Studies of new occurrences of bentonite clays in the State of Paraíba for use in water based drilling fluids

Abstract

New bentonite clay deposits have recently been discovered in the state of Paraíba, mainly in the municipalities of Cubati and Pedra Lavrada, creating great expectations in view of the possibility of expanding industrial production using these new reserves. The aim of this study was to study the new occurrences of bentonite clay in Paraíba, particularly in the municipality of Pedra Lavrada, for use in water based drilling fluids. The mineralogical properties of the clays were characterized by particle size analysis using laser diffraction, and thermogravimetric and differential thermal analysis, and its chemical composition was analyzed by X-ray fluorescence, X-ray diffraction, cation exchange capacity and specific surface area. The bentonite clays were treated with sodium carbonate at concentrations of 75, 100, 125, 150 and 175mEq/100g of dry clay, to transform them from polycationic to sodium form. For the technological characterization, drilling fluids were prepared according to the standards of Petrobras. The results indicated that the mineralogical composition of the samples consisted of montmorillonite, kaolinite and quartz. As for their rheological properties, the samples were found to partially meet the rheological requirements of the Petrobras standard.Recentemente foram descobertos novos depósitos de argilas bentoníticas no Estado da Paraíba principalmente nos municípios de Cubati e Pedra Lavrada, criando uma grande expectativa pela possibilidade de ampliação das novas reservas para produção industrial. O objetivo desse trabalho foi estudar as novas ocorrências de argilas bentoníticas da Paraíba, principalmente do município de Pedra Lavrada, para uso em fluidos de perfuração base água. A caracterização mineralógica foi efetuada através da análise granulométrica por difração de laser, análises termogravimétrica e térmica diferencial, composição química por fluorescência de raios X, difração de raios X, capacidade de troca de cátions e área específica. As argilas bentoníticas foram tratadas com carbonato de sódio nas concentrações de 75, 100,125,150 e 175meq/100g de argila seca, para sua transformação da forma policatiônica para forma sódica. Para caracterização tecnológica, foram confeccionados fluidos de perfuração de acordo com as normas da Petrobras. Os resultados obtidos evidenciaram que as amostras estudadas apresentaram, na sua composição mineralógica, montmorilonita, caulinita e quartzo. Em relação às propriedades reológicas, verificou-se que as amostras estudadas atendem parcialmente aos requisitos reológicos da norma da Petrobras.