Made available in DSpace on 2014-12-17T15:48:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GustavoAS_DISSERT.pdf: 3060399 bytes, checksum: 659289bc757f2443a1b6902094747b13 (MD5) Previous issue date: 2012-02-27 / This work approaches the Scheduling Workover Rigs Problem (SWRP) to maintain the wells of an oil field, although difficult to resolve, is extremely important economical, technical and environmental. A mathematical formulation of this problem is presented, where an algorithmic approach was developed. The problem can be considered to find the best scheduling service to the wells by the workover rigs, taking into account the minimization of the composition related to the costs of the workover rigs and the total loss of oil suffered by the wells. This problem is similar to the Vehicle Routing Problem (VRP), which is classified as belonging to the NP-hard class. The goal of this research is to develop an algorithmic approach to solve the SWRP, using the fundamentals of metaheuristics like Memetic Algorithm and GRASP. Instances are generated for the tests to analyze the computational performance of the approaches mentioned above, using data that are close to reality. Thereafter, is performed a comparison of performance and quality of the results obtained by each one of techniques used / O trabalho em quest?o aborda o Problema da Programa??o das Sondas de Produ??o (PPSP) para atender os po?os de um campo de petr?leo. Embora de dif?cil resolu??o, ele ? de extrema import?ncia econ?mica, t?cnica e ambiental. Uma formula??o matem?tica deste problema ? apresentada, assim como desenvolvida uma abordagem algor?tmica. O problema abordado pode ser considerado como o de encontrar o melhor escalonamento de atendimento aos po?os pelas sondas, levando em considera??o a minimiza??o da composi??o dos custos relativos ?s sondas e da perda total da produ??o de petr?leo associada aos po?os que est?o aguardando por atendimento. Tal problema assemelha-se ao Problema de Roteamento de Ve?culos (PRV), que ? classificado como pertencente ? classe de problemas NP-Dif?cil. O objetivo da presente pesquisa ? desenvolver uma abordagem algor?tmica para resolver o PPSP, utilizando os fundamentos de metaheur?sticas como o Algoritmo Mem?tico e o GRASP. Inst?ncias s?o geradas para a realiza??o dos testes computacionais para an?lise do desempenho das abordagens acima citadas, utilizando dados que se aproximam da realidade. A partir da?, ? realizada uma compara??o de desempenho e qualidade dos resultados obtidos por cada uma das t?cnicas utilizadas

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:06:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SheylaKJM_DISSERT.pdf: 2022444 bytes, checksum: 199284d45ddc8db628d0e2f45da9a7e8 (MD5) Previous issue date: 2011-01-17 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The present work is to study the characteristics and technological properties of soil-cement bricks made from binary and ternary mixtures of Portland cement, sand, water, with or without addition of gravel from the drilling of oil wells, which could be used by industry, aiming to improve its performance and reduce cost by using the residue and, consequently, increasing its useful life. The soil-cement bricks are one of the alternatives to masonry construction. These elements, after a short curing period, provide compressive strength similar to that of solid bricks and ceramic blocks, and the higher the resistance the higher the amount of cement used. We used the soil from the city of S?o Jos? do Mipibu / RN, the banks of the River Baldun, cement CPIIZ-32 and residue of drill cuttings from oil wells drilling onshore wells in the town of Mossley, RN, provided Petrobras. To determine the optimum mix, we studied the inclusion of different residues (100%, 80%, 70%, 60% and 50%) where 15 bodies were made of the test piece. The assessment was made of bricks made from simple compression tests, mass loss by immersion and water absorption. The experimental results proved the efficiency and high utilization of the waste from the drilling of oil wells, making the brick-cement-soil residue with a higher strength and lower water absorption. The best result in terms of