BRPI0800374B1

BRPI0800374B1 - Processo para o fraturamento hidráulico de poços de petróleo e de gás

Info

Publication number: BRPI0800374B1
Application number: BRPI0800374-2A
Authority: BR
Inventors: Gabriel Warwick Kerr De Paiva Côrtes; Guilherme De Paiva Côrtes
Original assignee: Mineração Curimbaba Ltda.
Priority date: 2008-03-10
Filing date: 2008-03-10
Publication date: 2019-04-09
Also published as: US20090227480A1; BRPI0800374A2; US9234127B2

Abstract

propante abrasivo angular, processo para sua preparação e processo para o fraturamento hidráulico de poços de petróleo e de gás. a presente invenção refere-se a um propante abrasivo angular que consiste em partículas sinterizadas de um material selecionado de bauxita, argila-minerais, ou suas misturas, com tamanho de partícula de variando de malha 30 a malha 150. a invenção refere-se ainda a um processo de produção de um propante abrasivo angular consistindo em partículas sinterizadas de um material selecionado de bauxita, argila-minerais, ou suas misturas, compreendendo etapas de secagem, moagem, pélete e sinterização de um material de partida de bauxita, seguidas por uma etapa de moagem dos péletes sinterizados e da classificação das referidas partículas em um tamanho de partícula variando de malha 30 a malha 150. a invenção também refere-se a um processo de fraturamento hidráulico onde é utilizado um propante abrasivo angular tal como descrito acima.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para PROCESSO PARA O FRATURAMENTO HIDRÁULICO DE POÇOS DE PETRÓLEO E DE GÁS.

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a um propante abrasivo angular para utilização em processos de fraturamento hidráulico de poços de petróleo e gás.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Os poços de petróleo são formados por depósitos de óleos ou de gases, ou de uma mistura de óleo e gás, de resíduos sólidos e de água, enclausurados em formações rochosas, arenosas ou argilosas, doravante chamadas formações, consolidadas ou não, de permeabilidades baixas ou altas. Esses poços podem ter diferentes níveis de profundidade, sendo superficiais a rasos, médios ou profundos. Perfurado o poço e dependendo da permeabilidade do meio, é iniciada a extração do óleo ou do gás nele contido que deixa naturalmente ou com auxílio de pressões externas a formação em que se encontra através da permeabilidade existente em fendas naturais, ou não, existentes na formação, até atingir a superfície através de tubulações geralmente metálicas.

Dependendo da permeabilidade, da profundidade e das pressões da formação, terminada a perfuração do poço pode não ocorrer a saída do óleo ou gás. Por outro lado, mesmo em poços de alta permeabilidade onde a saída do óleo ou do gás é relativamente fácil, a passagem contínua do gás através de porosidades e/ou fendas naturais promove o arraste de resíduos sólidos e impurezas que gradativamente vão bloqueando as fendas com o conseqüente bloqueio do escoamento do óleo ou do gás.

Para resolver o problema acima mencionado foram desenvolvidas técnicas de estimulação dos poços para permitir o escoamento apropriado do óleo e do gás. Essa técnica de estimulação chamada de fraturamento hidráulico consiste na obtenção de fraturas da

Petição 870180158914, de 05/12/2018, pág. 10/15

formação pela injeção de fluidos, geralmente água salgada. Uma vez formadas as fraturas utiliza-se o mesmo sistema, ou seja, a injeção de fluidos tais como fluidos a base de água salgada contendo partículas sólidas com ampla faixa de resistência mecânica. Estas partículas são introduzidas 5 nas fraturas e, ao se remover as pressões de fraturamento, tais partículas presentes nas fraturas não permitem que elas se fechem. Os canais obtidos (fraturas) preenchidos com as referidas partículas garantem um meio permeável pelo qual o óleo ou gás será extraído do poço.

As partículas sólidas acima referidas são denominadas propantes,ou agentes de sustentação, e podem ser de natureza diversa, sendo convencionalmente produzidas de materiais como areias naturais, areias resinadas, propantes sintéticos cerâmicos esféricos, resinados ou não, propantes sintéticos cerâmicos de controle refluxo, um fenômeno

denominado flow-back, entre outros.

