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

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

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

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:58:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 439670.pdf: 7976446 bytes, checksum: fe7f4cf3d1ce6f1276f76e9995952073 (MD5) Previous issue date: 2012-05-11 / The emission of greenhouse gases to the environment can be reduced by the adoption of the technology of geological storage of carbon. However, the materials usually employed in the construction of CO2 injection wells do not resist the acid attack by the CO2 in the presence of brine and suffer degradation in longer exposure times. Field and laboratory studies indicate that degradation of the materials occurs mainly at the interface between the cement paste and the steel casing. In this work, experiments that simulate the conditions of CO2 storage in saline aquifers of the Paran? Basin at a depth of 1500 m were conducted to investigate the chemical integrity of Class G cement paste and API N80 steel, involving a failure at interface steel-cement paste in different times (48h, 380h and 720h). The degradation of the cement paste was evaluated in terms of characteristics and depth of the region chemically modified. The corrosion films formed on steel were characterized in terms of morphology and thickness. The influence of these films on the steel corrosion resistance was evaluated by electrochemical measurements of open circuit potential and potentiodynamic polarization. The results indicate that the degradation or corrosion processes depend on the media that the system steel- cement paste was submitted and the exposure time. The degradation of the cement paste involved the formation of two zones, carbonated zone of high density and bicarbonate zone of high porosity, and the latter zone is critical since it can provide a path to CO2 leakage. The films of corrosion product formed on the steel are composed by iron-calcium complex carbonates and they have protective characteristics to the steel casing considering the experimental conditions used in this work. / A emiss?o gases de efeito estufa ao meio ambiente pode ser reduzida pela ado??o da tecnologia de armazenamento geol?gico de carbono. Contudo, os materiais usualmente empregados na constru??o de po?os injetores de CO2 n?o resistem ao meio ?cido formado pelo CO2 na presen?a de ?gua das forma??es geol?gicas, sofrendo degrada??o em longos tempos de exposi??o. Estudos de campo e de laborat?rio indicam que a degrada??o dos materiais ocorre principalmente na interface entre a pasta de cimento e o tubo de revestimento de a?o. Neste trabalho, experimentos que simulam as condi??es de armazenamento de CO2 em aqu?feros salinos da Bacia do Paran? a uma profundidade de 1500 m foram conduzidos para investigar a integridade qu?mica da pasta de cimento classe G e do a?o API N80, envolvendo uma falha de liga??o na interface pasta de cimento-a?o em diferentes tempos (48h, 380h e 720h). A degrada??o da pasta de cimento foi avaliada em termos de caracter?sticas e profundidade da camada alterada quimicamente. Os filmes de produto de corros?o formados no a?o foram caracterizados em termos de morfologia e espessura. A influ?ncia desses filmes na resist?ncia ? corros?o do a?o foi avaliada por medidas eletroqu?micas de potencial de circuito aberto e polariza??o potenciodin?mica. Os resultados obtidos indicam que a degrada??o ou corros?o depende do meio de degrada??o que o sistema cimento-a?o foi submetido e do tempo de exposi??o. A degrada??o da pasta de cimento envolveu a forma??o de duas zonas, zona carbonatada de alta densidade e zona bicarbonatada de alta porosidade, sendo que esta ?ltima ? cr?tica uma vez que pode constituir um meio de fuga para o CO2. Os filmes de produto de corros?o formados no a?o s?o compostos por carbonatos mistos de ferro e c?lcio e nas condi??es testadas tendem a apresentar caracter?sticas protetoras ao tubo de a?o de revestimento do po?o.