mechanical strength and water absorption for the ternary mixture was 10% soil, 14% cement and 80% residue. In terms of binary mixtures, we obtained the best result for the mix-cement residue, which was 14% cement incorporated in the residue / O presente trabalho consiste no estudo das caracter?sticas e propriedades tecnol?gicas de tijolos solo-cimento formulados a partir de misturas bin?rias e tern?rias de cimento Portland, areia, ?gua, com e sem adi??o de cascalho proveniente da perfura??o de po?os de petr?leo, que poder?o ser utilizados pela ind?stria, com o objetivo de melhorar seu desempenho e diminuir seu custo utilizando o res?duo e, conseq?entemente, aumentando sua vida ?til. Os tijolos de solo-cimento constituem uma das alternativas para a constru??o em alvenaria. Esses elementos, ap?s pequeno per?odo de cura, garantem resist?ncia ? compress?o simples similar ? dos tijolos maci?os e blocos cer?micos, sendo a resist?ncia tanto mais elevada quanto maior for ? quantidade de cimento empregada. Foi utilizado o solo proveniente do Munic?pio de S?o Jos? do Mipib?/RN, as margens do Rio Baldun, cimento CPIIZ-32 e res?duo de cascalho de perfura??o de po?os de petr?leo proveniente da perfura??o de po?os Onshore, no munic?pio de Mossor?/RN, fornecido pela Petrobras. Para a determina??o da mistura ?tima, estudou-se a inclus?o de teores de res?duos diferenciados (100%; 80%; 70%; 60% e 50%) onde foram confeccionados 15 corpos-de-prova. A avalia??o dos tijolos confeccionados foi feita a partir de ensaios de compress?o simples, perda de massa por imers?o e absor??o de ?gua. Os resultados experimentais comprovaram a efici?ncia e o elevado potencial de utiliza??o do res?duo proveniente da perfura??o de po?os de petr?leo, tornando o tijolo de solo-cimento-res?duo com uma maior resist?ncia mec?nica e menor absor??o de ?gua. O melhor resultado, em termos de resist?ncia mec?nica e absor??o d ?gua, para a mistura tern?ria, foi de 10% de solo, 14% de cimento e 80% de res?duo. Em termos de misturas bin?rias, obteve-se o melhor resultado para a combina??o cimento-res?duo, que foi de 14% de cimento incorporado no res?duo

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

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:08:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MariaVMMpdf.pdf: 1276052 bytes, checksum: 2a1c6384ed87c24c3ab5a2346947a35d (MD5) Previous issue date: 2009-07-24 / The main objective of this study is to apply recently developed methods of physical-statistic to time series analysis, particularly in electrical induction s profiles of oil wells data, to study the petrophysical similarity of those wells in a spatial distribution. For this, we used the DFA method in order to know if we can or not use this technique to characterize spatially the fields. After obtain the DFA values for all wells, we applied clustering analysis. To do these tests we used the non-hierarchical method called K-means. Usually based on the Euclidean distance, the K-means consists in dividing the elements of a data matrix N in k groups, so that the similarities among elements belonging to different groups are the smallest possible. In order to test if a dataset generated by the K-means method or randomly generated datasets form spatial patterns, we created the parameter Ω (index of neighborhood). High values of Ω reveals more aggregated data and low values of Ω show scattered data or data without spatial correlation. Thus we concluded that data from the DFA of 54 wells are grouped and can be used to characterize spatial fields. Applying contour level technique we confirm the results obtained by the K-means, confirming that DFA is effective to perform spatial analysis / O principal objetivo do presente trabalho foi aplicar m?todos recentemente desenvolvidos em f?sica-estat?stica ?s s?ries temporais, em especial a dados de perfis el?tricos de indu??o de 54 po?os de petr?leo localizados no Campo de Namorado Bacia de Campos - RJ, para estudar a similaridade petrof?sica dos po?os numa distribui??o espacial. Para isto, utilizamos o m?todo do DFA com o intuito de saber se podemos, ou n?o, utilizar esta t?cnica para caracterizar espacialmente o campo. Depois de obtidos os