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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Analysis of crosslinked polymer gel for lost circulation control : Análise de gel polimérico reticulado para controle de perda de circulação
Title Alternative: Análise de gel polimérico reticulado para controle de perda de circulação
Author: Pereira, Fuat Campos, 1994-
Advisor: Moreno, Rosângela Barros Zanoni Lopes, 1966-
Abstract: Resumo: A perda de circulação é um dos maiores problemas apresentados durante a perfuração de poços. A perda de circulação tem sido um dos fatores que geram altos custos e maior tempo de operações não produtivas offshore e onshore. Diversos estudos são desenvolvidos para resolver este problema da melhor maneira possível, pois requer a preparação e a circulação de pílulas de fluidos de tratamento com diferentes componentes através dos sistemas de perfuração. Um método para combater a perda de circulação inclui o uso de sistemas de polímeros reticulados formadores de gel, que podem conter ou não sólidos, e que gelificam e selam as zonas de perda. Este estudo apresenta uma metodologia de trabalho experimental para o projeto de um gel de polímero reticulado para o combate de perda de circulação. Dois tipos de géis apresentados na literatura foram escolhidos para avaliação, o primeiro, um gel simples consistindo apenas da mistura entre um agente gelificante e um agente reticulante com a salmoura, e o segundo, tendo como base a mesma formulação do primeiro, mas com a formação de uma polimerização in-situ pela adição de ácido acrílico e de persulfato de amônio. Este segundo sistema levou a um incremento das redes reticuladas, mostrando assim ser a melhor opção por ter um melhor desempenho nas avaliações de cinética de reação e de estabilidade. Estas avaliações tiveram como base estudos reológicos, de ressonância nuclear magnética e testes de garrafa de Sydansk. A capacidade de filtração dos géis foi analisada por meio de testes de filtração estática em discos de alta permeabilidade. Com os resultados obtidos dos testes, foi possível definir um gel com as melhores caraterísticas para o combate de perda de circulação. Este foi submetido a um processo de otimização através de um planejamento experimental a uma temperatura de 70°C, chegando assim a formulações ótimas, avaliadas por meio das superfícies de resposta dos diferentes resultados reológicos e de ressonância nuclear magnética. Foram obtidas três formulações do gel com boa estabilidade, boa cinética e diferentes valores do Módulo de platô G'p . Estas formulações foram avaliadas em testes de filtração estática adaptado, sendo constatado que os géis com altos valores de Módulo de platô G' conseguem resistir valores de pressão maiores. Concluindo. o planejamento experimental permitiu determinar a influencia de cada uma das variáveis analisadas nos resultados, facilitando a escolha das formulações promissoras e que atendem aos objetivos desejados para aplicação em um campo alvo

Abstract: Lost circulation is one of the biggest problems presented during wellbore drilling. Lost circulation has been one factor that generates high costs and longer non-productive time of offshore and onshore operations. Several studies have attempted to solve the lost circulation in the best possible way since it requires the preparation and circulation of a new pill with different components through the system. One method to combat this problem includes the use of crosslinked gel-forming polymer systems, which may or may not contain solids, which would gel and seal unwanted areas and prevent losses. This experimental study presents a working methodology for designing a crosslinked polymer gel to combat lost circulation. Two types of gels were chosen from the literature to be evaluated. The first one is a simple gel, which is only a mixture between a gelling agent and a crosslinking agent with brine. The second one is based on the same formulation as the first system, but it includes an in-situ polymerization due to adding acrylic acid and ammonium persulfate, which led to an increase in the reticulated networks. The study pointed out the second gel as the best option since it had a more robust formulation on reaction and stability kinetics obtained by rheological studies, NMR, and Sydansk bottle testing. The filtration capacity of the gels was analyzed through static filtration tests on high permeability disks. With the results obtained from the tests, it was possible to define a gel with the best characteristics for combating lost circulation. That was subjected to an optimization process through an experimental design at a temperature of 70 °C, thus reaching optimal formulations evaluated through response surfaces of the different rheological and NMR results. Three gel formulations were obtained with good stability, good kinetics, and different values of the Plateau Module G'p to be evaluated in an adapted static filtration test. Therefore, it was ratified that gels with high values of Plateau Module G'p can resist higher pressure values. In conclusion, the design of experiments allowed us to determine the influence of each of the analyzed variables on the results, facilitating the choice of promising formulations that fulfill the desired characteristics for a target field application
Subject: Engenharia do petróleo
Poços de petróleo
Polímeros
Reticulação
Reservatórios - Fratura
Language: Inglês
Editor: [s.n.]
Citation: PEREIRA, Fuat Campos. Analysis of crosslinked polymer gel for lost circulation control : Análise de gel polimérico reticulado para controle de perda de circulação. 2020. 1 recurso online (109 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências, Campinas, SP.
Date Issue: 2020
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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