BRPI0808686A2

BRPI0808686A2 - Método e aparelho de tratamento de um fluido de perfuração de emulsão invertida.

Info

Publication number: BRPI0808686A2
Application number: BRPI0808686-9A
Authority: BR
Inventors: Karen Mccosh
Original assignee: Mi Llc
Priority date: 2007-03-09
Filing date: 2008-03-06
Publication date: 2014-08-19
Also published as: EP2134442A1; EP2134442A4; WO2008112493A1; MX2009009509A; CA2680267C; CA2680267A1; US8142634B2; US20080217065A1

Description

MÉTODO E APARELHO PARA A SEPARAÇÃO ELETROFORÉTICA DE SÓLIDOS E ÁGUA DO ÓLEO A BASE DE LAMA

REFERÊNCIA AO PEDIDO RELACIONADO Este pedido reivindica o benefício do Pedido Provisório US N°. de Série 60/894.113, depositado em 9 de março de 2007, Pedido Provisório US N°. de Série 60/981.000, depositado em 18 de outubro de 2007, e Pedido US N0. 12/043.011, depositado em 5 de março de 2008, as divulgações dos quais são incorporadas aqui por referência em suas totalidades.

FUNDAMENTO DA INVENÇÃO Campo da invenção As modalidades divulgadas aqui se relacionam aos métodos e aparelho para tratar líquidos de perfuração. Mais especificamente, as modalidades divulgadas aqui se relacionam aos métodos e aparelho para separar sólidos particulados e água de um fluido de perfuração de emulsão invertida.

Técnica do fundamento Quando os poços de perfuração de óleo e/ou gás, os fluidos de perfuração a base de óleo são frequentemente usados resfriar o trépano de broca, remover lascas de rocha, e controle fluidos sub-superficiais. Depois de usado, este fluido conhecido como lama de perfuração, contém sólidos indesejáveis. Antes que a lama possa ser usada novamente, os sólidos devem ser removidos.

Vários dispositivos são usados para remover sólidos do fluido de perfuração. Os grandes sólidos são frequentemente removidos passando o fluido através de uma membrana porosa de vibração, ou tela, segregando desse modo os sólidos que são muito grandes para passar através da tela. Uma força centrífuga pode ser aplicada ao fluido para remover sólidos mais finos da lama de perfuração. Entretanto, os sólidos ultra finos, isto é, aqueles sólidos que não são removidos 5 do fluido por meios mecânicos, tais como separadores vibratórios e centrífugas, permanecem na lama a base de óleo mesmo depois de tal processamento. Adicionalmente, o re-uso contínuo do fluido de perfuração aumenta a quantidade de contaminantes sólidos ultra finos presentes 10 no fluido.

Os sólidos ultra finos podem afetar muitas propriedades de sistema de fluido adversamente. As argilas de formação são inevitavelmente incorporadas no sistema de fluido, e, dependendo de sua natureza e quantidade, os 15 minerais de argila podem ser benéficos ou prejudiciais ao sistema de fluido. Os contaminantes, tais como gipsita, podem "cortar" o sistema de fluido fazendo com que as partículas floculem e a viscosidade aumente. Quando isto ocorre, há um perigo de torcer a tubulação de broca ao

2 0 ponto de ruptura ou perigo de causar uma ruptura. Em altas

temperaturas, a gelificação ou espessamento do fluido pode ocorrer, conduzindo à pressão aumentada na bomba de recirculação.

Como os fluidos de perfuração são usados para perfurar 25 poços múltiplos, os sólidos de gravidade baixa fina (LGS) (isto é, sólidos menores do que 5 μτη) acumulam-se, pois não podem ser removidos pelo equipamento de separação (por exemplo, vibradores, centrífugas de decantação, etc.). Tradicionalmente, os fluidos de perfuração são diluídos

3 0 para reduzir a concentração de LGS e reformulados de volta às propriedades exigidas. Isto é frequentemente caro e também aumenta o volume de fluido de perfuração, que conduz aos problemas de armazenamento, transporte e descarte. Em casos severos, o volume inteiro de lama é disposto e um fluido fresco é misturado, a custo significativo. 0 impacto ambiental de continuamente dispor grandes volumes de fluido deve ser endereçado e os volumes de descarte reduzidos.

Além dos LGS, a água e outros líquidos (químicos líquidos e gotas de salmoura) também são arrastados no fluido de perfuração, e não podem ser removidos pelo equipamento de separação padrão (por exemplo, vibradores, centrífugas de decantação, etc.). Tradicionalmente, os fluidos de perfuração são diluídos para reduzir a concentração de água do fluido de perfuração de emulsão invertida. Por exemplo, o óleo pode ser adicionado ao fluido de perfuração, tal que a razão de óleo/água é consistente com as necessidades desejadas do fluido de emulsão invertida para uma operação ou aplicação particular de perfuração. Isto é frequentemente caro e também aumenta

o volume de fluido de perfuração, que conduz aos problemas de armazenamento, transporte e descarte.

Consequentemente, existe uma necessidade para métodos melhorados e aparelho para reciclagem de fluido de perfuração de emulsão invertida. Adicionalmente, existe uma necessidade para métodos melhorados para remover os sólidos ultra finos e água dos fluidos de perfuração que aumentam a vida útil de fluido eficaz e reduzem a necessidade para diluição e descarte de fluido.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Em um aspecto, as modalidades divulgadas aqui se relacionam a um método de tratamento de um fluido de perfuração de emulsão invertida, o método incluindo o bombeamento do fluido de perfuração para uma unidade de eletroforese que inclui um eletrodo positivamente carregado 5 e um eletrodo negativamente carregado, aplicando uma voltagem entre 200 V e 5000 V através de dois eletrodos para depositar água e sólidos no eletrodo negativamente carregado, e remover os sólidos e água depositados do eletrodo negativamente carregado.

Em outro aspecto, as modalidades divulgadas aqui

relacionam-se a um aparelho para tratar um fluido de perfuração de emulsão invertida, o aparelho incluindo um banho, um cilindro disposto no banho, uma fonte de energia capaz de aplicar uma voltagem entre a estrutura e o

cilindro na faixa de 200 V a 5000 V, um motor acoplado ao cilindro para girar o cilindro em uma velocidade predeterminada, e um raspador tendo uma primeira posição em que o raspador contacta o cilindro rotatório para remover os sólidos e água depositados e uma segunda posição em que

2 0 o raspador está retido longe do cilindro.

Em ainda outro aspecto, as modalidades divulgadas aqui relacionam-se a um método de tratar um fluido de perfuração de emulsão invertida, o método incluindo bombear o fluido de perfuração a uma unidade de eletroforese incluindo um

eletrodo positivamente carregado e um eletrodo negativamente carregado, aplicando uma voltagem entre 200 V e 5000 V através de dois eletrodos para depositar água e sólidos no eletrodo positivamente carregado, e remover os sólidos e água depositados do eletrodo positivamente

3 0 carregado. Outros aspectos e vantagens da invenção serão aparentes da seguinte descrição e reivindicações adicionadas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A figura IA mostra uma vista de seção transversal de

uma pilha teste laboratorial para tratar um fluido de perfuração de acordo com as modalidades divulgadas aqui.

A figura IB mostra uma vista em perspectiva da Figura

IA.

As Figuras 2A e 2B mostram a dependência de

permitividade e condutividade relativas na frequência (f) para o fluido de perfuração, o depósito e o sobrenadante, como medido, de acordo com as modalidades divulgadas aqui.

A Figura 3 mostra o efeito do teor de LGS aumentado no

volume de formação de depósito de acordo com as modalidades divulgadas aqui.

A Figura 4 mostra o efeito de concentração de emulsificante primário na formação de depósito e composição durante um tratamento teste de 3 horas em 44 0 Volts em uma

2 0 disposição de laboratório como mostrado na Figura 1 de

acordo com as modalidades divulgadas aqui.

A Figura 5 mostra o efeito de concentração de emulsificante secundário na formação de depósito e composição durante um tratamento teste de 3 horas em 440

Volts na disposição de laboratório como mostrado na Figura

1 de acordo com as modalidades divulgadas aqui.

As Figuras 6A-6F mostram uma unidade piloto de uma unidade de eletroforese de acordo com as modalidades divulgadas aqui.

3 0 As Figuras 7A e 7B mostram o relacionamento entre a velocidade de motor e a velocidade de rotação de cilindro como determinado de acordo com modalidades divulgadas aqui.

As Figuras 8A-8F mostram os resultados conseguidos na análise do depósito coletaram quando o fluido de perfuração foi tratado com 44 OV durante um período de 4 horas de acordo com as modalidades divulgadas aqui.

A Figura 9 mostra o efeito de intervalo de coleção no volume de depósito e composição para o fluido de perfuração tratado em 44 0 Volts por 4 horas com a unidade piloto de acordo com as modalidades divulgadas aqui.

As Figuras IOA e IOB mostram o efeito da voltagem no volume de depósito e composição para o fluido de perfuração tratado por 4 horas na unidade piloto de acordo com as modalidades divulgadas aqui.

As Figuras 11A-11D mostram o efeito da velocidade de

rotação de cilindro no depósito coletado de acordo com as modalidades divulgadas aqui.

As Figuras 12A e 12B mostram o efeito da raspagem e rotação no depósito coletado de acordo com as modalidades divulgadas aqui.

A Figura 13 mostra a composição de depósito após condições contínua e estática de acordo com as modalidades divulgadas aqui.

A Figura 14 mostra o balanço de volume de rotação contínua de acordo com as modalidades divulgadas aqui.

As Figuras 15A-15E mostram o efeito da altura de cilindro no depósito coletado de acordo com as modalidades divulgadas aqui.

As Figuras 16A e 16B mostram as tendências na corrente

3 0 com temperatura e o efeito de temperatura na corrente mínima observada em 3OOOV de acordo com as modalidades divulgadas aqui.

A Figura 17 mostra o efeito do tempo de tratamento na recuperação de depósito em 3000 volts na unidade piloto de acordo com as modalidades divulgadas aqui.

As Figuras 18A e 18B mostram a densidade e a análise de sólidos para o fluido de perfuração e depósito após o tratamento com 3000 Volts de acordo com as modalidades divulgadas aqui.

As Figuras 19A e 19B mostram a composição de sólidos de fluido de perfuração e depósito após o tratamento com 3000 Volts de acordo com as modalidades divulgadas aqui.

As Figuras 20A e 20B mostram a razão óleo água e a salinidade de fase aquosa (WPS) de fluido de perfuração e depósito após o tratamento com 3 00 0 Volts de acordo com as modalidades divulgadas aqui.

A Figura 21 mostra os sólidos de depósito e o balanço de volume de óleo após o tratamento com 3 0 00 Volts de acordo com as modalidades divulgadas aqui.

As Figuras 22A-22C mostram traços de PSD para os fluidos de perfuração e depósitos tratados de acordo com as modalidades divulgadas aqui.

As Figuras 2 3A e 2 3B mostram a dependência de temperatura de corrente e propriedades de depósito em 3 000 Volts de acordo com as modalidades divulgadas aqui.

A Figura 24 mostra a composição de depósito após o tratamento com 3 000 Volts de acordo com as modalidades divulgadas aqui.

As Figuras 25A-25C mostram componentes de uma unidade de eletroforese de acordo com as modalidades divulgadas aqui.

A Figura 2 6 mostra banhos dispostos em uma armação interna de uma unidade de eletroforese de acordo com as modalidades divulgadas aqui.

A Figura 2 7 mostra um banho com um revestimento para

uma unidade de eletroforese de acordo com as modalidades divulgadas aqui.

A Figura 2 8 mostra uma vista de seção transversal de um cilindro de uma unidade de eletroforese de acordo com as modalidades divulgadas aqui.

As Figuras 29A e 29B mostram uma vista de perspectiva e uma vista de extremidade, respectivamente, de uma unidade de eletroforese montada de acordo com as modalidades divulgadas aqui.

A Figura 30 é um diagrama de fluxo de tratamento de um

fluido de perfuração de emulsão invertida usando uma unidade de tratamento completa de acordo com as modalidades divulgadas aqui.

DESCRIÇÃO DETALHADA A referência é feita aos Pedidos US co-pendentes

10/517.332, depositado em 2 de julho de 2004, 11/008.009, depositado em 9 de dezembro de 2004, 11/303.111, depositado em 16 de dezembro de 2005, e 60/894.113 depositado em 9 de março de 2 0 07, que são incorporados aqui por referência.