valores de DFA para todos os po?os, fizemos uma an?lise de agrupamento com rela??o a estas caracter?sticas; para tanto, utilizamos o m?todo de agrupamento n?o-hier?rquico chamado m?todo K-m?dia. Geralmente baseado na dist?ncia euclidiana, o K-m?dia consiste em dividir os elementos de uma matriz n de dados em k grupos bem definidos, de maneira que as semelhan?as existentes entre elementos pertencentes a grupos distintos sejam as menores poss?veis. Com o objetivo de verificar se um conjunto de dados gerados pelo m?todo do K-m?dia ou gerado aleatoriamente forma padr?es espaciais, criamos o par?metro Ω (?ndice de vizinhan?a). Altos valores de Ω implicam em dados mais agregados e baixos valores de Ω em dados dispersos ou sem correla??o espacial. Com aux?lio do m?todo de Monte Carlo observamos que dados agrupados aleatoriamente apresentam uma distribui??o de Ω inferior ao valor emp?rico. Desta forma conclu?mos que os dados de DFA obtidos nos 54 po?os est?o agrupados e podem ser usados na caracteriza??o espacial de campos. Ao cruzar os dados das curvas de n?vel com os resultados obtidos pelo K-m?dia, confirmamos a efici?ncia do mesmo para correlacionar po?os em distribui??o espacial

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:08:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ItaloBS_DISSERT_Parcial.pdf: 1092449 bytes, checksum: 84033c6935995f4df8913ea7b715a8e5 (MD5) Previous issue date: 2014-01-16 / The study of complex systems has become a prestigious area of science, although relatively young . Its importance was demonstrated by the diversity of applications that several studies have already provided to various fields such as biology , economics and Climatology . In physics , the approach of complex systems is creating paradigms that influence markedly the new methods , bringing to Statistical Physics problems macroscopic level no longer restricted to classical studies such as those of thermodynamics . The present work aims to make a comparison and verification of statistical data on clusters of profiles Sonic ( DT ) , Gamma Ray ( GR ) , induction ( ILD ) , neutron ( NPHI ) and density ( RHOB ) to be physical measured quantities during exploratory drilling of fundamental importance to locate , identify and characterize oil reservoirs . Software were used : Statistica , Matlab R2006a , Origin 6.1 and Fortran for comparison and verification of the data profiles of oil wells ceded the field Namorado School by ANP ( National Petroleum Agency ) . It was possible to demonstrate the importance of the DFA method and that it proved quite satisfactory in that work, coming to the conclusion that the data H ( Hurst exponent ) produce spatial data with greater congestion . Therefore , we find that it is possible to find spatial pattern using the Hurst coefficient . The profiles of 56 wells have confirmed the existence of spatial patterns of Hurst exponents , ie parameter B. The profile does not directly assessed catalogs verification of geological lithology , but reveals a non-random spatial distribution / O estudo dos sistemas complexos tornou-se uma ?rea prestigiada da ci?ncia, apesar de ser relativamente jovem. Sua import?ncia foi comprovada pela diversidade de aplica??es que v?rios estudos j? proporcionaram para campos diversos como os da Biologia, Economia e Climatologia. Na F?sica, a abordagem dos sistemas complexos vem criando paradigmas que influenciam de forma marcante os novos m?todos, trazendo para a F?sica Estat?stica problemas de n?vel macrosc?pico n?o mais restritos a estudos cl?ssicos como os da Termodin?mica. O presente trabalho tem como objetivo fazer uma compara??o e verifica??o dos aglomerados estat?sticos de dados relativos aos perfis de S?nico (DT), Raio Gama (GR), Indu??o (ILD), Neutr?nico (NPHI) e Densidade (RHOB) por serem grandezas f?sicas medidas durante a perfura??o de po?os explorat?rios de fundamental import?ncia para localizar, identificar e caracterizar reservat?rios de petr?leo. Foram utilizados os softwares: Statistica, Matlab R2006a, Origin 6.1 e Fortran para a compara??o e verifica??o dos dados dos perfis de po?os de petr?leo da Escola Campo Namorado cedidos pela ANP (Ag?ncia nacional de petr?leo). Foi poss?vel evidenciar a import?ncia do m?todo DFA e que o mesmo mostrou-se bastante satisfat?rio no referido trabalho, chegando-se a conclus?o que os dados do H (expoente de Hurst) produzem dados espaciais com uma maior aglomera??o. Portanto, constatamos que ? poss?vel encontrar padr?o espacial usando o coeficiente de Hurst. Os perfis dos 56 po?os comprovaram a exist?ncia de padr?es espaciais dos expoentes de Hurst, ou seja, par?metro B. O perfil avaliado n?o cataloga diretamente a verifica??o da litologia geol?gica, mas revela a exist?ncia de uma distribui??o espacial n?o aleat?ria / 2024-12-31

