Evaluation of the use of microemulsions based on Moringa Oleifera Lam oil saponified as continuous phase of drilling fluids: Analysis of rheological properties

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v10i4.14188

Keywords:

Moringa Oleifera Lam oil; Microemulsion; Drilling fluid; Rheological parameters.

Abstract

In oil exploration, one of the main activities is the drilling of wells, in which it is necessary to use the so-called drilling fluids. Due to its great importance, it has been sought to develop drilling fluids with improved properties and, to that end, studies show that microemulsified systems can be viable for this application, since they are more stable than emulsified systems, which makes them more efficient. The objective of this work was the development of a drilling fluid using as its continuous phase microemulsioned systems based on Moringa Oleifera Lam saponified oil. In the development of the microemulsioned system were used distilled water (aqueous phase), moringa oil (oily phase), saponified moringa oil (surfactant) and n-butanol (cotensoative) and a Cotensoative/Surfactant ratio equal to 1 were used. After the preparation of the microemulsioned system, additives were used to prepare drilling fluid: Xanthan Gum (viscosifier) and Baritin (thickening agent). In order the characterization of the fluid, rheological studies were carried out to determine parameters such as the flow limit, behavior index, consistency index and the degree of thixotropy, by varying the viscosifier concentration by 4%, 6% and 8%. The results obtained showed that the fluids showed pseudoplastic behavior, following the Herschell-Bulkley model and according to other studies involving microemulsioned fluids. In addition, with the increase in the percentage of viscosifier, improvements were observed in the properties of the fluid, such as flow limit and thixotropic degree.

References

Andrade, W. A., Cruz, G. P., Santos, M. F. O., Silva, G. F., Silva, M. S. & Santos, J. P. L. (2020). Síntese de um tensoativo a base de óleo de Moringa Oleífera Lam. e formulação de sistemas microemulsionados para a quebra de emulsões do tipo água em óleo. Research, Society and Development, 9 (2), e193922194.

Borges, T.A. (2014). Análise da Reologia e do Escoamento de um Fluido de Perfuração a partir de Microemulsão a Base de Óleo Vegetal. Trabalho de Graduação, Natal, RN.

Caenn, R. & Chillingar, G. V. (1996). Drilling Fluids: State of the Art. Journal of Petroleum Science and Engineering, 14, 221-230.

Candia, J.-L. F. & Deckwer, W.-D. (1999). Effect of the Nitrogen Source on Pyruvate Content and Rheological Properties of Xanthan. Biotechnol Progress, 15: 446–452.

Curbelo, F. D. S., Garnica, A. I. C., Nascimento, B. S. C., Leal, G. L. R., Tertuliano, T. M. & Silva, R. R. (2021). Influence of the oleic phase and co-surfactant addition in non-ionic microemulsified systems. Research, Society and Development, v. 10, n. 2, e58410212902.

Curbelo, F. D. S., Sousa, R. P. F., Garniça, A. I. C., Aranha, R. M., Freitas, J. C. O. & Braga, G. S. (2016). Estudo Reológico de um Fluido de Perfuração Microemulsionado. In: XXI CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA QUÍMICA, Fortaleza (CE), Editora Realize.

Diaz, P. S., Vendruscolo, C. T. & Vendruscolo, J. L. S. (2004). Reologia de Xantana: uma Revisão sobre a Influência de Eletrólitos na Viscosidade de Soluções Aquosas de Gomas Xantana. Semina: Ciências Exatas e Tecnológicas, v. 25, n. 1, 5–28.

Garnica, A. I. C., Curbelo, F. D. S., Queiroz, I. X., Araújo, E. A., Sousa, R. P. F., Paiva, E. M., Braga, G. S. & Araújo, E. A. (2020). Desenvolvimento de microemulsões como aditivo lubrificante em fluido de perfuração. Research, Society and Development, v. 9, n. 7, e212973703.

Gonçalves, S. S. G. (2018). Desenvolvimento de fluidos de perfuração poliméricos a base de microemulsões e avaliação de suas propriedades. Dissertação de MSc, Natal, RN.

Gray, G. R., Darley, H.C.H. & Caenn, R. (2014) Fluidos de perfuração e completação, 6 ed., Rio de Janeiro, Elsevier.

Green, H. & Weltmann, R.N. (1946). Equations of thixotropic breakdown for rotational viscometer. Industrial & Engineering Chemistry Analytical Edition, v. 18, n. 3, 167- 172.

Lucena, L. C. F. L., Silveira, I. V. & Costa, D. B. (2016). Avaliação de ligantes asfálticos modificados com óleo da Moringa Oleífera Lam para uso em misturas mornas. Revista Matéria, 11681, 72-82.