Em um aspecto, as modalidades divulgadas aqui se

relacionam a um método para tratar fluidos de perfuração. Mais especificamente, as modalidades divulgadas aqui se relacionam a um método para tratar um fluido de perfuração de emulsão invertida. Em particular, as modalidades

3 0 divulgadas aqui se relacionam a um método de separar sólidos particulados e líquidos (por exemplo, água, salmoura) de um fluido de perfuração de emulsão invertida.

Em uma modalidade, um método de separar e/ou remover os sólidos particulados e líquidos de um fluido de 5 perfuração a base de óleo ou conclusão é divulgado. Nesta modalidade, o método inclui a exposição do fluido de perfuração a um campo elétrico para migrar eletricamente os sólidos particulados e os líquidos suspensos no mesmo, e a coleta dos sólidos particulados e líquidos migrados para 10 removê-los do fluido.

Em outro aspecto, as modalidades divulgadas aqui se relacionam ao aparelho para tratar fluidos de perfuração. Mais especificamente, as modalidades divulgadas aqui se relacionam ao aparelho para tratar um fluido de perfuração 15 de emulsão invertida. Em determinadas modalidades divulgou aqui, um aparelho para tratar fluidos de perfuração de emulsão invertida fornece a capacidade de remoção de sólidos ultra finos contínua a uma corrente de tal fluido contaminado. Tal aparelho pode ser usado em série com

2 0 outros aparelhos de tratamento para remover os

contaminantes de uma corrente de fluido de perfuração. Em outras modalidades, um aparelho para tratar fluidos de perfuração de emulsão invertida fornece a remoção de sólidos ultra finos de um lote ou loja de fluido de perfuração.

Como usados aqui, os fluidos de perfuração de emulsão invertida é emulsões água-em-óleo estáveis contendo viscosificantes, agentes de peso, e outros aditivos. O equipamento de controle de sólidos no local de plataforma

3 0 remove a maioria dos sólidos perfurados arrastados no fluido durante o processo de perfuração. Entretanto, o acúmulo de material fino junto com o ingresso de água da formação pode eventualmente afetar as propriedades químicas e físicas do fluido a tal ponto que a diluição ou descarte 5 são necessários. Os métodos e aparelho divulgados aqui podem ser usados para remover as partículas finas e água do fluido de perfuração.

A eletroforese pode ser usada para remover os contaminantes de sólidos ultra finos e a água do fluido de 10 perfuração a base de óleo (isto é, invertido) de modo que o uso adicional do fluido de perfuração seja possível, tal que a diluição ou descarte do fluido de perfuração não seja necessário. A eletroforese é definida como o movimento de moléculas ou partículas carregadas em um meio líquido sob a 15 influência de um campo elétrico; as partículas com uma carga positiva migram ao cátodo e as partículas com uma carga negativa migram ao ânodo. Este processo pode ser usado para purificar determinados fluidos de perfuração.

A força F em uma partícula carregada em um campo elétrico externo é proporcional à carga q das partículas e à força de campo elétrico E. Isto pode ser representado como F = qE (1).

Se q é medido em Coulomb (c) e E está em volt metro"1, F será dado em Newtons. Entretanto, a velocidade de

2 5 partícula verdadeira também depende das propriedades de

partícula (por exemplo, densidade e tamanho de carga de superfície) e das propriedades da solução através da qual corre (por exemplo, forças de fricção, viscosidade, etc.). Enquanto as espécies carregadas migram, concentram e formam

3 0 um depósito em um dos eletrodos. A carga do eletrodo (isto é, positivo ou negativo) determinará a espécie da partícula que forma o depósito. A quantidade de depósito formado dependerá não somente da taxa e direção de migração, mas também da geometria do eletrodo, área, tempo de coleção e 5 temperatura.

Em uma modalidade, uma unidade de eletroforese pode ser usada para separar sólidos particulados e água de um fluido de perfuração a base de óleo. Nesta modalidade, o fluido de perfuração é colocado na unidade de eletroforese 10 e um campo elétrico é aplicado ao fluido de perfuração a base de óleo, tal que os sólidos particulados e a água são repelidos de um eletrodo. Alternativamente, um campo elétrico pode ser aplicado ao fluido de perfuração a base de óleo tal que os sólidos particulados e água são atraídos 15 ao eletrodo. Os sólidos particulados afetados pelo campo elétrico podem incluir partículas coloidais e partículas sólidas ultra finas, assim como outros sólidos e químicos. Por exemplo, os sólidos particulados podem incluir argilas, barita, e outros agentes de peso. Em uma modalidade, os 20 fluidos podem também ser repelidos de ou atraídos a um eletrodo. Como usado aqui, os líquidos podem referir-se a, por exemplo, água, químicos líquidos, e gotas de salmoura.

Em determinadas modalidades, o campo elétrico é substancialmente uniforme. Entretanto, em outras 25 modalidades o campo elétrico é espacialmente não uniforme. Um efeito de campos não uniformes é bem conhecido como dieletroforese, por meio de que o campo induz um momento de dipolo elétrico em uma partícula não carregada de permitividade elétrica diferente do fluido circunvizinho. A

3 0 partícula é então obrigada, pelo gradiente de campo, migrar para a região de campo elevado onde pode ser coletada. Uma vantagem de um campo não uniforme é, portanto, que as partículas de migração não estão exigidas para possuir uma carga elétrica.

5 As modalidades divulgadas aqui podem também incluir um

sistema de remoção de depósito que pode coletar depósitos de uma posição próxima aos eletrodos e/ou ativamente remover os depósitos da superfície dos eletrodos. 0 sistema de remoção pode ser operado continuamente ou como um 10 processo de batelada. No último caso, prefere-se operar o sistema de remoção durante períodos em que o campo elétrico está desligado.

Em determinadas modalidades, a voltagem aplicada ao fluido de perfuração e a corrente são proporcionais, de 15 modo que o fluído se comporta como um resistor convencional seguindo a lei de Ohm. Além disso, o fluido de perfuração pode ser aquecido para melhorar a coleção de sólidos particulados. Em uma modalidade, o fluido pode ser aquecido a uma temperatura de pelo menos 25°C. Em outras modalidades, 20 o fluido pode ser aquecido a pelo menos 500C ou pelo menos 75 ° C.

Efeito de Campos Elétricos em Fluidos de Emulsão Invertida

A aplicação de voltagem a uma emulsão invertida é um 25 método usado para determinar a estabilidade de emulsão do sistema. Em um teste, uma voltagem foi aplicada entre dois eletrodos, 1,6 mm distantes, imersos em um fluido de emulsão invertida. Um campo de decomposição típico é 280 kV m’1 causado pela formação de cadeias de partícula 30 eletricamente condutivas e contínuas entre os eletrodos. Os campos elétricos usados na separação eletroforética de espécies carregadas dos fluidos invertidos, tipicamente 0,1-10 kV m'1, são consequentemente muito mais baixos do que o campo de voltagem de decomposição. Os estudos 5 discutidos abaixo foram conduzidos para determinar o efeito de tais campos elétricos em fluidos de perfuração de emulsão invertida.

A Figura IA mostra que uma pilha de teste laboratorial 10 0 se desenvolveu para criar um campo elétrico entre dois

cilindros coaxiais. 0 cilindro interno 102 era um tubo de cobre de 1 mm de espessura com um diâmetro externo de 15 mm, disposto dentro de um cilindro externo 104, isto é, um cilindro de latão, com um diâmetro interno de 55 mm. Os tampões de extremidade de acetal 106 no topo e no fundo

foram usados para isolar os cilindros 102, 104 e para criar uma pilha selada em que um fluido de perfuração invertido poderia ser derramado. 0 cilindro interno 102 é conectado ao terminal negativo de uma fonte de energia de alta voltagem (não mostrada) e o cilindro externo 104 é aterrado.

Para criar um campo elétrico radial entre os eletrodos e através do fluido de perfuração invertido, até 440 Volts DC podem ser aplicados, de modo que o cilindro interno 102 se torne negativo com relação ao cilindro externo 104.

Em um teste, o efeito de um campo elétrico em um

2 5 fluido de perfuração de emulsão invertida com uma densidade

de 1,14 g/cm3 e uma razão óleo/água de 75:25 foram examinados. Durante um período de três horas, 440 Volts foram aplicados ao sistema usando a pilha de teste laboratorial 100, com o cilindro interno 102 negativamente

3 0 carregado. Durante este tempo, o material ou contaminantes do fluido de perfuração invertido concentraram-se e aderiram-se ao cilindro interno 102, formando um depósito (veja também a Figura 1B) que poderia ser removido da pilha teste 100. O peso percentual de óleo, água, e sólidos no 5 depósito foi determinado usando um aparelho de destilação a alta temperatura, conhecido como uma retorta. A tabela 1 abaixo mostra que o depósito continha uma concentração mais elevada de sólidos e água comparado ao fluido de perfuração original, mostrando que sob a influência do campo elétrico, 10 os sólidos e gotas de salmoura migraram para o cilindro negativo interno 102. As partículas de argila e gotas de salmoura que estão presentes como sólidos perfurados no fluido de emulsão invertida possuem cargas que permitirão a migração sob a influência do campo elétrico. O material de 15 peso de barita (sulfato de bário), entretanto, é inerte e não possui nenhuma carga, mas pode tornar-se arrastado no depósito através da co-migração com outras partículas. As partículas de barita, bem como as argilas e gotas de salmoura, podem também adquirir a carga dos emulsificantes

2 0 e dos agentes umidificantes de óleo adicionados ao sistema de fluido de perfuração, desse modo melhorando a migração.

Tabela 1. Efeito de voltagem, na composição de fluido

de perfuração: 400 Volts para um tratamento de 3 horas.

Composição (% Fluido de perfuração Depósito peso) não tratado Sólidos 30 51 Água 20 30 Óleo 50 19 Em outros experimentos, 22 0 Volts foram aplicados a um

fluido de perfuração de emulsão invertida por 1 hora. As medidas dielétricas foram tomadas do fluido de perfuração, do depósito, e do sobrenadante rico em óleo formado. O óleo base do fluido de perfuração invertido de emulsão testado era um óleo sintético de olefina interno. A permitividade 5 (ε) é uma quantidade física sem unidades que descreve como um campo elétrico polariza um meio dielétrico (isto é, temporariamente separa cargas elétricas ligadas). A condutividade (σ) é uma quantidade que descreve a habilidade do campo de fazer partículas com cargas livres 10 migrar sob a ação do campo (veja a Equação 1 acima) para o ânodo ou cátodo, de acordo com o sinal de carga livre. A condutividade dielétrica (σ) e a permitividade relativa (ε) das amostras foram obtidas da capacitância C e da condutância G, medida usando um analisador (por exemplo, 15 Analisador de Componente de Precisão de Wayne Kerr 6440 A). Neste exemplo, as amostras de fluido de perfuração, o depósito, e o sobrenadante rico em óleo foram colocadas entre dois eletrodos ajustáveis, com uma abertura de 0,635 mm. 0 protetor e eletrodos fixos foram mantidos em uma 20 voltagem fixa e frequência f variadas de 20 Hz a 3 MHz. O valor experimentalmente medido de C dá ε utilizando:

ε = C/Co (2)

onde C0 é a capacitância livre de espaço (vácuo) , tipicamente a capacitância de ar Car- Similarmente, o valor experimentalmente medido de condutância, G, dá a condutividade dielétrica, σ usando:

σ = G8o/Co (3)

onde a permitividade de espaço livre ε0 = 8,854188 x IO'12 F m'1.

3 0 Geralmente, ε e σ dependerão da frequência f. As Figuras 2A e 2B mostram a dependência de permitividade e condutividade relativas na frequência (f) para o fluido de perfuração, depósito, e sobrenadante, como medida. O teste mostrou que a permitividade do fluido de perfuração e 5 depósito diminuiu com frequência crescente, mas a permitividade do depósito sempre excedeu a do fluido de perfuração. Isto é concordante com o depósito tendo uma concentração mais elevada de sólidos e tensoativo absorvido do que o fluido de perfuração e sobrenadante. A 10 permitividade relativa ambos do fluido de perfuração e depósito extremamente excede a permitividade do sobrenadante, pois o último não contém nenhum sólido ou tensoativo absorvido. Entretanto, a permitividade do sobrenadante é aproximadamente 20-3 0, que está em excesso 15 da permitividade medida típica para o óleo limpo, que é aproximadamente 2. Isto é consistente com micelas de tensoativo em excesso dissolvidos no óleo.