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:08:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LuannaCMP_DISSERT.pdf: 3195149 bytes, checksum: 9c2b834c5beeb3439f6a0d1955159637 (MD5) Previous issue date: 2013-09-02 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Although there are a wide variety of additives that act in fresh state, to adjust the properties of cement, there is also a search by additions that improve the tenacity of the cement in the hardened state. This, in turn, can often be increased by inserting fibers, which act on the deflection of microcracks. This study aimed to use a microfiber glass wool (silica-based) as an additive reinforcing the cement matrix, improving the rupture tenacity, in order to prevent the propagation of microcracks in the cement sheath commonly found in oil wells submitted to high temperatures. The fibers were added at different concentrations, 2 to 5% (BWOC) and varied average sizes, grinding for 90 s, 180 s, 300 s, 600 s. The cement slurries were made with a density of 1,90 g/ cm3 (15,6 lb/gal), using Portland cement CPP- Special Class as the hydraulic binder and 40% silica flour. The characterization of the fiber was made by scanning electron microscopy (SEM), particle size by sieving, X-ray fluorescence (XRF), X-ray diffraction (XRD) and thermogravimetry (TG / DTG). Were performed technological tests set by the API (American Petroleum Institute) by rheology, stability, free water, compressive strength, as well as testing rupture energy, elastic modulus and permeability. The characterization results showed good thermal stability of the microfiber glass wool for application in oil wells submitted to steam injection and, also, that from the particle size data, it was possible to suggest that microfibers milled up to 300 s, are ideal to act as reinforcement to the cement slurries. The rheological parameters, there was committal of plastic viscosity when larger lengths were inserted of microfiber (F90). The values obtained by free water and stability were presented according to API. The mechanical properties, the incorporation of microfiber to the cement slurries gave better rupture tenacity, as compared to reference cement slurries. The values of compressive strength, elastic modulus and permeability have been maintained with respect to the reference cement slurries. Thus, cement slurries reinforced with microfiber glass wool can ensure good application for cementing oil wells submitted to steam injection, which requires control of microcracks, due to the thermal gradients / Embora exista uma grande variedade de aditivos que atuam no estado fresco, para ajuste das propriedades do cimento, existe tamb?m uma busca por adi??es que melhorem a tenacidade do cimento no estado endurecido. Esta, por sua vez, pode comumente ser aumentada pela inser??o de fibras, as quais agem na deflex?o de microtrincas. Este trabalho tem como objetivo utilizar microfibras de l? de vidro (? base de s?lica) como aditivo de refor?o ? matriz ciment?cia, melhorando a tenacidade ? ruptura, a fim de evitar a propaga??o de microfissuras na bainha cimentante comumente encontradas em po?os de petr?leo submetidos a altas temperaturas. As fibras foram adicionadas em diferentes teores, de 2 a 5% (BWOC), e variados tamanhos m?dios, obtidos variando o tempo de moagem de 90 s, 180 s, 300 s e 600 s. As pastas foram formuladas com densidade de 1,90 g/ cm3 (15,6 lb/gal), utilizando o cimento Portland CPP-Classe Especial como aglomerante hidr?ulico e 40% de s?lica flour. A caracteriza??o da fibra foi feita por microscopia eletr?nica de varredura (MEV), granulometria