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Degradação por CO2 da pasta de cimento classe G nas interfaces com o aço e a rocha arenito em condições de armazenamento geológico de carbono

Ortiz, Rafael Goularte January 2012 (has links)
Made available in DSpace on 2013-08-07T18:55:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000438724-Texto+Completo-0.pdf: 14689669 bytes, checksum: a1ef097caab3eeeb45c677d83ab88027 (MD5) Previous issue date: 2012 / In the scenario of CO2 geological storage aiming mitigation of environmental impacts, the degradation of the materials used in the construction of wells, which may occur over time, becomes a concern, since it can facilitate the gas leakage to the surface. The major risk is the degradation of the cement that can occur in the presence of CO2 and water or brine promoting acid carbonation that causes an increase in permeability and porosity, and loss in mechanical properties. The most susceptible regions to the escape of CO2 caused by degradation of the cement are the interfaces with the steel pipe casing and with the rock formation. This study aims investigate the degradation of class G cement paste by CO2, simulating conditions similar to a 1. 500 meter-depth well, which corresponds to a 70 °C temperature and a 15 MPa pressure, at its interfaces with the steel and sandstone of Rio Bonito Formation (Paraná Basin). The degradation of the cement paste, either in the supercritical CO2 or water saturated with CO2 media in the presence of sandstone rock and carbon steel has led to the formation of calcium and iron carbonates and subsequent dissolution of these carbonates at the interfaces with the rock and steel, creating regions of porosity. The sandstone did not constitute an obstacle for the passage of CO2, indicating that the precipitation of carbonates in the pores of the sandstone in an amount great enough to difficult or prevent the passage of CO2 probably only occurs with a long term exposure to CO2.The supercritical CO2 medium provided a greater chemically altered area if compared with the use of water saturated with CO2. However, the use of water saturated with CO2 was more aggressive to the interfaces since promoted its displacement, which indicates that the CO2 has migrated more easily through the upper and lower faces of the specimens. For the shorter times of exposure to humidified CO2 or water saturated with CO2, 7 and 14 days, the degradation depth of the cement paste was small (<1mm); however, the CO2 percolation reached 4 mm after 28 days. / No cenário de armazenamento geológico de CO2, visando mitigação de impactos ambientais, a degradação dos materiais utilizados da construção dos poços, que pode ocorrer ao longo do tempo, passa a ser uma preocupação uma vez que pode propiciar o vazamento deste gás para a superfície. Um risco importante é a degradação da pasta de cimento em presença de CO2 e água ou salmoura, ocorrendo a carbonatação em meio ácido que gera aumento da permeabilidade, porosidade e perda nas propriedades mecânicas. As regiões mais sucetívies à fuga da CO2, ocasionada pela degradação da pasta de cimento, são as interfaces da pasta de cimento com o tubo de aço do revestimento e com a formação rochosa. Este trabalho tem como finalidade estudar a degradação por CO2 da pasta de cimento classe G, simulando condições próximas de poços de profundidade de 1. 500 m, que corresponde a uma temperatura de 70 °C e uma pressão de 15 MPa, nas suas interfaces com o aço e rocha sedimentar arenosa da Formação de Rio Bonito (Bacia do Paraná) em tempos de 7, 14 e 28 dias. A degradação da pasta de cimento, tanto no meio CO2 supercrítico ou em água saturada com CO2, em presença de rocha arenito e do aço ao carbono, levou à formação de carbonatos de cálcio e de ferro e posterior dissolução desses carbonatos nas interfaces com a rocha e com o aço, criando regiões porosas. Considerando os tempos de reação utilizados neste trabalho, a rocha arenito não constituiu obstáculo significativo para a passagem do CO2, indicando que a precipitação de carbonatos nos poros da rocha em quantidade suficiente para dificultar ou impedir a passagem de CO2 provavelmente só ocorrerá com longos tempos de exposição ao CO2.O meio de CO2 supercrítico úmido propiciou uma maior área alterada quimicamente se comparada com o meio de água saturada com CO2. No entanto, o meio de água saturada com CO2 mostrou-se mais agressivo para as interfaces, uma vez que promoveu a perda de aderência das mesmas devido o CO2 ter migrado mais facilmente pelas faces superior e inferior dos corpos de prova. Para os tempos mais curtos de exposição ao CO2 úmido ou água saturada com CO2, 7 e 14 dias, houve um pequeno avanço da frente de degradação na pasta de cimento (< 1 mm), entretanto, aos 28 dias a difusão do CO2 atingiu 4mm.
