Avaliação de pastas de cimento reforçadas com fibras de basalto moídas para aplicação em poços de petróleo

• Autor(a) principal: Paiva, Luanna Carla Matias
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/27080
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA::PETROLEO E PETROQUIMICA; Cimentação de poços de petróleo; Cimento Portland; Fibras de basalto moídas; Sílica flour; Metacaulim; Energia à fratura

A dispersão de fibras curtas à pasta de cimento pode melhorar a resistência à compressão e a energia à fratura de materiais cimentantes endurecidos. Este estudo tem como objetivo avaliar o efeito da adição de fibras de basalto moídas às pastas de cimento Portland. As fibras foram adicionadas em tamanhos médios variados e obtidos por moinhos de bolas. Inicialmente, foram preparadas composições de pastas com adições de fibras de basalto 5% (BWOC) e sílica flour 40% (BWOC), curadas por período de 7 dias sob diferentes temperaturas estáticas de fundo de poço (BHST): 80 °C (176 °F) e 300 °C (572 °F). Em seguida, foram preparadas composições de pastas com adições de fibras de basalto 5% e 10% (BWOC), e diferentes tipos sílicas, como sílica flour e/ou metacaulim, em teores de 30%, 35%, 40% e 45% (BWOC), curadas por 7 dias sob BHST a 80° C. A caracterização dos aditivos foi realizada por difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura, fluorescência de raios-X e termogravimetria. As propriedades mecânicas e a microestrutura das pastas endurecidas foram avaliadas por ensaios de resistência à compressão, difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram que a moagem das fibras de basalto foi um método eficiente para ajustar o comprimento das fibras de lã de rocha, promovendo a mistura das pastas e, portanto, bombeabilidade adequada. Além disso, a rugosidade na superfície da fibra obtida após processo de moagem pode ser responsável por uma melhor aderência fibramatriz. As adições combinada de sílica e fibras de basalto melhoram a energia à fratura das amostras curadas a 80 °C, portanto abaixo da temperatura de retrogressão de resistência. Composição de pasta com fibras de basalto moídas 10% (BWOC) e sílica flour 30% (BWOC) revelou um material com alta energia à fratura e resistência à compressão, resultando em aumentos de ~ 36 J para ~ 52 J e ~ 28 MPa para ~ 37 MPa, respectivamente. A cura a 300 ºC resultou em significativo consumo de fibras por reações pozolânicas, as quais não foram evitadas pela adição de sílica flour. Portanto, o uso de fibras de basalto moídas por moinho de bolas pode ser uma solução econômica e ambiental, para melhorar a energia à fratura de pastas de cimento em poços de petróleo abaixo da retrogressão de resistência.