por peneiramento, fluoresc?ncia de raios X (FRX), difra??o de raios X (DRX) e termogravimetria (TG/DTG). Foram realizados ensaios tecnol?gicos padronizados pela API (American Petroleum Institute) de reologia, estabilidade, ?gua livre, resist?ncia ? compress?o, bem como testes de energia de ruptura, m?dulo de elasticidade e permeabilidade. Os resultados da caracteriza??o mostraram boa estabilidade t?rmica da microfibra de l? de vidro para aplica??o em po?os submetidos ? inje??o de vapor. A partir dos dados de granulometria, foi poss?vel verificar que microfibras mo?das at? 300 s s?o ideais para agirem como refor?o ? pasta de cimento. Dos par?metros reol?gicos, houve o comprometimento da viscosidade pl?stica quando foram inseridos comprimentos maiores de microfibra (F90). Os valores obtidos de ?gua livre e estabilidade se apresentaram conformes ? norma API. Das propriedades mec?nicas, a incorpora??o de microfibra ? pasta de cimento conferiu melhor tenacidade ? ruptura, comparada a pasta de refer?ncia. Os valores obtidos de resist?ncia ? compress?o, m?dulo de elasticidade e permeabilidade foram mantidos com rela??o ? pasta padr?o. Desse modo, pastas ciment?cias refor?adas com microfibra de l? de vidro podem garantir boas aplica??es em cimenta??o de po?os de petr?leo sujeitas ? inje??o de vapor, que exija o controle de microfissuras em virtude do gradiente de temperatura

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-06-14T19:53:37Z No. of bitstreams: 1 LechWalesaOliveiraSoares_DISSERT.pdf: 2473726 bytes, checksum: d7a80c7eeaba135cb9b0bb6355b7a8c2 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-06-15T23:04:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 LechWalesaOliveiraSoares_DISSERT.pdf: 2473726 bytes, checksum: d7a80c7eeaba135cb9b0bb6355b7a8c2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-15T23:04:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LechWalesaOliveiraSoares_DISSERT.pdf: 2473726 bytes, checksum: d7a80c7eeaba135cb9b0bb6355b7a8c2 (MD5) Previous issue date: 2015-04-10 / A cimenta??o de po?os de petr?leo tem como fun??o b?sica promover a estabilidade mec?nica e selar hidraulicamente o po?o impedindo a comunica??o entre os diferentes tipos de fluidos. Materiais pozol?nicos s?o adicionados ao cimento, pois reagem com o hidr?xido de c?lcio formando silicatos e aluminatos de c?lcio hidratado, melhorando a estabilidade qu?mica dos produtos das fases hidratadas. A utiliza??o da cinza da casca de arroz, um rejeito da agroind?stria, na substitui??o parcial ou em adi??o ao cimento ? uma alternativa sustent?vel, na qual ? poss?vel reduzir os ?ndices de emiss?o de CO2 no processo de fabrica??o do cimento. Nesse trabalho foi avaliada a atividade pozol?nica da cinza da casca de arroz (RHA e WRHA) em pastas de cimento para po?os de petr?leo em adi??es de 10% e 20% com rela??o ? massa de cimento (BWOC). As pastas foram curadas por 28 dias a 38?C. As cinzas foram caracterizadas pelas t?cnicas de Microscopia Eletr?nica de Varredura (MEV), Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Energia Dispersiva de Raios X (EDX) e ?rea superficial (BET). A atividade pozol?nica foi avaliada pelas t?cnicas de An?lise Termogravim?trica (TGA), Difra??o de Raios X (DRX) e Resist?ncia ? Compress?o. Os resultados de TGA demonstraram que a adi??o da WRHA promoveu uma redu??o de aproximadamente 73% da fase Portlandita com rela??o ? pasta padr?o. A partir dos resultados de DRX foi poss?vel se evidenciou a redu??o da intensidade dos picos de Portlandita. Com base nos resultados apresentados podemos concluir que a cinza da casca do arroz reagiu quimicamente com a Portlandita produzindo C-S-H confirmando seu efeito como agente pozol?nico. / Pozzolanic materials such as rice husk ash are widely used to substitute part of cement, because they react with calcium hydroxide (CH) producing calcium silicate hydrate (C-S-H), which aggregate better physical, chemical and mechanical properties to the cement slurry. The usage of rice husk biomass ash from agribusiness in addition to or partially replacing cement is a noble purpose and a good way of sustainable development which currently is an obsession around the world. The ashes utilized in this