Investigación del efecto viscosificante y estabilizador de arcillas hidrofílicas e hidrofóbicas en fluidos a base de aceite emulsionados
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v10i3.12927Palabras clave:
Arcillas bentoníticas; Comportamiento reológico; Fluidos emulsionados.Resumen
Las bentonitas se investigan extensamente por actuar como agentes viscosificantes y estabilizantes para fluidos emulsionados. Las propiedades de los fluidos de perforación son extremadamente importantes para el éxito de la perforación de pozos de petróleo. Sin embargo, la purificación de arcillas es necesaria para promover una mejora en el comportamiento reológico de las dispersiones. Al igual que las arcillas de bentonita natural, las arcillas organofílicas obtenidas a partir de arcillas de bentonita de sodio son de enorme importancia industrial debido a su alto grado de hinchamiento en agua y sales de amonio cuaternario. En este estudio, la influencia del tipo de arcilla se investiga reológicamente en fluidos emulsionados de diferentes proporciones de masa aceite / agua (O / W): 50/50, 70/30, 80/20, 90/10 y 95/05 bajo el concentración 6000ppm. Las muestras de arcilla se caracterizaron por FRX, DRX Y TG / DTA. Todos los fluidos emulsionados a base de aceite se analizaron mediante observaciones morfológicas macroscópicas y reológicas. Se ensayaron arcillas verde de lodo purificado (hidrófilo) y verde de lodo organófilo (hidrófobo) como agentes viscosificantes y estabilizantes para emulsiones. A partir de los resultados, se pudo verificar la composición química de las arcillas, siendo la arcilla organofílica la que presenta mayor pérdida al fuego, la eficiencia de la intercalación del surfactante en la arcilla organofílica verde-limo mostrada en los difractogramas de rayos X , así como los eventos de pérdida de masa, donde el verde-limo organofílico mostró una mayor pérdida. Reológicamente, los resultados confirmaron que sólo la emulsión que contenía arcilla verde fangosa de fracción de masa 50/50 (O / W) era físicamente estable.
Citas
Amorim, L. V.(2003). Melhoria, proteção e recuperação da reologia de fluidos hidroargilosos para uso na perfuração de poços de petróleo, Tese de Doutorado apresentada ao Curso de Engenharia de Processos/CCT/UFCG, Dezembro de 2003.
Arditty, S., Schmitt, V., Giermanska-Kahn, J. & Leal-Calderon, F. (2004). Materials based on solid-stabilized emulsions, Colloid Int. Sci. 275 (2004) 659–664.
Barbosa, R., Araújo, E. M., de Oliveira, A. D. & de Melo, T. J. A. (2006). Efeito de sais quaternários de amônio na organofilização de uma argila Bentonita nacional (Efect of quaternary ammonium salts on the organophilization of. Cerâmica, 52, 264- 268.
Binks, B. P., & Horozov, T. S. (2006). Colloidal particles at liquid interfaces. Cambridge University.
Brasileiro, C. T. (2018). Otimização da ativação com carbonato de lítio (Li2CO3) através de diferentes métodos na reologia da argila verde-lodo purificada para fluidos base água e base óleo. 2018. 111 f, Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa.
Campos, L. F. A. (2007). Composições de argilas bentoníticas para utilização em fluidos de perfuração de poços de petróleo, Tese de Doutorado apresentada ao Curso de Engenharia de Processos/CCT/UFCG, 2007.
Fischer, P., & Erni, P. (2007). Emulsion drops in external flow fields − The role of liquid interfaces, Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 12 (2007) 196–205.
Hong, J. S., & Fischer, P. (2016). Bulk and interfacial rheology of emulsions stabilized with clay particles. colloids and surfaces a: physicochemical and engineering aspects, 508, 316–326. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2016.08.040.
Hong, J. S., Kong, H. J., Hyun, K., Bergfreund, J., Fischer, P. & Ahn, K. H. (2019). Rheological analysis of oil–water emulsions stabilized with clay particles by LAOS and interfacial shear moduli measurements. Rheologica Acta, 58(8), 453–466. https://doi.org/10.1007/s00397-019-01144-0
Hong, J. S., Rühs, P. A. & Fischer, P. (2015). Localization of clay particles at the oil-water interface in the presence of surfactants, Rheol. Acta 54 (2015) 725–734.
