Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-03-12T13:04:18Z No. of bitstreams: 1 PauloHenriqueSilvaSantos_DISSERT.pdf: 2258708 bytes, checksum: 95688af70ce9293e0eade2c907a801b9 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-03-13T20:11:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PauloHenriqueSilvaSantos_DISSERT.pdf: 2258708 bytes, checksum: 95688af70ce9293e0eade2c907a801b9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-13T20:11:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PauloHenriqueSilvaSantos_DISSERT.pdf: 2258708 bytes, checksum: 95688af70ce9293e0eade2c907a801b9 (MD5) Previous issue date: 2013-07-30 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Aditivos qu?micos s?o utilizados para adequar a pasta de cimento ?s condi??es do po?o, tais como temperatura, profundidade e press?o. Uma pasta bem aditivada garante uma boa bombeabilidade; tempo de pega adequado, ader?ncia do revestimento ? forma??o rochosa; al?m de evitar a incorpora??o e migra??o de fluidos. Dada a import?ncia de um aditivo qu?mico para uma opera??o de cimenta??o de po?os petrol?feros, o trabalho objetivou desenvolver um aditivo retardador de pega para pastas de cimento a partir de uma biomassa abundante na regi?o: o baga?o da cana de a??car (BCA). O aditivo desenvolvido ? um derivado da lignina que foi extra?da do BCA pelo m?todo soda/antraquinona e em seguida modificada com um reagente que lhe conferiu solubilidade em ?gua para assim poder ser misturado ? pasta. Foram realizadas an?lises de FT-IR para acompanhar os processos de obten??o e derivatiza??o da lignina. O derivado da lignina foi rotulado como ADR01 e, para testar sua efici?ncia como um aditivo retardador de pega, foram realizados ensaios de Tempo de Espessamento (tempo de pega) de uma pasta padr?o como refer?ncia e de pastas com diferentes concentra??es de ADR01. Os resultados mostraram que o tempo de pega das pastas de cimento analisadas aumentou, na medida em que se aumentava a concentra??o do aditivo. Avaliou-se tamb?m o desempenho do ADR01 em um sistema de pasta para uma opera??o de compress?o de cimento, Squeeze, para um po?o com 1200 m de profundidade e gradiente geot?rmico de 1,7 oF/100ft. Os resultados obtidos foram satisfat?rios. As propriedades reol?gicas, o controle de filtrado, resist?ncia ? compress?o e o tempo de espessamento ficaram dentro dos padr?es da API e aceit?veis para uma opera??o deste tipo, mostrando que o aditivo ADR01 foi compat?vel e n?o inibiu a a??o dos demais aditivos qu?micos que compuseram a formula??o. / Chemical additives are often used to adequate cement slurry to wellbore conditions as temperature, pressure and depth. A design for cement pastes ensures that all properties will be satisfied during a cementing job. This work proposes as objectives to develop an additive retarder for cement pastes, starting from sugar cane bagasse (SCB) as raw material. The additive is a lignin derivate and the lignin was obtained by SCB pulping using sodium hydroxide/anthraquinone process. Next after, the lignin was modified with a reagent that confers lignin water solubilization to make it miscible in cement paste. FT-IR spectrum was used to monitor that processes. The lignin derivate obtained was tagged as ADR01 and to evaluate the capability as a retarder additive, thickening time tests was performed in a standard paste and also others pastes with different concentrations of the ADR01. The result has shown that thickening time of cement pastes was increased by the increment of ADR01 in the system. As a technological application, the ADR01 was designed to compose a cement paste system applied to Squeeze operation, for 1200 m of depth and a geothermal gradient of 1,7 oF/100ft. The cement paste showed good properties and all of them according to API?s standards. Good properties means good synergy between cement paste additives, in other words, ADR01 was not inhibiting other additives from acting.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DaniloBR_DISSERT.pdf: 2952566 bytes, checksum: 3d0176b8c01eae3b83a6258441a4497f (MD5) Previous issue date: 2012-08-24 / Cementing operations are conducted at different times of the well s life and they have high importance, because the functions are fundamental to keep good properties during a long life of the well, such as, maintain the mechanical stability of the well, to promote the isolation hydraulic and support the tubing. In some situations, the rocky zones have low fractures pressures and require the use of lightweight slurries to prevent the hydrostatic pressure in the formation is greater than the pressure of fracture. There are three ways to reduce the density of cement slurries: exterders water additives, microspheres and foamed slurries. The most used extender water additive is sodium bentonite, which is a clay with a good capacity of water absorption and expansion of its volume, the main disadvantage of this additive is the reduction of the strength. Currently, the use of nanoscale particles has received special attention, mainly because they get new functionalities. Following this trend, this paper aims to use a colloidal solution of nano-silica as an exterders water additives for use in oil wells. Slurries were designed with fixed 13lb/gal density and concentration of nano silica 0.1 gpc; 0.4 gpc; 0.7 and 1gpc, the influence of nano-silica was studied at these levels in isolation and combined varying concentrations of CaCl2,. Tests including rheology, stability, strength, thickening