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Reservat?rios estrat?gicos de CO2 para futuro uso em projetos de recupera??o avan?ada de petr?leo e armazenamento geol?gico de CO2 no Brasil

Martins, Jo?o Miguel Faim 22 June 2009 (has links)
Made available in DSpace on 2015-04-14T13:58:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 413811.pdf: 2013126 bytes, checksum: b51679af9a90b4c288c6f2a5c7658589 (MD5) Previous issue date: 2009-06-22 / A seguran?a energ?tica do pa?s e o cont?nuo aumento da demanda de hidrocarbonetos no mundo t?m exigido uma r?pida resposta por parte das ind?strias petrol?feras de forma a que n?o haja interrup??es em seu fornecimento. A utiliza??o do CO2 como subst?ncia capaz de aumentar a recupera??o de hidrocarbonetos em campos de petr?leo ? uma atividade conhecida e de efici?ncia comprovada. Apesar da tecnologia de separa??o e captura de CO2 ser ainda relativamente cara, ? de fundamental import?ncia que as companhias petrol?feras comecem a ter reservas estrat?gicas deste g?s para que tenham capacidade de suprir aumentos de demandas de hidrocarbonetos. Desta forma ser? poss?vel maximizar o tempo de vida ?til dos campos de ?leo, tornando-os mais sustent?veis em termos ambientais e econ?micos. Assim, o presente estudo introduz o conceito in?dito de captura e armazenamento geol?gico din?mico de CO2 - DCCS, que tem como objetivo principal, formar reservat?rios estrat?gicos de CO2, atrav?s da captura do CO2 de fontes emissoras, transporte e respectiva inje??o em reservat?rio, que podem ser r?pida e facilmente utilizados como fonte de CO2 para recupera??o avan?ada de ?leo - EOR em campos maduros de petr?leo. O DCCS tem a fun??o de garantir que n?o ocorram falhas no abastecimento de CO2 em projetos de EOR, n?o comprometendo a viabilidade econ?mica destes. O desenvolvimento de uma metodologia de sele??o de regi?es com potencial para implanta??o de projetos de DCCS ? tamb?m foco deste trabalho. A aplicabilidade do DCCS nos estados brasileiros ? avaliada na disserta??o, segundo esses mecanismos.
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Seq?estro de CO2 sob a forma mineral : precipita??o de carbonato de magn?sio

Klunk, Marcos Ant?nio 25 August 2009 (has links)
Made available in DSpace on 2015-04-14T13:58:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 417719.pdf: 1335069 bytes, checksum: 35d9d49a0729fdf36c3918b96a36bc9c (MD5) Previous issue date: 2009-08-25 / A queima de combust?veis f?sseis, que fornece mais de 85 % da energia do mundo, ? uma das maiores fontes de emiss?o de di?xido de carbono para a atmosfera. Recentemente, v?rias t?cnicas de mitiga??o est?o sendo estudadas, incluindo inje??es de di?xido de carbono em reservat?rios maduros ou esgotados de petr?leo e em aq??feros salinos profundos. Este trabalho tem como objetivo armazenar CO2 sob a forma mineral, atrav?s da carbonata??o de ?ons magn?sio presentes em uma solu??o sint?tica simulando assim, condi??es prop?cias para um aprisionamento geol?gico de CO2 (120 oC e 60 bar). Os resultados obtidos mostraram o aparecimento de estruturas rombo?dricas caracter?stico de carbonato de magn?sio e suas formas b?sicas e anidras. O rendimento da rea??o de precipita??o de magn?sio foi de 91,7 % ap?s 3 horas de rea??o. A forma??o do precipitado de magn?sio foi maior entre o pH= 6 a 9 em 3 horas de rea??o. Em tempos maiores ocorre uma diminui??o de carbonato formado devido ? competi??o entre os equil?brios de forma??o e a dissolu??o do mesmo.