Hunter, T. N., Pugh, R. J., Franks, G. V. & Jameson, G. J. (2008). The role of particles in stabilising foams and emulsions. Adv Colloid Interf Sci 137:57–81.
Jeon, T. Y., & Hong, J. S. (2014). Stabilization of O/W emulsion with hydrophilic/hydrophobic clayparticles. Colloid and Polymer Science, 292(11), 2939–2947. https://doi.org/10.1007/s00396-014-3353-2
Kralchevsky, P. A., Ivanov, I. B., Ananthapadmanabhan, K. P. & Lips, A. (2005). On the thermodynamics of particle-stabilized emulsions: curvature effects and catastrophic phase inversion. Langmuir 21:50–63.
Larson, R. G. (1999). The structure and rheology of complex fluids. Oxford University.
Machado, J. C. V. (2002). Reologia e escoamento de fluidos: ênfase na indústria do petróleo. Editora Interciência
Opawale, F. O. & Burgess D. J. (1998). Influence of interfacial properties of lipophilic surfactants on water-in-oil emulsion stability, J. Colloid Interface Sci. 197 (1998) 142–150.
Paiva, L., Morales, A. R. & Valenzuela-Diaz, F. R. (2008). Organoclays: Properties, preparation and applications. Applied Clay Science, Elsevier B.V., 42(1-2), 8-24.
Pawar, A. B., Caggioni, M., Ergun, R., Hartel, R. W. & Spicer, P. T. (2011). Arrested coalescence of viscoelastic droplets with internal microstructure. Soft Matter 7:7710
Ramsden, W. (1903). Separation of solids in the surface-layers of solutions and ‘suspensions’ (observations on surface-membranes, bubbles, emulsions, and mechanical coagulation). Proc R Soc Lond 72:156–164
Ross, C. S. & Shannon, E. V. (1926). The minerals of bentonite and related clays and their physical properties. Journal of the American Ceramic Society, 9: 7779.
Stancik, E. J. & Fuller, G. G. (2004). Connect the drops: Using solids as adhesives for liquids. Langmuir, 20(12), 4805–4808. https://doi.org/10.1021/la049778e.
Sousa, F. K. A. (2010). Estudo de composições de argilas organofílicas para fluidos de perfuração de poços de petróleo em águas ultraprofundas, Tese de Doutorado. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. Universidade Federal de Campina Grande – UFCG, 2010.
Souza Santos, P. (1992). Tecnologia de argilas, Ed. Edgard Blücher.
Tadros, T. (2004). Application of rheology for assessment and prediction of the long-term physical stability of emulsions. In Advances in Colloid and Interface Science (Vols. 108–109). https://doi.org/10.1016/j.cis.2003.10.025.
Torres, L. G., Iturbe, R., Snowden, M. J., Chowdhry, B. Z. & Leharne, S. A. (2007). Preparation of o/w emulsions stabilized by solid particles and their characterization by oscillatory rheology. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 302(1–3), 439–448. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2007.03.009.
Whitby, C. P., Fornasiero, D. & Ralston, J. (2008). Effect of oil soluble surfactant in emulsions stabilized by clay particles, J. Colloid Interface. Sci. 323 (2008) 410–419.
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2021 Wênnya Joyce Carneiro Rodrigues Ramalho; Matheus Ferreira de Souza; Heber Sivini Ferreira
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Los autores que publican en esta revista concuerdan con los siguientes términos:
1) Los autores mantienen los derechos de autor y conceden a la revista el derecho de primera publicación, con el trabajo simultáneamente licenciado bajo la Licencia Creative Commons Attribution que permite el compartir el trabajo con reconocimiento de la autoría y publicación inicial en esta revista.
2) Los autores tienen autorización para asumir contratos adicionales por separado, para distribución no exclusiva de la versión del trabajo publicada en esta revista (por ejemplo, publicar en repositorio institucional o como capítulo de libro), con reconocimiento de autoría y publicación inicial en esta revista.
3) Los autores tienen permiso y son estimulados a publicar y distribuir su trabajo en línea (por ejemplo, en repositorios institucionales o en su página personal) a cualquier punto antes o durante el proceso editorial, ya que esto puede generar cambios productivos, así como aumentar el impacto y la cita del trabajo publicado.