Além disso, a condutividade de sobrenadante consideravelmente excedeu a do fluido de perfuração e o

2 0 depósito. Em baixas frequências, a condutividade do

depósito é menor do que a do fluido de perfuração. Isto pode ser atribuído à tortuosidade extra causada pelo movimento iônico/micelar de sólidos extra no depósito. Para frequências maiores de 1 kHz, a condutividade do fluido de 25 perfuração e o depósito excederam a do óleo de sobrenadante. Isto pode ser atribuído aos mecanismos de relaxamento tal como saltos de carga. Isto sugere que a condução DC enquanto o depósito é formado é devido principalmente ao transporte de íons de tensoativo ou micelas, ao invés da

3 0 carga carregada por partículas de argila. Assim, os dados dielétricos para o fluido de perfuração, depósito, e sobrenadante são compatíveis com o depósito tendo o teor de sólidos maior do que o fluido, e com a condução ocorrendo na maior parte através do transporte de íons ou micelas no campo elétrico aplicado ao fluido de perfuração. Estes sugerem que a eletroforese pode ocorrer, pois os íons ou micelas carregados são unidos a ou absorvidos na superfície das partículas. Além disso, os dados de condutividade (σ) mostrados nas Figuras 2A e 2B mostram que, para campos elétricos de frequência muito baixa ou zero (DC) , a condutividade dielétrica é menor do que 100 nS m'1, ou IO'7 S m"1, comparado com tipicamente I S m 1 para soluções de sal aquosas. Esta condutividade pequena permite o processo eletroforético prosseguir com correntes pequenas e, portanto, uma exigência de potência muito pequena.

Formulação de Fluido de Perfuração

Uma série de estudos de laboratório foi conduzida usando os fluidos de perfuração contaminados com vários produtos químicos para estudar e determinar o efeito da 20 formulação de fluido de perfuração na migração e separação de sólidos e gotas de salmoura dos fluidos invertidos em um campo elétrico. Cada amostra de fluido de perfuração foi tratada com 440 Volts por 3 horas usando a pilha teste descrita acima em referência a Figura 1.

Os sólidos de baixa gravidade são incorporados em

sistemas de fluido de perfuração durante o processo de perfuração e, embora a maioria seja removida por técnicas de separação mecânicas no local de plataforma, os sólidos finos podem permanecer e se acumular no fluido. Para simular estes sólidos nos testes de laboratório, a argila Hymod Prima e bentonita foram adicionadas ao sistema de fluido de perfuração, em quantidades crescentes. Após o tratamento de eletroforese, foi observado que aumentar o teor de sólidos abaixou o volume de depósito coletado. A 5 Figura 3 mostra este efeito de teor de LGS aumentado no volume de formação de depósito. Em uma contaminação de 228,24 g/L nenhum depósito foi coletado.

A viscosidade aumentada do fluido de perfuração pode ter impedido a migração da espécie carregada para o 10 eletrodo. Como mostrado na Figura 3, o depósito tinha o teor de sólidos consistentemente em aproximadamente 50% de peso e os sólidos depositados incluíram partículas de barita e de argila inertes. 0 depósito também tinha menos água e teor de óleo mais elevado enquanto o carregamento de 15 sólidos do fluido de perfuração aumentou, fazendo com que o depósito torne-se cada vez mais lúbrico de modo que não furasse o poço ao cilindro interno. Os resultados sugerem os sólidos correm mais rápido ao eletrodo do que as gotas de salmoura e/ou que a grande quantidade de sólidos impede

2 0 a migração de gota. As variações na carga devido à reação com molhantes e emulsificantes de óleo no fluido de perfuração e a razão de carga/área de superfície pode também contribuir para diferenças no perfil de migração.

Os emulsificantes são tensoativos adicionados às 25 emulsões invertidas para estabilizar a formulação. Os emulsificantes primários são tensoativos fortes usados principalmente para estabilizar a emulsão água-em-óleo. Os emulsificantes secundários agem mais como agentes de umidificantes de óleo e contribuem para outras propriedades 30 de fluido de perfuração, tais como controle de filtração. As moléculas de tensoativo atuam nas superfícies das gotas de salmoura e partículas dos sólidos, e podem, portanto afetar a migração destes em um campo elétrico.

Os produtos de emulsificante primário e secundário em concentrações até 57,06 g/L foram adicionados a um fluido de perfuração padrão e isto resultou em uma quantidade diminuída de depósito formado no cilindro interno (veja 102 na Figura 1) da pilha teste. A Figura 4 mostra o efeito de concentração de emulsificante primário na formação de depósito e de composição durante um tratamento teste de 3 horas em 44 0 Volts em uma disposição de laboratório mostrado na Figura I. A Figura 5 mostra o efeito de concentração de emulsificante secundário na formação de depósito e composição durante um tratamento teste de 3 horas em 44 0 Volts na disposição de laboratório mostrada na Figura 1. Geralmente, o depósito tornou-se mais duro e mais pegajoso enquanto a concentração de emulsificante aumentou. Como mostrado nas Figuras 4 e 5, a composição final do depósito permaneceu constante em termos de sólidos, óleo, e teor de água. Os resultados sugerem que os emulsif icantes retardaram a taxa de migração das partículas ou gotas, mas a concentração elevada do emulsificante no depósito resultou em uma mudança na consistência.

A composição exata de fluidos de perfuração invertidos e aditivos químicos específicos usados para conseguir as propriedades exigidas varia dependente da posição, disponibilidade, legislação ambiental e desempenho de perfuração exigido. Dois sistemas de fluido de perfuração alternativos foram testados para determinar o efeito do campo elétrico. 0 primeiro fluido foi baseado em uma olefina interna sintético e o outro foi um fluido de especialidade com uma base de óleo mineral. Ambos os fluidos foram testados usando a pilha teste de cilindro coaxial do laboratório (mostrada na Figura 1) e descobriu5 se que a aplicação de 440 Volts aos cilindros resultou em um depósito coletado contra a superfície de cilindro externa positiva (veja 104 na Figura 1) . A reversão da polaridade de voltagem, tal que o eletrodo interno era agora positivo, permitiu o depósito a ser coletado mais uma 10 vez na superfície do eletrodo interno (veja 102 na Figura 1) . Consequentemente, a química de emulsificante alternativa ou os novos aditivos químicos usados nestes fluidos para conseguir propriedades específicas impactaram na migração de espécies no campo elétrico, fazendo com que 15 as gotas de salmoura e os sólidos corram na direção oposta do que previamente observado.

Unidade Piloto

De acordo com as modalidades divulgadas aqui, uma unidade de eletroforese pode ser usada em um processo de

2 0 perfuração para permitir a remoção contínua de sólidos de um fluido invertido. Alternativamente, uma unidade de eletroforese pode ser configurada fora de linha do processo de perfuração, tal que o tratamento do fluido de perfuração possa ser realizado em bateladas. Geralmente, o projeto da

2 5 unidade de eletroforese pode incluir um eletrodo de

cilindro imerso no fluido a ser tratado. 0 cilindro pode ser negativamente carregado de modo que os sólidos coletarão nele. Em uma modalidade, o cilindro gira de modo que os sólidos coletados possam ser removidos do fluido. Um

3 0 dispositivo de raspagem pode ser usado para coletar os sólidos do cilindro. 0 dispositivo de raspagem pode ser mantido contra o cilindro por cabeamento elástico, suportes liberáveis, ou outros mecanismos conhecidos aos de habilidade na técnica. A unidade pode também incluir um 5 mecanismo de ajuste de altura que muda a altura do cilindro em relação ao banho e a estrutura, as válvulas de entrada e saída para encher e esvaziar o banho de metal com lama, um sistema de tubo de extravasamento para prevenir o banho de ser enchido com lama, e uma bandeja de gotejamento para 10 coletar todos os respingos.

A Figura 6A mostra uma unidade piloto de uma unidade 620 de eletroforese, similar à configuração de cilindro coaxial mostrada na Figura I. A unidade piloto foi projetada para estudar e determinar o efeito de 15 eletroforese em propriedades de fluido de perfuração e em parâmetros operacionais. Nesta modalidade, um banho de metal 622, capaz de segurar 4 0 litros de fluido de perfuração, é fornecido como o cilindro externo. Um cilindro de aço inoxidável 624 é configurado para ser

2 0 suspenso no banho de metal (622) de fluido de perfuração e atuar como o eletrodo de coleta interno. Em um exemplo, o cilindro de aço inoxidável tem aproximadamente 35,56 cm em diâmetro com uma abertura de 5,08 cm entre os dois eletrodos, isto é, entre o cilindro 624 e o banho de metal 25 622. Em uma modalidade, o cilindro 624 tem flanges externos 623 para unir o cilindro 624 ao banho 622 da unidade 620. Alternativamente, um flange interno 627, como mostrado na Figura 6B, pode ser usado para montar o cilindro 624 ao banho 622. Em tal modalidade, o flange interno 627 pode ser 30 feito de, por exemplo, alumínio. O flange interno 627 pode incluir orifícios configurados para unir o cilindro 624 ao banho 622.

Referindo-se agora às Figuras 6C e 6D, um conjunto de extremidade de cilindro é mostrado. As placas terminais 631 5 feitas de um material não condutivo (por exemplo, Delrin®) podem ser montadas ao flange interno 627 para isolar o cilindro 624 e reter o cilindro 624 no banho 622. Os orifícios 699 podem ser encontrados em torno do perímetro da placa para combinar com os orifícios de parafuso no

flange interno 627. Um aro (não mostrado) feito de material não condutivo pode ser posicionado no centro de cada placa terminal 631. Uma vedação 633 feita de borracha ou outro material não condutivo pode ser ajustada entre os flanges

627 e as placas terminais 631.

Uma bateria pode ser usada para fornecer uma voltagem

entre o cilindro 624 e a estrutura 625. As conexões apropriadas conhecidas aos de habilidade ordinária na técnica para fornecer o contato e manter o contato enquanto o cilindro 624 gira podem ser usadas. Em uma modalidade, a

2 0 voltagem é fornecida ao cilindro 624 através de um sistema

de escova de carbono 619, mostrado na Figura 6E, e passado ao longo da haste de latão dentro de um eixo ou cilindro não condutivo disposto na placa terminal 631, e então à face interna de eletrodo de cilindro. 0 projeto de sistema

de escova de carbono 619 pode incluir o eixo não condutivo na placa terminal sendo ajustado com o tubo de latão que termina em um bloco de latão. A extremidade da haste de latão 629 é conectada com o cabo elétrico 635 a um parafuso no flange interno 627 dentro a placa terminal não condutiva

3 0 631. Uma armação de suporte de metal 617 que caiba sobre o eixo não condutivo pode ser presa ao eixo por meio de qualquer prendedor conhecido a um de habilidade ordinária na técnica. Um par de hastes 63 7 pode ser perfurado e aparafusado no banho 622. As hastes 637 são introduzidas no 5 suporte de escova não condutivo 63 9, com um orifício central que envolve um bloco de latão. Duas aberturas suportam as escovas de carbono 615. A fonte negativa da bateria é unida às escovas de carbono e estas são introduzidas no suporte plástico, para contactar o bloco de 10 latão abaixo. A voltagem aplicada entre o cilindro 624 e o banho 622 pode ser selecionada baseado no tempo de duração teste desejado e/ou depósito coletado. Por exemplo, a voltagem aplicada pode ser selecionada de uma faixa de 44 0 Volts a 3000 Volts.

A altura do cilindro no banho pode ser variada,

trazendo o eletrodo mais próximo ou mais longe da estrutura Na posição mais baixa, o cilindro está mais próximo à estrutura e um volume diminuído de lama pode ser tratado. Na posição mais elevada, o cilindro está mais distante da

2 0 estrutura e um volume aumentado de lama pode ser tratado.

Um envoltório protetor pode cercar a unidade de eletroforese para prevenir as pessoas de aproximar da unidade quando está em operação. Isto pode ser conseguido colocando a unidade de eletroforese em uma plataforma com 25 portas de grade incluídas. As portas de acesso na frente do envoltório podem ser ajustadas com fechaduras, tais como fechaduras de fortaleza, bloqueando eletricamente a fonte de energia à unidade para a fonte de energia principal de modo que toda a energia elétrica seja isolada quando as 30 portas do envoltório estão abertas. Uma bomba que é usada para transferir a lama de um recipiente de massa intermediário (IBC) para a porta de entrada da unidade de tratamento de eletroforese pode ser disposta na base da plataforma. Tal envoltório protetor é discutido mais detalhadamente abaixo em referência à Figura 25.