time, porosity and permeability. Besides the API tests, microstructural characterizations were performed after 28 days of the slurries, X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) / As opera??es de cimenta??o s?o realizadas em diferentes etapas da fase de perfura??o de um po?o e s?o de import?ncia elevada, pois ?s fun??es que possuem s?o fundamentais para uma longa vida do po?o,dentre as quais podemos destacar, manter a estabilidade mec?nica do po?o, promover o isolamento hidr?ulico, dar sustenta??o a coluna. Em algumas situa??es as zonas da forma??o a serem cimentadas possuem baixas press?es de fratura, sendo assim necess?ria a utiliza??o de pastas de cimento leves para evitar que a press?o hidrost?tica na forma??o seja maior do que a press?o de fratura. Existem tr?s maneiras de reduzir a densidade das pastas de cimento: atrav?s de aditivos estendedores de ?gua, microesferas e pasta espumada. O aditivo estendedor de ?gua mais utilizado ? a bentonita s?dica, que ? uma argila com uma boa capacidade de absor??o de ?gua e expans?o do seu volume, por?m a grande desvantagem desse aditivo ? que o aumento de sua concentra??o implica na redu??o de resist?ncia mec?nica. Atualmente a utiliza??o de part?culas em escala nanom?trica tem recebido uma aten??o especial, principalmente pelo fato de obter novas funcionalidades. Seguindo essa tend?ncia, esse trabalho tem o objetivo de utilizar uma solu??o coloidal de nano s?lica como aditivo estendedor em pastas leves para aplica??o em po?os de petr?leo. Desta forma, foram desenvolvidas pastas com densidade fixa de 13lb/gal e concentra??es de nano s?lica de 0,1gpc; 0,4gpc; 0,7gpc e 1gpc, a influ?ncia da nano s?lica foi estudada para essas concentra??es de forma isolada e combinadas com concentra??es variadas de CaCl2. Foram realizados ensaios de reologia, estabilidade, permeabilidade, resist?ncia mec?nica, tempo de espessamento. Al?m dos ensaios tecnol?gicos, foram realizadas caracteriza??es microestruturais das pastas ap?s a cura, difra??o de Raios X (DRX), an?lise t?rmica, ?rea superficial pelo m?todo do BET e microscopia eletr?nica (FEG). Os resultados mostraram que o aumento da concentra??o de Nano s?lica foi eficiente na melhoria das propriedades reol?gica assim como na resist?ncia mec?nica. Como produto final foi proposta uma formula??o de uma pasta que pode ser aplicada no campo

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BarbaraTVC_DISSERT.pdf: 1658073 bytes, checksum: a8e062b31cc3e0aac098d1a331a65943 (MD5) Previous issue date: 2013-05-27 / Pastas a base de cimento Portland s?o utilizadas na cimenta??o de po?os de petr?leo. Elas consistem de uma mistura de part?culas s?lidas de cimento dispersas em ?gua e aditivos. Atualmente, diversos materiais alternativos s?o utilizados como aditivos, objetivando a modifica??o e a melhoria das propriedades das pastas de cimento, especialmente no aumento da fluidez. Novos aditivos plastificantes s?o capazes de suportar as diversas condi??es de po?os, promovendo propriedades no estado fluido compat?veis ?s condi??es exigidas para cimenta??o.Dispersantes s?o os componentes da pasta que garantem fluidez, al?m de proporcionar controle na ?gua perdida por filtra??o na forma??o porosa, garantindo o sucesso da opera??o de bombeio. Em deter minados campos, al?m do efeito da profundidade, as condi??es geol?gicas das forma??es promovemvaria??es do gradiente de press?o e temperatura ao longo da profundidade vertical do po?o. Recentemente, diversos aditivos qu?micos da ind?stria da constru??o civil tem sido estudados em condi??es de cimenta??o de po?os de petr?leo. V?rios produtos testados tem apresentado desempenho superior aos produtos normalmente empregados pela ind?stria de petr?leo com boa rela??o custo/benef?cio em fun??o do volume de mercado da constru??o civil. Resultados promissores na sele??o de aditivos com fun??o dispersante da constru??o civil para opera??es de cimenta??o de po?os de petr?leo onshore foram obtidos para temperaturas at? 80?C. O potencial de uso desses aditivos permite estabelecer novas solu??es para problemas encontrados na cimenta??o de po?os de petr?leo HPHT, po?os sujeitos ? inje??o de vapor, po?os depletados e po?os produtores de g?s. Na constru??o civil, os superplastificantes permitem reduzir o fator ?gua/cimento das argamassas proporcionando melhoria de propriedades como resist?ncia mec?nica e fluidez. Assim, o objetivo deste trabalho foi o estudo e a caracteriza??o reol?gica de pastas constitu?das de cimento Portland, ?gua e aditivos do tipo plastificante, com fun??o dispersante a base de naftaleno condensado e policarboxilato, na faixa de temperaturas de 58?C e 70?C. As condi??es utilizadas para a avalia??o dos aditivos alternativos foram baseadas em uma cimenta??o prim?ria para um po?o hipot?tico de 2200 m de profundidade e gradientes geot?rmicos de 1,7?F/100 p?s e 2,1?F/100 p?s. Os resultados demonstraram a grande efici?ncia e o poder dispersivo do policarboxilato para as temperaturas estudadas. O aditivo promoveu alta fluidez, sem efeitos de sedimenta??o da pasta. O dispersante ? base de naftaleno reduziutant o a viscosidade pl?stica como o limite de escoamento acimada concentra??o a partir de 0,13%. O modelo de Bingham descreveu bem o comportamento reol?gico das pastas com policarboxilato para todas as concentra??es

