Avaliação da degradação de pastas de cimento aditivadas com sílica, em ambientes de alta concentração de dióxido de carbono

• Autor(a) principal: Ventura, Rafael Augusto
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/20437
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA; Cimento; Poços de petróleo; Sílica flour; Dióxido de carbono; Carbonatação

Em um poço de petróleo, a cimentação dos revestimentos tem grande importância, pois ela garante a segurança do poço, para que este não colapse, como também promove o isolamento das formações rochosas para que não ocorra comunicação entre os fluidos adjacentes. Desta forma, é importante que a matriz de cimento possua estabilidade estrutural e química. O dióxido de carbono tem sido um agente que tem comprometido essa estabilidade, pois em determinados campos petrolíferos, ele pode ser encontrado em grandes quantidades e em condições ideais para a carbonatação e posterior degradação da matriz de cimento, de forma a comprometer o selo hidráulico entre as formações, podendo também formar caminhos preferenciais de saída de fluidos da formação para o espaço anular do poço de petróleo. A sílica flour tem sido utilizada com grande frequência em poços que estão sujeitos a altas temperaturas, sejam os de elevadas profundidades ou no caso daqueles onde são injetados vapor como alternativa para recuperação avançada em reservatórios de óleo pesado. Com base no exposto, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a influência de ambientes ricos em CO2 na estabilidade química da matriz do cimento contendo sílica flour. Foram preparadas pastas contendo sílica flour e curadas por 30 dias sob temperatura de 65ºC e 3000psi de pressão. Após a cura, parte das amostras foram analisadas quimicamente e outra parte submetida à atmosfera de CO2 em uma autoclave, por 30 e 60 dias, e posteriormente analisadas após este processo de carbonatação. As amostras foram caracterizadas por difração de raios x (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e termogravimetria (TG). As pastas cimentícias curadas por 60 dias foram as que apresentaram uma maior área carbonatada. As amostras curadas em ambiente de CO2 saturado sofreram uma maior carbonatação em relação as amostras curadas em ambiente supercrítico, o que está diretamente relacionado à concentração de CO2 do meio. Os espectros de infravermelho apresentaram bandas características dos produtos de carbonatação da matriz do cimento, com estiramento do grupo carbonato no comprimento de onda de 875cm-1, que é característico da calcita. Nas imagens obtidas por MEV pode-se observar a presença de cristais de aragonita (CaCO3). O efeito da carbonatação em poços petrolíferos pode afetar consideravelmente a microestrutura da matriz de cimento podendo comprometer o selo hidráulico do poço.