Os propantes convencionalmente utilizados para fraturamento hidráulico são propantes cerâmicos esféricos como os descritos, por exemplo nos documentos de patente BR 9501449-7, BR C19501449-7 e BR 9501450-0 , onde a esfericidade é uma exigência para se obter uma fratura de permeabilidae máxima. Na operação tradicional de fraturamento hidráulico com propantes esféricos naturais ou sintéticos, as granulometrias variam predominantemente nas faixas de 8/12 até 35/70, com maior predominância nas faixas de 16/20, 16/30, 18/40 e 20/40. Quantidades são utilizadas fora destas faixas, sendo que todas as granulometrias são constituídas grãos esféricos. Os processos de pélete (esferização de partículas) conhecidos para obtenção dessas faixas granulométricas geram quantidades muito pequenas de partículas mais finas do que malha 40 mesh e tais processos não contemplam a produção de finos e não são capazes de produzi-los de uma maneira economicamente viável.

Existem, porém, aplicações onde é desejado o uso de propantes com características mais abrasivas que aquelas contempladas com os propantes esféricos atualmente existentes e aqui citados. Para a obtenção de partículas mais abrasivas que aquelas encontradas nos propantes

esféricos é importante a obtenção de partículas angulares.

O material abrasivo angular convencional para uso em operações de fraturamento de poços de petróleo são aqueles obtidos a partir de areias naturais ou materiais a base de areia natural com granulometria de 5 malha 100. Os propantes produzidos com partículas de areia natural , todavia, apresentam baixa resistência mecânica e quando utilizados em fraturas sob pressões de confinamento elevadas geralmente >27,58 Mpa (>4000 psi) não conseguem resistir e se quebram, dividindo-se em partículas menores, reduzindo drasticamente a permeabilidade do meio, além de 10 potencializar o refluxo (flow-back) na fratura estimulada com este tipo de propante com uma consequente perda de produtividade.

O documento BR 0301036-8 define um propante que compreende uma mistura de um material cerâmico esférico com um material |Ò angular para a finalidade especifica de controle ou impedimento de refluxo 15 (flow-back), ou seja, o fenônemo do retorno de propante quando o poço entra em operação. Portanto, trata-se de um propante onde a introdução de partículas angulares em menores proporções a um propante esférico tradicional consegue travar, impedir, o movimento de rolamento de propantes esféricos e assim evitar o refluxo (flow-back). Este propante, 20 sejam as partículas esféricas ou as angulares, é produzido nas granulometrias até 40 mesh, não se prevendo partículas menores que malha

40.

A patente US 6.059.034 também revela um propante compreendo uma mistura de material cerâmico esférico com um material de 25 curvas definidas e de forma elíptica este ultimo consistindo em um polímero deformável de natureza orgânica, de baixa dureza, não refratário, não suportando temperaturas superiores aos 200 °C aproximadamente.

Já a patente BR 9700995-4 define um processo de preparação de um material abrasivo de bauxita para uso em processos de jateamento de 30 acabamento de superfícies. O processo descrito no referido documento compreende etapas de secagem e moagem de bauxita in natura a um tamanho de partícula menor do que 45 pm, seguido de pélete do material seco moído e posterior sinterização e moagem do material sinterizado resultante para a obtenção de partículas angulares características desejadas para os processos de jateamento de acabamento.

O objetivo da presente invenção é prover um propante angular com características abrasivas, de alta resistência mecânica, estável térmica e quimicamente, em frações muito finas de alta resistência mecânica para que não se quebrem com facilidade durante o fraturamento dos poços de óleo e gás.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção se refere a um propante abrasivo angular que consiste em partículas sinterizadas de um material selecionado de bauxita, argila-minerais, ou suas misturas, tendo um tamanho de partícula de variando de malha 30 a malha 150, preferentemente de malha 40 a malha 120.

A invenção se refere ainda a um processo de produção de um propante abrasivo angular consistindo em um material selecionado de bauxita, argila-minerais, ou suas misturas, compreendendo etapas de secagem, moagem, pélete e sinterização de um material de partida de bauxita, sendo que o processo compreende ainda uma etapa de moagem 20 dos péletes sinterizados e classificação das referidas partículas em um tamanho de partícula variando de malha 30 mesh a malha 150 mesh, preferentemente de malha 40 a malha 120.

