[pt] O sucesso da operação de perfuração de poços de petróleo provém
da incessante pesquisa científica que busca soluções e melhorias às diversas
etapas deste processo. A correta formulação dos fluidos de perfuração e
suas medições reológicas são parte fundamental neste cenário. O objetivo
deste estudo é investigar o funcionamento de um viscosímetro Fann 35A e a
metodologia utilizada para caracterização reológica de fluidos de perfuração,
mediante comparação com um reômetro rotacional. Por conseguinte,
diferentes fluidos, tais como soluções poliméricas e fluidos de perfuração,
foram analisados com a finalidade de propor novas recomendações e
aprimorar o uso do equipamento, comumente utilizado pelas companhias
de petróleo. Curvas de escoamento e testes de força gel foram executados
e, os resultados mostraram que as equações API são responsáveis pela
determinação errônea dos parâmetros reológicos destes fluidos. Além disso,
foi realizado um estudo teórico da relação entre a pressão e vazão em
escoamento em tubo e espaço anular. Observou-se que a escolha precisa da
função de viscosidade é imprescindível para o correto dimensionamento de
bomba. Ademais, uma geometria ranhurada foi projetada e desenvolvida
a fim de evitar os efeitos do deslizamento aparente em baixas taxas
de cisalhamento. A força gel, medida importante para avaliar o reinício
do escoamento em poços de petróleo, também foi avaliada e apresentou
resultados bastante divergentes dos obtidos no reômetro. O gel adicional
exibiu respostas significativas e assim, sua utilização é indicada. Por fim,
as melhorias e metodologias propostas mostraram-se promissoras, embora
em alguns casos não possua valia pelo custo benefício. A incorporação
das recomendações obtidas no presente estudo garante aquisição com
maior acurácia da reologia de fluidos de perfuração e, consequentemente,
desempenho correto de algumas funções atribuídas ao mesmo, evitando
assim ocorrência de sérios problemas operacionais, ambientais e financeiros. / [en] The success of a drilling operation in an oil well emerges from
the unrelenting scientific research for solutions and improvements to the
various stages of this process. The correct formulations of drilling fluids
and their rheological measurements are essential to this scenario. This
study aims to investigate the functionality of a rotational viscometer 35A
and the methodology used to characterize the fluids’ rheology through
the comparison with a rotational rheometer. Hence, different fluids, such
as polymeric solutions and drilling fluids, were analyzed to propose new
standards and improve the equipment operation, generally used by the oil
companies. The results show that API equations are responsible for the
inaccurate determination of these fluids rheological parameters. Besides, a
theoretical study of the relationship between pressure and flow rate in a tube
and annular flow was performed. It was observed that the choice of viscosity
function is extremely important to determine the correct pump size. Also, a
roughed geometry was designed and developed for the viscometer to avoid
wall slip at low shear rates. The gel strength, an important parameter to
analyze restart of flows in oil wells, was analyzed and presented expressively
divergent results from those obtained with a rheometer. The additional
gel strength showed interesting results that indicate its use. Finally, the
improvements and proposed methodology were found to be promising,
although in some cases, it is not worth the cost-benefit analysis. The
use of this present study s recommendations guarantees the accuracy of
drilling fluids rheology and, consequently, a good performance of some of
its functions, avoiding the occurrence of serious operational, environmental
and financial problems.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:53221 |
| Date | 11 June 2021 |
| Creators | CAMILA MOREIRA COSTA |
| Contributors | MONICA FEIJO NACCACHE |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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