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:58:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 440818.pdf: 9330116 bytes, checksum: 593e3db55c6eb96b1b60a9c7711e854b (MD5) Previous issue date: 2012-03-30 / This work addresses the topic geological storage of CO2 in oil wells from the point of view of studying the integrity of materials, specifically cement paste used to cement and seal oil and gas wells. The degradation of class G cement paste was evaluated after exposure to wet supercritical CO2 and in the presence of different concentrations of saline solutions (NaCl 0.5 M, 1M, 2M and 4M) in terms of microstructural changes and compressive strength. The degradation tests of cement paste were carried out at a temperature of 70 ? C and 15 MPa, which corresponds to a well of approximately 1.500 m, for a period up to 50 days. The mechanism of degradation of cement observed involves the dissolution of portlandite, the precipitation of calcium carbonate (cement carbonation) and subsequent dissolution of carbonates, creating a highly porous layer near the surface of samples (bicarbonate layer). The results obtained indicate that the chemically modified layer due to reactions involving CO2 has a tendence to decrease as the salinity of the solution increase up to 2 M, which in this case is probably associated with the fact that the solubility of CO2 in solution decreases as salinity increases. However, for concentration of 4 M, close to NaCl saturation in solution, an increase in thickness of the layer chemically altered was observed, which can be related to high chemical activity of CO2 in this concentration, once its activity increases greatly with salinity. The chemical degradation suffered by the cement paste due to exposition to CO2 for periods up to 50 days did not affect its compressive strength; on the contrary for most of the cases a small increase on compressive strength was observed, which may be associated with the pore clogging by carbonates / Este trabalho aborda o tema armazenamento geol?gico de CO2 sob o ponto de vista do estudo da integridade de materiais, mais especificamente da pasta de cimento utilizada no revestimento e selo de po?os de petr?leo e g?s e po?os para armazenamento de CO2. A degrada??o da pasta de cimento classe G foi avaliada ap?s exposi??o ao CO2 supercr?tico ?mido e em presen?a de solu??o salina de diferentes concentra??es (NaCl 0,5M, 1M, 2M e 4M) em termos de mudan?as microestruturais e resist?ncia ? compress?o. Os testes de degrada??o da pasta de cimento foram realizados a 70?C e 15 MPa, o que corresponde a um po?o de aproximadamente 1.500 m, por per?odos de at? 50 dias. O mecanismo de degrada??o da pasta de cimento observado envolve a dissolu??o da portlandita, a precipita??o de carbonato de c?lcio (carbonata??o do cimento) e posterior dissolu??o desses carbonatos, criando uma camada de elevada porosidade e baixa resist?ncia pr?ximo ? superf?cie das amostras (camada bicarbonatada). Os resultados obtidos indicam que as camadas alteradas quimicamente devido ?s rea??es envolvendo o CO2 apresentam uma tend?ncia de diminui??o ? medida que a salinidade aumenta at? a concentra??o de 2 M, o que pode ser explicado pelo fato que a solubilidade do CO2 diminui a medida que a salinidade da solu??o aumenta. Entretanto, para a concentra??o de 4 M, pr?xima a satura??o do NaCl em solu??o, houve um aumento da camada alterada quimicamente, o que pode ser atribu?do ? alta atividade qu?mica do CO2 nesta concentra??o, uma vez que esta aumenta muito com a salinidade para meios contendo CaCO3. A degrada??o qu?mica sofrida pela pasta de cimento pela exposi??o ao CO2 por um tempo de at? 50 dias n?o comprometeu sua resist?ncia ? compress?o. Para a maioria dos casos observou-se o contr?rio, um pequeno aumento na mesma, o que pode estar associado com o fechamento dos poros com cristais de carbonato

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:08:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PetruciaDS_DISSERT_partes_autorizadas.pdf: 69844 bytes, checksum: 68dd4f60e7dc4e65dd92f5b166d276e6 (MD5) Previous issue date: 2010-03-22 / Os po?os HPHT atravessam zonas anormalmente pressurizadas e com altos gradientes de temperatura. Esses po?os apresentam elevadas concentra??es de tens?es produzidas pelas opera??es de perfura??o e fraturamento hidr?ulico, flutua??es da press?o e temperatura, for?as din?micas geradas durante a perfura??o, forma??es inconsolidadas, entre outros aspectos, podendo resultar em falhas mec?nicas na bainha de cimento. Tais falhas comprometem a estabilidade mec?nica do po?o e o isolamento das zonas produtoras de ?leos e/ou g?s. Para que opera??es corretivas n?o se fa?am necess?rias, ? preciso adequar as pastas ?s condi??es de cada po?o. Sistemas de pastas de cimento para po?os HPHT requerem um bom controle de suas propriedades termo-mec?nicas. Visto que a temperaturas superiores a 110 oC (230 oF) o cimento, ap?s alcan?ar um valor m?ximo de resist?ncia, inicia um processo de perda de resist?ncia (retrogress?o). Para prevenir esse efeito substitui-se parcialmente o cimento Portland por s?lica com objetivo de incrementar a rea??o pozol?nica. Esta rea??o modifica a trajet?ria do processo natural