RESUMO Amidos e seus derivados são utilizados em praticamente todos os setores industriais. Na indústria petrolífera podem ser empregados como aditivos controladores de filtrado, os quais controlam eficazmente a perda de fluido para a formação rochosa adjacente. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o uso de amidos, de mandioca e de milho, utilizados na mineração, como redutor de filtrado em fluidos de perfuração poliméricos para poços de petróleo e gás. O estudo foi realizado em três etapas: na primeira etapa, cinco diferentes tipos de amidos modificados foram caracterizados por meio dos ensaios de viscosidade e índice de solubilidade em água; na segunda, as amostras de amido foram avaliadas de acordo com a norma da Petrobras (PE-2POC-00727-0) e, na terceira e última etapa, as amostras que, atenderam as especificações da norma, foram avaliadas nas concentrações de 0 a 9g/350mL de água, em uma formulação típica de fluido polimérico visando avaliar as propriedades reológicas e de filtração. Os dados obtidos foram comparados com um fluido polimérico aditivado com amido comercial. Os resultados demonstraram que dentre as cinco amostras estudadas, apenas a denominada de CMAN-AV foi considerada aprovada na norma e, quando adicionada ao fluido polimérico conferiu propriedades reológicas e de filtração semelhantes ao fluido aditivado com o amido comercial. Dessa forma, conclui-se que a amostra CMAN-AV pode ser utilizada como redutor de filtrado em fluido de perfuração polimérico.

ABSTRACT Starches and their derivatives are used in virtually all industrial sectors. In the petroleum industry the can be used as filtrate additives which effectively control the loss of fluid to the adjacent rock formation. The present work had as objective to evaluate the use of starches, of manioc and maize, used in the mining, as a filtrate reducer in polymeric drilling fluids for oil and gas wells. The study was carried out in three stages: in the first step, five different types of modified starches were characterized by the viscosity and water solubility index tests; in the second, the starch samples were evaluated according of with the of the Petrobras standard (PE-2POC-00727-0) and, in the third and last step, the samples that, attended the specifications of the standard, were evaluated in the concentrations of 0 to 9g/350mL of water, in a typical formulation of polymeric fluid aiming to evaluate the rheological and filtration properties. The data obtained were compared with a polymer fluid additived with commercial starch. The results showed that among the five samples studied, only the called of CMAN-AV was considered approved in the standard and, when added to the polymeric fluid gaved rheological and filtration properties similar to the fluid additived with the commercial starch. Thus, it is concluded that sample CMAN-AV can be used as a filtrate reducer in polymeric drilling fluid.

O comportamento de fluidos de perfuração em altas temperaturas, particularmente aqueles à base de água, é imprevisível e, de fato, ainda não foi totalmente compreendido. Desta forma, otimizar a composição dos fluidos surge como um dos principais fatores para controle das suas propriedades, uma vez que as propriedades reológicas dos fluidos podem apresentar grandes diferenças à temperatura ambiente e no interior do poço. Este trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento de fluidos argilosos aditivados com polímeros e lubrificante em elevada temperatura. Para tanto, foram feitos estudos das propriedades reológicas, de filtração e pH. Os resultados evidenciaram que os fluidos estudados apresentaram baixos valores de propriedades reológicas e altos valores de propriedades de filtração. Mostraram também que o envelhecimento térmico ocasionou um processo de degradação dos aditivos utilizados, resultando na redução do pH e na caramelização dos fluidos.

The behavior of drilling fluids at high temperatures, particularly those which are water based drilling fluids, is unpredictable and, , has not been totally understood. In this way, optimizing the composition of the fluids becomes one of the main factors for the control of their properties. This is so because the rheological properties of the drilling fluids can present great differences at ambient temperature and in the interior of the well. This work aimed to evaluate the behavior of clay drilling fluids with polymer and lubricant additives at high temperature. Therefore studies were performed on the rheological properties, filtration and pH. The results evidenced that the fluids studied presented low values for the rheological properties and high values for the filtration properties. In addition to that, thermal aging caused a degradation process of the additives used, mainly the xanthan gum, resulting in pH reduction and in the caramelization of the fluids.

