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 2014-12-17T14:06:59Z (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

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BrunoLSC_DISSERT.pdf: 3848053 bytes, checksum: 28828821b0f45645fb6dc741dc2505bf (MD5) Previous issue date: 2013-09-28 / One of the great challenges at present time related with the materials area concerns of products and processes for use in petroleum industry, more precisely related to the Pre-salt area. Progresses were reached in the last years allowing the drilling of the salt layer, with the time reduction for drilling and larger success at the end. For the oil wells companies the preponderant factor is the technology, however, in spite of the progress, a series of challenges is still susceptible to solutions and one of them refers to the slurries preparation for cementing in those areas. Inside of this context, this study had for objective to analyze the influence of the salts NaCl, KCl, CaSO4 and MgSO4 in strength and chemical structure of the hydrated products. As methodology, they were prepared and analyzed cement slurries with varied concentrations of these salts that are commonly found in the saline formations. The salts concentrations used in formulations of the slurries were of 5%, 15% and 30%. The slurries were formulated with specific weight of 15,8 lb / gal and the cement used was Class G. Strength tests were accomplished in samples cured by 24 hours and 28 days. Also were realized crystallographic characterization (XRD) and morphologic (SEM). In agreement with the presented results, it is observed that the largest resistance values are attributed to the slurries with concentration of 15%. There was reduction of the strength values of the slurries formulated with concentration of 30%. Through the characterization microstructural it was possible to note the salts influence in the main cement hydrated products / Um dos grandes desafios da atualidade relacionado com a ?rea de materiais diz respeito ? produ??o de produtos e processos para uso na ind?stria do petr?leo, mais precisamente relacionado ? ?rea do Pr?-sal. Avan?os foram alcan?ados nos ?ltimos anos permitindo a perfura??o da camada de sal, com a redu??o do tempo para perfura??o dos po?os e maior ?xito ao final da opera??o. Apesar dos avan?os, uma s?rie de desafios ainda ? pass?vel de solu??es e um deles refere-se ? prepara??o de pastas para a cimenta??o de po?os nessas zonas com camadas evapor?ticas. Dentro deste contexto, este estudo teve por objetivo analisar a influ?ncia dos sais NaCl, KCl, CaSO4 e MgSO4 no comportamento mec?nico e estrutura qu?mica dos produtos hidratados. Como metodologia, foram preparadas e analisadas pastas de cimento com concentra??es variadas destes sais que s?o comumente encontrados nas forma??es salinas do reservat?rio do Pr?-sal. As concentra??es dos sais empregadas nas formula??es das pastas foram de 5%, 15% e 30%. As pastas foram formuladas com peso espec?fico de 15,8 lb/gal e o cimento utilizado na prepara??o das pastas foi o do tipo Portland Classe G. Foram realizados ensaios de resist?ncia ? compress?o em corpos de prova curados por 24 horas e 28 dias. Tamb?m foram realizados ensaios de caracteriza??o cristalogr?fica (DRX) e morfol?gica (MEV). De acordo com os resultados apresentados, observa-se que os maiores valores de resist?ncia s?o atribu?dos ?s pastas com concentra??o de 15 % para todos os sais. Houve, tamb?m, redu??o dos valores de resist?ncia das pastas formuladas com concentra??o de 30 % para todos os sais. Atrav?s das an?lises de caracteriza??o micro estrutural foi poss?vel observar a influ?ncia dos sais nos principais produtos hidratados do cimento Portland

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EricaNMGP_TESE.pdf: 149123 bytes, checksum: d13a2a775b94d69d52d9e403106d2117 (MD5) Previous issue date: 2011-06-01 / The development of activities the of oil and gas sector have promoted the search for suitable materials for cementing oil wells. In the state of the Rio Grande do Norte, the integrity of the cement sheath tends to be impaired during steam injection, a procedure necessary to increase oil recovery in reservoirs with low-viscosity oil. The geopolymer is a material that can be used as alternative cement, since it has been used in the production of fire-resistant components, building structures, and for the control of toxic or radioactive residues. Geopolymers result from condensation polymer alkali