study were characterized by: scanning electron microscopy technique (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and BET method. The pozzolanic activity of RHA and WRHA in cement slurries was evaluated by: thermal-gravimetric technique and derivative thermogravimetry (TGA/DTG), X-ray diffraction (XRD) and Compressive Strength. The slurries formulated with additions of 10% and 20% of RHA and WRHA were cured for 28 days at 58 ?C. The results of thermal analysis demonstrated that a 20% WRHA addition caused a reduction of approximately 73% of Portlandite (calcium hydroxide ? CH) phase related to standard slurry (STD). The XRD scans also demonstrated the reduction of the Portlandite peaks? intensity for each slurry compared with STD slurry. The RHA and WRHA react chemically with Portlandite producing calcium silicate hydrate (C-S-H), confirming their effect as a pozzolanic agent. The WRHA presented the best results as a pozzolanic material.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-10-18T20:55:14Z No. of bitstreams: 1 WendellRossineMedeirosDeSouza_TESE.pdf: 7150800 bytes, checksum: 939215abfa16589e581080cb1d3e85f5 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-10-24T23:17:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 WendellRossineMedeirosDeSouza_TESE.pdf: 7150800 bytes, checksum: 939215abfa16589e581080cb1d3e85f5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-24T23:17:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 WendellRossineMedeirosDeSouza_TESE.pdf: 7150800 bytes, checksum: 939215abfa16589e581080cb1d3e85f5 (MD5) Previous issue date: 2017-05-30 / A exposi??o dos po?os de petr?leo a condi??es extremas os tem levado a in?meros problemas de integridade, mesmo quando projetados adequadamente. O uso de t?cnicas de recupera??o, tal como a inje??o c?clica de vapor, submete os materiais a varia??es de temperatura severas reduzindo a vida ?til do po?o; ainda, podendo levar ? falha do revestimento met?lico e da bainha de cimento. A perda da integridade da bainha de cimento pode acarretar no vazamento dos fluidos presentes na forma??o e, em alguns casos, ocasionando significantes preju?zos ambientais e econ?micos. No caso de po?os sujeitos ? inje??o c?clica de vapor, a resist?ncia, a flexibilidade e as propriedades t?rmicas t?m sido apontadas como chave do problema. Neste trabalho, as an?lises termomec?nicas foram realizadas utilizando o m?todo dos elementos finitos em modo transiente. O revestimento met?lico, a bainha de cimento e a forma??o foram modelados utilizando-se um modelo 2D axissim?trico com elementos quadril?teros de 8 n?s. Foi analisado o comportamento mec?nico de bainha de cimento, sendo tr?s formula??es de pastas estudadas: pasta de refer?ncia e mais duas aditivadas com l?tex em concentra??es de 125 e 250 ml/kg de cimento. A influ?ncia da espessura da bainha de cimento e a taxa de aquecimento foram observadas como tamb?m seis diferentes valores de coeficientes de expans?o t?rmica para pasta de cimento. Foram analisados gradientes de temperaturas distintos de 150 oC, 200 oC, 250 oC, 300 oC e 350 oC, t?picas temperaturas encontradas no processo de inje??o de vapor, bem como em meio a forma??es com v?rios n?veis de rigidez. O estudo evidenciou que um dos problemas da integridade da bainha de cimento devido a inje??o de vapor est? associado a fase de aquecimento do po?o e localizado na regi?o da bainha pr?ximo ? forma??o. Foi constatado que vincular o emprego da formula??o mais flex?vel e expansiva a uma aplica??o do gradiente de temperatura de modo mais lento, pode prevenir o surgimento de danos na bainha de cimento evitando manobras de recimenta??o. Tal procedimento se mostrou eficaz para meios rochosos mais r?gidos bem como para temperaturas alvo mais elevadas. / Exposure of oil wells to extreme conditions has led to numerous integrity issues, even when designed properly. The use of recovery techniques, such as the cyclic steam injection, submits the materials to severe temperature variations, reducing the oil well lifespan; and may lead to failure of the steel casing and cement sheath. The loss of integrity of the cement sheath may lead to leakage of the fluids present in the formation and, in some