A study was made of the influence of ionic strength (S) on the apparent (AV) and plastic (PV) viscosities and water loss (WL) of sodium bentonite suspension with polymers. Na-bentonite was dispersed in water (4.86% w/w) of different ionic strengths (S = 0.0, 0.015, 0.030 and 0.045 M) followed by the addition of polymer. Three polymer samples were studied, i.e., low viscosity carboxymethyl cellulose (CMC BV), polyanionic cellulose (PAC), and partially hydrolyzed polyacrylamide (HPAM). The results indicated that the presence of salts and increased salinity greatly influence the apparent and plastic viscosities and water loss of bentonite suspensions with polymer.

A aditivação polimérica dos fluidos usados na perfuração de poços de petróleo é prática comum e dentre os aditivos mais usados, destacam-se o carboximetilcelulose (CMC) e a poliacrilamida parcialmente hidrolisada (PHPA), que dependendo das suas características, desempenham diferentes funções e são adicionados individualmente. Este trabalho objetiva o estudo de composições binárias de polímeros celulósicos e não-celulósicos visando o desenvolvimento de compósitos bentonita/polímeros para uso em fluidos à base de água. Foi estudada uma amostra de argila bentonítica sódica da Paraíba e três amostras de polímeros (CMC de baixa e alta viscosidade e PHPA). O dimensionamento das misturas de polímeros foi elaborado de forma a explorar composições básicas (100%-0%; 50%-50% e 0%-100%) como passo inicial. Os compostos poliméricos em três diferentes concentrações foram misturados à argila seca e, em seguida, preparados os fluidos de perfuração. Após repouso de 24 h, foram determinadas as viscosidades aparente e plástica e o volume de filtrado de acordo com as normas da Petrobras. Os resultados evidenciaram que a mistura de polímeros celulósicos com os não-celulósicos se mostrou mais eficiente na melhoria das propriedades reológicas e de filtração dos fluidos de perfuração à base de água. Desta forma, torna-se viável a combinação de matérias primas de características diferentes para a obtenção de compostos poliméricos a serem adicionados a argilas bentoníticas para o desenvolvimento do compósito bentonita/polímero para uso na perfuração de poços de petróleo.

The polymeric addictivation of fluids used in oil wells drilling is a common practice and among the addictives more used, is the carboximethyl cellullose (CMC) and the partially-hydrolyzed polyacrylamide (PHPA), and depending of their characteristics, carry out different functions and they are added individually. The objective of this work is study binary compositions of cellullosics and non-cellullosic polymers to development of bentonite/polymers compositions to use in water based drilling fluids. Was studied one sodic bentonite clay sample from Paraiba and three polimerics additives (low viscosity and high viscosity CMC and PHPA). The polymer mixtures was elaborated to explore the basic compositions (100%-0%; 50%-50% and 0%-100%) as initial step. The polymeric compositions in three different concentrations was mixed with dry clay and after the drilling fluids was prepared. Following 24 h fluid resting, the apparent and plastic viscosities and water loss were established according to Petrobras standards. The results evidenced that the cellullosic and non-cellullosic polymers mixture showed to be more efficient improving the rheologic and filtration properties of water based drilling fluids. This way, is able the combination of raw materials of different attributes to obtain polymeric compositions to be added on bentonitics intending the development of bentonite/polymer composite to wells drilling uses.

Os depósitos de argilas bentoníticas da Paraíba se constituem no maior e mais importante jazimento deste bem mineral do Brasil. Suas ocorrências estão situadas no Município de Boa Vista e seus depósitos encontram-se nas minas Lages, Bravo, Juá e Canudos. As bentonitas de Boa Vista ficaram conhecidas pela sua capacidade de inchar na presença de água, desenvolvendo géis tixotrópicos após tratamento com Na2CO3, bem como pela sua variedade de cores. Este trabalho tem como objetivo apresentar a caracterização mineralógica e as propriedades reológicas de três variedades de argilas bentoníticas de Boa Vista, denominadas de Bofe, Chocolate e Verde-lodo, provenientes cada uma delas de duas diferentes minas. As argilas foram caracterizadas por meio de ensaios de análise química, análise térmica diferencial e análise termogravimétrica. O estudo reológico foi realizado por meio da determinação das viscosidades aparente e plástica, em viscosímetro Fann 35A e o volume de filtrado em filtro-prensa Fann em dispersões com 4,86% em massa de argila aditivadas com diferentes teores de Na2CO3. Os resultados mostraram que embora as argilas provenientes das diferentes minas apresentem cores e composição mineralógica semelhantes, apresentam propriedades reológicas bastante diferentes após tratamento com Na2CO3. Esse comportamento diferenciado classifica e condiciona a aplicação industrial de cada variedade de argila.