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Estudo da intera??o CO2-rocha-fluido no processo de carbonata??o de aq??feros salinos

Sch?tz, Marta Kerber 25 March 2010 (has links)
Made available in DSpace on 2015-04-14T13:58:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 422847.pdf: 5549610 bytes, checksum: 21ec4b463b8aa8e36f8188481bf0e041 (MD5) Previous issue date: 2010-03-25 / As mudan?as clim?ticas, causadas pelas emiss?es antr?picas de gases de efeito estufa na atmosfera, principalmente o di?xido de carbono (CO2), s?o uma preocupa??o atual, sendo necess?ria a diminui??o da concentra??o destes gases. O armazenamento geol?gico de carbono vem se apresentando como uma tecnologia promissora para redu??o de CO2 na atmosfera. Entre as op??es de locais de armazenamento, os aq??feros salinos t?m grande potencial devido ? grande capacidade de armazenamento e profundidade adequada. Al?m disso, possuem ?gua subterr?nea com alta salinidade, sendo impr?pria para o consumo humano. Portanto, este trabalho tem como objetivo estudar experimentalmente a adi??o de CO2 em solu??es salinas e no sistema solu??o salina-rocha, em condi??es variadas (brandas e supercr?ticas), visando estabelecer as melhores condi??es reacionais de carbonata??o e, conseq?entemente, uma maior efici?ncia no armazenamento geol?gico. Os resultados obtidos mostraram que as rea??es de carbonata??o em condi??es brandas s?o seletivas para o ?on c?lcio (Ca+2), favorecendo a precipita??o predominante de carbonato de c?lcio (CaCO3). A precipita??o s? foi alcan?ada mediante ajuste de pH da solu??o salina sint?tica pelos aditivos alcalinos hidr?xido de s?dio (NaOH) 1M e hidr?xido de pot?ssio (KOH) 1M associados a solu??o tamp?o de cloreto de am?nio/hidr?xido de am?nio (NH4Cl/NH4OH). Os resultados das rea??es de carbonata??o em condi??es supercr?ticas, no qual, utilizaram-se os mesmos aditivos alcalinos e solu??o tamp?o, evidenciaram que sem a presen?a de rocha a precipita??o de CaCO3 tamb?m ? predominante. Por outro lado, quando h? a presen?a da rocha, ocorre a precipita??o de carbonato de c?lcio magnesiano (CaCO3(Mg)) ou de carbonato de c?lcio e magn?sio (CaMg(CO3)2). A rocha reservat?rio utilizada neste trabalho apresentou integridade mineral?gica frente ? adi??o de CO2 indicando seu potencial para o armazenamento geol?gico de CO2.
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Associa??o de fontes emissoras e reservat?rios potenciais para armazenamento geol?gico de CO2 na Bacia de Campos, Brasil

Rockett, Gabriela Camboim 31 August 2010 (has links)
Made available in DSpace on 2015-04-14T13:58:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 426637.pdf: 447762 bytes, checksum: 7b2f391d05b4d2b32a1199555399ce88 (MD5) Previous issue date: 2010-08-31 / As emiss?es antr?picas de gases de efeito estufa t?m contribu?do significativamente para o aumento da temperatura m?dia do planeta, sendo respons?vel por altera??es clim?ticas que j? s?o observadas atualmente. Neste contexto, o sequestro geol?gico de carbono (CCS) ? uma atividade promissora que visa contribuir para a redu??o de emiss?o de gases causadores do efeito estufa e a mitiga??o de altera??es clim?ticas, por meio do armazenamento de CO2 em forma??es geol?gicas adequadas. Visando contribuir para o planejamento e direcionamento de investimento e pesquisas em sequestro de carbono no Brasil, foi feita nesta pesquisa uma an?lise espacial-t?cnica-econ?mica de associa??o entre fontes estacion?rias emissoras de CO2, infraestrutura de transporte e reservat?rios geol?gicos para implanta??o de CCS em larga escala na Bacia de Campos, Brasil. Os dados coletados foram analisados atrav?s de um sistema de informa??es geogr?ficas (SIG) e de modelagem econ?mica desenvolvida na Universidade de Utrecht (Holanda). Os resultados mostram que a Bacia de Campos possui grande potencial para armazenamento de CO2 nos 17 campos de petr?leo analisados ([texto suprimido]), sendo que 75,8% da capacidade corresponde aos campos de Marlim, Barracuda, Albacora e Roncador. [texto suprimido]. O custo m?dio para implementa??o de CCS em larga escala tamb?m foi estimado atrav?s de modelagem de cen?rios de redu??o de emiss?es de CO2 em 35, 30, 20 e 10 Mt por ano. A quantidade de ?leo potencialmente recuper?vel com a pr?tica de recupera??o avan?ada de ?leo (EOR) tamb?m foi estimada para cada cen?rio de redu??o de emiss?es.