A invenção também se refere a um processo de fraturamento hidráulico onde é utilizado, como propante, um propante abrasivo angular tal 25 como descrito acima.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

O propante desenvolvido de acordo com a presente invenção é um propante abrasivo angular que consiste integralmente em partículas sinterizadas de um material selecionado de bauxita, argila-minerais, tais como caulins, ou suas misturas, com granulometria variando de malha 30 a malha 150, de preferência de malha 40 a malha 120.

Os inventores verificaram que um material propante cerâmico de

Φ ¹⁰ bauxita, sinterizado, cominuído e classificado em tamanhos de partícula variando de malha 30 a 150 (30/150), ou prefentemente os tamanhos de malha 40 a 120 (40/120) supera com vantagens os problemas decorrentes dos propantes angulares a base de areia natural conhecidos e utilizados de acordo com o estado da técnica. Ademais, no processo de preparação do propante da presente invenção permite a formação de um material de formato angular bastante fino e com características abrasivas aperfeiçoadas, porém sem os inconvenientes dos materiais propantes já conhecidos.

O propante da presente invenção é obtido a partir de um material de bauxita cuja qualidade não é crítica e pode variar amplamente de acordo com a região de sua proveniência, além de argila-minerais, caulins por exemplo, ou mistura deles com bauxita in natura em quaisquer proporções. Preferivelmente utiliza-se a bauxita.

A bauxita é uma mistura de óxidos de alumínio hidratados de composição indefinida, contendo minerais acessórios de ferro, silício, titânio, sódio e potássio. Os constituintes principais da bauxita podem ser: a gibsita [AI(OH)3], a bohemita [AIO(OH)] e o diás-poro [HAIO2]

De uma maneira geral a bauxita, de origem gibsitica [AI(OH)3],

possui a seguinte composição química:

Óxido	Teor (%)
AI2O3	52 a 64
Ρθ2°3	1,0 a 20,0
TiO₂	0,5 a 4,0
SiO₂	0,5 a 6,0
P.F.	25,0 a 32,5

Nota: P.F, = Perda ao Fogo a 900°C

Em uma concretização preferida da invenção, porém não limitativa do propante pretendido, utiliza-se bauxita com as seguinte composição química:

Óxido	Teor (%)
^ai2°3	56,0 a 60

^θ2θ3 8,0 a 11,0

Óxido	Teor (%)
TiO₂	1,0 a 2,0
SiO₂	0,5 a 4,0
P.F.	27,0 a 30,0

O processo de preparação do propante abrasivo angular da presente invenção compreende etapas de secagem, moagem, pélete e sinterização de um material de partida de bauxita, seguidas por uma etapa de moagem dos péletes sinterizados e classificação das referidas partículas 5 em uma faixa granulométrica de malha 40 à malha 120.

Depois de a matéria-prima de bauxita passar por um processo de secagem, ela é moída preferencialmente em partículas menores do que 45 pm. As etapas de moagem e secagem o material de partida de bauxita podem ser realizadas por qualquer método convencionalmente conhecido 10 para este fim.

As partículas do material moído e seco são submetidas à sinterização e subsequentemente passam por uma etapa de pélete, com adição de água e opcionalmente com utilização de aditivos de pélete. Os péletes sinterizados resultantes possuem formato esférico podendo ser 15 ovalado. Nessa etapa o pélete prevê unicamente dar forma ao pó fino de bauxita e o formato final não é restritivo ao processo, podendo inclusive ser qualquer outro que não pélete, como por exemplo, extrusão. O termo sinterização como aqui utilizado se refere a um tratamento térmico definido por uma calcinação a temperaturas elevadas de 1200^eC a 1600-C. Essa 20 temperatura de sinterização é aquela na qual o material completa suas reações químicas, os poros ficam praticamente eliminados e onde o material chega próximo ao seu ponto de fusão ou de amolecimento. A temperatura de sinterização especificamente a ser usada é função da qualidade da matéria-prima utilizada, do volume de carga admitida no forno de 25 sinterização, do tempo de residência naquela temperatura e da maior ou menos suscetibilidade do material à sinterização.