Para prevenir o alinhamento e formação de arcos entre a lâmina de raspador 628 e o cilindro 624, o raspador 628 pode ser projetado para maximizar a distância entre o cilindro 624 e as partes metálicas de conjunto de raspador. Em uma modalidade, o raspador 628 é formado inteiramente de um material não condutivo. Em determinadas modalidades discutidas abaixo, com relação a uma unidade de tratamento de eletroforese completa, o alinhamento e a formação de arcos entre a lâmina de raspador e o cilindro podem ser eliminados carregando um banho em que o cilindro é disposto, ao invés de carregar o cilindro, como discutido em referência à unidade piloto.

Um dispositivo de tensionamento pode ser ajustado a cada extremidade da lâmina de raspador 62 8. Em uma modalidade, o dispositivo de tensionamento pode incluir uma mola, um prendedor não condutivo, e o suporte. 0 dispositivo de tensionamento aumenta a pressão aplicada à lâmina de raspador 628 para assegurar o contato eficiente com o cilindro 624 e consequentemente raspagem eficiente. Em modalidades alternativas, um pistão ou acionador hidráulico pode ser usado para mover a lâmina de raspador 628, como descrito abaixo com relação à unidade completa.

A conexão do raspador 628 à estrutura de cilindro 625 pode ser ajustável para permitir que a altura do raspador seja ajustada como necessário para assegurar que o raspador 628 está em nível com o cilindro 624 e a coleção uniforme de sólidos é obtida. Uma barra de suporte de raspador pode ser posicionada em uma inserção não condutiva que é ajustada dentro dos suportes de aço, cuja posição pode ser 5 movida em diversas direções para ajustar a altura e o posicionamento do raspador.

Durante o teste usando a unidade piloto com o projeto de raspador descrito acima, nenhuma faísca, arco ou ionização de ar foi detectada quando o cilindro estava 10 vazio, enchido com a lama, ou durante a coleção de depósito. Entretanto, após a unidade ter sido deixada parada durante à noite, o corte de energia em sobre corrente (isto é, corrente > 5,25 mA) em uma voltagem de saída de 300 Volts foi observado. Em uma voltagem de 190 Volts a corrente de 15 saída foi 4 mA (resistência de 47,5 kQ) . Isto foi confirmado com um teste de isolamento em 500 Volts que deu um valor de aproximadamente 5 0 kQ. A baixa resistência foi devida aos sólidos secos no raspador que estava em contato com o cilindro. Quando o raspador foi limpo, a resistência 20 de isolamento foi medida como sendo > 50 ΜΩ em 500 Volts. Parece que os sólidos secos têm uma condutividade muito mais elevada do que sólidos molhados, então o raspador deve ser limpo antes de qualquer teste ou operações de eletroforese subsequentes após o desligamento. Em

2 5 determinadas modalidades, por exemplo, na unidade completa

descrita abaixo, o banho 6 22 pode ser carregado em vez do cilindro 624 para prevenir tal faísca ou formação de arcos.

A fim de simplificar a operação da unidade de eletroforese e permitir o mecanismo de fechadura de

3 0 fortaleza da plataforma ser conectado a todos os dispositivos elétricos, um painel de controle de metal, com as teclas de início/término montadas na porta e as luzes de indicação pode ser incluídos. O painel de controle pode ser bloqueado com o interruptor de entrada energia elétrica 5 principal para prevenir o acesso aos terminais energizados dentro. A partir do painel de controle, um agitador IBC1 uma bomba de lama, um acionador de cilindro, e uma fonte de alta voltagem podem ser ligados e desligados. Também, o painel de controle pode permitir a instalação de uma função

de parada de emergência.

Um recipiente de fluido de perfuração para ser tratado pode ser ajustada com um misturador aéreo, e a lama cisalhada para assegurar a homogeneidade antes de alimentála na unidade de eletroforese. Um de habilidade ordinária

na técnica apreciará que um misturador estático ou quaisquer outros meios de agitação podem ser usados para misturar e/ou cisalhar a lama para assegurar a homogeneidade antes de colocar a lama na unidade de eletroforese. Uma bomba conectada ao IBC ou outro

2 0 recipiente de armazenamento e ã válvula de entrada de

unidade de eletroforese move o fluido de perfuração de uma torneira de recipiente de armazenamento ou saída para a unidade de eletroforese. 0 represamento pode ser usado para isolar a área teste e para conter quaisquer derramamentos.

Uma vez o fluido de perfuração no IBC ter sido

misturado completamente, o fluido é transferido à unidade de eletroforese. Com a torneira de IBC aberta e a entrada e torneiras de tubo de extravasamento na unidade de eletroforese aberta (válvula saída fechada) , o fluido de

3 0 perfuração é bombeado do IBC em um banho de metal até que o fluido de perfuração possa ser visto das torneiras do tubo de extravasamento. A bomba é então desligada e todas as válvulas fechadas. A fonte de energia de alta voltagem é ligada, de modo que uma voltagem predeterminada é aplicada 5 entre o cilindro e a estrutura. O motor de acionamento que gira o cilindro é ligado quando necessário, usando o seletor em um acionador de frequência variável (VFD) para controlar a velocidade. Após sólidos e líquidos (por exemplo, água) do fluido de perfuração serem coletados no 10 cilindro, são raspados automaticamente enquanto o cilindro é girado por uma lâmina raspadora. Quando o processo de tratamento é julgado terminado, a bateria e o motor de acionamento são desligados. O fluido de perfuração tratado pode ser escoado da unidade pela abertura da válvula de 15 saída e pode então ser retornado ao IBC, assumindo que o volume de IBC é o mesmo que o volume de unidade de eletroforese, ou transferido a um recipiente de armazenamento separado sob gravidade ou usando uma bomba de engrenagem.

2 0 Aumentar a temperatura do fluido de perfuração antes

do tratamento é provável aumentar a corrente puxada de qualquer bateria durante o tratamento, desse modo aumentando a taxa de coleção de depósito. Passar o fluido de perfuração do tanque de lama através de um trocador de 25 calor de vapor (por exemplo, um trocador de calor espiral) pode ser aplicável em climas mais frios. Consequentemente, em uma modalidade uma caldeira de vapor e um trocador de calor podem ser incluídos. Em tal modalidade, o isolamento pode ser fornecido ao banho para reter o calor no fluido de

3 0 perfuração contido no mesmo e/ou para proteger os funcionários. Em um teste, em referência à Figura 6A, o fluido de perfuração foi bombeado de um recipiente de armazenamento no banho 622. A voltagem foi então aplicada ao eletrodo interno (isto é, cilindro 624) usando um gerador de alta voltagem. 0 campo elétrico gerado fez com que o depósito coletasse no cilindro imerso 624. Após o tratamento o cilindro foi girado em 1-2 0 rpm usando um motor de 0,5 HP, caixa de engrenagem, e sistema de polia de correia, geralmente mostrado em 626. A unidade de eletroforese 620 também incluiu uma lâmina de raspador 62 8 configurada para remover o depósito coletado do cilindro 624. Uma bandeja de coleção 63 0 está disposta próxima a lâmina de raspador 628 e configurada para receber o depósito. A Figura 6F mostra o eletrodo de coleta, isto é, nesta modalidade o cilindro 624, e o depósito removido pela lâmina de raspador 628. Uma extremidade de descarga 632 do banho de metal 622 permite que o fluido de perfuração tratado seja bombeado da unidade de eletroforese 620 e reciclado ou retornado a um tanque de espera para uso adicional.

A unidade de eletroforese piloto 620 foi usada para determinar o efeito de diversos parâmetros e para determinar as condições de funcionamento ótimas para o tratamento de fluidos de perfuração invertidos. O efeito do intervalo de coleção, voltagem, e duração de tratamento foi determinado. Após cada teste as propriedades do fluido de perfuração tratado e depósito coletado foram medidas usando protocolos padrões, como discutido acima em referência aos testes laboratoriais. Os sólidos, água, e teor de óleo dos depósitos foram convertidos em volumes equivalentes de fluido de perfuração inteiro, com sólidos, água, e teor de óleo equivalentes ao fluido não tratado original, para ilustrar o efeito de concentração como um resultado de migração sob o campo elétrico. Se os sólidos e o teor de 5 água do depósito forem superiores aos no fluido não tratado, este foi expresso como sólidos de porcentagem adicional e água.

Ao operar a unidade de eletroforese, o depósito concentrado pode ser coletado em qualquer ponto durante o 10 ciclo de tratamento e operações de coleção múltiplas podem ser incluídas. Os benefícios de aumentar o tempo entre coleções (ou diminuir o número de coleções em um dado período de tempo) foram mostrados através dos testes onde o fluido de perfuração foi tratado por 4 horas, em 440 Volts. 15 Em operações discretas, o depósito foi coletado a cada 3 0 minutos, cada hora, cada 2 horas e uma vez após 4 horas.

Exemplos

0 primeiro conjunto de dados recolhidos determinou o relacionamento entre o rpm de motor e o rpm de rotação de 20 cilindro, através de um grande sistema de polia. Nas velocidades rotacionais de motor estabelecidos (0-1500 rpm), o tempo para uma rotação de cilindro foi medido. Isto foi convertido em rpm de cilindro e traçado como um gráfico. Estes testes são discutidos mais detalhadamente abaixo.

0 relacionamento entre a velocidade de motor e a

velocidade de rotação de cilindro foi determinado, e é mostrado nas Figuras 7A e 7B. 0 relacionamento é linear com cilindro RPM = (0,0002* RPM de motor) + 0,0007. Nas velocidades de motor > 14 00 RPM, isto é, na extremidade

3 0 superior da faixa, o relacionamento torna-se não linear. Um fluido de perfuração foi bombeado na unidade de eletrodo de cilindro giratório, com o cilindro na altura mais baixa dentro do banho. Isto permitiu aproximadamente 40 litros de fluido de perfuração serem adicionados à 5 unidade teste. Os testes foram então realizados com 440V aplicado entre o cilindro e a estrutura, e então o cilindro foi deixado estático por um total de 4 horas. Após determinados intervalos de tempo estático (30 minutos, 1 hora, 2 horas e 4 horas) o cilindro foi girado em uma baixa

velocidade para coletar o depósito formado no cilindro. Uma verificação de lama completa nos depósitos coletados foi realizada. Os testes foram repetidos, estendendo o tempo de tratamento total a 8 horas e coletando o depósito em intervalos de 2 horas, 4 horas, ou 8 horas.

0 fluido de perfuração foi tratado com 44OV durante um

período de 4 horas, raspando e coletando sólidos em intervalos de 3 0 minutos, 1 hora, 2 horas e 4 horas. As Figuras 8A-8F mostram os resultados conseguidos na análise do depósito coletado.

Neste exemplo, o tratamento de eletroforese resultou

em um baixo volume de depósito coletado, contendo um volume alto de sólidos e um baixo volume de óleo. Estes resultados sugerem que períodos estáticos mais longos seriam melhores, isto é, a coleção do depósito de sólidos na extremidade de

2 5 tratamento (para coleções até 8 horas). Embora uma

quantidade elevada de sólidos seja coletada com baixo tempo estático, o processo atua como um sistema de transferência de lama transferindo grandes quantidades de óleo e água também. 0 volume de sólidos (concentrados) adicionais

3 0 presentes é baixo. Enquanto o tempo estático aumenta, o volume de sólidos adicionais aumenta e o volume de transferência de lama diminui. Consequentemente, o tempo estático mais longo resulta em um volume menor de depósito coletado, mas um tratamento mais rápido do fluido de 5 perfuração para diminuir o teor de sólidos de baixa gravidade.

0 tratamento desse modo durante um período de 8 horas em temperatura ambiente resultou em um volume de lama tratada de 70% e uma recuperação de 8 0% do óleo total. Além 10 disso, a densidade diminuiu de 1,4 g/cm3 a 1,09 g/cm3 enquanto a razão de óleo água (ROA) aumentou de 76:24 para 88:12. Também, os sólidos percentuais contidos no fluido de perfuração diminuíram de 22% a 13,5% com uma redução em LGS e HGS. Havia um volume de depósito de 3 0% que continha 3 6% 15 de sólidos e tinha um ROA de 58:42. Cinqüenta e cinco por cento (55%) dos sólidos totais presentes foram recuperados no depósito, e LGS e HGS foram coletados.