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Armazenamento geol?gico de CO2 em aqu?feros salinos : reatividade qu?mica em selos e rochas reservat?rio da bacia do Paran?

Lima, Viviane de 26 November 2010 (has links)
Made available in DSpace on 2015-04-14T13:58:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 428291.pdf: 6431289 bytes, checksum: d824755e567b8bb0fbaaea9949008e18 (MD5) Previous issue date: 2010-11-26 / O armazenamento geol?gico de C02 ? uma solu??o promissora para a redu??o das emiss?es atmosf?ricas deste g?s. Dentre os reservat?rios geol?gicos potenciais, aqu?feros salinos tem se destacado, pela profundidade adequada, distribui??o geogr?fica e elevada capacidade de armazenamento. Neste contexto, o objetivo do presente trabalho foi avaliar a reatividade qu?mica de amostras de forma??es geol?gicas da Bacia do Paran? com potencial para o armazenamento de C02. Rochas reservat?rio (Forma??o Rio Bonito) e rochas selo (Forma??es Palermo e Irati) foram avaliadas em duas s?ries de experimentos: (1) em reatores de Teflon COM C02 dissolvido a press?o atmosf?rica e (2) em autoclaves com C02 supercr?tico a press?o de 12 MPa. Utilizou-se ?gua deionizada e solu??o de NaCl 0,1 M, temperaturas de 80 a 200?C em experimentos com dura??o de quatro dias at? seis meses. Nas amostras do reservat?rio Rio Bonito submetidas ?s rea??es com C02 observou-se ataque majorit?rio sobre as fases feldsp?ticas e carbon?ticas: dissolu??o de K-feldspato e dissolu??o/re-precipita??o de calcita. As amostras das Forma??es Rio Bonito e Palermo demonstraram ataque sobre fases argilosas, tendo sido na amostra Palermo demonstrada experimentalmente a precipita??o de illita a partir de processo de ilitiza??o em meio ?cido. As amostras da Forma??o Irati n?o demonstraram importante reatividade na presen?a do CO2; somente na amostra rica em carbonatos verificou-se re-precipita??o desta fase mineral. Estes resultados demonstraram a reatividade global da amostras testadas, fornecendo uma avalia??o preliminar destas forma??es para o potencial armazenamento geol?gico de C02 na Bacia do Paran?, Brasil.
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Influ?ncia da temperatura no processo de degrada??o da pasta de cimento classe G quando submetida ?s condi??es de armazenamento geol?gico

Moraes, Martimiano Krusciel de 27 January 2012 (has links)
Made available in DSpace on 2015-04-14T13:58:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 436652 Parte B.pdf: 7282853 bytes, checksum: 528179ce162072b031ecd2e536cb1eed (MD5) Previous issue date: 2012-01-27 / A captura e armazenamento de carbono em forma??es geol?gicas ? umatecnologia promissora para mitiga??o das emiss?es do principal g?s de efeito estufa,o CO2. Contudo, sua aplica??o envolve manter a integridade dos materiaisempregados nos po?os de inje??o para evitar vazamento de CO2. Neste contexto,este trabalho prop?e-se a investigar a integridade da pasta de cimento em presen?ado CO2 quando submetida ?s condi??es de armazenamento geol?gico de carbono,visando compreender os mecanismos envolvidos no processo de degrada??o docimento em fun??o da temperatura. Para tal, pastas endurecidas de cimento classeG foram submetidas a testes de degrada??o em dois meios reacionais, CO2supercr?tico ?mido e ?gua saturada com CO2, a 50 ?C, 70 ?C, 90 ?C e 150 ?C e 15MPa. As t?cnicas de microscopia eletr?nica de varredura (MEV), difra??o de raios-x(DRX), an?lise termogravim?trica (TGA), microdureza Vickers e de resist?ncia ?compress?o foram utilizadas para avaliar o efeito da degrada??o na estrutura epropriedades mec?nicas da pasta de cimento. Os resultados obtidos indicam que aprofundidade da camada degradada pode ser representada por uma fun??ologar?tmica em fun??o da temperatura para ambos os meios reacionais. Para umamesma temperatura, n?o foram observadas diferen?as significativas entre asprofundidades de camada degradada entre os dois meios reacionais. Contudo, omeio aquoso saturado com CO2 mostrou-se mais agressivo para a pasta de cimento.A profundidade de camada degradada da pasta de cimento variou linearmente coma raiz quadrada do tempo, indicando que o processo foi dominado por difus?o emambos os meios reacionais. Observou-se que o aumento da temperatura e do tempode exposi??o da pasta de cimento a meios contendo CO2 promove um decr?scimomais significativo na resist?ncia ? compress?o.
