Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FlankML.pdf: 1510639 bytes, checksum: 80a343cff9d15e912e4b6cbd66703104 (MD5) Previous issue date: 2006-10-16 / The isolation of adjacent zones encountered during oilwell drilling is carried out by Portland-based cement slurries. The slurries are pumped into the annular positions between the well and the casing. Their rheological behavior is a very important component for the cementing process. Nowadays, several alternative materials are used in oilwell cementing, with goal the modification and the improvement of their properties, mainly the increase of the fluidity. And this can be reached by using plasticizers additives able to account for different oilwell conditions, yielding compatible cement slurries and allowing enough time for the complete cementing operation. If the rheological properties of the slurry are properly characterized, the load loss and flow regime can be correctly predicted. However, this experimental characterization is difficult. Rheological models capable of describing the cement slurry behavior must be capable of predicting the slurry cement deformation within reasonable accuracy. The aim of this study was to characterize rheologically the slurries prepared with a especial class of Portland cement, water and plasticizers based on lignosulfonate, melamine and polycarboxylate at temperatures varying from 27?C to 72?C. The tests were carried out according to the practical recommendations of the API RP 10B guidelines. The results revealed a great efficiency and the dispersive power of the polycarboxylate, for all temperatures tested. This additive promoted high fluidity of the slurries, with no sedimentation. High lignosulfonate and melamine concentrations did not reduce the rheological parameters (plastic viscosity and yield stress) of the slurries. It was verified that these additives were not compatible with the type of cement used. The evaluated rheological models were capable of describing the behavior of the slurries only within concentration and temperature ranges specific for each type of additive / Pastas de cimento do tipo Portland s?o usadas para isolamento de po?os de petr?leo. Esse procedimento ? realizado por meio do bombeio da pasta no espa?o anular entre o po?o e a coluna de revestimento, de modo a se obter fixa??o e veda??o eficiente e permanente. Para isso o comportamento reol?gico da pasta de cimento ? um componente de extrema import?ncia para o processo de cimenta??o. Atualmente, diversos materiais alternativos s?o utilizados em pastas para cimenta??o, objetivando a modifica??o e a melhoria de suas propriedades, principalmente no que diz respeito ao aumento de fluidez. Isso pode ser alcan?ado por meio da utiliza??o de novos aditivos do tipo plastificantes, capazes de suportar as diversas condi??es de po?os, promovendo ?s pastas propriedades compat?veis ?s condi??es encontradas, permitindo, ainda, um tempo suficiente de trabalhabilidade para a completa execu??o do servi?o de cimenta??o. Assim, se as propriedades reol?gicas da pasta s?o bem caracterizadas, a perda de carga e o regime de fluxo podem ser prognosticados corretamente. Contudo, essa caracteriza??o ? dif?cil do ponto de vista experimental. Modelos reol?gicas capazes de descrever o que ocorre, dever?o ser capazes de predizer a deforma??o da pasta de cimento com razo?vel exatid?o. Portanto, a finalidade deste trabalho foi o estudo e a caracteriza??o reol?gica de pastas constitu?das de cimento Portland classe especial, ?gua e aditivos do tipo plastificante, a base de lignossulfonato, melamina e policarboxilato, em temperaturas na faixa de 27?C a 72?C. Os testes foram realizados de acordo com as recomenda??es pr?ticas da norma API RP 10B. Os resultados dos ensaios demonstraram a grande efici?ncia e o poder dispersivo do policarboxilato, para todas as temperaturas estudadas. O aditivo promoveu uma alta fluidez, sem efeitos de sedimenta??o. O aumento das concentra??es de lignossulfonato e melamina n?o reduziu os par?metros reol?gicos (viscosidade pl?stica e limite de escoamento). Tamb?m foi verificado que esses aditivos n?o foram compat?veis com o tipo de cimento utilizado. Por fim, os modelos reol?gicos avaliados foram capazes de descrever o comportamento das pastas apenas para faixas de temperatura e concentra??o de cada tipo de aditivo