aluminosilicates and silicates resulting three-dimensional polymeric structures. They are produced in a manner different from that of Portland cement, which is made an activating solution that is mixed with geopolymer precursor. Among the few works studied allowed us to conclude that the pastes prepared with metakaolin as precursor showed better performance of its properties. Several studies show the addition of waste clay as a means of reducing cost and improving end of the folder properties. On this basis, the goal is to study the influence of the addition of ceramic waste in geopolymer paste. To develop the study of rheology tests were carried out, filtered, thickening time, compressive strength, free water, specific gravity and permeability, according to the American Pretoleum Institute (API). The results for all formulations studied show that the folders have high mechanical strength to a light paste; low filtrate volume, absence of free water, very low permeability, slurry, consistent with a light paste, and thickening time low that can be corrected with the use of a retardant handle. For morphological characterization, microstructural, physical, chemical and thermal tests were carried out by XRD, MEV, DTA, TG, FTIR. In the trial of XRD, it was found that geopolymer is an amorphous material, with a peak of crystalline kaolinite. In tests of TG / DTA, revealed the presence of a significant event, which represents the mass loss related to water, and also observed the reduction of weight loss by increasing the concentration of ceramic waste. In the trial of MEV, we found a uniform matrix without the presence of other phases. In the trial of FT-IR, we observed the presence of the band related to water. From all results it was determined that the optimum concentration range of use is between 2.5 and 5% of waste ceramic / O desenvolvimento das atividades do setor de petr?leo e g?s tem promovido a busca de materiais mais adequados para cimenta??o de po?os de petr?leo. No estado do RN, a integridade da bainha cimentante tende a ser prejudicada durante a inje??o de vapor, procedimento necess?rio para aumentar a recupera??o do petr?leo em reservat?rios com ?leo de alta viscosidade. O geopol?mero ? um material que pode ser utilizado como cimento alternativo, uma vez que vem sendo empregado na produ??o de componentes resistentes ao fogo, na constru??o de estruturas, e para o controle de res?duos t?xicos ou radioativos. Geopol?meros resultam da condensa??o polim?rica de aluminosilicatos e silicatos alcalinos originando estruturas polim?ricas tridimensionais. S?o produzidos de uma maneira distinta daquela do cimento Portland, onde ? feita uma solu??o ativadora que ? misturada ao precurssor geopolim?rico. Dentre os trabalhos estudados, alguns permitiram-nos concluir que as pastas preparadas com metacaulim como precursor apresentaram melhor desempenho de suas propriedades. V?rios estudos apresentam a adi??o de res?duos argilosos como forma de redu??o do custo final e melhoria das propriedades da pasta. Com base nisso, o objetivo do trabalho ? estudar a influ?ncia da adi??o de rejeito cer?mico em pastas geopolim?ricas. Para o desenvolvimento do estudo foram realizados testes de reologia, filtrado, tempo de espessamento, resist?ncia ? compress?o, ?gua livre, peso espec?fico e permeabilidade, de acordo com o American Pretoleum Institute (API). Os resultados encontrados para todas as formula??es demonstram que as pastas estudadas apresentam resist?ncia mec?nica elevada para uma pasta leve; volume de filtrado baixo; aus?ncia de ?gua livre; permeabilidade muito baixa; pasta flu?da, coerente com uma pasta leve; e tempo de espessamento baixo, que pode ser corrigido com a utiliza??o de um retardador de pega. Para caracteriza??o morfol?gica, microestrutural, f?sico-qu?mica, qu?mica e t?rmica, foram realizadas caracteriza??es por DRX, MEV, DTA, TG, FT-IR. No ensaio de DRX, verificou-se que o geopol?mero ? um material amorfo, com um pico cristalino de caulinita. Nos testes de TG/DTA, foi observado a presen?a de um evento significativo, que representa a perda de massa referente a ?gua, sendo observado tamb?m a redu??o da perda de massa com o aumento da concentra??o de rejeito cer?mico. No ensaio de MEV, encontrou-se uma matriz uniforme e nos espectros de FT-IR, observou-se a presen?a da banda referente ? ?gua. A partir de todos os resultados foi poss?vel determinar que a faixa de concentra??o ?tima de rejeito cer?mico para uso em pastas geopolim?ricas ? entre 2,5 e 5 %