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S?ntese de l?quidos i?nicos hidroxilados com potencial aplica??o na captura de CO2

Pelissoli, Nicole da Silva 26 March 2012 (has links)
Made available in DSpace on 2015-04-14T13:58:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 438224.pdf: 1468217 bytes, checksum: 1cc75facb0878abd664ee91accf541c4 (MD5) Previous issue date: 2012-03-26 / O aquecimento global devido ao aumento da concentra??o de CO2 na atmosfera, decorrente do crescente consumo de combust?veis f?sseis, tornou-se uma importante quest?o ambiental. O sequestro de CO2 a partir de grandes fontes emissoras ? sugerido como solu??o para este problema. Uma t?cnica que promova a separa??o eficiente de di?xido de carbono ? a chave para tornar o sequestro de carbono um processo economicamente vi?vel. Os atuais processos comerciais de captura de CO2 baseiam-se na absor??o qu?mica por solu??o de amina, este processo tem como desvantagem o elevado consumo de energia, degrada??o de aminas pela rea??o com impurezas, perda de aminas vol?teis e corros?o de equipamentos. Neste sentido, h? grande necessidade de desenvolvimento de novos materiais para separa??o eficiente de CO2. L?quidos i?nicos (LIs) t?m sido explorados como solventes para a separa??o de CO2 devido ? alta solubilidade deste g?s no LI. A solubilidade e seletividade do CO2 podem ser alteradas pela escolha do c?tion, ?nion, e substituintes dos l?quidos i?nicos. A literatura descreve que l?quidos i?nicos com grupamento OH na cadeia alqu?lica do c?tion promovem uma maior solubiliza??o do CO2 quando comparados com LIs sem a presen?a deste grupamento em sua cadeia, isto ocorre devido a forma??o de liga??o de hidrog?nio entre o hidrog?nio do grupamento OH do c?tion com o oxig?nio do CO2, al?m de promover a polariza??o do CO do di?xido de carbono, favorecendo sua intera??o com o ?nion halogenado. Este trabalho teve como objetivo a s?ntese de novos l?quidos i?nicos hidroxilados com maior capacidade de absor??o de CO2. O l?quido i?nico HEHPIM.Cl mostrou-se eficiente na solubiliza??o do g?s CO2, observando-se fra??es molares de CO2 a 35 ?C e press?o de 10 bar de aproximadamente 0,30.