The deposits of bentonite clays at Paraíba are the bigger and more important deposits of this type of mineral in Brazil. It is located in Boa Vista city and can be found in Lages, Bravo, Juá, and Canudos mines. These clays became well known because of their capacity of swelling in the presence of water, developing thixotropic gels after treatment with Na2CO3, as well as by their different colours. The aim of this work is to present a comparative study of the mineralogical composition and rheology of three bentonite clays namely Bofe, Chocolate and Verde-lodo, each one from two different mines of Boa Vista, PB. The clays were caracterizated by chemical analysis, differential thermal analysis and thermogravimetric analysis. The natural bentonite clays were transformed into sodium bentonite by addition of different concentrations of Na2CO3. The dispersions were prepared with 4.86wt% in order to measure their apparent and plastic viscosities by Fann 35A viscosimeter and water loss by pressing-filter. The results showed that the bentonite clays from different mines present similar colours and mineralogical composition, but their rheological properties became different after treatment with Na2CO3. This difference at this behavior allows to classify and to indicate the industrial application of each type of clay.

The aim of this work is to characterize physically and mineralogically six samples of natural and industrialized bentonites from Paraíba, Brazil, and to study its rheological properties to be used as a components of water based drilling fluids. Also it is intended to compare the evolution of the mineralogical composition and rheology of these clays after 40 years of exploitation. The natural bentonite clays were transformed into sodium bentonite by addition of concentrated Na2CO3 solution. The suspensions were prepared with 4.86% w/w to measure their rheological properties (apparent and plastic viscosities and water loss). The results showed that: i) the samples present typical mineralogical compositions of bentonites, but after four decades of exploitation, presents inferior quality and ii) among the clays samples, only one presented satisfactory rheological properties be used as a components of water based drilling fluids.

RESUMO Com o objetivo de se obter aglomerantes pozolânicos a partir da reciclagem de rejeitos da construção civil, foram estudadas duas amostras de entulho, uma de resíduo de cerâmica vermelha e uma pozolana artificial, e duas amostras de cal. As amostras foram caracterizadas através de análise química, análise térmica diferencial, difração de raios-X, área específica e determinação da atividade pozolânica. As amostras de entulho e resíduo cerâmico foram moídas em moinho de bolas por 90 min e a de pozolana artificial em moinho de discos. Foram preparadas argamassas alternativas, no traço 1:3 e, como aglomerante, cal pozolânica, em composições 30-70%, 40-60% e 50-50% de cal e pozolana. Os corpos de prova foram curados por períodos de 7, 28 e 60 dias e submetidos a ensaios de resistência a compressão simples, cujos resultados mostram que a reciclagem de rejeitos é promissora, podendo gerar elementos construtivos de baixo custo e que seu uso implica na preservação do meio ambiente e na melhoria da qualidade de vida da população em geral.

ABSTRACT With the objective of obtaining lime-pozzolana cements from the recycling of civil construction waste, four samples consisting of ceramic residue (bricks and tiles), artificial pozzolana and two samples of hydrated lime were studied. All samples were characterized by chemical analysis, thermal differential analysis, X-ray diffraction, specific area and activity pozzolanic. The waste samples and ceramic residues were ground in a ball mill for 90 min and that of artificial pozzolana in a disk mill. The alternative mortars were prepared using as aglomerate lime pozzolanic cement in proportion of 30-70, 40-60 and 50-50% of lime and pozzolana, respectively. The specimens were cured for periods of 7, 28 and 60 days and submitted to the RCS trials. The results obtained show that the recycling of civil construction waste is a promising technique which may generate low cost elements, destined for civil works and its use implies in the preservation of the environment and in the improvement of the quality of life of the population in general.