Como mostrado na Figura 9, como o intervalo entre as operações de coleção aumentadas de 3 0 minutos a 4 horas, o 20 volume de depósito coletado diminuiu. 0 grande volume de depósito coletado usando intervalos de coleção curtos não mostrou uma concentração aumentada de sólidos e água comparada ao fluido não tratado e neste caso, o cilindro rotatório (624 na Figura 6) acionado como um sistema de 25 transferência de fluido de perfuração inteiro somente. Enquanto o intervalo de coleção aumentou, o volume de sólidos e água adicionais no depósito aumentou e o volume de transferência fluida inteira diminuiu. Consequentemente, tempos estáticos mais longos resultaram em um volume menor

3 0 de depósito coletado, mas um tratamento mais rápido do fluido de perfuração para diminuir teor de sólidos e água.

A partir das propriedades de depósito e dos resultados mostrados na Figura IOAj pode ser visto que aumentando a voltagem aumentou o volume total de depósito coletado. Um aumento na voltagem aplicada ao eletrodo de coleta pode aumentar a velocidade de migração de espécies carregadas, dando taxas de tratamento mais rápidas e um acúmulo maior de depósito. Como mostrado na Figura 10A, para testes por 4 horas, com a voltagem aumentando de 440 Volts para 3000 Volts, o peso de depósito total coletado aumentou aproximadamente linear com a voltagem. A composição de depósito também mudou com um volume maior de sólidos e água sendo atraídos e concentrados no eletrodo enquanto a voltagem aumentou. Além de gerar o depósito maior, a voltagem mais alta (3000V) também resultou na transferência de lama inteira mais baixa, e na porcentagem mais alta de sólidos adicionais removidos da lama. Isto correlacionado com um aumento na densidade de depósito com a voltagem (Figura 10B) e um aumento nos sólidos totais observados nas medidas de retorta. A razão óleo/água do depósito diminuiu de 77:23 para 50:50 enquanto a voltagem aumentou. Consequentemente, quanto mais elevada a voltagem melhor desempenho será conseguido em termos de sólidos e remoção de salmoura para retornar o fluido de perfuração às propriedades aceitáveis.

Aumentando o tempo de tratamento total para 8 horas e raspando os sólidos a cada 2 horas, 4 horas, e 8 horas mostrou uma tendência similar (Figura 8F) . Para a remoção ótima de sólidos, quanto mais longo o tempo estático mais eficiente o processo. Enquanto a unidade de eletroforese foi projetada para ser um método de tratamento continuo, com o cilindro girando em todas vezes para coletar o depósito, o efeito da velocidade de rotação de cilindro foi investigado.

5 Novamente o cilindro foi enchido com aproximadamente 4 0 litros de um fluido de perfuração de emulsão invertida e 44OV aplicados. O cilindro foi continuamente girado por 8 horas em 0,01, 0,02 e 0,06 rpm. Os sólidos foram coletados e uma verificação de lama completa realizada.

O efeito de rotação contínua do cilindro durante o

tratamento de um fluido de perfuração, usando 44 0 V foi testado por um período de 8 horas. A velocidade de cilindro foi variada de 0,01 rpm para 0,06 rpm, e os resultados comparados ao alcançado com um cilindro estático (0 rpm). A Figura IlA mostra que quando a velocidade de rotação aumenta o volume de sólidos, óleo e água recuperados aumenta e, portanto, o volume de depósito total aumenta (Figura 11B) . Esta tendência não é linear com a velocidade de rotação e os efeitos do tratamento se tornam mais severos em velocidades maiores. Quando os dados são converidos para o volume de lama inteira transferida (Figura 11C) e para o volume de sólidos adicionais e água coletados por eletroforese, pode ser visto que baixa velocidade de rpm dá a remoção de sólidos adicionais mais alta e a transferência de lama mais baixa, desse modo dando um tratamento mais eficaz. Colocando no gráfico o volume de sólidos adicionais coletados contra o cilindro rpm (Figura 11D) pode ser visto mais claramente que o volume de sólidos adicionais coletados aumenta enquanto o rpm de cilindro diminui. Em velocidades maiores de 0,035 rpm, a quantidade de sólidos adicionais é mostrada como um valor negativo. Isto significa que para o volume de óleo recuperado no depósito, a quantidade real de sólidos recuperados foi menos do que a quantidade equivalente de sólidos contidos 5 no fluido de perfuração com essa quantidade de óleo. A quantidade de sólidos adicionais removidos durante um teste estático não podia ser conseguida.

Os experimentos mostraram que o cisalhamento diminui a taxa de depósito, mas o efeito foi pequeno em taxas de cisalhamento menores do que 10 s'1. Uma velocidade rotacional de cilindro de 0,06 rpm dá uma velocidade linear circunferencial de aproximadamente 1,4 mm s'1, e para obter uma taxa de cisalhamento de 10 s'1, exige que o volume do fluido de perfuração está ligeiramente coagulado, com todo o cisalhamento ocorrendo em uma região de espessura de 0,14 mm, isto é, ligeiramente maior do que uma única partícula de barita. Neste modelo, o volume cisalhado é muito pequeno. Se o volume de lama inteiro (de espessura aproximadamente 0,05 m) é submetido ao cisalhamento, a taxa de cisalhamento para uma velocidade rotacional de 0,06 rpm é aproximadamente 0,03 s"1, que deveria ter um efeito insignificante na taxa de depósito. É possível que a sedimentação de barita dinâmica ocorra na região na superfície de cilindro e que a barita que cai atue nas pós em oposição â força elétrica, particularmente na parte mais baixa do rolo que é próximo a horizontal.

Um conjunto adicional de testes foi realizado por 8 horas em 44 0 V, onde o cilindro foi permitido girar continuamente em 0,06 rpm por 8 horas sem a raspagem de sólidos. Após o período de tratamento (por exemplo, 8 horas) o raspador foi substituído e o depósito foi coletado e analisado. Os dados foram comparados ã quantidade de lama, água adicional, e sólidos adicionais recuperados durante um teste estático de 8 horas e um teste de 8 horas com rotação 5 e raspagem contínuas. O depósito coletado foi menor em volume do que o teste raspado continuamente mas, substancialmente mais espesso, isto é, mais elevado em sólidos. As Figuras 12A e 12B mostram que se os sólidos não são continuamente removidos, mas são permitidos acumular 10 enquanto o cilindro gira, a quantidade de sólidos adicionais recuperados aumenta, contudo esta quantidade é ainda significativamente menor do que a conseguida com um teste estático. 0 teor de sólidos do depósito estava muito próximo ao da lama sendo tratada e o eletrodo serviu para 15 somente transferir a lama da unidade com sólidos pequenos sendo removidos do fluido restante. Consequentemente, remover o raspador permitiu a acúmulo de sólidos, mas a rotação diminuiu a eficiência de modo que um volume negativo de sólidos adicionais foi ainda observado.

Os testes foram também realizados em 3000V por 8 horas,

girando continuamente o cilindro em 0,1 rpm. As propriedades de lama e depósito conseguidos foram comparadas ao mesmo tratamento, com o cilindro estático ao longo do período de tratamento inteiro.

Como mostrado na Figura 13, a rotação contínua gerou

um volume de depósito muito mais elevado do que as condições estáticas, embora a análise da composição deste depósito mostrasse que 97% do depósito tinham os mesmos constituintes que a lama original e somente 3% do volume

3 0 foi atribuído aos sólidos concentrados ou água. Isto mostra que a rotação contínua do cilindro atua como um dispositivo de transferência de lama e não permite um depósito ser coletado que removerá os sólidos e água da lama e deixe um volume de lama tratada elevado. 0 depósito coletado após 8 5 horas estáticas foi muito menor em volume, mas continha menos lama inteira e um efeito de concentração de sólidos e água foi observado.

0 balanço de volume é mostrado na Figura 14, os resultados indicam que 90-98% dos sólidos, água, e óleo do fluido de perfuração foram transferidos ao depósito. Consequentemente, a coleção estática de depósito é o método operacional ótimo.

Dois testes de quatro horas, em 440V, foram realizados com o cilindro na posição mais baixa e mais alta para 15 investigar o efeito da posição de cilindro sobre a taxa de tratamento. 0 depósito foi coletado a cada 2 horas. As Figuras 15A-15E mostram os resultados da análise de depósito coletado baseada na altura de cilindro. Em uma altura de cilindro baixa o volume de lama em contato com o

2 0 eletrodo de coleta é maior, e o gradiente de campo entre o

cilindro e a estrutura é maior devido à distância menor. Em conseqüência, o volume de sólidos, óleo, e água (e, consequentemente, volume de depósito total) foi aumentado na altura de cilindro baixa. Isto traduz a um volume maior 25 de lama inteira sendo transferida, mas também a um aumento na quantidade de sólidos adicionais removidos da lama na unidade. Consequentemente, a baixa posição para o cilindro resultou em eficiência de remoção de sólidos aumentada.

Em uma modalidade, um projeto de aparelho rotacional

3 0 de eletroforese é capaz de operar em voltagens de até 3000V. Os sólidos de baixa gravidade (LGS), os sólidos de alta gravidade (HGS), e a podem ser removidos do fluido de perfuração de emulsão invertida sob condições controladas. Sem ser limitado a um mecanismo particular, o inventor 5 acredita que a presença de emulsificante permite estas partículas/gotas migrar mais eficientemente.

Um fluido de perfuração de emulsão invertida pode ser agitado para assegurar a homogeneidade antes de ser bombeado no aparelho rotacional de eletroforese. Uma vez 10 cheio, o aparelho rotacional de eletroforese é energizado ligando uma bateria de alta voltagem. Um depósito será coletado no eletrodo imerso. Após um período predeterminado, o depósito pode ser removido por uma rotação do cilindro de coleta, com o depósito sendo raspado e coletado em uma 15 bandeja de coleta. A lama tratada pode então ser bombeada da unidade aparelho rotacional de eletroforese.

As quantidades significativas de água podem também ser removidas do fluido de perfuração como parte do depósito no processo de eletroforese. Embora as gotas de salmoura 2 0 possuírem dipolos, as gotas serão também cercadas por uma camada de moléculas de emulsificante que podem possuir uma carga.

A barita, que é inerte, pode também ser removida como parte do depósito. 0 inventor acredita que o modo de ação

2 5 de separação eletroforética pode ser dependente do pacote

de emulsif icante da lama fazendo LGS, HGS, e gotas de salmoura carregadas de modo que migrem sob um campo elétrico. Como um resultado da remoção do depósito do fluido de perfuração, uma diminuição no peso de lama e

3 0 concentração de sólidos pode ocorrer. Observou-se que a corrente inicial puxada quando 3000V é aplicado à lama é alta. A corrente de partida foi mostrada por ser independente da temperatura de lama baseada em uma regressão linear dos pontos de dados, com a 5 corrente média puxada sendo 2,4 mA em 3000V.

Um perfil de corrente/temperatura típico para os testes realizados em 3000 V, explicado abaixo, é mostrado na Figura 16A. Isto mostra que a corrente diminui com o tempo imediatamente após a voltagem ser aplicada. Esta diminuição inicial na corrente é típica de meios de isolamento energizados, sendo uma função de deterioração capacitiva e correntes de absorção. A corrente mínima alcançada em cada teste é vista por ser dependente de temperatura (Figura 16B), isto é, quanto mais baixa a temperatura, mais baixa a corrente. Subsequentemente, como o fluido de perfuração se aquece ou se esfria para alcançar a temperatura ambiente a corrente aumenta ou diminui respectivamente. No exemplo mostrado na Figura 16A, a lama inicialmente resfria à temperatura ambiente e a corrente diminui. Enquanto a temperatura ambiente é vista por aumentar durante o período teste, a temperatura de lama e corrente são também vistas por aumentar. Em outros exemplos teste, onde o depósito foi coletado às vezes durante todo o teste, os picos de corrente foram observados após cada ponto de amostragem e a corrente diminui então a dependência de temperatura, seguido pela tendência descrita As variações na temperatura de lama poderiam consequentemente ter uma influência considerável na corrente de eletroforese e possivelmente na taxa de coleção de sólidos. Ao aumentar a duração de tempo sobre o qual a voltagem é aplicada pode permitir um tempo de processo maior e uma concentração maior de sólidos e água no eletrodo de coleta. Com 3 000 Volts aplicados, o tempo de tratamento total foi aumentado de 1 hora para 8 horas. 0 volume do depósito gerado aumentou, com todos os depósitos mostrando a concentração de água e sólidos comparados ao fluido de perfuração original.