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-02-05T23:04:43Z No. of bitstreams: 1 JacquelineFerreiraSantosMarques_DISSERT.pdf: 3556359 bytes, checksum: 513ccd80d1faa0aa4ab0703236b85dc4 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-02-16T22:34:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 JacquelineFerreiraSantosMarques_DISSERT.pdf: 3556359 bytes, checksum: 513ccd80d1faa0aa4ab0703236b85dc4 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-16T22:34:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JacquelineFerreiraSantosMarques_DISSERT.pdf: 3556359 bytes, checksum: 513ccd80d1faa0aa4ab0703236b85dc4 (MD5) Previous issue date: 2015-02-09 / A cimenta??o ? uma das opera??es mais importantes executadas entre as fases de perfura??o de um po?o. Quando essa cimenta??o n?o ? bem realizada, h? o risco de ocorrer falhas e fraturas, tanto na forma??o quanto no pr?prio cimento. Quando os reservat?rios possuem uma baixa profundidade, eles tendem a fraturar mais facilmente, devido ao seu baixo gradiente de fratura, por isso, a densidade da pasta de cimento ? de suma import?ncia para equil?brio das press?es, evitando problemas de fraturas. ? ela que vai garantir a estabilidade das press?es atuantes entre o po?o e a forma??o. Tendo em vista que s?o necess?rias pastas mais leves para promover o isolamento, sem que haja esse faturamento, ? necess?rio formular sistemas cimentantes que reduzam a press?o hidrost?tica da coluna de cimento. Para isso, s?o adicionados, ?s pastas, materiais com fun??es de reduzir a densidade. Portanto, este trabalho teve como objetivo otimizar formula??es de pastas de cimento de baixa densidade, contendo bentonita para aplica??o em po?os rasos e com baixo gradiente de fratura, como tamb?m comparar a efici?ncia do aditivo estendedor bentonita adicionado a estas pastas, atrav?s da varia??o das densidades e concentra??es e observa??o do comportamento das propriedades reol?gicas, estabilidade e resist?ncia ? compress?o. As pastas foram formuladas com os seguintes valores de densidades: 12,0 lb/gal; 12,5 lb/gal; 13,0 lb/gal e 13,5 lb/gal, com diferentes concentra??es de bentonita (1,0; 2,0; 3,0 e 4,0 %) para cada composi??o. Os resultados obtidos atrav?s dos testes reol?gicos mostraram que o incremento da concentra??o de bentonita proporcionou o aumento das part?culas dispersas no meio, provocando o aumento dos par?metros reol?gicos para todas as densidades. Nos testes de estabilidade os melhores resultados obtidos foram para densidades mais elevadas, se tornando mais est?veis com concentra??es a partir de 3 %, n?o apresentando rebaixamento. Nos testes de resist?ncia ? compress?o, a pasta com densidade de 13,5 lb/gal com concentra??o de 4,0% de bentonita obteve uma maior resist?ncia mec?nica, por?m, muito viscosa, o que pode ser dificultoso para o bombeamento. Atrav?s das caracteriza??es de difra??o de raios-X (DRX) da bentonita pura foi observado a presen?a das fases montmonrilonita e quartzo, caracter?sticos dessa argila. No DRX das pastas de cimento de 13,5 lb/gal foi observado que houve a presen?a de Etringita, portlandita, silicato de c?lcio e quartzo. Observou-se tamb?m que nas imagens obtidas por microscopia eletr?nica de varredura (MEV) a pasta de 13,5 lb/gal com 4 % de bentonita mostrou notoriamente a presen?a de agulhas de etringita, como tamb?m as fases de portlandita e silicato de c?lcio, produtos da hidrata??o do cimento. Por fim, pode-se considerar que as pastas que obtiveram melhores resultados, s?o as pastas com densidade de 13,5 lb/gal, com concentra??es de 2,0 % e 3,0 %, por serem mais est?veis e resistentes mecanicamente, comparadas com as demais com densidades menores. / The cementing is one of the most important operations executed between the stages of drilling a oil well. When the cementation isn?t well performed, there?s the risk of to occur failures and fractures, both in formation as in the cement itself. When the reservoirs have low depth, they tend to fracture more easily, due to his low gradient of fracture, therefore, the density of the cement slurry is of utmost importance to balance the pressures, avoiding fractures problems. It?ll ensure the stability of the pressures acting between the oil well and the formation. Having in mind that are necessary paste more lightweight to promote the insulation, without there being this billing, is necessary to formulate cementing systems to reduce the hydrostatic pressure of the cement column. Thereunto, are added to folders, materials with functions to reduce the density. Therefore, this study had as objective formulations optimize of a cement slurry of low density containing bentonite for application in shallow oil wells and with low gradient of fracture, as well as to compare the efficiency of the bentonite extender additive added to these pastes, by of variations of the density and concentrations and observing of behavior of the rheological properties, stability and resistance to compression. The pastes were formulated with the follows density values: 12,0 lb/gal; 12,5 lb/gal; 13,0 lb/gal to 13,5 lb/gal with different concentrations of bentonite (1,0; 2,0; 3,0 and 4,0 %) for each composition. The results obtained through the rheological tests showed that the increase in the bentonite concentration afforded the increase in particles dispersed in the middle, leading to an increased of rheological parameters for all densities. In the stability tests the best results were obtained at higher densities, becoming more stable with concentrations from 3 %, showing no relegation. In the compressive strength tests, the paste with a density of 13,5 lb/gal with concentration of 4,0 % of bentonite got a higher mechanical