Após as etapas de sinterização e pélete, os péletes esféricos produzidos são então cominuídos em dispositivos de moagem adequados para produzir e classificar partículas de tamanhos entre malhas 40 e 120. Esses dispositivos compreendem moinhos que podem ser moinhos dos mais diferente tipos. Preferentemente utiliza-se moinhos de barras, bem como moinhos de rotores de alta rotação, por serem os unidos que permitem 5 ajustes de alto rendimento da faixa desejada, 40/120, com o mínimo de geração de finos. Nesses moinhos, pode-se considerar, como rendimento médio, as seguintes proporções nas faixas indicadas:

ri

	BARRA 40/120	ROTOR
22%	10%
10	>40	74%	85%
	<120	4%	5%

Por exemplo, um moinho de barras foi utilizado nos estudos da presente invenção, moeu 1635 kg/hora de Bauxita Sinterizada Esférica na faixa 16 MF (90% das partículas passando em uma tela de malha 16), 15 apresentando, após peneiramento, as distribuições granulométricas indicadas acima. É um moinho a utilizável para pequenos volumes.

Em outro experimento, foi utilizado um moinho rotor, denominado Barmac que moeu 60 ton/hora da mesma Bauxita Sinterizada Esférica na faixa 16 MF acima empregada, apresentando, após 20 peneiramento, as distribuições granulométricas cima indicadas. É um moinho para produção de altos volumes, como exemplificado abaixo:

Moinho de Barra = Rendimento de 1,6 ton/hora

Moinho de Rotor = Rendimento de 60 ton/hora.

Outros moinhos podem ser utilizados segundo a presente 25 invenção porém geram quantidade inferiores de 10% nas faixa granulométrica 40/120 (a fração desejada, produzida, buscada) e quantidades muitas vezes superiores a 15% da fração de malha<120 (sendo comum apresentarem quantidades superiores a 50%). Esta quantidade é indesejável, por ser muito fina e sem mercado especifico atual, sendo 30 portanto hoje, classificado como rejeito. A fração de malha >40 será um retorno para remoagem e classificação somente, sem perda física do material, onde se inclui unicamente o custo deste retrabalho. Nos dois tipos de moinhos, o de barra e o de rotor, com a técnica de ajuste desenvolvida segundo o processo da presente invenção, conseguiu-se uma operacionalidade notável, não existente no estado da técnica. Deve-se ainda levar em conta que os níveis de manutenção de desgaste dos referidos moinhos são também controlados e muito baixo.

As características químicas e físicas preferidas, porém não limitativas, do propante abrasivo angular de acordo com a presente invenção estão indicadas nas Tabelas 1,2 e 3.

IF

TABELA 1: CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS DO PROPANTE ANGULAR ABRASIVO DA PRESENTE INVENÇÃO^

Óxido	Massa (%)
AI2O3	75.5
Fe2O3	14,5
SIO2	3,65
TiO2	1,67
Sílica Livre	Não contém
Composição Mineralógica DRX	Coríndom Mulita Hematita

TABELA 2: ANÁLISE GRANULOMÉTRICA TÍPICA - 40/120

Peneiras, malha	Massa Retida (%)
n²30	0,00
n²40	0,03
n²50	38,9
n²70	38,5
n²80	9,16
n²120	9,58
Finos	3,92

TABELA 3: CARACTERÍSTICA FÍSICA T	PICA
Densidade Aparente, g/cm³	3,71
Densidade Solta, g/cm³	1,89
Densidade Bulk, g/cm³	1,72
Esfericidade e Arredondamento	0,79 X 0,54

Como foi dito anteriormente, a carga de péletes sinterizados adicionados ao dispositivo de cominuição pode ser acrescida das partículas angulares mais grossas que permanecem após o ciclo do processo da presente invenção, a saber, partículas com tamanho superior à malha 40, 5 que podem ser retornadas ao início da etapa de cominuição para nova moagem. Além disso, a carga de péletes alimentados ao dispositivo de moagem também pode conter partículas angulares mais grossas, por exemplo, maiores do que malha 8, oriundas do processo de produção de propantes cerâmicos esféricos, ou simplesmente por escolha de modificação 10 de processo pela geração de bauxita sinterizada mais grossa. Até os dias de hoje essas partículas angulares grosseiras, por não terem utilidade como os propantes esféricos eram normalmente consideradas como rejeitos de fabricação.