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Emprego de aditivos em pastas de cimento para po?os de hidrocarbonetos e inje??o de CO2: influ?ncia na resist?ncia ? degrada??o por ataque ?cido

Hastenpflug, Daniel 28 March 2012 (has links)
Made available in DSpace on 2015-04-14T13:58:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 438650.pdf: 10714196 bytes, checksum: afe6821031ca980065a1b68ea1f81fd7 (MD5) Previous issue date: 2012-03-28 / The issue of greenhouse gases particularly the emission of carbon dioxide into the atmosphere, has concerned the world opinion about climate changing. Therefore new technologies to diminish these gases have been developed in order to restrain global warming. Geologic carbon sequestration is been appointed as one effective way to achieve this goal for a short period of time. However, researches show that when injecting carbon dioxide into sedimentary geological formations, deep saline aquifers, coal seams and depleted or abandoned fields of oil exploration the environment becomes more aggressive and the material used in oil well construction is subjected to successive chemical attacks, which may compromise its integrity, allowing gas leakage and occasional contamination. It has been observed that class G cement paste may suffer some degradation in a shorter period of time than expected oil well service life due to a chemical attack in presence of CO2. The cement paste plays an important role in isolating other well components from the production areas. Thence, admixtures, which modify cement compound properties, may be used in order to increase the slurry performance. The purpose of this paper is to determine the changes caused by adding these substances into properties of cement paste, both fresh and hardened. Also, it is necessary to study the influence of water reducing anti-foam and silica fume admixtures on the resistance to carbonation in cement pastes whether they are used individually whether together. Different amount of admixtures pastes have been subjected to carbonation tests in acid environment in two degradation environments wet superficial CO2 and water saturated with CO2 at temperature and pressure conditions of 70? C and 15MPa respectively during a 7 day time period. Differential thermal analysis (TGA) and the use of optical microscopy scanning electron (SEM) were used to determine the matrix changes of cement paste induced by the incorporation of admixtures. Changes in the strength were also evaluated. Results showed that all mechanical properties were improved with the use of admixtures tested, while the resistance to carbonation showed positive results in low w/c pastes, anti-foam and all the admixtures together. However, silica fume incorporation, individually and water reducing admixture provided a decrease of resistance to degradation in CO2 presence. / As mudan?as clim?ticas t?m gerado preocupa??o mundial a respeito da emiss?o de gases de efeito estufa, em especial a libera??o de g?s carb?nico na atmosfera. Assim, vem-se desenvolvendo tecnologias que visam ? mitiga??o desses gases, para conter o aquecimento global. O sequestro geol?gico de carbono tem sido apontado como uma das formas mais importantes para se alcan?ar este objetivo. Entretanto, pesquisas demonstram que ao se injetar o g?s carb?nico em forma??es rochosas sedimentares, aqu?feros salinos, jazidas de carv?o e campos de explora??o de petr?leo maduros ou abandonados, o meio se torna mais agressivo e os materiais empregados na constru??o dos po?os est?o sujeitos a ataques ?cidos que podem comprometer sua integridade, possibilitando o vazamento deste g?s e ocasionais contamina??es. Observa-se que a bainha de cimento classe G, importante para isolar os demais componentes do po?o e as zonas de produ??o, pode degradar-se em um per?odo de tempo muito menor do que a vida ?til projetada para o po?o devido ao ataque ?cido em presen?a de CO2. Para aumentar o desempenho da pasta, podem ser empregadas subst?ncias, normalmente chamadas de aditivos, que modificam as propriedades do comp?sito ciment?cio. O objetivo deste trabalho ? estudar a influ?ncia dos aditivos redutor de ?gua, desincorporador de ar e s?lica ativa na resist?ncia ao ataque ?cido nas pastas de cimento, empregados individualmente e em conjunto. Pastas com diferentes teores de aditivos foram submetidas a ensaios de carbonata??o em meio ?cido, em dois meios de degrada??o, CO2 supercr?tico ?mido e ?gua saturada com CO2, nas condi??es de temperatura e press?o de 70?C e 15 MPa, respectivamente, durante o per?odo de 7 dias. Para determinar o efeito da utiliza??o dos aditivos, sobre a composi??o da matriz ciment?cea, foram empregados an?lise termogravim?trica (TGA), al?m do emprego de microscopia ?ptica e eletr?nica de varredura (MEV), para an?lises microestruturais. Tamb?m foram avaliadas as altera??es na resist?ncia ? compress?o. Resultados mostram que todas as propriedades mec?nicas s?o melhoradas com o emprego dos aditivos testados, enquanto a resist?ncia ao ataque qu?mico em presen?a de CO2 apresenta resultados positivos em pastas aditivadas com redutor de ?gua e desincorporador de ar e com o emprego de todos em conjunto. Entretanto, a incorpora??o de s?lica, individualmente, proporciona redu??o na resist?ncia ? degrada??o em presen?a de CO2.