strength, but very viscous, which may hinder the pumping. Through the characterization of X-ray diffraction (XRD) of pure bentonite was observed the presence of montmonrilonita and quartz phases which are typical of clay. The XRD of the cement pastes of 13,5 lb/gal was observed that there was the presence of etringite, portlandite, calcium silicate and quartz. It was also observed that the images obtained by scanning electron microscopy (SEM) the paste of 13,5 lb/gal with 4 % bentonite showed notoriously the presence of ettringite needles, as well as the steps of portlandite and calcium silicate cement hydration products. Finally, it can be considered that the paste have worked best, are the pastes with a density of 13,5 lb/gal, with concentrations of 2,0 % and 3,0 %, because they are more stable and mechanically strong, compared with the other with lower densities.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:42:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FranciscaSHTP_TESE.pdf: 2918129 bytes, checksum: e712b711537d456c1dd4eaa0f003f3af (MD5) Previous issue date: 2013-04-01 / The construction of wells is one of the most important activities of the oil industry. The drilling process is the set of activities and operations to design, program and perform the opening thereof. During this process, the cuttings are removed by the drilling fluid, or mud, and carted to the surface. This fluid is injected into the drill string and returns to the surface through the annular space between the well walls and the drill string. After the descent of the column casing, the annular space between the casing string and the walls of the borehole is filled with cement so as to secure the spine and prevent any migration of fluids between the various permeable zones traversed by the well behind of the coating. To ensure the good quality of the cementation scrubbers are used mattresses which are pumped ahead of the cement slurry so as to avoid contamination of the drilling fluid paste, or vice versa, and assist in the removal of plaster, formed by drilling fluid of the borehole walls, thus enabling a better cement bond to the well. Within this context, this work aims to evaluate the efficiency of mattresses scrubbers, the basis of ionic and nonionic surfactants, on the removal of nonaqueous drilling fluid, based on n-paraffin in oil wells, and the compatibility between the Mattress relations washer / drilling fluid bed scrubber / cement paste mattress washer / cement slurry / drilling fluid and the drilling fluid / cement slurry using laboratory tests rheology, thickening time and compressive strength. Also technique was performed X-ray diffraction (XRD) for a more detailed analysis of these mixtures with hydrated cement paste. In compatibility tests the conditions of temperature and pressure used in the same laboratory procedure simulating the conditions of oil wells, the well is considered the depth of 800 m. The results showed that the compositions of the mattress washer nonionic, KMS obtained a 100% efficient in removing the non-aqueous drilling fluid, and the best formulation showed good results with respect to compliance testing / A constru??o de po?os ? uma das atividades mais importantes da ind?stria do petr?leo. O processo de perfura??o de po?os ? o conjunto de atividades e opera??es destinadas a projetar, programar e realizar a abertura dos mesmos. Durante este processo, os cascalhos s?o removidos pelo fluido de perfura??o, ou lama, e carreados at? a superf?cie. Este fluido ? injetado no interior da coluna de perfura??o e retorna ? superf?cie atrav?s do espa?o anular entre as paredes do po?o e a coluna de perfura??o. Ap?s a descida da coluna de revestimento, o espa?o anular entre a coluna de revestimento e as paredes do po?o ? preenchido com cimento, de modo a fixar a coluna e evitar que haja migra??o de fluidos entre as diversas zonas perme?veis atravessadas pelo po?o, por tr?s do revestimento. Para garantir a boa qualidade da cimenta??o, s?o utilizados os colch?es lavadores, que s?o bombeados ? frente da pasta de cimento, de modo a evitar a contamina??o da pasta pelo fluido de perfura??o, ou vice-versa, al?m de auxiliar na remo??o do reboco, formado pelo fluido de perfura??o, das paredes do po?o, possibilitando assim uma melhor ader?ncia do cimento ao po?o. Dentro deste contexto, este trabalho tem como objetivo avaliar a efici?ncia de colch?es lavadores, a base de tensoativos i?nico e n?o i?nico, na remo??o do fluido de perfura??o n?o aquoso, ? base de n-parafina, em po?os de petr?leo, e a compatibilidade entre as rela??es colch?o lavador/fluido de perfura??o, colch?o lavador /pasta de cimento, colch?o lavador /pasta de cimento/fluido de perfura??o e fluido de perfura??o/pasta de cimento utilizando os ensaios laboratoriais de reologia, tempo de espessamento e resist?ncia ? compress?o. Tamb?m foi realizada a t?cnica difra??o de raios X (DRX) para uma an?lise mais detalhada dessas misturas com a pasta hidratada de cimento. Nos ensaios de compatibilidade as condi??es de temperatura e press?o utilizadas nos procedimentos laboratoriais simularam as mesmas condi??es dos po?os de petr?leo, sendo a profundidade do po?o considerada de 800 m. Os resultados mostraram que as composi??es do colch?o lavador n?o i?nico, o KMS, obtiveram uma efici?ncia de 100% na remo??o do fluido de perfura??o n?o aquoso e a sua melhor formula??o apresentou resultados satisfat?rios em rela??o aos testes de compatibilidade

