PPGQ/CCET PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA INSTITUTO DE QUÍMICA Telefone/Ramal: (84) 3342-2323/136 https://posgraduacao.ufrn.br/ppgq

Banca de QUALIFICAÇÃO: KEILA REGINA SANTANA

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: KEILA REGINA SANTANA
DATA: 30/04/2014
HORA: 09:00
LOCAL: LAPET
TÍTULO:

Interações entre a Carboximetilcelulose, Carbonato de Cálcio e Bentonita: Repercussões sobre as propriedades dos fluidos de perfuração aquosos.


PALAVRAS-CHAVES:

Carboximetilcelulose, Filtração, Propriedades Reológicas, Inchamento de Argila.


PÁGINAS: 94
GRANDE ÁREA: Ciências Exatas e da Terra
ÁREA: Química
SUBÁREA: Química Orgânica
ESPECIALIDADE: Polímeros e Colóides
RESUMO:

Basicamente, o papel da carboximetilcelulose (CMC) em associação com o carbonato de cálcio (CaCO3) na maioria dos fluidos de perfuração base água é reduzir a perda de fluido para a formação. Outra função essencial é promover propriedades reológicas capazes de manter em suspensão os cascalhos durante a operação de perfuração. Dessa forma, é absolutamente essencial correlacionar a estrutura química do polímero (grau de substituição, massa molar e distribuição do substituinte) com as propriedades físico-químicas do CaCO3, de forma a obter o melhor resultado a mais baixo custo. Outro importante aspecto refere-se às propriedades de inibição da CMC em relação à hidratação de argilas em sistemas de fluidos de perfuração. O inchamento de argilas é um dano indesejável que reduz a permeabilidade da formação e causa sérios problemas durante a perfuração. Nesse contexto, essa tese consiste de duas partes principais. A primeira parte refere-se à elucidação dos mecanismos de adsorção da CMC sobre CaCO3, assim como os efeitos correspondentes nas propriedades do fluido. A segunda parte está relacionada ao entendimento dos mecanismos pelos quais a adsorção da CMC ocorre na superfície da argila, onde, certamente, a estrutura química do polímero, força iônica, massa molar e sua solubilidade no meio são responsáveis por afetar intrinsecamente a estabilização das camadas da argila. Foram utilizadas no estudo três amostras de carboximetilcelulose com diferentes massas molares e graus de substituição (CMC A (9 x 104 g/mol – DS 0.7), CMC B (2.5 x 105 g/mol – DS 0.7) e CMC C (2.5 x 105 g/mol – DS 1.2)) e três amostras de calcita (CaCO3), com diferentes diâmetros médios de partículas e curvas de distribuição em tamanho. O aumento do grau de substituição da CMC contribuiu para o aumento da densidade de carga do polímero e dessa forma, reduziu sua estabilidade em salmoura, promovendo agregação com o aumento do volume de filtrado. Por sua vez, o aumento da massa molar promoveu um aumento das propriedades reológicas com a redução do volume de filtrado. Ambos os efeitos estão diretamente ligados ao volume hidrodinâmico da molécula do polímero no meio. A granulometria das partículas do CaCO3 influenciou não somente as propriedades reológicas, devido à adsorção de polímeros em sua superfície, mas também as propriedades de filtração. Foi observado que o menor volume de filtrado foi obtido pelo uso da amostra de CaCO3 de menor tamanho de partícula com a faixa mais ampla de dispersão em tamanho. Com relação à inibição de inchamento de argilas, a eficiência da CMC foi comparada a outros produtos comumente empregados (cloreto de sódio (NaCl), cloreto de potássio (KCl) e um inibidor comercial à base de amina quaternária). A CMC de baixa massa molar (9 x 104 g/mol) propiciou grau de inchamento da bentonita ligeiramente mais baixo que a CMC de alta massa molar (2.5 x 105 g/mol), no decorrer de 180 minutos. Por outro lado, pôde ser visualizado por microscopia eletrônica de varredura que a CMC de maior massa molar (2.5 x 105 g/mol e DS 0.7) promoveu uma redução na formação e no tamanho dos poros da argila comparada à CMC de menor massa molar (9.0 x 104 g/mol e DS 0.7), após 1000 minutos em meio aquoso. Esse comportamento foi atribuído à dinâmica das interações entre a argila e a cadeia polimérica da CMC ao longo do tempo, que é resultado da forte contribuição das interações eletrostáticas entre os grupos carboxilatos (COO-) localizados ao longo da cadeia polimérica e as arestas das camadas da argila carregadas positivamente. A CMC adsorve na superfície da matriz de argila promovendo a formação de uma “película”, a qual é responsável por minimizar a migração da água para o meio poroso. Com o aumento do grau de substituição, foi observado aumento de poros na matriz de argila, sugerindo que a maior densidade de cargas no polímero diminui a sua flexibilidade e a adsorção sobre a matriz argilosa. A análise conjunta dos resultados indica que altas massas molares da CMC propiciam melhores resultados no controle das propriedades reológicas, de filtração e de inchamento de argilas, entretanto, efeito contrário é observado com o aumento do grau de substituição. Por sua vez, a calcita apresenta melhores resultados com a diminuição do diâmetro médio das partículas e aumento da distribuição em tamanho. Em todas as propriedades analisadas, foram evidentes os sinais de interação da CMC com os minerais (calcita e argila) presentes no meio aquoso.


MEMBROS DA BANCA:
Interno - 1804366 - JULIO CEZAR DE OLIVEIRA FREITAS
Externo ao Programa - 569.288.077-68 - MAURICIO RODRIGUES BORGES - UFRN
Presidente - 1149440 - ROSANGELA DE CARVALHO BALABAN
Notícia cadastrada em: 23/04/2014 08:01
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