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Degrada??o por CO2 da pasta de cimento classe G nas interfaces com o a?o e a rocha arenito em condi??es de armazenamento geol?gico de carbono

Ortiz, Rafael Goularte 29 March 2012 (has links)
Made available in DSpace on 2015-04-14T13:58:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 438724.pdf: 14689669 bytes, checksum: a1ef097caab3eeeb45c677d83ab88027 (MD5) Previous issue date: 2012-03-29 / In the scenario of CO2 geological storage aiming mitigation of environmental impacts, the degradation of the materials used in the construction of wells, which may occur over time, becomes a concern, since it can facilitate the gas leakage to the surface. The major risk is the degradation of the cement that can occur in the presence of CO2 and water or brine promoting acid carbonation that causes an increase in permeability and porosity, and loss in mechanical properties. The most susceptible regions to the escape of CO2 caused by degradation of the cement are the interfaces with the steel pipe casing and with the rock formation. This study aims investigate the degradation of class G cement paste by CO2, simulating conditions similar to a 1.500 meter-depth well, which corresponds to a 70 ?C temperature and a 15 MPa pressure, at its interfaces with the steel and sandstone of Rio Bonito Formation (Paran? Basin). The degradation of the cement paste, either in the supercritical CO2 or water saturated with CO2 media in the presence of sandstone rock and carbon steel has led to the formation of calcium and iron carbonates and subsequent dissolution of these carbonates at the interfaces with the rock and steel, creating regions of porosity. The sandstone did not constitute an obstacle for the passage of CO2, indicating that the precipitation of carbonates in the pores of the sandstone in an amount great enough to difficult or prevent the passage of CO2 probably only occurs with a long term exposure to CO2. The supercritical CO2 medium provided a greater chemically altered area if compared with the use of water saturated with CO2. However, the use of water saturated with CO2 was more aggressive to the interfaces since promoted its displacement, which indicates that the CO2 has migrated more easily through the upper and lower faces of the specimens. For the shorter times of exposure to humidified CO2 or water saturated with CO2, 7 and 14 days, the degradation depth of the cement paste was small (<1mm); however, the CO2 percolation reached 4 mm after 28 days. / No cen?rio de armazenamento geol?gico de CO2, visando mitiga??o de impactos ambientais, a degrada??o dos materiais utilizados da constru??o dos po?os, que pode ocorrer ao longo do tempo, passa a ser uma preocupa??o uma vez que pode propiciar o vazamento deste g?s para a superf?cie. Um risco importante ? a degrada??o da pasta de cimento em presen?a de CO2 e ?gua ou salmoura, ocorrendo a carbonata??o em meio ?cido que gera aumento da permeabilidade, porosidade e perda nas propriedades mec?nicas. As regi?es mais sucet?vies ? fuga da CO2, ocasionada pela degrada??o da pasta de cimento, s?o as interfaces da pasta de cimento com o tubo de a?o do revestimento e com a forma??o rochosa. Este trabalho tem como finalidade estudar a degrada??o por CO2 da pasta de cimento classe G, simulando condi??es pr?ximas de po?os de profundidade de 1.500 m, que corresponde a uma temperatura de 70 ?C e uma press?o de 15 MPa, nas suas interfaces com o a?o e rocha sedimentar arenosa da Forma??o de Rio Bonito (Bacia do Paran?) em tempos de 7, 14 e 28 dias. A degrada??o da pasta de cimento, tanto no meio CO2 supercr?tico ou em ?gua saturada com CO2, em presen?a de rocha arenito e do a?o ao carbono, levou ? forma??o de carbonatos de c?lcio e de ferro e posterior dissolu??o desses carbonatos nas interfaces com a rocha e com o a?o, criando regi?es porosas. Considerando os tempos de rea??o utilizados neste trabalho, a rocha arenito n?o constituiu obst?culo significativo para a passagem do CO2, indicando que a precipita??o de carbonatos nos poros da rocha em quantidade suficiente para dificultar ou impedir a passagem de CO2 provavelmente s? ocorrer? com longos tempos de exposi??o ao CO2. O meio de CO2 supercr?tico ?mido propiciou uma maior ?rea alterada quimicamente se comparada com o meio de ?gua saturada com CO2. No entanto, o meio de ?gua saturada com CO2 mostrou-se mais agressivo para as interfaces, uma vez que promoveu a perda de ader?ncia das mesmas devido o CO2 ter migrado mais facilmente pelas faces superior e inferior dos corpos de prova. Para os tempos mais curtos de exposi??o ao CO2 ?mido ou ?gua saturada com CO2, 7 e 14 dias, houve um pequeno avan?o da frente de degrada??o na pasta de cimento (< 1 mm), entretanto, aos 28 dias a difus?o do CO2 atingiu 4mm.

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