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:06:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AbimaelLM.pdf: 1998740 bytes, checksum: 3bd1ad1da777ebc532ac1fcc9b0a96f4 (MD5) Previous issue date: 2009-03-20 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The low tenacity presented by the Portland cement pastes used in the oil wells cementation has been motivating several researches with attention focused on alternative materials. Additives have been developed to generate flexible pastes with mechanical resistance capable to support the expansions and retractions of the metallic covering of the wells that submit to the steam injection, technique very used to increase the recovery factor in oil reservoirs with high viscosity. A fresh paste with inadequate rheological behavior may commit the cementation process seriously, involving flaws that affect the performance of the paste substantially in the hardened state. This work proposes the elaboration and the rheological analysis of Portland cement pastes with addition of residues of rubber tire in several proportions, with the aim of minimizing the damages provoked in the hem cementing of these wells. By thermogravimetric analysis, the particles of eraser that go by the sieve of 0,5mm (35 mesh) opening and treated superficially with NaOH solution of 1 mol/L presented appropriate thermal resistance for wells that submit to thermal cyclic. The evaluation of the study based on the results of the rheological analysis of the pastes, complemented by the mechanical analysis, thickening, stability, tenor of free water and filtrate loss, being used as parameter a paste reference, without rubber addition. The results showed satisfactory rheology, passive of few corrections; considerable loss of mechanical resistance (traction and compression), compensated by earnings of tenacity, however with established limits for its application in oil wells; satisfactory stability, free water and thickening time / A baixa tenacidade apresentada pelas pastas de cimentos Portland utilizadas na cimenta??o de po?os de petr?leo tem motivado v?rias pesquisas voltadas para materiais alternativos. Aditivos t?m sido desenvolvidos para gerar pastas flex?veis e com resist?ncia mec?nica capaz de suportar as expans?es e retra??es do revestimento met?lico dos po?os que se sujeitam ? inje??o de vapor, t?cnica muito utilizada para aumentar o fator de recupera??o em reservat?rios de ?leo com alta viscosidade. Uma pasta fresca com comportamento reol?gico inadequado pode comprometer seriamente o processo de cimenta??o, implicando em falhas que afetam substancialmente o desempenho da pasta no estado endurecido. Este trabalho prop?e a elabora??o e a an?lise reol?gica de pastas de cimento Portland com adi??o de res?duos de borracha de pneu em diversas propor??es, com o objetivo de minimizar os estragos provocados na bainha cimentante destes po?os. Por an?lise termogravim?trica, as part?culas de borracha passantes na peneira de abertura 0,5 mm (35 mesh) e tratadas superficialmente com solu??o 1 mol/L de NaOH, apresentaram resist?ncia t?rmica adequada para po?os sujeitos ? ciclagem t?rmica. A avalia??o do estudo baseou-se nos resultados da an?lise reol?gica das pastas, complementadas pela an?lise mec?nica, espessamento, estabilidade, teor de ?gua livre e perda de filtrado, utilizando-se como par?metro uma pasta refer?ncia, sem adi??o de borracha. Os resultados mostraram reologia satisfat?ria, passiva de poucas corre??es; consider?vel perda de resist?ncia mec?nica (tra??o e compress?o), compensada por ganho de tenacidade, por?m dentro dos limites estabelecidos para sua aplica??o em po?os de petr?leo; satisfat?ria estabilidade, ?gua livre e tempo de espessamento

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:06:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CarinaGMM_DISSERT.pdf: 2881294 bytes, checksum: 3b5fb2cb077e76e3477ec04b95724ee5 (MD5) Previous issue date: 2009-12-15 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / One of the major current challenges for oilwell companies is the extraction of oil from evaporitic zones, also known as pre-salt basins. Deep reservoirs are found under thick salt layers formed from the evaporation of sea water. Salt layers seal the flow of oil from underneath rock formations, which store hydrocarbons and increase the probability of success in oil and gas exploration. Oilwells are cemented using Portland-based slurries to promote mechanical stability and zonal isolation. For pre-salt oilwells, NaCl must be added to saturate the cement slurries, however, the presence of salt in the composition of slurries affects their overall behavior. Therefore, the objective of the present study was to evaluate the effect of the addition of 5 to 25% NaCl on selected properties of Portland-based slurries. A series of tests were carried out to assess the rheological behavior, thickening time, free water and ultrassonic compressive strength. In addition, the slurries were also characterized by thermal analysis, X ray diffraction and scanning electron microscopy. The results showed that the addition of NaCl affected the thickening time of the slurries. NaCl contents up to 10% shortened the thickening time of the slurries. On the other hand, concentrations in excess of 20% not only extended the thickening time, but also reduced the strength of hardened slurries. The addition of NaCl resulted in the formation of a different crystalline phase called Friedel?s salt, where free chlorine is bonded to tricalcium