O comprimento de tratamento ótimo assegura uma baixa remoção de óleo e um depósito com a máxima concentração de sólidos e água. Após 8 horas, 9,5 litros de depósito foram coletados o que representou 30% do fluido de perfuração total sendo tratado. Estes resultados são mostrados na Figura 17. Aproximadamente 50% dos sólidos no fluido foram coletados como o depósito, com somente 14% do óleo disponível removido. Qualitativamente, o depósito coletado após 8 horas estático em 3000 Volts foi muito mais profundo, ou mais grosso, no cilindro (30-40 mm) e tinha uma consistência espessa e pegajosa (veja a Figura 6F).

A testagem na unidade piloto mostrou que o intervalo de coleção e tempo de tratamento longos com uma alta voltagem são ótimos. Consequentemente, a testagem em 3000 Volts aplicados ao eletrodo interno, durante um período de 8 horas, com um ciclo de coleção de depósito foi usada para definir o efeito nas propriedades do fluido de perfuração tratado. As propriedades tais como densidade, viscosidade (viscosidade plástica e ponto de rendimento), e composição foram determinados, como por técnicas API padrões para o teste de fluido de perfuração. 0 depósito removido era pesado, pois continha uma grande quantidade de sólidos, alguns dos quais era o material de peso de alta densidade usado no fluido de perfuração para densidade. 0 depósito também continha uma grande quantidade de água.

0 depósito constituiu 3 0% do volume de fluido de

5 perfuração, e, consequentemente, 70% foi recuperado como fluido tratado. Neste fluido tratado, o teor de água e sólidos foi diminuído quase à metade daquele presente no sistema original, enquanto o componente de óleo valioso foi recuperado em 80%. Isto traduz ã recuperação de um fluido 10 de perfuração com densidade mais baixa, razão óleo/água aumentada, e um perfil de viscosidade mais baixa. No exemplo mostrado, a densidade foi reduzida de 1,44 g/cm3 para 1,09 g/cm3, o teor de sólidos totais diminui de 23% para 13,5%, e a razão de óleo/água aumentou de 77:32 para 15 88:12, tudo resultando em um afinamento do fluido e uma diminuição na viscosidade plástica e no ponto de rendimento A tabela 2 resume o balanço de massa de tratamento por 8 horas de tratamento em 3000 Volts. A tabela 3 fornece as propriedades de fluido de perfuração antes e depois do 20 tratamento de eletroforese.

Tabela 2. Balanço de massa de tratamento: 3000 Volts

por 8 horas de tratamento Balanço de massa (% vol) Fluido de Depósito perfuração tratado Total 70 30 Sólidos 54 46 Água 52 48 Óleo 80 20 Tabela 3. Propriedades de fluido de perfuração antes e depois do tratamento de eletroforese: 3000 Volts por 8 horas de tratamento

Propriedade Antes do Depois do tratamento tratamento Densidade (g/cm3) 1, 44 1,09 Viscosidade plástica (cP) 28 7 Ponto de rendimento (g/m2) 781,28 146,49 Sólidos (%vol) 23 13,5 Água (%vol) 18 10 Óleo (%vol) 59 76, 5 Razão óleo/água 77 : 23 88 : 12 Testes adicionais foram realizados no fluido de

perfuração de emulsão invertida, onde 3.000 V foram aplicados variando tempos de tratamento entre 1 hora e 8 horas em comprimento. A análise das propriedades de lama antes e depois do tratamento mostrou que a densidade de lama pode ser diminuída pela remoção de sólidos. Se uma linha de tendência linear é desenhada através dos pontos de dados de densidade (Figura 18A), a densidade de lama diminui por aproximadamente 0,018 g/cm3 para cada hora de tratamento. Após 8 horas, o peso de lama diminuiu de 1,4 g/cm3 para 1,09 g/cm3. Um aumento correspondente na densidade do depósito removido foi também observado (Figura 18B) , embora os pontos de dados sejam variáveis. Todos os depósitos tiveram um peso de 1,71 - 1,81 g/cm3, que é consideravelmente mais pesado do que o peso de lama original.

Correspondendo com a diminuição em peso do fluido de perfuração, uma diminuição na quantidade total de sólidos

2 0 permanecendo na lama foi observada enquanto o tempo de tratamento foi aumentado (Figura 18A) . As porcentagens de sólidos nos depósitos variaram de 32% a 39% (Figura 18B) , novamente concentrado comparado ao teor de sólidos original da lama, mas nenhuma tendência clara com o tempo de tratamento crescente foi observada, devido à variabilidade 5 nos dados.

A concentração de HGS e LGS nas lamas tratadas e depósitos foram determinadas por uma análise de medidas mais estrita (MSM), como um método mais exato comparado à verificação de lama OBM padrão. A Figura 19A mostra que 10 como o tempo de tratamento aumentou a porcentagem de HGS no fluido tratado diminui de 5,5% para 1,9% após 8 horas de tratamento em 3000V. 0 teor de LGS do fluido tratado também pareceu diminuir enquanto o tempo de tratamento foi aumentado, com o LGS sendo reduzido de 20,2% para 10,5% em 15 8 horas. A análise da composição de depósito por MSM (Figura 19B) tem mostrado valores razoavelmente constantes de HGS e LGS cada vez no intervalo, cada um sendo consideravelmente mais elevado do que da lama base (LGS 29% e HGS - 10,5%).

2 0 0 ROA da lama tratada aumenta com o tempo de

tratamento, pois a eletro separação também remove a fração de água do fluido de perfuração como parte do depósito (Figura 20A) . O ROA de partida foi 76:24, e um ROA de aproximadamente 88:12 foi observado quando o tempo de 25 tratamento alcançou 6-8 horas. Uma diminuição leve em ROA do depósito foi também detectada (Figura 20B), embora novamente a variabilidade nos dados fosse vista. A maior parte dos depósitos teve um ROA na faixa de 48:52 a 59:41, que é muito mais baixa do que a da lama base.

3 0 0 volume de depósito aumentou enquanto o tempo de tratamento aumentou. Todos os depósitos mostraram alguma transferência de lama e uma concentração de água e sólidos no eletrodo. Nenhuma tendência clara com tempo de tratamento crescente foi observada em termos da composição 5 de depósito. Em termos de balanço de volume, o método de tratamento ótimo resulta de uma baixa transferência de óleo ao depósito com transferência de sólidos máxima. A Figura

17, discutida acima, mostra que após 8 horas o volume de depósito mais elevado foi coletado. 0 balanço de volume 10 para o óleo e a composição de sólidos do depósito sobre a faixa de tempos de tratamento é mostrado na Figura 21. 0 depósito coletado após 8 horas de tratamento continha a proporção mais elevada de sólidos totais, com aproximadamente 50% dos sólidos na lama sendo coletados 15 como o depósito. 0 teor de óleo do depósito foi também razoavelmente baixo, com cerca de 14% de óleo sendo transferido. Como discutido acima, o depósito coletado após 8 horas estáticas em 3000V foi muito mais profundo (3-4cm) e tinha uma consistência espessa e pegajosa.

2 0 A análise de PSD da lama antes e depois de tratamento

e dos depósitos coletados durante os vários períodos de tratamento foi realizada. A Figura 22A mostra os resultados de um tratamento de 3 horas, e pode ser visto que os traços para as lamas e depósito são muito similares e cabem bem ao 25 modelo ótico de barita. Esta mesma tendência foi vista com amostras após 1 e 2 horas de tratamento. Isto sugere que o processo de eletroforese nestes intervalos de tempo é coletar a barita e LGS em taxas iguais. Enquanto o período de tempo é estendido para 5 horas (Figura 22B) e 8 horas 30 (Figura 22C) , pode ser visto novamente que as amostras de lama mostram um perfil similar, pois a quantidade de barita mascara a contribuição de LGS.

Entretanto, a examinação das amostras de depósito mostra o traço de PSD deslocado para esquerda, enquanto 5 contém uma quantidade maior de material fino. Isto é visto pela diferença nos valores D90 dos depósitos comparados às amostras de lama (Tabela 4). Consequentemente, isto sugere que enquanto o tempo de tratamento aumenta, o volume de partículas finas (por exemplo, barita fina ou LGS) no 10 depósito aumenta.

Tabela 4. Análise de PSD de lamas e depósito

Amostra Lama antes Lama após 3h Depósito após 3h DlO 1, 606 1, 747 1, 870 D50 11,631 11,039 12,474 D90 50,480 42,651 48,668 Amostra Lama antes Lama após 5h Depósito após 5h DlO 1, 606 1, 646 1, 703 D50 11,631 12,661 8 , 229 D90 50,480 54,392 29,104 Amostra Lama antes Lama após 8h Depósito após 8h DlO 1, 606 1, 702 1, 664 D50 11,631 9, 614 7 , 751 D90 50,480 43,339 27,468 Enquanto os resultados de MSM mostraram valores razoavelmente constantes para o teor de HGS e de LGS do depósito, sugere que LGS e HGS são puxados em taxas 15 equivalentes e, consequentemente, a taxa de migração pode ser dependente do tamanho de partícula ao invés da natureza Se o revestimento de emulsificante é carregado e resulta na migração das partículas, as partículas pequenas podem ter uma carga mais baixa total e, consequentemente migrarão mais lentamente do que as partículas maiores. Também, as partículas finas serão mais inclinadas a influenciar contra a migração devido sua área de superfície elevada: razão de 5 volume.

A Figura 23A mostra a temperatura e o perfil de corrente de dois testes realizados em 3 000V, por 8 horas. 0 teste A foi realizado em uma temperatura mais alta e exibiu uma corrente mais elevada durante todo o teste, devido a 10 uma temperatura ambiente mais alta no dia do teste. Quando as propriedades do depósito coletado de cada teste foram examinadas (Figura 23B), foi visto que na corrente mais elevada, um volume maior de depósito foi coletado, com sólidos adicionais e água, e uma quantidade mais baixa de 15 transferência de lama. Consequentemente, isto mostra que aumentando a temperatura e a corrente crescente resultante melhorou a qualidade de depósito e torna o processo mais eficiente.

A fim de determinar os limites do processo em termos

2 0 de tempo de tratamento, os testes foram realizados onde o

tempo de tratamento total foi 16 horas, operadas como 16 horas estáticas ou como dois testes estáticos de 8 horas no mesmo lote de lama.

A Figura 24 mostra que o volume de depósito recuperado 25 após os 2 testes de oito horas aumentou durante o único período de tratamento de oito horas, como descrito previamente (veja o exemplo 6) . O volume de depósito recuperado após 8 horas era comparável (aproximadamente 9 litros) e estender o período de tratamento por outras oito

3 0 horas rendeu somente 3 litros adicionais de depósito. Isto é provavelmente devido ao volume de lama diminuído no cilindro, na área de contato diminuída com o eletrodo, e teor de sólidos e água reduzidos na lama a ser tratada. Tratando a lama por 16 horas estáticas, mostrou um volume 5 menor de depósito, mesmo comparado ao removido após um único tratamento de oito horas. Isto é devido ao depósito tornando-se tão grande que as partes caíram e não puderam ser recuperadas. Também, o crescimento de depósito foi restringido pelo tamanho de cilindro.

Os resultados da lama antes e depois do tratamento são

mostrados na Tabela 5. Todas as lamas tratadas mostraram uma diminuição no peso de lama, um aumento em ROA e uma redução no teor de sólidos.

Tabela 5. Propriedades de lama após tratamento em 3000 V

Lama Após Lama 8 horas 2* 8h 16 horas Densidade 1,41 1,09 1,32 0,85 g/ cm3 600 69 17 63 5 300 42 10 36 3 200 33 6 28 2 100 24 3 18 1 6 10 1 7 0 3 9 0 6 0 VP, CP 27 7 27 2 PR, g/m2 781,28 146,49 439,47 48, 83 ES, Volts 450,67 691 732 1097 Sólidos % 23, 33 13, 5 19, 5 2,5 Água % 19, 33 10 18, 5 2,5 Óleo % 57, 33 76,5 62 95 ROA 75, 00 88 77 97 xs Cal, g/L 5, 08 5,56 3 , 71 14 , 84 Wps, q/I 146,51 280 162,16 640 % LGS 13 ,17 10, 46 10,42 1,34 % HGS 9, 22 1, 96 8 , 06 0,4 Os dados de laboratório e piloto apresentaram nos exemplos acima, mostraram que as variações na química de fluido de perfuração têm efeito significativo na separação eletroforética de sólidos e água do fluido.