cases, causing significant environmental and economic damages. In the case of wells subjected to the cyclic steam injection, resistance, flexibility and thermal properties have been identified as the key to the problem. In the present work, thermomechanical analyzes were performed using the finite element method in transient mode. The steel casing, the cement sheath and the formation were modeled using an axisymmetric 2D model with 8-node quadrilateral elements. The mechanical behavior of the cement sheath was analyzed, being three formulations of pastes studied: reference paste and two other paste with latex additives in concentrations of 125 and 250 ml / kg of cement. The influence of the cement sheath thickness and the heating rate were observed as well as six different coefficient values of thermal expansion for cement paste. It was analyzed the temperature gradients of 150 oC, 200 oC, 250 oC, 300 oC and 350 oC, typical temperatures encountered during the steam injection process, as well as between formations with various levels of rigidity. The study revealed that one of the problems of cement sheath integrity due to steam injection is associated with the heating phase of the well and located in the region of the sheath near the formation. It has been found that linking the use of the more flexible and expansive formulation to an extending temperature gradient period application may prevent damage to the cement sheath by avoiding recementing maneuvers. Such a procedure proved to be effective for more rigid rock media as well as for higher target temperatures.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MariaDMP_pre_textuais_ate_cap_3.pdf: 1552357 bytes, checksum: 286c69a88a6d2c4ec8689ee9514da8ec (MD5) Previous issue date: 2008-10-28 / Oil wells subjected to cyclic steam injection present important challenges for the development of well cementing systems, mainly due to tensile stresses caused by thermal gradients during its useful life. Cement sheath failures in wells using conventional high compressive strength systems lead to the use of cement systems that are more flexible and/or ductile, with emphasis on Portland cement systems with latex addition. Recent research efforts have presented geopolymeric systems as alternatives. These cementing systems are based on alkaline activation of amorphous aluminosilicates such as metakaolin or fly ash and display advantageous properties such as high compressive strength, fast setting and thermal stability. Basic geopolymeric formulations can be found in the literature, which meet basic oil industry specifications such as rheology, compressive strength and thickening time. In this work, new geopolymeric formulations were developed, based on metakaolin, potassium silicate, potassium hydroxide, silica fume and mineral fiber, using the state of the art in chemical composition, mixture modeling and additivation to optimize the most relevant properties for oil well cementing. Starting from molar ratios considered ideal in the literature (SiO2/Al2O3 = 3.8 e K2O/Al2O3 = 1.0), a study of dry mixtures was performed,based on the compressive packing model, resulting in an optimal volume of 6% for the added solid material. This material (silica fume and mineral fiber) works both as an additional silica source (in the case of silica fume) and as mechanical reinforcement, especially in the case of mineral fiber, which incremented the tensile strength. The first triaxial mechanical study of this class of materials was performed. For comparison, a mechanical study of conventional latex-based cementing systems was also carried out. Regardless of differences in the failure mode (brittle for geopolymers, ductile for latex-based systems), the superior uniaxial compressive strength (37 MPa for the geopolymeric slurry P5 versus 18 MPa for the conventional slurry P2), similar triaxial behavior (friction angle 21? for P5 and P2) and lower stifness (in the elastic region 5.1 GPa for P5 versus 6.8 GPa for P2) of the geopolymeric systems allowed them to withstand a similar amount of mechanical energy (155 kJ/m3 for P5 versus 208 kJ/m3 for P2), noting that geopolymers work in the elastic regime, without the microcracking