Machado, J.C.V. (2002). Reologia e escoamento de fluidos: Ênfase na indústria do petróleo, 1 ed., Rio de Janeiro, Interciência.

Mairs, H., Smith, J, Melton, R., Pasmore, F. & Maruca, S. (2000). Efeitos Ambientais dos Cascalhos Associados a Fluidos Não Aquosos: Fundamentos Técnicos.

Melo, K. C. (2008). Avaliação e Modelagem Reológica de Fluidos de Perfuração Base Água. Dissertação de MSc, Natal, RN.

Petrobras. (1998). Viscosificante para fluido de perfuração base de água na exploração e produção de petróleo. Especificação, N-2604. Rio de Janeiro, Brasil.

Ramalho, W. J. C. R., Souza, M. F., Ferreira, H. S. (2021). Investigação do efeito viscosificante e estabilizante de argilas hidrofílica e hidrofóbica em fluidos emulsionados de base oleoso. Research, Society and Development, v. 10, n. 3, 1-13, e3910312927.

Ratkievicius, L. A. (2015). Avaliação de argila modificada por tensoativo para aplicação em fluido de perfuração a base de óleo vegetal. Dissertação de MSc, Natal, RN.

Santos, T. G. M. (2013). Avaliação de modelos de tixotropia aplicados a fluidos de perfuração. Monografia (Graduação), Curitiba, PR.

Shiroma, P. H. (2012). Estudo do comportamento reológico de suspensões aquosas de bentonita e CMC: influência da concentração do NaCl. Dissertação de MSc, São Paulo, SP.

Silva, G. C. (2011). Sistema microemulsionado: Caracterização e aplicação na indústria do petróleo. 2011. p25. Tese de DSc. Curso de Pós-Graduação em Química, Natal, RN.

Silva, S. S. S., Nóbrega, K. C., Amorim, L. V. & Lira, H. L. (2019). Avaliação de amidos modificados empregados na mineração para aplicação em fluidos de perfuração de poços de petróleo. Revista Matéria, v.24, n.03, e-12427.

Sousa, R. P. F., Curbelo, F. D. S., Garnica, A. I. C., Araujo, E. A., Freitas, J. C. O. & Braga, G. S. (2020). Efeito da goma xantana e da bentonita no desempenho de um fluido de perfuração base microemulsão. Holos, ano 36, v.2, e7358.

Souza, F. M., Soares, J. M. D., Oliveira, H. P., Rigoli, I. C., Luporini, S. (2020). Rheological assessment of the interaction between hydrophobic nanoclay and xanthan gum in saline environment, for application in drilling nanofluid. Research, Society and Development, v. 9, n. 7, 1-45, e789974669.

Souza, D. R. Q. A., Ferreira, G. F. D., Lobato, A. K. C. L., Silva, A. C. M. & Santos, L. C. L. (2016). Influência do cotensoativo em sistemas microemulsionados. Revista Eletrônica de Petróleo e Gás, 4, 2, 33-42.

Souza, D. R. Q. A.; Oliveira, L. A.; Ferreira, G. F. D.; Lobato, A. K. C. L. & Santos, L. C. L. (2015). Avaliação de tensoativos comerciais em sistemas microemulsionados na quebra de emulsão de petróleo In Anais...I Congresso Nacional de Engenharia de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis, Campina Grande, PB, Brasil.

Souza, G. S., Luporini, S. & Rigoli, I. C. (2017). Caracterização reológica de suspensões argilosas salinas com goma xantana para fluidos de perfuração de poços de petróleo. Revista Matéria, v.22, n.01, e11796.

Thomas, J. E. (2004). Fundamentos de engenharia de petróleo, 2 ed., Rio de Janeiro, Interciência, 2004.

Waldmann, A. T. A., Branco, M. A. & Martins, A. (2007). Rheological characterization of polymer solutions for oil well drilling applications. In: Proceedings of the XI International Macromolecular Colloquium, Gramado, RS, Brasil.

Published

12/04/2021

How to Cite

CRUZ, G. P. da; ANDRADE, W. dos A.; SILVA, L. A. da .; CUNHA, A. de L.; SILVA, G. F. da .; SANTOS, J. P. L. dos. Evaluation of the use of microemulsions based on Moringa Oleifera Lam oil saponified as continuous phase of drilling fluids: Analysis of rheological properties. Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 4, p. e30910414188, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i4.14188. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/14188. Acesso em: 11 may. 2021.

Issue

Section

Engineerings