5 Consequentemente, pois cada fluido precisa ser uma fase de otimização para assegurar o desempenho máximo. Pois o volume de depósito coletado aumenta com a voltagem e o tempo, a porcentagem de LGS e a duração de tratamento aceitáveis precisam ser balanceadas.

Tratamento de eletroforese completo

A fim de tratar volumes maiores de fluido de perfuração em uma faixa comercial, uma unidade de eletroforese completa e o processo são descritos agora. O ciclo de processo começa enchendo os banhos com o fluido de perfuração a um nível predefinido dentro dos banhos como medidos por um sensor nivelado. A voltagem é diretamente aplicada aos banhos para formar um campo elétrico que atrai negativamente ou positivamente (dependendo do fluido de perfuração a ser tratado) sólidos de baixa gravidade carregados e água arrastada no fluido de perfuração à superfície dos cilindros aterrados, que são submersos parcialmente nos banhos. Após o tempo de tratamento definido, a voltagem aplicada é terminada e os raspadores são ativados para posicionar-se sobre os cilindros. Os cilindros são então girados para coletar o depósito. Uma vez o depósito está nos raspadores, os raspadores são movidos para transferir o depósito dos raspadores em um sistema de coleção de rosca sem-fim. 0 sistema de coleção de rosca sem-fim move o depósito ao longo da rosca sem-fim em um recipiente de coleção apropriado. O fluido de perfuração tratado pode então ser removido dos banhos usando uma bomba ou outros métodos conhecidos na técnica. Nas seções abaixo, o equipamento é explicado mais detalhadamente.

Se os sistemas fluidos alternativos estão sendo usados ou se a unidade de eletroforese é assentar por um período entre aplicações, um sistema de limpeza de óleo base (BO) pode ser fornecido para limpar os banhos. O sistema de limpeza de BO inclui os bocais de pulverizador de alta pressão que pulverizam fluido de alta pressão próximas de ambas extremidades dos banhos. 0 óleo sujo pode então ser coletado pelo trabalho de tubo de enchimento ou de esvaziamento conectado aos banhos.

A unidade de eletroforese pode incluir dois métodos de operação, manual e automático. Na opção de controle manual, todas as funções do sistema são selecionadas no painel de controle pelo operador. No ciclo de controle automático, uma vez que o operador deu entrada na duração de teste e a voltagem ou ponto de ajuste de corrente, a unidade fará automaticamente um ciclo através das operações, com a intervenção somente necessária para operar a bomba de lama.

Referindo-se agora às Figuras 25A-C, a unidade de eletroforese 3240 é fornecida em uma única plataforma contida 3242, que pode facilmente ser instalada em qualquer posição. A unidade 3240 contém um conjunto de banhos (não independentemente ilustrados) que mantém o fluido de perfuração a ser tratado. Os cilindros 3244 são suspensos no fluido de perfuração e atuam como o eletrodo de coleção, isto é, onde o depósito coleta, aproximadamente da mesma maneira como a unidade piloto descrita acima. A unidade 324 0 também fornece o encanamento e controles exigidos para encher e esvaziar as seqüências, e uma coleção de depósito e um sistema de remoção. A coleção de depósito e sistema de remoção incluem raspadores retráteis 324 6 para limpar o depósito coletado do cilindro 3244, uma rosca sem-fim 3248 para remover o depósito da plataforma 3242 para descarte e um sistema de limpeza de banho integrado (não mostrado). Em uma modalidade, um sistema controlador lógico programável (PLC) pode ser disposto em um painel de controle para controlar os processos de eletroforese e limpeza.

Em uma modalidade, a plataforma 3 242 inclui uma armação com portas de rede múltiplas 3250 na frente e nos lados. Por exemplo, em uma modalidade, a armação inclui 6 portas de rede na frente, 4 portas de rede em um lado, e 2

2 0 portas de rede no outro lado. Os painéis traseiros podem

ser fixados em determinadas modalidades, ou móveis (por exemplo, articulado) em outros. As 6 portas dianteiras podem ser unidas aos suportes aparafusados que podem ser removidos para permitir que os componentes da plataforma 25 sejam removidos para reparo e manutenção. A plataforma 3242 é configurada para ser transportável, e o único equipamento exigido externamente é uma bomba de lama que está tipicamente prontamente disponível no local, e recipientes de armazenamento para óleo base, lama, e depósito. Em uma

3 0 modalidade, o depósito e/ou lama podem ser transferidos ao local disponível de tanque de lama ou sólidos. Para maximizar a operação, a unidade 3 24 0 pode ser dividida em duas subunidades operacionais, uma unidade superior e uma unidade inferior. Cada subunidade secundária é disposta em um armação interna (veja por exemplo 3362 na Figura 26) que se ajusta dentro da plataforma 3242. A posição de cada unidade pode ser permutável. Isto é, a unidade do pavimento inferior pode ser movida ao pavimento superior, que reduz a necessidade para peças de equipamento para levantar a plataforma 3242, e pode fornecer uma remoção mais fácil do depósito da rosca sem-fim 3248. Nesta modalidade, a armação interna (3360 na Figura 26) suporta dois banhos (33 60 na Figura 26) configurados para conter um fluido de perfuração a ser tratado. Suspenso em cada banho está um cilindro 3244 que atua como o eletrodo de coleta para o depósito. Uma configuração de raspador retrátil 3246 está disposta em cada cilindro 3244 para remover o depósito do cilindro 3244. Uma rosca sem-fim 3248 pode ser disposto entre cada par de cilindros 3244 para remover o depósito coletado pelo raspador 3246 da plataforma 3242.

0 projeto dos banhos e cilindros pode ser selecionado baseado no volume de fluido de perfuração a ser tratado e no tamanho e restrições operacionais de uma posição particular de uso. Os banhos são fornecidos por conter o fluido de perfuração a ser tratado e para atuar também como o eletrodo externo que é carregado usando a fonte de energia de alta voltagem para repelir as partículas carregadas. Um cilindro pode então ser suspenso em cada banho e atua como o eletrodo interno para atrair as partículas carregadas. A distância entre o cilindro 3244 e uma superfície interna o banho (não mostrado) pode ser selecionado para maximizar o campo elétrico gerado entre o cilindro 3 244 e o banho.

Como mostrado na Figura 26, em uma modalidade, os 5 banhos 3360 podem estar dispostos em uma armação interna 3362. Os banhos 3360 podem ser formados de, por exemplo, aço inoxidável. Os banhos 33 60 incluem as placas terminais de banho (não independentemente ilustrados) que são feitos de um plástico de isolamento e contêm os bocais para um 10 sistema de limpeza de óleo base (discutido mais detalhadamente abaixo). Sem os materiais de isolamento corretos, o processo moerá continuamente ou arquear, e consequentemente, não funcionam. Assim, usando os materiais que podem suficientemente isolar o sistema de eletroforese 15 é importante. Os banhos 3360 podem ser revestidos com um material de isolamento, por exemplo, Liga de Desempenho de Polímero (PPA) 571 por Plascoat (Farnham, Reino Unido), que é baseado em uma liga de poliolefinas modificados de ácido. 0 revestimento pode ser aplicado usando uma técnica de

2 0 pulverização para fornecer uma camada de isolamento

predeterminada, baseada na resistência necessária exigida para uma dada unidade de eletroforese. Por exemplo, um revestimento de aproximadamente 350 μιη fornecerá a resistividade de superfície de 8χ1017 Ω. Como mostrado na 25 Figura 27, uma camada adicional de poliuretano 3466 pode também ser adicionada para fornecer o isolamento entre os banhos 34 6 0 e a plataforma (não mostrada) . A camada de poliuretano é construída de tal maneira que atua como um forro na parte externa dos banhos 3460.

3 0 Como mostrado na Figura 28, um cilindro 3 544 pode ser cilíndrico e oco. Em uma modalidade, o cilindro 3 544 pode ser formado de cobertura de aço inoxidável. Cada cilindro 3544 inclui as placas terminais isoladas 3541 e um eixo 3543. O eixo 3543 é configurado para conectar diretamente a um motor que gira o cilindro 3544. Um de habilidade ordinária na técnica apreciará que qualquer motor conhecido na técnica pode ser usado para acionar o cilindro 3544. Em uma modalidade, o cilindro 3544 pode ser conectado a um motor de 1,1 kW que move o cilindro 3544 em aproximadamente rpm.

As Figuras 2 9A e 2 9B são esquemáticas de uma porção de uma unidade de eletroforese montada 3740. A unidade de eletroforese 3760 inclui dois banhos de eletroforese montados 3760 dispostos em uma armação interna 3762. Um cilindro 3744 configurado para girar está disposto dentro de cada banho 3760. Um motor 3797 pode ser acoplado a cada cilindro 3744 para girar o cilindro 3744. Alternativamente, um único motor pode conduzir ambos os cilindros 3 744 dispostos na armação interna 3762. Um dispositivo raspador

3 74 6 é montado a cada banho 3 7 62 e configurado para contactar de forma retrátil o cilindro rotatório 3744. Um acionador 3799 pode ser montado ao banho 3760 e ser configurado para mover o dispositivo raspador 3746 em contato com o cilindro e/ou para mover o dispositivo de raspador 3746 longe do cilindro 3744. Em uma modalidade, os acionadores 3799 podem ser, por exemplo, acionados pneumaticamente ou hidraulicamente para mover o dispositivo raspador 3746 em contato com o cilindro 3744. Um de habilidade ordinária na técnica apreciará que quaisquer meios de atuação conhecidos na técnica podem ser usados sem sair do escopo das modalidades divulgadas aqui. Uma vez o depósito está no dispositivo raspador 3746, os raspadores são movidos para transferir o depósito dos raspadores em um sistema de coleção de rosca sem-fim 3748. 0 sistema de 5 coleção de rosca sem-fim 3748 move o depósito ao longo da rosca sem-fim em um recipiente de coleção apropriado (não mostrado). Como discutido acima, um sistema de limpeza de óleo base (BO) pode ser fornecido para limpar os banhos. O sistema de limpeza de BO inclui bocais de pulverização de 10 alta pressão 3795 que pulverizam o fluido de alta pressão próximas em ambas as extremidades dos banhos 3760. 0 óleo sujo então pode ser coletado pelo trabalho de tubo de enchimento ou esvaziamento conectado aos banhos.

Referindo-se às Figuras 25A-C, a unidade de 15 eletroforese 3240 pode também incluir um sistema de segurança para proteger um operador e outros funcionários de ferimento. Em uma modalidade, o sistema de segurança deve ser ativado antes da potência ser fornecida aos componentes da unidade 3240. Em uma modalidade, o sistema 20 de segurança inclui os bloqueios ajustados em cada uma das portas da plataforma 3242, desse modo bloqueando eletricamente a fonte de energia para a unidade à fonte de energia principal de modo que toda a potência elétrica seja isolada quando as portas fechadas são abertas. Para 25 energizar os bloqueios nas portas, um painel de controle pode permitir que um operador "fechar" ou "travar" cada porta movendo um interruptor na posição "fechada" selecionada. Nesta modalidade, para ativar o sistema de segurança, todos os bloqueios devem ser energizados, isto é,

3 0 todos os interruptores devem ser movidos para a posição "fechada" sobre o painel de controle. Se há uma interrupção no sistema, e a luz de emergência ou luz de restauração pode iluminar ou soar para indicar que há um problema e prevenir o sistema ser ativado. Um de habilidade ordinária 5 na técnica apreciará que quaisquer interruptores de bloqueio e/ou seletor conhecidos na técnica podem ser usados sem sair do escopo das modalidades divulgadas aqui.

Para encher os banhos (3360 na Figura 26), a unidade de eletroforese pode incluir um sistema de enchimento que inclui uma bomba de lama fluidamente conectada a uma válvula de entrada/saída na plataforma (3242 na Figura 25). Cada banho pode ser fluidamente conectado a uma válvula que controla o fluxo do fluido de perfuração em cada banho. Em uma modalidade, estas válvulas de banho podem ser pneumaticamente acionadas. 0 painel de controle para a unidade de eletroforese pode incluir interruptores seletores para o funcionamento e controle das válvulas do sistema de enchimento. Assim, em uma modalidade, um operador pode selecionar "partida" no interruptor de autoseletor no painel de controle e ligar a bomba de lama. 0 sistema então abrirá automaticamente 3 válvulas pneumaticamente controladas: uma válvula de entrada principal, uma válvula de banho 1, e uma válvula de banho 2 Um de habilidade ordinária na técnica apreciará que mais ou 2 5 menos válvulas podem ser operadas dependendo, por exemplo, do tamanho da plataforma e do número de banhos.