Uma característica interessante e preferida para o produto 15 abrasivo angular resultante da presente invenção é sua densidade cujo valor é obtido através da medida da densidade bulk que representa a massa do material abrasivo que ocupa um unidade de volume que inclui, as partículas, a porosidade das partículas e os espaços vazios não preenchido pela partícula. Um propante abrasivo angular de alta densidade com uma faixa 20 granulométrica 40/120, por exemplo, deve apresentar uma densidade solta, na faixa de 1,80 a 2,00 g/cm³.

O material de bauxita sinterizada da presente invenção é um produto formado por partículas abrasivas homogêneas angulares de bauxita sinterizada de alta densidade, alta resistência mecânica, alta abrasividade, 25 alta dureza e alta tenacidade.

O propante abrasivo angular da presente invenção apresenta características aperfeiçoadas e vantajosas para uma série de aplicações, além daquelas como propante para fraturamento hidráulico e outras anteriormente apontadas.

Uma das aplicações consiste no esmerilhamento dos orifícios das tubulações utilizadas nos revestimentos dos poços de petróleo e de gás.

As tubulações metálicas por onde se inicia o processo de fraturamento são permeadas por furos em toda sua extensão pelos quais se inicia a propagação da fratura e pelos quais ocorre o escoamento de óleo e gás. Esses orifícios são esmerilhados antes de penetrarem na formação adjacente à tubulação onde se iniciam as fraturas através do bombeamento de propante abrasivo juntamente com fluidos, em velocidades extremamente altas, por meio do que o propante ao passar pelos orifícios das tubulações, agem na abrasão dos referidos orifícios. O fato de se obter orifícios adequadamente esmerilados, permite uma operação de fraturamento subseqüente, se realizar a menores pressões. Muitas vezes podem existir duas tubulações enfileiradas paralelamente para serem perfuradas ao mesmo tempo. Nos processos conhecidos do estado da técnica, areia natural é utilizada como o propante abrasivo em questão, normalmente com tamanho de partícula de malha 100. Porém, em vários casos a areia não consegue penetrar completamente essas tubulações em função de sua baixa resistência mecânica e relativa baixa abrasividade e, conseqüentemente, essas zonas podem ser totalmente abandonadas e perdidas por não mais representarem uma região economicamente viável para exploração.

O propante abrasivo angular da presente invenção vem solucionar este problema permitindo que tais zonas abandonadas e consideradas perdidas se transformem novamente em zonas produtivas, ao mesmo tempo que novas zonas já poderem ser fraturadas com essa metodologia. Os inventores do presente pedido também constataram que paralelamente a esta vantagem operacional de esmerilhamento dos orifícios, as partículas do propante abrasivo angular da presente invenção também penetram as tubulações mais rapidamente e mais eficazmente, além de penetrarem mais profundamente as formações rochosas adjacentes com garantia de uma melhor iniciação da fratura primária.

Outra aplicação para a qual os inventores verificaram que o propante angular da presente invenção é particularmente adequado inclui fraturamento hidráulico nos chamados poços de gás não convencionais onde as técnicas de fraturamento conhecidas do estado da técnica não

podem ser utilizadas. A maioria dos fraturamentos desses poços é realizada em formações fracas e não consolidadas. Por isso os tratamentos utilizados para estas regiões combinam efeitos de estimulação da fratura com o de empacotamento e por esta razão são conhecidos pelo termo em inglês 5 Frac-Pack. O interesse comercial nestes poços teve um crescimento grande nos últimos anos e, conseqüentemente, é também crescente a necessidade de se buscar materiais adequadeos para sua operação.

Nos poços não convencionais, concomítantemente com as fraturas obtidas hidraulicamente formam-se também microfraturas. Para 10 eliminação ou redução de perdas de fluido utilizado durante a operação de fraturamento, e, ao mesmo tempo, fazer com que este fluido seja mais eficiente, os processos conhecidos do estado da técnica preveem o preenchimento destas microfraturas com volumes relativamente pequenos de areia natural, de malha 100, ou então com o uso de um propante 15 cerâmico esférico de alta resistência ou ainda um propante cerâmico esférico de resistência intermediária.