de hidrata??o do cimento, o gel de silicato de c?lcio hidratado (C-S-H) se converte em v?rias outras fases com maior resist?ncia. Pol?meros tamb?m s?o adicionados para proporcionar maior flexibilidade e agir como barreira ? propaga??o de trincas desenvolvidas sob tens?o. O presente trabalho teve como objetivo estudar o comportamento do sistema cimento/s?lica/pol?mero quando submetido ?s condi??es de alta temperatura e alta press?o. Foram formuladas pastas de cimento puro, pastas contendo 40 % BWOC de s?lica flour e pastas com diferentes concentra??es de poliuretana (5 % a 25 %) e 40 % BWOC de s?lica flour. O peso espec?fico das pastas foi fixado em 1,87 g/cm3 (15,6 lb/gal). Os resultados demonstram que as resist?ncias da pasta contendo 40% de s?lica e das com adi??o de pol?mero foram muito superiores a da pasta de cimento puro, n?o ocorrendo o efeito da retrogress?o. As pastas com pol?mero apresentaram um crescente aumento da tenacidade com o aumento da concentra??o da mesma, sendo assim capaz de suportar as tens?es. Al?m de se manterem est?veis termicamente acima de 180 ?C. O sistema tamb?m apresentou excelentes resultados de filtrado, reologia, ?gua livre, estabilidade e permeabilidade. Sendo assim, o mesmo mostrou ser aplic?vel a po?os HPHT

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2015-12-02T22:22:37Z No. of bitstreams: 1 RicardoFernandesDosSantos_DISSERT.pdf: 2252907 bytes, checksum: 88d413ff116d989401aa91ccaae14ee7 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2015-12-09T00:42:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RicardoFernandesDosSantos_DISSERT.pdf: 2252907 bytes, checksum: 88d413ff116d989401aa91ccaae14ee7 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-09T00:42:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RicardoFernandesDosSantos_DISSERT.pdf: 2252907 bytes, checksum: 88d413ff116d989401aa91ccaae14ee7 (MD5) Previous issue date: 2014-10-30 / A melhoria no desempenho de aglomerantes hidr?ulicos, a base de cimento Portland, consiste na sele??o e aplica??o criteriosa de materiais que promovam uma maior durabilidade e redu??o de custos com manuten??o. Existe uma grande variedade de aditivos qu?micos utilizados em pastas de cimento Portland para cimenta??o de po?os petrol?feros. Estes s?o projetados para se trabalhar em temperaturas abaixo de 0 ? C (em zonas congeladas da terra) a 300 ? C (na recupera??o t?rmica e po?os geot?rmicos); faixas de press?o pr?ximas a ambiente (em po?os rasos) at? mais de 200 MPa (em po?os profundos). Sendo assim, os aditivos tornam poss?vel a adequa??o das pastas de cimento para aplica??o em diversas condi??es. Dentre os materiais utilizados, em pastas de cimento Portland, para po?os petrol?feros, os de escala nanom?trica v?m sendo aplicados com bons resultados. A nanoss?lica, constitu?da por uma dispers?o de part?culas de SiO2, em escala nanom?trica, quando utilizada em sistemas de cimento melhora as caracter?sticas pl?sticas e mec?nicas do material endurecido. Essa dispers?o ? comercialmente utilizada como material de preenchimento, modificador de propriedades reol?gicas e/ou em recupera??o de processos da constru??o civil. Tamb?m ? usada em muitas formula??es de produtos, como tintas, pl?sticos, borrachas sint?ticas, adesivos, selantes ou materiais isolantes. Com base no exposto, este trabalho tem como objetivo avaliar a atua??o da nanos?lica como, aditivo estendedor, e melhorar o desempenho de pastas de cimento submetidas a baixas temperaturas (5?C ? 3?C), para aplica??o em fases iniciais de po?os petrol?feros mar?timos. Foram formuladas pastas de cimento, com densidades 11,12 e 13 ppg, e concentra??es de 0; 0,5;1,0 e 1,5 % . As pastas foram submetidas a baixas temperaturas (5?C ? 3?C) e, sua avalia??o, realizada atrav?s da ensaios reol?gicos, estabilidade, ?gua livre e resist?ncia ? compress?o, de acordo com os procedimentos estabelecidos pela API SPEC 10A. Tamb?m foram realizados ensaios de caracteriza??o t?rmica (TG/DTA) e cristalogr?fica (DRX). O uso da nanoss?lica promoveu redu??o de 30% do volume de ?gua livre e aumentou o valor da resist?ncia ? compress?o em 54,2 %, em rela??o ? pasta padr?o. Desta forma, a nanoss?lica se apresentou como um material promissor para aplica??o em pastas de cimento utilizadas em fases iniciais de po?os petrol?feros com baixas temperaturas. / The improved performance of hydraulic binders, the base of Portland cement, consists in the careful selection and application of materials that promote greater durability and reduced maintenance costs There is a wide variety of chemical additives used in Portland cement slurries for cementing