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:06:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TulioWBJ.pdf: 572575 bytes, checksum: 5effde52c942d11015aa333c7bd07b5f (MD5) Previous issue date: 2008-02-29 / Oil well cementing materials consist of slurries of Special class Portland cement dispersed in water. Admixtures can be used to provide the necessary fluidity, so the material can be efficiently pumped down as well as penetrate porous rocks with controlled filter loss. Construction admixtures can be used to modify the properties of oil well cements provided they can withstand and hold their properties at the higher than ambient temperatures usually encountered in oil fields. In civil construction, superplasticizer play the role of dispersants that reduce the facto r of water cement improve mechanical properties and fluidity of the cement, whereas anti-segregation agents improve the workability of the slurry. In the present study, oil well cement slurries were produced adding both a dispersant and an anti-segregation agent conventionally used in Portland CPII-Z-32 RS cement aiming at materials for primary cementing and squeeze operations. Three basic aspects were evaluated: fluidity, filter loss and the synergetic effect of the admixtures at two temperatures, i.e., 27?C and 56?C, following API RP 10B practical recommendations. The slurries were prepared using admixture concentrations varying from 2.60 Kgf/m3 (0.02 gallft3) to 5.82 Kgf/m3 (0.045 galJft3) BWOC. The density of the slurries was set to 1.89 g/cm3 (15.8 Ib/gal). 0.30 to 0.60% BWOC of a CMC-based anti-segregation agent was added to the cement to control the filter loss. The results showed that the addition of anti-segregation at concentrations above 0.55% by weight of cement resulted in the increased viscosity of the folders in temperatures evaluated. The increasing the temperature of the tests led to a reduction in the performance of anti-segregation. At concentrations of 5.20 kgf/m3 (0,040 gallft3) and 5.82 Kgf/m3 (0,045 gal/ft 3) observed a better performance of the properties evaluated in the proposed system. At low temperature was observed instability in the readings of rheology for all concentrations of anti-segregation. Contents that increasing the concentration of anti?-segregation is limited concentrations greater than 0.55 % BWOC of the CMC in temperature analyzed. The use of the system with CMC promoted a good performance against the properties evaluated. The principal function of anti?-segregation was optimized with increasing concentration of superplasticizer, at temperatures above the 2rC. The study of the behaviour of systemic additives, resulting in slurries of cement, which can be optimized face studies of other intrinsic properties in oil fields / A pasta de cimento Portland ? uma mistura de part?culas s?lidas de cimento dispersas em ?gua. Tal sistema deve possuir fluidez suficiente para penetrar de forma eficiente em meio poroso, al?m de proporcionar controle na ?gua perdida por filtrado na forma??o, garantindo o sucesso da opera??o de bombeio. Em determinados campos as condi??es geol?gicas das forma??es, bem como a profundidade das faces explorat?rias do po?o podem favorecer ao acr?scimo de temperatura. Na constru??o civil os superplastificantes reduzem o fator ?gua cimento das argamassas proporcionando aumento de propriedades como resist?ncia mec?nica e fluidez, j? o anti-segregante proporciona uma melhor trabalhabilidade das argamassas. Sistemas com a adi??o de dispersantes e anti?segregante utilizados convencionalmente em cimento Portland CPII-Z-32 RS foram analisados em pastas de cimento Portland Especial, utilizadas para opera??es de squeeze e cimenta??o em po?os petrol?feros, com ?nfase em tr?s aspectos: fluidez, perda do volume de filtrado e efeito sinerg?tico. Os par?metros analisados foram estudados por meio de ensaios de desempenho nas temperaturas de 2rC e 56?C, seguindo as recomenda??es pr?ticas da norma API RP 108. Para o estudo foram selecionados materiais com car?ter dispersante como superplastificantes. e preparadas pastas com concentra??es variando de 2,60 Kgf/m3 (0,02 gal/p?3) a 5,82 Kgf/m3 (0,045 gal/p?3) em peso de cimento, com densidade constante de 1,89 g/cm3 (15,8 Ib/gal). Para o controle da ?gua perdida por filtra??o foi utilizado um agente anti-segregante a base de CMC com concentra??es variando de 0,30 % a 0,60 % em peso de cimento. Os resultados mostraram que a adi??o do anti-segregante em concentra??es acima de 0,55 % em peso de cimento resultou no aumento da viscosidade das pastas nas temperaturas avaliadas. Foi verificado que o aumento da temperatura dos testes provocou uma redu??o no desempenho do anti-segregante. Nas concentra??es de 5,20 kgf/m3 (0,040 gal/p?3) e 5,82 Kgf/m3 (0,045 gal/p?3) observou-se um melhor desempenho das propriedades avaliadas no sistema proposto. Na temperatura ambiente foi verificado instabilidade nas leituras de reologia para todas as concentra??es do anti-segregante. Foi verificado que o aumento da concentra??o de anti-segregante ? limitada as concentra??es superior a 0,55 % em peso de cimento nas temperaturas analisadas. O uso do sistema contendo superplastificante, aliado ao anti-segregante promoveu um bom desempenho face ?s propriedades reol?gicas e de controle de filtrado das pastas. A fun??o principal do anti-segregante foi otimizada com o aumento da concentra??o do superplastificante, a temperaturas acima da ambiente. Por?m o aumento da concentra??o do agente dispersante nas pastas de cimento pode provocar o retardamento das pastas em temperaturas pr?ximas da ambiente. O estudo do comportamento sist?mico dos aditivos resultou na obten??o de pastas de cimento, que podem ser otimizadas face estudos de outras propriedades intr?nsecas a sua utiliza??o nas opera??es em campos petrol?feros