomar medidas corretivas. As informações mais
significativas sobre a viscosidade são obtidas através
dos viscosímetros rotativos, que medem em centipoise, e são
capazes de determinar os motivos da alteração e dão
informações que permitirão o controle da consistência
do gel.
A consistência do gel é a
propriedade gelificante ou tixotrópica da lama sob condições
estáticas e é representada em termos de libras por cem
pés quadrados (lbs/100pés2).
Essas propriedades físicas da lama
aumentam durante a perfuração à medida que a broca
penetra nas formações triturando-as e, agregando ao sistema,
sólidos ativos inertes e contaminantes químicos. Os sólidos
inertes são subdivididos em desejáveis e indesejáveis.
Os sólidos desejáveis são adicionados à
lama para melhorar o desempenho das funções específicas,
entre outros estão a bentonita, a barita, os amidos, o CMC, etc.
E os inertes são as areias, os folhelhos, o carbonato de cálcio,
a dolomita, etc. A incorporação desses sólidos
são os principais fatores responsáveis pelo aumento de
peso e da viscosidade aparente. Há diversos métodos aos
quais se pode recorrer para diminuir a viscosidade e força gel
da lama. Esses métodos são mecânicos e químicos.
Métodos
mecânicos
1.
Diluição com água que serve para diminuir a concentração
de sólidos. Esse método tem suas limitações
porque pode acarretar aumento de perda d'água que é um
complicador, principalmente quando se perfura folhelhos.
2 - Peneira vibratória - A passagem
da lama pela peneira vibratória remove as partículas inertes
de maiores dimensões.
3 - Separadores centrífugos - Essas
máquinas separam mecanicamente os sólidos restantes que
passam pela peneira. É importante lembrar, que os separadores
mecânicos tais como peneiras vibratórias e separadores
centrífugos serão eficientes quando trabalham em conjunto
e em série, passando a lama primeiro pela peneira e depois pelos
separadores. A determinação dos sólidos da lama
é feita usando-se a retorta Fann em conjunto com o medidor VG.
Métodos
químicos
Considera-se
que o efeito primário dos produtos químicos para redução
de viscosidade é o de neutralizar as valências residuais
provenientes de elos quebrados. E a redução do limite
de escoamento se processa por um ou mais dos seguintes mecanismos.
1 - Redução de contaminantes
através de precipitação.
2 - Redução dos efeitos
dos contaminantes.
3 - Substituição de íons
desfavoráveis por íons favoráveis.
4 - Formando uma película protetora
e volta das películas de argila.
Os produtos químicos que mais se
usa no tratamento das lamas de perfuração são os
fosfatos e os lignosulfonatos.
Os fosfatos mais usados são o pirofosfato
ácido de sódio e o tetrafosfato de sódio que são
poderosos dispersantes e, em pequenas quantidades reduzem ao máximo
a viscosidade. A quantidade, num tratamento de simples dispersão,
raramente será superior a 0,2lbs/bbl de lama por turno. Geralmente
se processa uma mistura de aproximadamente 50lbs de fosfato em um barril
de água. A solução é então adicionada
na lama, com distribuição uniforme, ao longo de um ciclo
completo da lama.. Devido à sua eficácia em remover o
cálcio, são excelentes agentes no tratamento contra a
contaminação por cimento. Os fosfatos devem ser aplicados
com soda cáustica para evitar queda de pH. Ele não deve
ser aplicado quando a temperatura da lama é superior a 175oF.
Nessas condições ele se converte em ortofosfato que é
agente floculante.
Entre os lignosulfonatos o espersene é
o mais versátil e pode ser aplicado em todas as lamas a base
d'água. Desempenha bem suas funções em todos os
níveis de pH alcalino e pode ser usado em qualquer teor de sal
até a saturação, e mediante qualquer teor de cálcio
presente nos fluidos de perfuração. Deve-se adicionar
juntamente com soda cáustica na proporção de um
para quatro (soda espersene).
O espersene atua também como inibidor e, em quantidades suficiente,
reduz a perda d'água.
Raimundo
B. Medeiros
Ex-engenheiro da Divisão de
Hidrogeologia e Exploração da CPRM
Fone: (21) 549-4871
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