oil wells. These are designed to work in temperatures below 0 ? C (frozen areas of land) to 300 ? C (thermal recovery wells and geothermal); pressure ranges near ambient pressure (in shallow wells) to greater than 200 MPa (in deep wells). Thus, additives make possible the adaptation of the cement slurries for application under various conditions. Among the materials used in Portland cement slurry, for oil wells, the materials with nanometer scale have been applied with good results. The nanoss?lica, formed by a dispersion of SiO2 particles, in the nanometer scale, when used in cement systems improves the plastic characteristics and mechanical properties of the hardened material. This dispersion is used commercially as filler material, modifier of rheological properties and / or in recovery processes construction. It is also used in many product formulations such as paints, plastics, synthetic rubbers, adhesives, sealants and insulating materials Based on the above, this study aims to evaluate the performance of nanoss?lica as extender additive and improver of the performance of cement slurries subjected to low temperatures (5 ? C ? 3 ? C) for application to early stages of marine oil wells. Cement slurries were formulated, with densities 11.0;12.0 and 13.0 ppg, and concentrations of 0; 0.5, 1.0 and 1.5%. The cement slurries were subjected to cold temperatures (5 ? C ? 3 ? C), and its evaluation performed by tests rheological stability, free water and compressive strength in accordance with the procedures set by API SPEC 10A. Thermal characterization tests (TG / DTA) and crystallographic (XRD) were also performed. The use of nanoss?lica promoted reduction of 30% of the volume of free water and increased compression resistance value of 54.2% with respect to the default cement slurry. Therefore, nanoss?lica presented as a promising material for use in cement slurries used in the early stages of low-temperature oil wells

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-07-22T15:10:01Z No. of bitstreams: 1 DennysSalvinoSergioPereira_DISSERT.pdf: 3075551 bytes, checksum: e6d5511e1a1ab53ec644ffbc4a7e448e (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-07-27T19:21:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DennysSalvinoSergioPereira_DISSERT.pdf: 3075551 bytes, checksum: e6d5511e1a1ab53ec644ffbc4a7e448e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-27T19:21:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DennysSalvinoSergioPereira_DISSERT.pdf: 3075551 bytes, checksum: e6d5511e1a1ab53ec644ffbc4a7e448e (MD5) Previous issue date: 2015-07-10 / Pastas de cimento utilizadas em opera??es de cimenta??o de po?os petrol?feros s?o preparadas conforme as caracter?sticas especificas de cada po?o. As propriedades f?sicas requeridas para cada formula??o de pasta dependem das condi??es de temperatura e press?o do po?o a ser cimentado. As propriedades reol?gicas das pastas s?o par?metros de importante controle para a efici?ncia no deslocamento e posicionamento da pasta durante a opera??o de cimenta??o. Um dos principais tipos de aditivo utilizado para a adequa??o das propriedades reol?gicas das pastas de cimento ? o aditivo dispersante. O presente trabalho tem como objetivo estudar, a influ?ncia da varia??o do tempo de adi??o do policarboxilato (0, 5, 10 e 15 minutos) em pastas de cimento, considerando os per?odos iniciais de hidrata??o das part?culas de cimento como ponto fundamental para uma melhor atua??o do aditivo dispersante. Foram preparadas pastas com densidade fixada em 15,6 lb/gal (1,87 g/cm3) e concentra??es de policarboxilato variando entre 0,01 gpc at? 0,05 gpc, a temperatura de circula??o (BHCT) de 51?C e temperatura est?tica (BHST) de 76? C. As pastas foram caracterizadas a partir de ensaios reol?gicos, volume de filtrado, tempo de espessamento e resist?ncia ? compress?o para formula??es. Foram tamb?m realizados ensaios de Difra??o de raios-X (DRX) e Microscopia Eletr?nica de Varredura (MEV). Os resultados mostraram que a adi??o do policaboxilato ap?s 15 minutos reduziu em 70 % os valores dos par?metros reol?gicos. De acordo com resultados de DRX e MEV, a adi??o do dispersante, ap?s 15 minutos, n?o influenciou as rea??es qu?micas e a consequente forma??o dos produtos de hidrata??o do cimento. / Cement pastes used in cementing oil wells operations are prepared according to the specific characteristics of each well. The physical properties requested for each folder formulation depend on the temperature and pressure of the well to be cemented. The rheological properties of the pulp are important control parameter for efficiency in