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ManoelIQJ_DISSERT.pdf: 1658589 bytes, checksum: 30023fa8ec2e11231777b5b0249ad3cc (MD5) Previous issue date: 2013-05-27 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The oil wells cementing is a critical step during the phase of well drilling, because problems during the operation of slurry pumping and an incomplete filling of the annular space between the metal casing and the formation can cause the slurry loss. Therefore, the slurry adopted in primary cementing an oil well must be properly dosed so that these problems are avoided during its pumping. When you drill a well in a weak rock formation requires even more careful, because should be a limit of hydrostatic pressure exerted during cementation, that does not occur rock collapse. With the objective of performing the cementing of a well whose formation is weak or unconsolidated are employed lighter slurries. Thus, this study used slurries with sodium silicate and nano silica in concentrations of 0,1; 0,4; 0,7 e 1,0 gpc, in which the slurries with nano silica showed the rheological parameters higher concentrations of up to 0.7 gpc and for concentration of 1.0 the slurry with sodium silicate obtained the highest values, remaining above the limits for application in fields, mainly wells with low fracture gradient, because a significant increase in viscosity may result in an increase in pressure pumping in operations of secondary cementations. Furthermore, there was no decrease in strength with increasing concentration of additive. Then, it is possible use of these additives to formulate Lighter slurry / A cimenta??o de po?os de petr?leo ? uma das etapas mais criticas durante a fase de perfura??o de um po?o, pois problemas durante a opera??o de bombeio da pasta e um preenchimento incompleto do espa?o anular, entre o revestimento e a parede do po?o, podem causar a perda do mesmo. Portanto, a pasta adotada na cimenta??o prim?ria de um po?o de petr?leo deve ser calculada adequadamente para que sejam evitados estes problemas durante seu bombeamento. Ao se perfurar um po?o em uma forma??o rochosa fraca requer-se, ainda, mais cuidado, pois, em geral, deve existir um limite de press?o hidrost?tica exercida durante a cimenta??o, para que n?o haja o colapso da forma??o. Com o objetivo de se realizar a cimenta??o de um po?o cuja forma??o ? fraca ou inconsolidada s?o empregadas pastas leves. Desta forma, neste trabalho foram utilizadas pastas com silicato de s?dio e nano s?lica em concentra??es de 0,1; 0,4; 0,7 e 1,0 gpc, onde as pastas com nano s?lica apresentaram os par?metros reol?gicos superiores at? a concentra??o de 0,7 gpc e para a concentra??o de 1,0 gpc a pasta com silicato de s?dio obteve os maiores valores, ficando acima dos limites estabelecidos para aplica??o em campos, principalmente em po?os com baixo gradiente de fratura, pois o aumento significativo da viscosidade pode resultar no incremento da press?o de bombeio em opera??es de recimenta??o. Al?m disto, n?o foi observado em decr?scimo de resist?ncia mec?nica com aumento de concentra??o dos aditivos. Sendo poss?vel utiliza??o destes aditivos para formula??o de pastas leves

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-01-03T18:22:02Z No. of bitstreams: 1 MailonAguimarDeLima_DISSERT.pdf: 3743613 bytes, checksum: 911a3282aa7d96570ceed7a71f46c803 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-01-04T20:51:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MailonAguimarDeLima_DISSERT.pdf: 3743613 bytes, checksum: 911a3282aa7d96570ceed7a71f46c803 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-04T20:51:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MailonAguimarDeLima_DISSERT.pdf: 3743613 bytes, checksum: 911a3282aa7d96570ceed7a71f46c803 (MD5) Previous issue date: 2016-01-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico (CNPq) / Atualmente, estima-se que a produ??o mundial de algod?o atinja uma marca superior a 26 milh?es de toneladas. Destas, cerca de 8% torna-se res?duo, o qual ? descartado de maneira inapropriada, resultando em problemas ambientais. Neste contexto, estudos visando o reaproveitamento destes res?duos, tornam-se vi?veis tanto no contexto ambiental, quanto no contexto econ?mico. Assim, o objetivo deste trabalho ? de avaliar a influ?ncia da adi??o de diferentes teores e tamanhos de res?duo de fibra de algod?o gerado a partir do processo de lixamento: res?duo cru e funcionalizado, como