Como já mencionado acima, a utilização de areia potencializa o problema de refluxo do propante (flow-back) tendo em vista que a areia é esmagada e pulverizada devido à sua fraca resistência a elevadas pressões. 20 Os propantes cerâmicos esféricos são intrinsicamente menos abrasivos que os propantes cerâmicos angulares e, ao mesmo tempo é limitante a fabricação de propantes cerâmicos esféricos abaixo da malha 40. Conseqüentemente somente quantidades pequenas de propantes cerâmicos esféricos do tipo, 30/50, 30/60, 35/70, estão disponíveis no estado da técnica 25 e assim mesmo em quantidades muito pequenas comparando-se com o propante abrasivo angular da presente invenção que praticamente não teria limite na quantidade de fabricação.

A utilização das partículas abrasivas do propante da presente invenção mostraram resultados excelentes como substitutos para os 30 produtos convencionalmente utilizados para esta finalidade. Além de o propante da presente invenção apresentar resistência mecânica superior às areias naturais, por exemplo, mesmo quando se quebra por ação dessas forças as partículas resultantes terão um tamanho de partículas maiores (mais grossas) do que as areias naturais, não se fraturando e pulverizando, reduzindo-se a partículas muito finas, como pós, tal como ocorre com as areias naturais, formadas quase que integralmente por quartzo. Portanto, 5 como resultado da utilização do propante abrasivo angular da presente invenção, partículas finas não são geradas e, conseqüentemente, fica garantida uma maior condutividade para as microfraturas.

Uma terceira aplicação para a qual o propante da presente invenção é especialmente adequado refere-se ao fraturamento com água que compreende o uso de água não gelificada com fluido de fraturamento. O processo consiste no bombeamento de grandes volumes de água (da ordem de 4.000 m³) com baixas concentrações de propantes (da ordem de zero a 100 kg/m³ com medida de aproximadamente 10 kg/cm³). Os propantes são de granulometria muito fina. Essa tecnologia é aplicável unicamente em poços de gás de baixa permeabilidade onde condutividades de fratura muito baixas possam ser toleradas.

Os water-fracs como são conhecidos em inglês essas estimulações com água e propantes com granulometria fina, são eficazes em função fraturamento econômicos, de vários atributos positivos quando comparados com com fluidos gelificados. Por exemplo eles são mais aumentam a condutividade natural da fratura com a tubulação central, permitem a obtenção e tratamento muito mais fácil do que o tratamento convencional, entre outras vantagens. Uma vez que os chamados water-fracs tipicamente não geram uma fratura muito larga, propantes de granulometrias muito finas são os mais desejáveis. Também nesse caso o propante tradicionalmente utilizado é areia natural com granulometria de malha 100 embora propantes de maiores resistências mecânicas sejam mais eficazes e consequentemente, desejáveis. Porém, não existem na prática disponíveis propantes de resistência superior aos das areias naturais, adequados para esta utilização. Os propantes da presente invenção se mostraram adequados para este objetivo pois devido à sua abrasividade, introduz no processo um meio eficiente de proporcionar algum nível de polimento das faces fraturadas da formação, reduzindo ou mesmo eliminando sua rugosidade. Desta forma a fratura obtida não se fecha completamente pela ação da pressão de confinamento o que resulta em alguma condutividade sem a necessidade de utilização dos outros propantes convencionais.

O exemplo abaixo ilustra melhor o propante abrasivo angular descrito no presente pedido de patente e de seu processo de produção, observando-se, todavia, que os parâmetros ali descritos não devem ser considerados limitativos do escopo da presente invenção.