transportation and positioning the folder during the cementing operation. One of the main types of additive used for the adjustment of rheological properties of cement pastes is the dispersant additive. This work aims to study the influence of variation of the time of addition of the polycarboxylate (0, 5, 10 and 15 minutes) in cement pastes, considering the initial periods of hydration of cement particles as fundamental point for better performance dispersant additive. Pastes were prepared with a density set at 15.6 lb/gal (1.87 g/cm3) and polycarboxylate concentrations ranging from 0.01 gpc to 0.05 gpc circulation temperature (BHCT) of 51?C and static temperature (BHST) of 76 C. The pastes were characterized from a rheological measurements, volume filtered, thickening time and resistance to compression formulations. Also were carried out tests Diffraction X-ray (XRD) and Scanning Electron Microscopy (MEV). The results showed that the addition of policaboxilato after 15 minutes decreased by 70% the values of rheological parameters. According to results of DRX and MEV, the addition of dispersant after 15 minutes did not affect the chemical reactions and subsequent formation of cement hydration products. A study of the economic feasibility to realize the financial benefits of the technique, which can be seen only with the use of the technique in this work to reduce the cost of production of cement paste was carried out, can get up to $ 1015.00 for each folder 100 barrels produced with said formulations.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:58:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JairJF.pdf: 2118610 bytes, checksum: 58b235c37b06aad236571a4bddf0bd41 (MD5) Previous issue date: 2007-07-06 / Improving the adherence between oilwell metallic casing and cement sheath potentially decrease the number of corrective actions present/y necessary for Northeastern wells submitted to steam injection. In addition to the direct costs involved in the corrective operations, the economic impact of the failure of the primary cementing aIso includes the loss in the production of the well. The adherence between casing and cement is current/y evaluated by a simple shear tests non standardized by the American Petroleum Institute (API). Therefore, the objective of the present is to propose and evaluate a standardized method to assess the adherence of oilwell metallic casing to cement sheath. To that end, a section of a cemented oilwell was simulated and used to test the effect of different parameters on the shear stress of the system. Surface roughness and different cement compositions submitted or not to thermal cycling were evaluated. The results revealed that the test geometry and parameters proposed yielded different values for the shear stress of the system, corresponding to different adherent conditions between metallic casing and cement sheath / A boa ader?ncia mec?nica entre o revestimento met?lico e a bainha cimentante de po?os de petr?leo pode diminuir a freq??ncia de opera??es de cimenta??o corretivas hoje verificadas, principalmente na regi?o Nordeste, em po?os sujeitos ? inje??o de vapor. Al?m do custo direto de cada opera??o corretiva, o impacto econ?mico da falha da cimenta??o prim?ria tamb?m inclui a parada de produ??o do po?o. Atualmente, a ader?ncia entre o cimento e o revestimento ? aferida por meio de uma metodologia de ensaio, n?o padronizada pelas normas do American Petroleum Institute (API), que consiste em mensurar a resist?ncia ao cisalhamento entre um tubo de a?o e o cimento. Este trabalho tem por meta criar uma proposta de metodologia para padronizar os ensaios de ader?ncia de cimentos para po?os de petr?leo sobre revestimentos met?licos. Para isso utilizou-se a simula??o de um trecho de po?o cimentado. Tamb?m se usou o ensaio para caracterizar a sensibilidade das condi??es superficiais dos tubos, sem tratamento e com tratamento de hidrojateamento, assim como o comportamento termo-mec?nico de cimentos em contato com revestimento. Estes ensaios foram usados para validar novas pastas cimentantes desenvolvidas em fun??o de diferentes condi??es de po?o e m?todos avan?ados de recupera??o de ?leo. Por meio desses ensaios, com o uso de diferentes condi??es de superf?cie, aplica??o de diferentes composi??es de cimentos e varias formas de aquecimento ao sistema, foi poss?vel constatar que a geometria de ensaios proposta ? sens?vel a altera??es na ader?ncia do conjunto, causadas por situa??es reais encontradas nas condi??es. de po?os, especialmente aqueles sujeitos ? inje??o de vapor

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.