Uso da cinza da casca do arroz em tampões de cimento para abandono de poços petrolíferos
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRN |
Texto Completo: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/30764 |
Resumo: | Quando um poço de petróleo atinge o final da sua vida útil, seja por baixo retorno econômico ou por falha de integridade, há a necessidade de instalar uma série de tampões para isolar as formações que apresentem potencial de fluxo para a superfície ou para outras formações adjacentes e, assim, garantir a selagem e o abandono definitivo. O presente trabalho tem como objetivo o uso da Cinza da Casca do Arroz (CCA) como material alternativo para compor sistemas de pastas de cimento para aplicação em tampão de abandono de poços petrolíferos. Amostras contendo CCA e amostras de referência foram submetidas durante sete dias a 40oC, 80 oC e 300 oC, respectivamente, de acordo com faixas de temperatura estabelecidas pela UK Guidelines. O desempenho destes sistemas de pastas foi avaliado quanto a resistência à compressão (RC) e permeabilidade como uma avaliação inicial dos critérios de aprovação de materiais, a base de cimento Portland, para tampões. Ensaios de TGA e DRX foram realizados para auxiliar no entendimento dos fenômenos observados. O material alternativo CCA conferiu resultados superiores ou equivalentes na resistência à compressão em todas as condições testadas. Outro fator positivo é que, pelas suas características físicas, foi possível alcançar tal desempenho com maior adição de água e menor densidade que as pastas usualmente utilizadas. Os sistemas contendo CCA apresentaram baixos valores de permeabilidade em sua matriz hidratada, em alguns casos, sendo inferior às pastas de referência. Os sistemas alternativos mostraram-se promissores para compor um conjunto solidário de barreira (WB - well barrier) necessário para garantir o correto abandono e a integridade do poço, mesmo após o final da vida útil. Os sistemas também se mostraram versáteis, pois possuem alto desempenho tanto em baixas, como em altíssimas temperaturas, enquanto que sistemas convencionais precisam de composições específicas para cada situação |
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Araujo, Romero Gomes Da SilvaCosta, Bruno Leonardo de SenaMoreira, Paulo Henrique Silva SantosSantiago, Rodrigo CésarBezerra, Ulisses TarginoFreitas, Júlio Cézar de Oliveira2020-11-28T20:35:17Z2020-02-28ARAUJO, Romero Gomes da Silva. Uso da cinza da casca do arroz em tampões de cimento para abandono de poços petrolíferos. 2020. 127f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Petróleo) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2020.https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/30764Quando um poço de petróleo atinge o final da sua vida útil, seja por baixo retorno econômico ou por falha de integridade, há a necessidade de instalar uma série de tampões para isolar as formações que apresentem potencial de fluxo para a superfície ou para outras formações adjacentes e, assim, garantir a selagem e o abandono definitivo. O presente trabalho tem como objetivo o uso da Cinza da Casca do Arroz (CCA) como material alternativo para compor sistemas de pastas de cimento para aplicação em tampão de abandono de poços petrolíferos. Amostras contendo CCA e amostras de referência foram submetidas durante sete dias a 40oC, 80 oC e 300 oC, respectivamente, de acordo com faixas de temperatura estabelecidas pela UK Guidelines. O desempenho destes sistemas de pastas foi avaliado quanto a resistência à compressão (RC) e permeabilidade como uma avaliação inicial dos critérios de aprovação de materiais, a base de cimento Portland, para tampões. Ensaios de TGA e DRX foram realizados para auxiliar no entendimento dos fenômenos observados. O material alternativo CCA conferiu resultados superiores ou equivalentes na resistência à compressão em todas as condições testadas. Outro fator positivo é que, pelas suas características físicas, foi possível alcançar tal desempenho com maior adição de água e menor densidade que as pastas usualmente utilizadas. Os sistemas contendo CCA apresentaram baixos valores de permeabilidade em sua matriz hidratada, em alguns casos, sendo inferior às pastas de referência. Os sistemas alternativos mostraram-se promissores para compor um conjunto solidário de barreira (WB - well barrier) necessário para garantir o correto abandono e a integridade do poço, mesmo após o final da vida útil. Os sistemas também se mostraram versáteis, pois possuem alto desempenho tanto em baixas, como em altíssimas temperaturas, enquanto que sistemas convencionais precisam de composições específicas para cada situaçãoWhen an oil well reaches the end of life cycle, due to low economic return or failure of its mechanical integrity, a series of plugs are designed and placed inside the wellbore to isolate formations that have potential to flow to the surface or to adjacent formations and, thus, guarantee the sealing and permanent abandonment. The present work aims to use the Ash of the Rice Husk (RHA) as an alternative material to compose cement paste systems for application in oil well abandonment buffer. Samples containing RHA and reference samples were submitted for seven days at 40ºC, 60ºC, 80ºC, 110ºC and 300ºC, respectively, according to temperature ranges established by the UK Guidelines on Qualification of Materials for the Abandonment of Wells, Issue 2. Performance these paste systems were evaluated for compressive strength (RC) and gas permeability. These two parameters were chosen, due to the relevance they present in the approval of Portland cement-based materials, for plug and abandonment operations. TGA and XRD tests were performed to assist in understanding the observed phenomena. The alternative material RHA gave superior or equivalent results in compressive strength in all conditions tested. Another positive factor observed was that, due to the physical characteristics of the mixtures containing RHA, good performances were obtained in cases where more water has been added, with less consumption of Portland cement and lighter pastes, when compared to the usual systems. The systems containing RHA showed low permeability values in their hydrated matrix, in some cases, being inferior to the reference pastes. Due to the possibility of composing lighter paste systems, but without compromising resistance, the pastes are also suitable for work in depleted wells. The alternative systems have shown promise to compose well barriers (WB) necessary to guarantee the correct plug and abandonment and well integrity, even at the end of life cycle. The systems also proved to be versatile, as they have high performance, both at low and at very high temperatures, while conventional systems need specific compositions for each situation2021-04-17Universidade Federal do Rio Grande do NortePROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE PETRÓLEOUFRNBrasilCimento Portlandcinza da casca do arrozAbandono de poçospozolanasPortland cementRice husk ashWell plug and abandonmentPozzolanUso da cinza da casca do arroz em tampões de cimento para abandono de poços petrolíferosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALRomeroGomesDaSilvaAraujo_TESE.pdfapplication/pdf11702062https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/30764/1/RomeroGomesDaSilvaAraujo_TESE.pdf7842ad12bc0743a4ccad45b9b3f1ef3cMD51TEXTRomeroGomesDaSilvaAraujo_TESE.pdf.txtRomeroGomesDaSilvaAraujo_TESE.pdf.txtExtracted texttext/plain245094https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/30764/2/RomeroGomesDaSilvaAraujo_TESE.pdf.txt83723f54789cae466cbe3d45a7afb105MD52THUMBNAILRomeroGomesDaSilvaAraujo_TESE.pdf.jpgRomeroGomesDaSilvaAraujo_TESE.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1372https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/30764/3/RomeroGomesDaSilvaAraujo_TESE.pdf.jpg7e2831ef8ef37a49a7ba116c5b992fe6MD53123456789/307642024-03-19 01:01:31.987oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/30764Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2024-03-19T04:01:31Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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