present in the case of latex-based systems. Therefore, the geopolymers studied on this work must be designed for application in the elastic region to avoid brittle failure. Finally, the tensile strength of geopolymers is originally poor (1.3 MPa for the geopolymeric slurry P3) due to its brittle structure. However, after additivation with mineral fiber, the tensile strength became equivalent to that of latex-based systems (2.3 MPa for P5 and 2.1 MPa for P2). The technical viability of conventional and proposed formulations was evaluated for the whole well life, including stresses due to cyclic steam injection. This analysis was performed using finite element-based simulation software. It was verified that conventional slurries are viable up to 204?F (400?C) and geopolymeric slurries are viable above 500?F (260?C) / Po?os sujeitos ? inje??o c?clica de vapor apresentam importantes desafios para desenvolvimento de pastas de cimenta??o, devido principalmente aos esfor?os de tra??o causados pelos gradientes t?rmicos durante a sua vida ?til. Falhas em cimenta??es que empregaram pastas convencionais de elevada resist?ncia ? compress?o levaram ao emprego de pastas mais flex?veis e/ou d?cteis, com destaque para as pastas de cimento Portland com adi??o de l?tex. Recentes pesquisas t?m apresentado pastas geopolim?ricas como alternativa. Estas pastas cimentantes s?o baseadas na ativa??o alcalina de aluminosilicatos amorfos como o metacaulim ou a cinza volante e possuem propriedades vantajosas como alta resist?ncia ? compress?o, r?pido endurecimento e estabilidade t?rmica. Encontram-se na literatura formula??es geopolim?ricas b?sicas que atendem ?s especifica??es da ind?stria de petr?leo, incluindo reologia, resist?ncia ? compress?o e tempo de espessamento. Neste trabalho, desenvolveu-se novas formula??es geopolim?ricas ? base de metacaulim, silicato de pot?ssio, hidr?xido de pot?ssio, micross?lica e fibra mineral, utilizando o estado da arte em composi??o qu?mica, modelagem de misturas e aditiva??o para otimizar as propriedades relevantes para a cimenta??o de po?os. Partindo de raz?es molares consideradas ideais na literatura (SiO2/Al2O3 = 3,8 e K2O/Al2O3 = 1,0), realizou-se um estudo de misturas secas baseado no modelo do empacotamento compress?vel, obtendo-se um volume ?timo de 6% para o material s?lido adicional. Este material (micross?lica e fibra mineral) serve tanto como fonte de s?lica adicional (no caso da micross?lica) quanto refor?o mec?nico, principalmente no caso da fibra mineral, a qual incrementou a resist?ncia ? tra??o. Realizou-se o primeiro estudo mec?nico triaxial desta classe de pastas. Para efeito de compara??o, tamb?m foi realizado um estudo mec?nico de pastas convencionais ? base de l?tex. Apesar de diferen?as no modo de ruptura (fr?gil no caso dos geopol?meros, d?ctil no caso das pastas com l?tex), a superior resist?ncia compressiva uniaxial (37 MPa para a pasta geopolim?rica P5 versus 18 MPa para a pasta convencional P2), comportamento triaxial similar (?ngulo de atrito 21? para P5 e P2) e menor rigidez (na regi?o el?stica 5,1 GPa para P5 versus 6,8 GPa para P2) das pastas geopolim?ricas permitiu uma capacidade de absor??o de energia (155 kJ/m3 para P5 versus 208 kJ/m3 para P2) compar?vel entre as duas, sendo que os geopol?meros atuam no regime el?stico, sem a microfissura??o presente nas pastas com l?tex. Assim, os geopol?meros estudados neste trabalho devem ser dimensionados para aplica??es no regime el?stico para evitar fraturas fr?geis. Finalmente, a resist?ncia ? tra??o do geopol?mero ? originalmente pobre (1,3 MPa para a pasta geopolim?rica P3) devido ? sua estrutura fr?gil. Entretanto, ap?s a aditiva??o desse sistema com fibra mineral, a resist?ncia ? tra??o do mesmo tornou-se equivalente (2,3 MPa para P5 e 2,1 MPa para P2) ? das pastas com l?tex. A viabilidade t?cnica das formula??es convencionais e geopolim?ricas foi avaliada durante toda a vida ?til do po?o, incluindo os esfor?os devidos ? inje??o c?clica de vapor. Esta an?lise foi feita utilizando um software de simula??o ? base de elementos finitos. Verificou-se que as pastas convencionais s?o vi?veis at? a temperatura de 204?C (400?F) e as geopolim?ricas acima de 260?C (500?F)