Estudo de composições de cimentos Portland comerciais e Silica Flour para cimentação de poço de petróleo.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: OLIVEIRA, Danielle do Nascimento Silva.
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG
Texto Completo: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/14062
Resumo: A cimentação de poços é uma atividade rotineira na indústria de petróleo, mas exige uma série de cuidados, pois trata-se de uma atividade onerosa que, quando não realizada adequadamente, pode ocasionar gastos extras além de danos ambientais. Esses poços geralmente apresentam altas temperaturas e pressão, que podem desestabilizar a pasta cimentícia provocando fissuras. Este trabalho tem como objetivo propor através do delineamento de misturas e da metodologia de superfície de resposta, uma composição constituída de cimentos Portland comerciais e Silica Flour (SF) que possa substituir de forma eficiente, o cimento Portland especial para poços de petróleo, quando o mesmo não estiver disponível em alguma etapa da cimentação e houver a necessidade do seu emprego imediato. Inicialmente foi realizada a caracterização das matérias primas através dos ensaios de análise granulométrica a laser, análise química, difração de Raios X e análise térmica. Em seguida, foram formuladas composições formadas pelos cimentos CP II E, CP III, CP IV mais adição de SF por meio da metodologia de delineamento de misturas, e submetidas a ensaios de determinação da resistência a compressão simples e análise térmica com a finalidade de determinar a composição ótima que mais se aproxima das características do Cimento Portland Especial para poços de petróleo. A partir dos resultados obtidos com o delineamento de misturas, foram selecionadas as composições constituídas por CP III e CP IV com adição de SF por apresentarem melhores resultados. Estas composições foram submetidas a testes de absorção de água e resistência ao ataque por sulfatos. O cimento CP IV se mostrou mais estável frente ao ataque por sulfato. A adição de SF como substituição do cimento Portland, melhorou as propriedades destas pastas frente ao ataque e a absorção de água. O que permitiu concluir que o cimento CP IV se mostrou mais eficaz para substituir o cimento Portland especial para poço de petróleo e que a adição de silica flour como substituição do cimento Portland melhora as propriedades das pastas de cimento frente ao ataque e a absorção de água. Além de proporcionar estabilidade térmica às mesmas.
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Este trabalho tem como objetivo propor através do delineamento de misturas e da metodologia de superfície de resposta, uma composição constituída de cimentos Portland comerciais e Silica Flour (SF) que possa substituir de forma eficiente, o cimento Portland especial para poços de petróleo, quando o mesmo não estiver disponível em alguma etapa da cimentação e houver a necessidade do seu emprego imediato. Inicialmente foi realizada a caracterização das matérias primas através dos ensaios de análise granulométrica a laser, análise química, difração de Raios X e análise térmica. Em seguida, foram formuladas composições formadas pelos cimentos CP II E, CP III, CP IV mais adição de SF por meio da metodologia de delineamento de misturas, e submetidas a ensaios de determinação da resistência a compressão simples e análise térmica com a finalidade de determinar a composição ótima que mais se aproxima das características do Cimento Portland Especial para poços de petróleo. A partir dos resultados obtidos com o delineamento de misturas, foram selecionadas as composições constituídas por CP III e CP IV com adição de SF por apresentarem melhores resultados. Estas composições foram submetidas a testes de absorção de água e resistência ao ataque por sulfatos. O cimento CP IV se mostrou mais estável frente ao ataque por sulfato. A adição de SF como substituição do cimento Portland, melhorou as propriedades destas pastas frente ao ataque e a absorção de água. O que permitiu concluir que o cimento CP IV se mostrou mais eficaz para substituir o cimento Portland especial para poço de petróleo e que a adição de silica flour como substituição do cimento Portland melhora as propriedades das pastas de cimento frente ao ataque e a absorção de água. Além de proporcionar estabilidade térmica às mesmas.Cementing wells is a routine activity in the oil industry, but requires care series because it is a costly activity that, if not properly conducted, can cause extra expenses as well as environmental damage. These wells, generally, feature high temperatures and pressure, which can destabilize the cement paste causing cracks. This study aims propose through the mixture design and response surface methodology, a composite composition of cement Portland commercial and silica flour (SF), that can replace efficiently, the special Portland cement for oil well, when it is not available in some stage of cementation and there is the need for their immediate use. Initially, the characterization of the raw materials they were made by through the sieve analysis of the laser granulometry, chemical analysis, X-ray diffraction and thermal analysis. Then, were made compositions for cements CP II E, CP III and CP IV more addition of SF through by the mixture design methodology, and subjected to the determination tests of resistance to compressive and thermal analysis, with the purpose to determine optimum composition that most resembles the features of the Portland cement Special for oil wells. From the results obtained with the mixture design, they were selected the compositions constituted of CP III and CP IV with the addition of SF, because they presented better results. These compositions were subjected to tests of water absorption and resistance to attack by sulphates. The cement that showed more stability against attack by of sulfate was CP IV. The addition of the SF as replacement of the Portland cement, improved properties of these pastes against attack and water absorption. This allowed to conclude that the CP IV cement was more effective to replace the special portland cement for oil well and that the addition of silica flour as replacement of the Portland cement improves the properties of the cement pastes against attack and the water absorption. In addition to providing the same thermal stability.CapesUniversidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Ciências e Tecnologia - CCTPÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAISUFCGMORAIS, Crislene Rodrigues da Silva.MORAIS, C. R. S.http://lattes.cnpq.br/1255608881036504BEZERRA, Ulisses Targino.BEZERRA, U. T.http://lattes.cnpq.br/0773241465812244MENDONÇA, Ana Maria Gonçalves Duarte.AQUINO, José Lourenço Santos.ALTIDIS, Marina Elizabeth Dias.CAVALCANTI, Maria do Socorro Lopes.OLIVEIRA, Danielle do Nascimento Silva.2016-08-292020-08-13T15:24:51Z2020-08-132020-08-13T15:24:51Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/14062OLIVEIRA, D. do N. S. Estudo de composições de cimentos Portland comerciais e Silica Flour para cimentação de poço de petróleo. 2016. 105 f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais), Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2016. 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