aluminate / Atualmente, um dos grandes desafios para as empresas petrol?feras ? a explora??o de petr?leo em bacias dominadas por estruturas salinas, mais conhecidas por zonas evapor?ticas. A camada de sal ? formada pela evapora??o da ?gua do mar, cuja composi??o qu?mica inclui altas concentra??es de cloreto de s?dio (NaCl). Reservat?rios profundos s?o encontrados abaixo de espessas camadas de sal que vedam o fluxo de ?leo para fora da rocha, aprisionando hidrocarbonetos e aumentando, assim, a probabilidade de sucesso na prospec??o de ?leo e g?s. Atendendo ?s condi??es de po?o, s?o utilizadas pastas de cimento do tipo Portland para isolar, promover resist?ncia mec?nica ao po?o e impedir a intercomunica??o zonal das forma??es rochosas produtoras. Deste modo, as pastas de cimento devem atender ?s necessidades do sal, pois este se encontra na natureza com distintas caracter?sticas. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento de sistemas de pastas saturadas com NaCl, em concentra??es de 5% a 25%, frente as propriedades f?sicas e qu?micas das mesmas. Tais propriedades foram analisadas atrav?s de ensaios laboratoriais de reologia, tempo de espessamento, ?gua livre e resist?ncia ? compress?o (UCA), bem como com o uso de t?cnicas de caracteriza??o t?rmica, difra??o de raios X e microscopia eletr?nica de varredura. Os resultados mostraram que a presen?a do NaCl, quando em pequenas concentra??es (at? 10%) atua como acelerador de pega. J? quando em altas concentra??es (a partir de 20%), n?o s? apresenta efeito oposto em rela??o ? pega, retardando-a, bem como atua deleteriamente na resist?ncia ? compress?o. Foi observada, tamb?m, a forma??o de uma nova fase denominada sal de Friedel, resultado da liga??o dos cloretos livres ao aluminato tric?lcico, incorporado ?s fases s?lidas do cimento hidratado

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:06:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AnaCeciliaVN.pdf: 4627476 bytes, checksum: 03aa7ea0e615f64c7e42bf3a39bdd226 (MD5) Previous issue date: 2008-04-25 / Portland-polymers composites are promising candidates to be used as cementing material in Northeastern oil wells of Brazil containing heavy oils submitted to steam injection. In this way, it is necessary to evaluate its degradation in the commonly acidizind agents. In addition, to identify how aggressive are the different hostile environments it is an important contribution on the decision of the acidic systems to be used in. It was investigated the performance of the Portland-polymer composites using powdered polyurethane, aqueous polyurethane, rubber tire residues and a biopolymer, those were reinforced with polished carbon steel SAE 1045 to make the electrochemical measurements. HCl 15,0 %, HCl 6,0 % + HF 1,5 % (soft mud acid), HCl 12,0 % + HF 3,0 % (regular mud acid) and HAc 10 % + HF 1,5 % were used as degrading environment and electrolytes. The more aggressive acid solution to the plain Portland hardened cement paste was the regular mud acid, that showed loss of weight around 23.0 %, followed by the soft mud acid, the showed 11.0 %, 15.0 % HCl with 7,0 % and, at last the 10.0 % HAc plus HF 1.5 % with just 1.0 %. The powdered polyurethane-composite and the aqueous polyurethane one showed larger durability, with reduction around 87.0 % on the loss of weight in regular mud acid. The acid attack is superficial and it occurs as an action layer, where the degraded layer is responsible for the decrease on the kinetic of the degrading process. This behavior can be seen mainly on the Portland- aqueous polyurethane composite, because the degraded layer is impregnated with chemically modified polymer. The fact of the acid attack does not have influence on the compressive strength or fratography of the samples, in a general way, confirms that theory. The mechanism of the efficiency of the Portland-polymers composites subjected to acid attack is due to decreased porosity and permeability related with the plain Portland paste, minor quantity of Ca+2, element preferentially leached to the acidic solution, wave effect and to substitute part of the degrading bulk for the polymeric one. The electrolyte HAc 10 % + HF 1,5 % was the least aggressive one to the external corrosion of the casing, showing open circuit potentials around +250 mV compared to -130 mV to the simulated pore solution to the first 24 hours immersion. This behavior has been performed for two months at least. Similar corrosion rates were showed between both of the electrolytes, around 0.01 μA.cm-2. Total impedance values, insipient arcs and big polarization resistance capacitive arcs on the Nyquist plots, indicating passivity process, confirm its efficiency. In this way, Portlandpolymers composites are possible solutions to be succeed applied to oilwell cementing concomitant submitted to steam injection and acidizing operation and the HAc 10,0 % + HF 1,5 % is the less aggressive solution to the external corrosion of the casing / Comp?sitos Portland-pol?meros s?o promissores candidatos ? cimenta??o de po?os de petr?leo contendo ?leos pesados submetidos ? inje??o de vapor nos campos do Nordeste do Brasil. Assim, faz-se necess?rio avaliar sua degrada??o frente aos ?cidos comumente utilizados em opera??es de acidifica??o. Al?m disso, identificar a agressividade dos diferentes meios hostis ? corros?o externa do revestimento constitui uma importante contribui??o na decis?o dos sistemas ?cidos a serem utilizados. Foram avaliados comp?sitos adicionados de poliuretana em