Introdução
A goma xantana, também conhecida como goma Han, é um polissacarídeo extracelular microbiano produzido pela fermentação de carboidratos (como o amido de milho) pela bactéria Xanthomonas campestris. Reconhecida por suas propriedades reológicas únicas, excelente solubilidade em água e notável estabilidade sob temperaturas extremas, níveis de pH e alta salinidade, a goma xantana serve como um aditivo essencial em vários setores, incluindo alimentos, produtos farmacêuticos e, mais notavelmente, o setor de petróleo.
Na indústria do petróleo, a goma xantana é classificada como grau de óleo e nível industrial, com goma xantana de grau petrolífero sendo um aditivo para fluidos de perfuração ecologicamente correto e altamente eficiente. Seu espessamento superior, suspensão, resistência à salinidade e resistência à contaminação o tornam indispensável em operações de perfuração, completação de poços e recuperação avançada de petróleo (EOR).
Especificação:
| Unid | Especificação |
|---|---|
| Aparência | Pó ou partículas de fluxo livre |
| Através de 80 mesh (180μm), % | >95.00 |
| Através de 200 mesh (75μm), % | ≤57,00 |
| Perda na secagem, % | ≤13,00 |
| pH (solução 1% XG) | 6,0–8,0 |
| Cinza, % | ≤15,00 |
| Determinação qualitativa do amido | Ausente |
| Determinação qualitativa de guar | Ausente |
| Teste de Reologia (0,285% XG em solução de água do mar) | |
|---|---|
| Parâmetro | Valor Mínimo |
| 600 rpm | ≥80 |
| 300 rpm | ≥65 |
| 200 rpm | ≥50 |
| 100 rpm | ≥40 |
| 6 rpm | ≥20 |
| 3 rpm | ≥18 |
| Brookfield LV (1,5 rpm), cps | ≥1950 |
Principais propriedades da goma xantana benéficas para aplicações em campos petrolíferos
1. Excelentes capacidades de espessamento e suspensão
A goma xantana aumenta significativamente a viscosidade dos fluidos de perfuração, garantindo eficiência transporte de estacas do poço à superfície. Sua estrutura molecular única forma uma rede gelatinosa fraca que suspende partículas sólidas, impedindo a sedimentação e mantendo a estabilidade do poço.
2. Comportamento notável de afinamento por cisalhamento (pseudoplasticidade)
Exposição de soluções de goma xantana alta viscosidade em baixas taxas de cisalhamento (ajudando a suspender os cortes de perfuração), mas baixa viscosidade sob alto cisalhamento (facilitando o bombeamento de fluidos através de tubos de perfuração). Essa propriedade pseudoplástica garante operações de perfuração suaves, mantendo a integridade do poço.
3. Excelente estabilidade térmica e química
Ao contrário de outros polímeros (por exemplo, poliacrilamida ou CMC), a goma xantana mantém a viscosidade em uma ampla faixa de temperatura (10–80°C) e até mesmo em condições de alta pressão e alta temperatura (HPHT). Também é altamente resistente a ácidos, álcalis e sais, tornando-o adequado para ambientes de perfuração severos, incluindo regiões offshore, de alta salinidade e de permafrost.
4. Resistência a sal e contaminantes
A goma xantana permanece estável em soluções de salmoura e sal saturado, ao contrário de muitos outros viscosificantes que se degradam ou precipitam. Essa propriedade é crucial para a perfuração em formações salinas ou fluidos de perfuração à base de água do mar.
5. Resistência a enzimas e oxidação
A robusta estrutura de dupla hélice da goma xantana resiste à degradação por proteases, amilases e outras enzimas, garantindo estabilidade de longo prazo em fluidos de perfuração.
Aplicações da Goma Xantana na Indústria do Petróleo
1. Aditivo para Fluido de Perfuração
A goma xantana é amplamente utilizada em fluidos de perfuração à base de água para:
- Melhore a limpeza dos buracos melhorando a suspensão das estacas.
- Reduzir a perda de fluidos e evitar danos à formação.
- Estabilizar poços para evitar desabamentos.
- Minimize a aderência diferencial e atrito na perfuração direcional.
Sua capacidade de manter a viscosidade em ambientes de alta salinidade e alta temperatura torna-o ideal para perfurações em águas profundas e não convencionais.
2. Fluidos de Completação e Workover
Em operações de conclusão e manutenção de poços, a goma xantana ajuda:
- Suspender os suportes em fluidos de fraturamento.
- Perda de fluido de controle para proteger formações de reservatórios.
- Melhorar a viscosidade do fluido para melhor isolamento zonal.
3. Recuperação Aprimorada de Petróleo (EOR)
A goma xantana é usada em inundação de polímero, uma técnica EOR chave, onde:
- Aumenta a eficiência da varredura melhorando o controle da mobilidade.
- Reduz a canalização de água, garantindo melhor deslocamento de óleo.
- Mantém a viscosidade em reservatórios de alta salinidade, superando polímeros sintéticos como HPAM (poliacrilamida hidrolisada).
4. Perfuração offshore e no Ártico
Devido a sua solubilidade em água fria e estabilidade de congelamento e descongelamento, a goma xantana é particularmente útil em:
- Perfuração offshore, onde fluidos à base de água do mar são comuns.
- Perfuração no Ártico, onde baixas temperaturas podem desestabilizar polímeros convencionais.
Vantagens sobre polímeros sintéticos
Comparado com alternativas como poliacrilamida (PAM), carboximetilcelulose (CMC) e amidos modificados, a goma xantana oferece:
✔ Melhor resistência ao sal e à temperatura
✔ Propriedades superiores de suspensão e diluição por cisalhamento
✔ Menor impacto ambiental (biodegradável e não tóxico)
✔ Maior eficiência em concentrações mais baixas
Conclusão
As propriedades reológicas excepcionais da goma xantana, a estabilidade em condições extremas e a natureza ecológica fazem dela uma componente vital nas operações modernas de campos petrolíferos. Da perfuração e conclusão de poços à recuperação aprimorada de petróleo, sua capacidade de melhorar a eficiência, reduzir custos e minimizar o impacto ambiental consolida seu papel como biopolímero chave na indústria do petróleo.
À medida que a exploração de petróleo avança para ambientes mais desafiadores (águas profundas, alta salinidade e reservatórios ultra-HPHT), a goma xantana continuará a desempenhar um papel crucial no avanço das tecnologias de perfuração e na maximização da recuperação de hidrocarbonetos.