EXEMPLO

Utilizou-se, como material de partida, bauxita in natura, com a composição química da tabela abaixo: BAUXITA IN NATURA, LAVADA

Óxido	Teor (%)
AI2O3	54,2
Ρθ2°3	10,4
TiO₂	2,62
SiO₂	1,20
P.F.	28,2
Umidade	17,0

A matéria-prima foi seca em secador rotativo e a bauxita seca foi

Φ moída em moinho de pêndulos tipo Raymond de cinco rolos, obtendo-se bauxita seca em pó, com a seguinte granulometria:

TABELA III

ANÁLISE GRANULOMÉTRICA - SEDÍGRAFO MICROMERITS

BAUXITA SECA, MOIDA
Diâmetro (micra)	Teor (%) Cumulativo Mais Fino que 0 Diâmetro
40	96,0
30	90,0
25	83,4
20	71,8
15	50,2

Diâmetro (micra)	Teor (%) Cumulativo Mais Fino que o Diâmetro
10	23,4
8	12,3
6	8,0

O ensaio de granulometria foi realizado em um analisador de raios x, tipo Sedigraph 5100 V2.03, da Micromerits.

Os péletes foram formados utilizando-se um

Φ misturador/peletizador Eirich, modelo R-18, com capacidade para 3000 Kg de mistura. Com o Eirich em movimento e com a ferramenta apropriada para obtenção dos péletes na dimensão requerida, não acionada, adicionou-se 800 Kg da bauxita seca e, imediatamente, água potável. Ato contínuo, acionou-se a ferramenta de pélete, mantendo-a em funcionamento por 10 minutos. Findo esse prazo, abriu-se a tampa inferior do misturador Eirich, vazando-se os péletes obtidos, com 22% a 25% de água de umidade, em correias transportadoras que alimentaram um Sistema Calcinador Rotativo, constituído por secador, calcinador e resfriador, todos rotativos, operando a um temperatura máxima de 1600 °C. O rendimento total de péletes foi de aproximadamente 1000 kg, em uma faixa granulométrica grossa de 6,35 mm ( %) para mais finos.

Os péletes sinterizados resultantes foram carregadas para um moinho de barra (contendo 2/3 de seu volume preenchido com barras) ou um moinho de rotor. Para o moinho de barras, os péletes foram alimentados ao moinho pelo centro, no sentido transversal do moinho, e descarregadas pelas saídas laterais, junto ao eixo. Efetuou-se uma alimentação constante de forma a manter o volume interno do moinho sempre cheio com os péletes a serem triturados.

Após a moagem e classificação por peneiramento obteve-se 22% da de partículas com tamanho na faixa 40/120, 5% de finos menores do que malha 120 e 74% de uma fração mais grossa (acima do que a malha 40) que foi retornada ao moinho para nova moagem.

As partículas da faixa 40/120 apresentavam uma densidade bulk de 1,72 g/cm³

Para o moinho de rotor, os péletes foram alimentados ao moinho pelo centro, pela parte superior do moinho, e descarregados por baixo.

Efetuou-se uma alimentação constante de forma a manter o volume interno do moinho sempre cheio com os péletes a serem triturados.

Após a moagem e classificação por peneiramento obteve-se

10% da de partículas com tamanho na faixa 40/120, 5% de finos menores do que malha 120 e 85% de uma fração mais grossa (acima do que a malha 40) que foi retornada ao moinho para nova moagem.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Processo para o fraturamento hidráulico de poços de petróleo e gás, caracterizado pelo fato de se utilizar um propante abrasivo angular consistindo em partículas sinterizadas e moídas de um material selecionado a partir do grupo que consiste em bauxita, argila-minerais, ou misturas dos mesmos, o referido propante abrasivo angular consistindo inteiramente de partículas sinterizadas angulares do dito material produzidas por moagem e classificação de partículas sinterizadas do dito material, e de que o tamanho de partícula das ditas partículas angulares varia em uma faixa de malha 30 a malha 150.
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender fraturamento hidráulico de poços não convencionais.
3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender um processo de fraturamento com água.
4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido propante é utilizado para esmerilhamento das tubulações metálicas empregadas no fraturamento hidráulico.
5 Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as ditas partículas sinterizadas angulares são preparadas por um processo no qual o dito material selecionado a partir do grupo que consiste em bauxita, argila-minerais, ou misturas dos mesmos, é primeiro secado e então moído para formar partículas, seguido pela sinterização das ditas partículas e então peletização das referidas partículas, e finalmente moagem das partículas sinterizadas e peletizadas para formar partículas sinterizadas angulares, e em que as ditas partículas sinterizadas angulares são classificadas para obtenção de tamanhos de partícula na faixa de malha 30 a malha 150.