p?, poliuretana em solu??o aquosa, borracha de pneu mo?da e um biopol?mero atrav?s das API Spec. 10, sendo refor?ados com a?o carbono polido SAE 1045 para os ensaios eletroqu?micos. HCl 15,0 %, HCl 6,0 % + HF 1,5 % (soft mud acid), HCl 12,0 % + HF 3,0 % (regular mud acid) e HAc 10,0 % + HF 1,5 % foram aplicadas como meios degradantes e eletr?litos. A solu??o ?cida mais agressiva ? pasta de cimento Portland convencional ? a regular mud acid, que apresenta perda de massa em torno de de 23,0 %, seguida da soft mud acid, com perda de massa de 11,0 % e da solu??o HCl 15,0 %, em torno de 7,0 %. As menores perdas de massa, no entanto, s?o relativas ao meio agressivo HAc 10,0 % + HF 1,5 %, com perdas no patamar de 1,0 %. Os comp?sitos com poliuretana em p? e poliuretana em solu??o aquosa apresentaram maior durabilidade, com redu??o em torno de 87,0 % na perda de massa frente ao regular mud acid. O ataque ?cido ? superficial e ocorre como uma frente de a??o, sendo a camada degradada respons?vel pela minimiza??o da cin?tica do processo de degrada??o, principalmente no comp?sito Portland-poliuretana em dispers?o aquosa, por ser impregnada por pol?mero quimicamente modificado. O fato de n?o haver, de uma forma geral, influ?ncia do ataque ?cido na resist?ncia ? compress?o e fratografia das amostras, ap?s ataque ?cido, ratifica essa teoria. O mecanismo da maior efici?ncia dos comp?sitos Portland-pol?meros frente ao ataque ?cido ? regido por menores porosidades e permeabilidades que a pasta de cimento convencional, menor quantidade de Ca+2, elemento prioritariamente lixiviado para a solu??o ?cida, efeito tortuosidade e substitui??o de massa degrad?vel por massa polim?rica. O eletr?lito HAc 10,0 % + HF 1,5 % foi o menos agressivo ? corros?o externa do revestimento, com potenciais de circuito aberto superiores ? solu??o simuladora dos poros como eletr?lito, +250 mV frente a -130 mV para as primeiras 24 horas de imers?o, mantendo esse comportamento ao longo de, pelo menos, 2 meses de imers?o. Correntes de corros?o semelhantes entre esses dois eletr?litos, em torno de 0,01 μA.cm-2, e valores de imped?ncia total, arcos incipientes e grandes arcos capacitivos de resist?ncia de polariza??o, indicadores de passiva??o nos diagramas de Nyquist, confirmam sua efici?ncia. Assim, comp?sitos Portland-pol?meros s?o solu??es poss?veis de serem empregadas em cimenta??o de po?os de petr?leo submetidos concomitantemente ? inje??o de vapor e opera??es de acidifica??o, sendo a solu??o HAc 10,0 % + HF 1,5 % menos agressiva ? corros?o externa do revestimento ap?s opera??es de acidifica??o

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:06:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FilipeSO_DISSERT.pdf: 3900853 bytes, checksum: b933d50c7767f35ccf84d3eb5899b023 (MD5) Previous issue date: 2011-05-23 / Novel cementing materials formulations containing flexible polymeric admixtures have been studied aiming at improving the mechanical behavior of oil well cement slurries submitted to steam injection. However, research activities in this sector are still under development. The steam injected directly into the well causes casing dilation, which after a reduction in temperature, tends to return to its original dimensions, resulting in crack formation and hydraulic isolation loss of the well, which will result in shortening of well life. In this scenario, the objective of the present study was to evaluate the mechanical behavior of Portland-based slurries containing SBR latex, applied in oil well cementing of wells submitted to steam injection. Were formulated slurries with densities of 1.797 g/cm3 (15.0 lb/Gal) and 1.869 g/cm3 (15.6 lb/Gal), containing admixtures with a latex concentration of 0; 66.88; 133.76; 200.64 and 267.52 L/m3 (0, 0.5, 1.0, 1.5 and 2.0 gpc). Tests including rheology, fluid loss control, thickening time, API compressive strength and splitting tensile strength, beyond steam injection simulation. Microstrutural characteristics of the slurries were also performed (XRD, TG, FTIR and SEM). The results showed that increasing the polymer concentration increased in the rheological properties and fluid loss, and a decrease in the elasticity modulus of the cement slurries. The results obtained showed that the slurries can be applied in cementing operations of oil wells submitted to steam injection. / Novas formula??es de pastas de cimento, aditivadas com materiais polim?ricos com caracter?sticas flex?veis, t?m sido estudadas para aplica??o em po?os sujeitos a inje??o de vapor. Entretanto, pesquisas neste setor ainda s?o atividades em desenvolvimento. O vapor injetado diretamente no po?o provoca a dilata??o do revestimento, o que ap?s redu??o na temperatura, tende a voltar as suas dimens?es iniciais, provocando forma??o de trincas e conseq?ente perda do isolamento hidr?ulico do po?o, que resultar? no encurtamento do tempo de sua vida ?til. Dentro deste contexto, este trabalho tem como objetivo estudar o comportamento mec?nico de sistemas de pastas de cimento Portland, aditivadas com l?tex SBR, para cimenta??o de po?os de petr?leo sujeitos a inje??o de vapor. Foram formuladas pastas com densidades de 1,797 g/cm3 (15,0 lb/Gal) e 1,869 g/cm3 (15,6 lb/Gal), aditivadas com concentra??o de 0; 66,88; 133,76; 200,64 e 267,52 L/m3 (0, 0,5, 1,0, 1,5 e 2,0 gpc) de l?tex. Foram realizados ensaios de reologia, controle de filtrado, tempo de espessamento, resist?ncia ? compress?o API e tra??o por compress?o diametral, al?m de simula??es de inje??o de vapor. Tamb?m foram realizadas caracteriza??es microestruturais das pastas de cimento (DRX, TG, FTIR e MEV). Os resultados mostraram que com o aumento da concentra??o do pol?mero ocorreram mudan?as nas propriedades reol?gicas e no volume de filtrado, al?m de uma diminui??o do m?dulo de elasticidade das pastas de cimento. A partir dos resultados obtidos verificou-se que as pastas podem ser aplicadas em opera??es de cimenta??o de po?os de petr?leo sujeitos a inje??o de vapor.