Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-08-01T13:13:46Z No. of bitstreams: 1 NarioCezarCamaraAlves_DISSERT.pdf: 3724020 bytes, checksum: 7d9bb0f760270e1cb1c18ea011288bb0 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-08-03T23:20:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 NarioCezarCamaraAlves_DISSERT.pdf: 3724020 bytes, checksum: 7d9bb0f760270e1cb1c18ea011288bb0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-03T23:20:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NarioCezarCamaraAlves_DISSERT.pdf: 3724020 bytes, checksum: 7d9bb0f760270e1cb1c18ea011288bb0 (MD5) Previous issue date: 2016-12-20 / Dois campos de pesquisas s?o essenciais para o mercado do petr?leo nos dias atuais: otimiza??o de custos e quest?es ambientais. Nas opera??es de perfura??o de po?os o sistema de fluido se mostra como sendo essencial, e assim requer uma otimiza??o cont?nua. Fluidos de perfura??o ? base org?nica s?o largamente utilizados nestas opera??es, onde, ap?s a sua utiliza??o, se tornam um passivo caro e poluente. Atualmente o tratamento realizado neste tipo de fluido ? somente de corre??o, o que requer, geralmente, grandes quantidades de insumos, elevando ainda mais o custo do Sistema de Fluidos para a opera??o de perfura??o. Com isso, o objetivo deste trabalho foi desenvolver um m?todo de recupera??o de fluidos de perfura??o n?o aquosos atrav?s da quebra da emuls?o de ?gua em ?leo, utilizando como agente desemulsificante sistemas microemulsionados. Para a obten??o desta microemuls?o estudou-se qualitativamente a influ?ncia de diferentes tensoativos na separa??o de fases do fluido e definiu-se o de melhor efici?ncia (ULX 95). Para mapeamento do fluido utilizado nos ensaios foram feitas an?lises de reologia, raz?o de ?gua/?leo/s?lidos, salinidade e Estabilidade El?trica. Para o estudo da quebra de emuls?o variou-se: a composi??o do sistema microemulsionado para o tensoativo ULX 95, a fase aquosa da microemuls?o atrav?s da utiliza??o ou n?o de sal (CaCl2), a propor??o sistema microemulsionado/fluido e a temperatura no momento da mistura. Tamb?m foram feitos testes para a caracteriza??o das fases obtidas ap?s o ensaio de quebra, assim como a possibilidade de reutiliza??o do fluido n?o-aquoso recuperado. Os testes de reutiliza??o do fluido n?o aquoso recuperado obtiveram resultados satisfat?rios. / There are two research fields essential for the oil market: cost optimization and environmental issues. In the well drilling operations the fluid system is shown to be essential, and thus requires a continuous optimization. Organic based drilling fluids are widely used in these operations, which, after use, become expensive and polluting liabilities. Currently the treatment performed in this type of fluid is only correction, which usually requires large quantities of inputs, further increasing the cost of Fluid System for the drilling operation. Thus, the aim of this study was to develop a method of recovery of non-aqueous drilling fluids through the breaking of the water in oil emulsion using as demulsifying agent microemulsions systems. To obtain the microemulsion system qualitative studies were performed where the influence of different surfactants in the phase separation of the fluid were studied and defined the best efficiency (RNX 95). For mapping of the fluid used in the tests were made rheology analysis, ratio of water / oil / solids, salinity, and electrical stability to study the emulsion breaking was varied: the composition of microemulsion system for the surfactant (RNX 95), the aqueous phase of the microemulsion by using or not salt (CaCl2), the rate microemulsion / fluid system and the temperature at mixture. Test have also been made to the characterization of phases obtained after breaking test, as well as the possibility of reusing the non-aqueous fluid recovered. The tests had a satisfactory result.

A reação entre resinas epóxi e polialquileno glicóis gera um aduto de elevado peso molecular que pode ter aplicações em diferentes segmentos, tais como polímeros usados na composição base de fluidos de têmpera, viscosificantes para lubrificantes e desemulsificantes de petróleo. As condições envolvendo a formação destes adutos possuem referências limitadas na literatura aberta e basicamente envolvem um polialquileno glicol com diferentes funcionalidades, tipicamente duas hidroxilas reagindo com os grupos epóxi presentes na resina epóxi que tipicamente possui funcionalidade igual a dois, a uma temperatura ao redor de 120°C na presença de catalisador de hidróxido de potássio (KOH). O presente trabalho avaliou a formação destes adutos considerando um delineamento experimental de resolução III onde as variáveis de controle foram temperatura, velocidade de agitação do meio reacional, velocidade de adição de resina epóxi, concentração de catalisador e relação molar entre a resina epóxi e o polialquileno glicol. Ao total onze experimentos foram realizados de acordo com o planejamento experimental e incluindo triplicata para avaliação do erro experimental. Diferenças significativas nas características físico químicas dos produtos obtidos tais como viscosidade, teor de epóxi residual e de performance de desemulsificação foram encontradas. Dois produtos apresentaram gelificação. Com um bom nível de confiabilidade estatística pode-se dizer que o peso molecular ponderal médio é influenciado principalmente pelo teor de catalisador seguido da temperatura e proporção molar entre resina epóxi e polialquileno glicol nesta ordem de importância. Com menor nível de significância a conversão é influenciada positivamente com respeito ao incremento do teor de catalisador e da temperatura e pela redução na proporção molar entre resina epóxi e polialquileno glicol. Apesar de terem sido atingidos elevados níveis de conversão de resina epóxi na maioria dos experimentos, pelas analises de GPC foi observado uma grande proporção de polialquileno glicol livre residual nos produtos. Pode-se observar também uma fraca correlação estatística positiva entre a qualidade da separação petróleo-água com respeito à conversão e ao peso molecular numérico médio dos produtos. / The reaction between epoxy resins and polyalkylene glycols generates an adduct of high molecular weight that may have applications in several sectors such as polymers for metal quenchant fluids, demulsifiers and viscosifiers for lubricating oil. The