Uma vez que os banhos alcançaram um nível predefinido, os sensores nivelados dispostos em cada banho (1 por banho) emitem um sinal ao sistema de controle. Os sensores nivelados podem ser, por exemplo, sensores de interruptor ultra-sônicos programados para os níveis mínimos e máximos aceitáveis do fluido dentro do banho. Uma luz que indica que os banhos estão "cheios/pronto" iluminará e comutará o interruptor auto-seletor para "parar". Nesta modalidade, 5 todas as válvulas automaticamente se fecharão e liberarão um alarme visual e audio. Isto alertará o operador para parar o bombeamento. Se a bomba de lama é controlada pelo sistema de controle, a bomba será automaticamente parada. Um de habilidade ordinária na técnica apreciará que outros 10 sistemas de controle e métodos para monitorar e operar o sistema pode ser usado sem sair do escopo das modalidades divulgadas aqui. Por exemplo, em determinadas modalidades, algumas das operações podem ser manualmente controladas ou automatizadas.

A voltagem pode ser aplicada diretamente aos banhos.

Além do sistema de segurança da unidade, os banhos devem ter o fluido neles entre os níveis mínimos e máximos para a operação de alta voltagem (HV) . Se o fluido está presente, a voltagem designada ou duração de tratamento e corrente 20 podem ser ajustadas. Uma unidade de HV pode então ser ligada. Uma vez que a unidade de HV percorreu sua duração estabelecida, desligará automaticamente. A unidade de HV pode ser qualquer unidade de HV conhecida na técnica para fornecer uma voltagem determinada ao banho, por exemplo,

2 5 uma fonte de energia de HV Pegasus Range por Genvolt (Bridgnorth, Reino Unido). Em uma modalidade, a unidade de alta voltagem pode ser modificada para incluir um temporizador separado que controla a duração do teste.

A voltagem aplicada pode ser selecionada baseada nas propriedades de fluido de perfuração, por exemplo, tipos de contaminantes, volume de fluido, ROA, etc. Em algumas modalidades, a voltagem aplicada pode estar em uma faixa de aproximadamente 440 V a aproximadamente 5.000 V. Em outras modalidades, a voltagem aplicada pode estar em uma faixa de 5 aproximadamente 500 V a aproximadamente 3.000 V. Além disso, determinados países de operação fornecem regulações de voltagem para tais processos. Por exemplo, Low Voltage Directive 73/23/EEC regula o uso de voltagem e ajusta um limite máximo. Nestes exemplos, a voltagem aplicada pode

ser selecionada baseada nas regulações correspondentes. Consequentemente, em determinadas modalidades os resistores podem ser instalados para assegurar uma voltagem máxima fornecida pela unidade de HV. Por exemplo, a voltagem aplicada pode ser limitada a aproximadamente 900 V.

Uma vez que a unidade de HV termina seu ciclo pré

ajustado (isto é, após a voltagem ser aplicada para um intervalo de tempo predeterminado) e desligar, um transportador de parafuso ou rosca sem-fim é iniciado. Em determinadas modalidades, o transportador de rosca sem-fim

2 0 pode ser disposto próximo de uma ou mais lâminas de

raspador configuradas para remover o depósito de um cilindro rotatório. Em modalidades alternativas, onde dois banhos são usados, o transportador de rosca sem-fim pode ser dispor entre os dois banhos e suas lâminas de raspador

correspondentes. 0 transportador de rosca sem-fim pode ser iniciado selecionando "partida" em um interruptor de seletor de transportador no painel de controle. Uma ou mais lâminas de raspador podem então ser aplicadas aos cilindros selecionando "abrir" no interruptor de seletor de raspador

3 0 correspondente no painel de controle. A rotação dos 57/SO cilindros pode ser iniciada selecionando "ligar" no interruptor seletor de cilindro correspondente no painel de controle. Quando as lâminas de raspador contactam o cilindro rotatório, o depósito coletado no cilindro durante 5 o processo de HV fluirá dos cilindros nos raspadores.

Em uma modalidade, um conjunto de raspador consiste em uma lâmina e um adaptador configurado para prender a lâmina As lâminas de raspador geralmente se estendem no comprimento inteiro dos cilindros. A lâmina pode ser formada de um material compósito, um material plástico, um material elastomérico, ou qualquer combinação dos mesmos. O adaptador pode ser formado de, por exemplo, aço, ligas, ou plásticos. O conjunto de raspador é montado na armação interna da unidade de eletroforese e inclui um pistão de ar de ação dupla em cada extremidade. 0 adaptador de lâmina é conectado ao pistão para permitir que a lâmina ser levantada ou abaixada no cilindro usando o ar de um compressor. Como discutido acima, este movimento das lâminas de raspador pode ser controlado do painel de controle.

Uma vez que uma quantidade predeterminada de depósito foi coletada nas lâminas de raspador ou após a voltagem ter sido aplicada ao banho para um intervalo de tempo predeterminado (isto variará dependendo do sistema de 25 fluido, tempo de tratamento, e voltagem aplicada), os raspadores podem ser movidos ou lançados selecionando "desligar" interruptores de seletor de cilindro e raspador correspondentes, permitindo desse modo que o depósito caia na rosca sem-fim. Um motor é conectado ao transportador de 30 rosca sem-fim para girar a rosca sem-fim, desse modo movendo o depósito para baixo ao longo da rosca sem-fim, e ao longo de uma extensão de rosca sem-fim fora da plataforma para um recipiente de coleção. Uma aba de identificação magnética pode ser disposta no recipiente de coleção, tal que a rosca sem-fim somente operará quando um recipiente está disposto próximo de uma extremidade de descarga da extensão da rosca sem-fim. Enquanto as modalidades divulgadas aqui incluem vários componentes de controle da unidade e sistema de eletroforese de um painel de controle, um de habilidade ordinária na técnica apreciará que um ou mais componentes podem ser acionados ou operados manualmente sem sair de escopo das modalidades divulgadas aqui.

Um teste usando uma unidade de eletroforese completa foi conduzido usando o fluido contendo 14% de sólidos totais. Este fluido foi tratado por 8 horas em 900 Volts. A Figura 3 0 mostra que o teor de sólido total foi reduzido de

14 para 10%. Uma redução correspondente no peso de lama de 1,32 g/cm3 a 1,23 g/cm3 foi medida. A remoção da fase de salmoura aumentou a razão de óleo/água de 58:42 para 66:34. Durante o processo, 32% do volume de fluido original foi perdido com o depósito, mas 81% do componente de óleo valioso foi retido no fluido de perfuração processado.

Vantajosamente, as modalidades divulgadas aqui fornecem um método para remover os sólidos e água de um fluido de perfuração a base de óleo. O fluido tratado resultante recuperado do processo vantajosamente pode ter uma densidade menor, teor de sólidos menor, viscosidade menor, e/ou razão de óleo para água mais elevada em comparação à lama alimentada ou fluido de perfuração. Isto reduz a diluição excessiva que pode ser associada com o recondicionamento de fluidos de perfuração e se estende eficazmente ã vida útil do fluido de perfuração. Os volumes de descarte de rejeito e custos associados são também reduzidos. Adicionalmente, as modalidades divulgadas aqui fornecem um método para remover os sólidos e a água de um fluido de perfuração a base de óleo que permite os sólidos e a água serem coletados no eletrodo positivo ou negativo de uma unidade de eletroforese e por mecanismos de repulsão ou atração.

Além disso, as modalidades divulgadas aqui vantajosamente fornecem um método e aparelho removendo sólidos de um fluido de perfuração, incluindo o LGS que o equipamento de controle de sólidos tradicional em plataformas não pode separar. O sistema divulgado aqui exige o consumo de baixa energia devido à condutividade pequena das emulsões invertidas e não exige aditivos químicos caros. Os métodos e o aparelho divulgados aqui podem também reduzir as concentrações de sólidos (incluindo LGS) e água em um fluido de perfuração, resultando em propriedades melhoradas de operações de perfuração, tais como aumento da taxa de perfuração e redução de tempo não produtivo. Vantajosamente, as modalidades divulgadas aqui podem reduzir o custo, consumo de energia, volume de descarte e pressão de armazenamento, e aumentam a vida útil de fluido de perfuração permitindo o re-uso, com os componentes de reciclagem valiosos.

Enquanto a invenção tem sido descrita com relação a um número limitado de modalidades, aqueles hábeis na técnica, tendo o benefício desta divulgação, apreciarão que outras modalidades podem ser planejadas que não saiam do escopo da invenção como divulgado aqui. Consequentemente, o escopo da invenção deve ser limitado somente pelas reivindicações anexadas.

Claims

1. Método de tratamento de um fluido de perfuração de emulsão invertida caracterizado pelo fato de que compreende: bombear o fluido de perfuração a uma unidade de eletroforese incluindo um eletrodo positivamente carregado e um eletrodo negativamente carregado; aplicar uma voltagem entre 200 V e 5000 V através dos dois eletrodos para depositar água e sólidos no eletrodo negativamente carregado; e remover os sólidos depositados e água do eletrodo negativamente carregado.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende girar um cilindro, em que o cilindro atua como o eletrodo negativamente carregado.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a voltagem é aplicada para um intervalo de tempo predeterminado.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a remoção de sólidos depositados e água é realizada após o intervalo de tempo predeterminado.

5. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a remoção de sólidos depositados e água é realizada durante o intervalo de tempo predeterminado.

6. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a remoção de sólidos depositados e água compreende o fornecimento de um dispositivo de raspagem em contato com o cilindro rotatório.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que ainda compreende recuperar os sólidos depositados e água removidos pelo dispositivo de raspagem.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a recuperação compreende o transporte dos sólidos depositados e água removidos pelo dispositivo de raspagem fora da unidade de eletroforese com um dispositivo de rosca sem-fim.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende eletricamente o bloqueio de uma fonte de energia para a unidade de eletroforese para uma fonte de energia principal

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o bombeamento compreende o enchimento da unidade de eletroforese a um nível predeterminado em uma faixa entre um nível de enchimento mínimo e um nível de enchimento máximo.

11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende fornecer um painel de controle e controlar pelo menos uma função da unidade de eletroforese de pelo menos um interruptor no painel de controle.

12. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende recuperar o fluido de perfuração de emulsão invertida tratado.

13. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a voltagem aplicada varia de440 V a 3000 V.

14. Aparelho para tratar um fluido de perfuração de emulsão invertida caracterizado pelo fato de que compreende: um banho,· um cilindro disposto no banho; uma fonte de energia capaz de aplicar uma voltagem entre a estrutura e o cilindro na faixa de 200 V a 5000 V; um motor acoplado ao cilindro para girar o cilindro em uma velocidade predeterminada; e um raspador tendo uma primeira posição em que o raspador contacta o cilindro rotatório para remover os sólidos depositados e água e uma segunda posição em que o raspador é retido longe do cilindro.

15. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o banho é positivamente carregado e o cilindro é negativamente carregado.

16. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o banho é negativamente carregado e o cilindro é positivamente carregado.

17. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende um dispositivo transportador configurado para receber os sólidos depositados e água removidos pelo raspador do cilindro e para remover os sólidos depositados e água da unidade de eletroforese.

18. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um revestimento de isolamento disposto em uma superfície do banho.

19. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende um painel de controle, em que o painel de controle compreende pelo menos um interruptor configurado para controlar pelo menos uma função operacional do aparelho.

20. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que ainda compreende uma armação externa configurada para abrigar pelo menos o banho, o cilindro, e o raspador.

21. Aparelho, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que a armação externa compreende pelo menos duas armações internas configuradas para suportar um banho cada uma.

22. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um sistema de limpeza de óleo base configurado para pulverizar o fluido de alta pressão no banho.

23. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos um sensor nivelado disposto dentro do banho.

24. Aparelho, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um dispositivo de ajuste de altura configurado para levantar ou abaixar o raspador com relação ao cilindro.

25. Método de tratamento de um fluido de perfuração de emulsão invertida caracterizado pelo fato de que compreende: bombear o fluido de perfuração para uma unidade de eletroforese incluindo um eletrodo positivamente carregado e um eletrodo negativamente carregado; aplicar uma voltagem entre 200 V e 5000 V através dos dois eletrodos para depositar a água e sólidos no eletrodo positivamente carregado; e remover os sólidos depositados e água do eletrodo positivamente carregado.