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DiegoBR_DISSERT.pdf: 2561284 bytes, checksum: 728dce6008fc70c37faa4759ea2eba6d (MD5) Previous issue date: 2012-02-16 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Nowadays, the search for new technologies that are able to follow the upcoming challenges in oil industry is a constant. Always trying properties improvements of the used materials, looking for the best performance and greater life time. Besides the search for technologies that show an improvement of performance, the search for materials environmentally correct along the whole production process. In Oil well cementing, this search for new technologies passes through the development of slurry systems that support these requests and that are also environmentally friendly. In this context, the use of geopolymer slurries is a great alternative route to cementing oil wells. Besides having good properties, comparable to Portland cement slurries, this alternative material releases much less CO2 gas in the production of their root materials when compared the production of Portland cement, which releases tons of CO2. In order to improve the properties of geopolymer slurries has been added Calcium Oxide, as observed in other studies that slurries where the Calcium is present the values of compressive strength is greater. The addition has been realized based in the CaO/SiO2 molar ratio of 0.05, 0.10 and 0.15. Have been performed compressive strength tests, thickening time, rheology and fliud loss control test of the slurries, following NBR 9831, as well as the physical chemical characterization of XRD, SEM and TG. Has been observed in most of the tests the slurries follow a tendency until the ratio of 0.10, which inverses in the ratio 0.15. This behavior can be explained by two phenomena that occur simultaneously, the first one is the break of the polymer chains and a consequent increase in molucules mobility, which prevails until the ratio of 0.1, and the second is possible approach of the chains due to the capacity of the calcium ions stabilize the charges of two different aluminum. There is only one linearity in the mechanical behavior that can be attributed to the appereance of the C-S-H phase. Based on this, it is concluded that the phenomenon of breaking the polymer chains predominates until the ratio of 0.1, causing an increase of the filtrate volume, lower rheological parameters and increasing thickening time. From the ratio of 0.15 the approach of the chains predominates, and the behavior is reversed / Nos dias atuais a busca por novas tecnologias que possam acompanhar os desafios que surgem dia a dia na ind?stria do petr?leo ? constante, sempre tentando melhorar as propriedades dos materiais que s?o utilizados, buscando o melhor desempenho e maior vida ?til. Al?m de buscar novas tecnologias ? de fundamental import?ncia o desempenho dos materiais e que estes sejam ambientalmente corretos. No ramo da cimenta??o de po?os de petr?leo, essa procura por novas tecnologias passa pelo desenvolvimento de sistemas de pastas que suportem as solicita??es requeridas pelas normas internacionais e nacionais para esse setor. Nesse contexto, lan?a o desafio de se produzir novos sistemas de pastas para o revestimento de po?os petrol?feros, sejam eles para po?os on shore ou off shore. As pastas geopolim?ricas apresentam-se como uma boa alternativa para a cimenta??o de po?os de petr?leo, pois alem de possuir boas propriedades, compar?veis as pastas de cimento Portland, esse material libera muito menos CO2 na produ??o das suas meterias primas quando comparados ? produ??o do cimento Portland. Com o intu?do de melhorar as propriedades das pastas geopolim?ricas foi adicionado o ?xido de c?lcio, pois foi observado em outros trabalhos que pastas onde o c?lcio esta presente os valores de resist?ncia a compress?o s?o maiores. A adi??o foi realizada baseada na raz?o molar CaO/SiO2 de 0,05, 0,10 e 0,15, foram realizados ensaios de resist?ncia a compress?o, tempo de espessamento, reologia e filtrado das pastas seguindo a NBR 9831, bem como as caracteriza??es f?sico qu?micas de DRX, MEV, TG. Foi observado que na maioria dos ensaios as pastas seguem uma tend?ncia ate a raz?o de 0,10 que se inverte na raz?o de 0,15. Esse comportamento pode ser explicado por dois fen?menos que ocorrem simultaneamente: o primeiro ? a quebra das cadeias polim?ricas com um conseq?ente aumento da mobilidade das mol?culas, que prevalece ate a raz?o de 0,1, e o segundo ? a poss?vel aproxima??o das cadeias devido a capacidade do ?on c?lcio estabilizar as cargas de dois alum?nios diferentes. Existe apenas a linearidade no comportamento mec?nico que pode ser atribu?do ao aparecimento da fase C-S-H. Com base nisso pode se concluir que o fen?meno de quebra das cadeias polim?ricas predomina at? a raz?o de 0,1, provocando o aumento no volume de filtrado, diminui??o dos par?metros reol?gicos e aumento do tempo de espessamento. A partir da raz?o 0,15 a aproxima??o das cadeias predomina e assim o comportamento se inverte