Characterization of Cubati-PB bentonite clays aiming their application in water-based drilling fluids

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2019-05-23T15:57:54Z No. of bitstreams: 1 ANA PAULA DA SILVA BATISTA – DISSERTAÇÃO (PPG-CEMat) 2009.pdf: 3817760 bytes, checksum: 10556545df200c2e51cd8932ac808fa4 (MD5)Made available in DSpace on 2019-05-23T15:57:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ANA PAULA DA SILVA BATISTA – DISSERTAÇÃO (PPG-CEMat) 2009.pdf: 3817760 bytes, checksum: 10556545df200c2e51cd8932ac808fa4 (MD5) Previous issue date: 2010-02-10As argilas bentonitas têm sua importância econômica por apresentar uma vasta gama de aplicações industriais. Devido a sua ação viscosificante e tixotrópica, a bentonita é utilizada na produção de fluidos de perfuração para poços de petróleo. Nesse sentido, a indústria petrolífera é o principal consumidor dessas argilas no país. Desde a descoberta dos jazimentos do município de Boa Vista-PB, maior jazimento da América do Sul, o país tornou-se auto-suficiente neste segmento, entretanto, a exploração desordenada está levando ao esgotamento das variedades de boa qualidade. Frente a este fato, depósitos de argilas bentonitas existentes no município de Cubati-PB, possuem pouquíssimos dados a cerca de seu comportamento reológico, motivando o desenvolvimento deste trabalho. Desta forma, os objetivos deste trabalho são a caracterização física e mineralógica e o estudo reológico de argilas bentonitas do município de Cubati-PB, visando seu uso como agente viscosificante e tixotrópico em fluidos de perfuração de poços de petróleo à base de água. Tais depósitos são uma alternativa à escassez das argilas de boa qualidade do município de Boa Vista- PB. Foram estudados sete tipos de amostras, sendo as mesmas caracterizadas através de ensaios de fluorescência de raios X, picnometria de gás, determinação da distribuição de partículas, difração de raios X, análise térmica diferencial e gravimétrica e microscopia eletrônica de varredura. A partir do estudo reológico foi possível conhecer as propriedades reológicas e de filtração das suspensões argila-água preparadas com as bentonitas estudadas. Tais amostras apresentaram teores de MgO, CaO e K2O e possuem em sua constituição argilomineral esmectítico, caulinita e quartzo. A fração volumétrica das partículas indicou elevado grau de aglomeração. Pode- se constatar uma pequena capacidade de troca de cátions, segundo a metodologia utilizada. O teor ótimo de CMC a ser utilizado variou de acordo com a argila. Com base nas especificações reológicas previstas pela Petrobrás, três tipos de amostras apresentaram elevado potencial para utilização em fluidos de perfuração de poços de petróleo à base de água.Bentonite clays have economic importance because they are used in a wide variety of industrial applications. Due to its action as a viscosity maker and also tixotopic, bentonite is used in the production of fluids for oil fields. In this sense, the oil industry is its main consumer in the country. Since the discovery of beds in Boa Vista – PB, the biggest bed in South America, the country has become self-sufficient in this area but due to unorganised exploitation, the beds of good quality are disappearing. Furthermore, bentonite clay beds exist in the county of Cubati which is the reason of this research paper. Thus, the aims of this research paper are the physical and mining characterization and the reologic study of bentonite clays in the county of Cubati – PB to make use of it as water based fluids for oil fields. This poses as an alternative for the beds in the county of Boa Vista – PB. Seven types of samples were studied and they were characterized by fluorescence studies of X ray, gas picnometry, determination of distribution of particles, X ray diffraction differential thermal analysis, gravimetric analysis and scanning electronic microscopy. From the reologic study it was possible to determine the reologic properties and filtration of clay-water suspensions prepared with the studied bentonites. Such samples presented quantities of MgO, CaO and K2O and have as constituents: smectitic clay, kaolinite and quartz. The volumetric fraction of particles indicated a high level of condensation. It could be shown a small capacity of cation exchange according to the used methodology. The ideal CMC level to be used varied according to the clay. Having as a basis reologic specifications of Petrobrás, three kinds of sample present a very high potential to be used in water-based perforation of oil fields