material de refor?o em matrizes de cimento CPP Classe Especial para po?os de petr?leo. A funcionaliza??o da fibra foi feita com o polieletr?lito poli dialil dimetil am?nio (PDDACl), atrav?s da imer??o desta em solu??o contendo 5% em massa de PDDACl com rela??o a massa do res?duo, a 70?C por 30 minutos. O material foi filtrado e secado em estufa. Foram realizados ensaios de TGA/DSC, FTIR, MEV e DRX para caracterizar a fibra crua e funcionalizada, al?m do emprego da t?cnica de colorimetria para aferir a efetiva funcionaliza??o da fibra. Avaliou-se tamb?m a resist?ncia da fibra ao meio alcalino simulando o pH da pasta de cimento. Testes de resist?ncia ? tra??o por compress?o diametral foram executados com o objetivo de avaliar a intera??o do res?duo com a matriz.Utilizou-se o ensaio de resist?ncia ? tra??o por compress?o diametral (TCD) para avaliar o efeito das fibras no comportamento mec?nico da matriz de cimento. Avaliou-se o tipo da fibra: crua ou funcionalizada; concentra??o: 0,5 e 1,0% e granulometria: grosso (retido em 14 mesh) e fino (passante em 28 mesh) em matrizes de cimento com 7 dias de cura. A caracteriza??o apontou que o res?duo ? constitu?do quase que exclusivamente por celulose, al?m de ser altamente resistente ao meio alcalino. An?lises colorim?tricas, ap?s tingimento e lavagem do res?duo, e Imagens SEM, demonstraram que o PDDACl aderiu-se de fato ? superf?cie do res?duo por adsor??o f?sica. Os resultados dos ensaios de TCD apontam que o ganho de resist?ncia ? proporcional a concentra??o de res?duo celul?sico utilizado. O res?duo de menor tamanho tamb?m apresentou melhores resultados. Para o res?duo funcionalizado, o teor de 0,5% resultou em perda das propriedades mec?nicas, em contrapartida, o uso de 1% do res?duo funcionalizado apresentou os melhores resultados. / Currently, is estimated that world?s cotton production reaches a top brand up to 26 million tons. Of these, about 8% becomes waste, which is disposed improperly, resulting in environmental problems. In this context, studies aiming the reutilization of this waste, become viable both in the environmental context as in economic context. So the aim of this study is to evaluate the influence of the addition of different contents and sizes of cotton fiber waste generated from the sanding process: raw and functionalized waste, as reinforcement material in cement matrices CPP Special Class for oil wells. The fiber functionalization was made with the polyelectrolyte poly diallyl dimethyl ammonium (PDDACl) by imer??o the waste in a solution containing 5% of PDDACl by mass of fiber, at 70 ?C, for 30 minutes. The material was filtered and dried in an oven. TGA/DSC, FTIR, SEM and DRX analysis were performed to characterize the raw and functionalized fiber. Colorimetry techinique was also employed for measuring the effective functionalization of the fiber. Also, the waste's resistance to alkaline medium was evaluated. The splitting tension test (TCD) was used to evaluate the effect of the fiber on the mechanical behavior of the cement matrix.Fiber type: raw and functionalized; concentration: 0,5 and 1% and particle size: large (retained in 14 mesh sieve) and thin (through 28 mesh sieve) were evaluated in cement matrices with 7 days of setting time. The characterization showed that the residue consists almost exclusively of cellulose, as well as being highly resistant to alkaline environment. Colorimetric analysis after dyeing and washing of the residue, and SEM images showed that the PDDACl indeed adhered to the surface of the residue by physical adsorption. The results of the TCD tests indicate that resistance increases is proportional to the concentration of cellulosic waste used. The smaller residue also showed better results. For the functionalized residue, content of 0.5% resulted in a reduction of the mechanical properties, however, the use of 1% of functionalized residue showed the best results. The functionalized cotton fiber waste originating from the sanding process shows great potential for application in cement pastes for wells cementing, in view of the significant increase in splitting tension strength, even with a low content of the waste.