conditions involving the formation of these adducts have limited references in the open literature and basically it involves a polyalkylene glycol having different functionalities, typically two hydroxyl groups reacting with the epoxy groups present in the epoxy resin with typical functionality equal to two at a temperature around 120°C and in the presence of catalyst, potassium hydroxide (KOH). This study evaluated the formation of these adducts considering a resolution III experiment design where the controllable variables were temperature, stirring speed of the reaction medium, rate of addition of epoxy resin, catalyst concentration and molar ratio between the epoxy resin and polyalkylene glycol . In total eleven experiments were carried out according to the experimental design, including three replications at the center point to evaluate the experimental error. Significant differences in chemical and physical characteristics such as viscosity, residual epoxy content and performance of demulsification were found between the synthesized materials. Two products showed gelation. With a good level of statistical reliability it can be considered that the weight average molecular weight is mainly influenced by the amount of catalyst followed by temperature and mole ratio of epoxy resin to polyalkylene glycol in this order of importance. With lower significance level conversion is influenced positively with respect to the increment of the catalyst amount and temperature and by the decrease in molar ratio of epoxy resin and polyalkylene glycol. Despite achieving high levels of conversion of epoxy resin in most of the experiments, by GPC analysis it was observed a large proportion of free residual polyalkylene glycol in the products. It can be observed also a slight positive statistical correlation between the quality of oil-water separation with respect to conversion and number average molecular weight of the products.

A reação entre resinas epóxi e polialquileno glicóis gera um aduto de elevado peso molecular que pode ter aplicações em diferentes segmentos, tais como polímeros usados na composição base de fluidos de têmpera, viscosificantes para lubrificantes e desemulsificantes de petróleo. As condições envolvendo a formação destes adutos possuem referências limitadas na literatura aberta e basicamente envolvem um polialquileno glicol com diferentes funcionalidades, tipicamente duas hidroxilas reagindo com os grupos epóxi presentes na resina epóxi que tipicamente possui funcionalidade igual a dois, a uma temperatura ao redor de 120°C na presença de catalisador de hidróxido de potássio (KOH). O presente trabalho avaliou a formação destes adutos considerando um delineamento experimental de resolução III onde as variáveis de controle foram temperatura, velocidade de agitação do meio reacional, velocidade de adição de resina epóxi, concentração de catalisador e relação molar entre a resina epóxi e o polialquileno glicol. Ao total onze experimentos foram realizados de acordo com o planejamento experimental e incluindo triplicata para avaliação do erro experimental. Diferenças significativas nas características físico químicas dos produtos obtidos tais como viscosidade, teor de epóxi residual e de performance de desemulsificação foram encontradas. Dois produtos apresentaram gelificação. Com um bom nível de confiabilidade estatística pode-se dizer que o peso molecular ponderal médio é influenciado principalmente pelo teor de catalisador seguido da temperatura e proporção molar entre resina epóxi e polialquileno glicol nesta ordem de importância. Com menor nível de significância a conversão é influenciada positivamente com respeito ao incremento do teor de catalisador e da temperatura e pela redução na proporção molar entre resina epóxi e polialquileno glicol. Apesar de terem sido atingidos elevados níveis de conversão de resina epóxi na maioria dos experimentos, pelas analises de GPC foi observado uma grande proporção de polialquileno glicol livre residual nos produtos. Pode-se observar também uma fraca correlação estatística positiva entre a qualidade da separação petróleo-água com respeito à conversão e ao peso molecular numérico médio dos produtos. / The reaction between epoxy resins and polyalkylene glycols generates an adduct of high molecular weight that may have applications in several sectors such as polymers for metal quenchant fluids, demulsifiers and viscosifiers for lubricating oil. The conditions involving the formation of these adducts have limited references in the open literature and basically it involves a polyalkylene glycol having different functionalities, typically two hydroxyl groups reacting with the epoxy groups present in the epoxy resin with typical functionality equal to two at a temperature around 120°C and in the presence of catalyst, potassium hydroxide (KOH). This study evaluated the formation of these adducts considering a resolution III experiment design where the controllable variables were temperature, stirring speed of the reaction medium, rate of addition of epoxy resin, catalyst concentration and molar ratio between the epoxy resin and polyalkylene glycol . In total eleven experiments were carried out according to the experimental design, including three replications at the center point to evaluate the experimental error. Significant differences in chemical and physical characteristics such as viscosity, residual epoxy content and performance of demulsification were found between the synthesized materials. Two products showed gelation. With a good level of statistical reliability it can be considered that the weight average molecular weight is mainly influenced by the amount of catalyst followed by temperature and mole ratio of epoxy resin to polyalkylene glycol in this order of importance. With lower significance level conversion is influenced positively with respect to the increment of the catalyst amount and temperature and by the decrease in molar ratio of epoxy resin and polyalkylene glycol. Despite achieving high levels of conversion of epoxy resin in most of the experiments, by GPC analysis it was observed a large proportion of free residual polyalkylene glycol in the products. It can be observed also a slight positive statistical correlation between the quality of oil-water separation with respect to conversion and number average molecular weight of the products.