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EricaNMGP.pdf: 6433422 bytes, checksum: bf4255596957765009ee816c080d6b9a (MD5) Previous issue date: 2007-04-23 / The development of activities in the oil and gas sector has been promoting the search for materials more adequate to oilwell cementing operation. In the state of Rio Grande do Norte, the cement sheath integrity tend to fail during steam injection operation which is necessary to increase oil recovery in reservoir with heavy oil. Geopolymer is a material that can be used as alternative cement. It has been used in manufacturing of fireproof compounds, construction of structures and for controlling of toxic or radioactive waste. Latex is widely used in Portland cement slurries and its characteristic is the increase of compressive strength of cement slurries. Sodium Tetraborate is used in dental cement as a retarder. The addition of this additive aim to improve the geopolymeric slurries properties for oilwell cementing operation. The slurries studied are constituted of metakaolinite, potassium silicate, potassium hydroxide, non-ionic latex and sodium tetraborate. The properties evaluated were: viscosity, compressive strength, thickening time, density, fluid loss control, at ambient temperature (27 ?C) and at cement specification temperature. The tests were carried out in accordance to the practical recommendations of the norm API RP 10B. The slurries with sodium tetraborate did not change either their rheological properties or their mechanical properties or their density in relation the slurry with no additive. The increase of the concentration of sodium tetraborate increased the water loss at both temperatures studied. The best result obtained with the addition of sodium tetraborate was thickening time, which was tripled. The addition of latex in the slurries studied diminished their rheological properties and their density, however, at ambient temperature, it increased their compressive strength and it functioned as an accelerator. The increase of latex concentration increased the presence of water and then diminished the density of the slurries and increased the water loss. From the results obtained, it was concluded that sodium tetraborate and non-ionic latex are promising additives for geopolymer slurries to be used in oilwell cementing operation / O desenvolvimento das atividades do setor petr?leo e g?s tem promovido a busca de materiais mais adequados para cimenta??o de po?os de petr?leo. No estado do RN, a integridade da bainha cimentante tende a ser prejudicada durante a inje??o de vapor, procedimento necess?rio para aumentar a recupera??o do petr?leo em reservat?rios com ?leo de alta viscosidade. O geopol?mero ? um material que pode ser utilizado como cimento alternativo, uma vez que vem sendo empregado na produ??o de componentes resistentes ao fogo, na constru??o de estruturas, e para o controle de res?duos t?xicos ou radioativos. O l?tex ? extensamente usado em pastas de cimento Portland e tem como caracter?stica o aumento significativo da resist?ncia ? compress?o das pastas. O tetraborato de s?dio ? usado em cimentos odontol?gicos como retardador de pega em resinas. A adi??o deste aditivo tem a finalidade de melhorar a propriedades das pastas geopolim?ricas para cimenta??o de po?os de petr?leo. As pastas estudadas s?o constitu?das de metacaulim, silicato de pot?ssio, hidr?xido de pot?ssio, l?tex n?o i?nico e tetraborato de s?dio. As propriedades avaliadas foram: viscosidade, resist?ncia mec?nica, tempo de espessamento, densidade e controle de filtrado, na temperatura ambiente (27?C) e de especifica??o de cimento. Os testes foram realizados seguindo as recomenda??es pr?ticas da norma API RP 10B. As pastas aditivadas com tetraborato de s?dio n?o modificaram as propriedades reol?gicas em rela??o a pasta sem aditivo, assim como n?o modificaram as propriedades mec?nicas e a densidade das pastas. O aumento da concentra??o de tetraborato de s?dio aumentou o volume de filtrado das pastas nas duas temperaturas estudadas. A propriedade que o tetraborato de s?dio obteve o melhor desempenho foi em rela??o ao tempo de pega, onde a adi??o do aditivo conseguiu triplicar o tempo de espessamento das pastas. Com rela??o ?s pastas aditivadas com l?tex observou-se que a adi??o desse aditivo diminuiu as propriedades reol?gicas e a densidade do sistema. Na temperatura ambiente, o aditivo funcionou como acelerador de pega e aumentou a resist?ncia mec?nica das pastas. A presen?a de ?gua reduziu a densidade das pastas e aumentou o volume de filtrado a medida que aumentou a concentra??o do aditivo. A partir dos resultados obtidos concluiu-se que o tetraborato de s?dio e o l?tex n?o i?nico s?o aditivos promissores para pastas geopolim?ricas para cimenta??o de po?os de petr?leo