Made available in DSpace on 2014-12-17T14:08:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NataliaMMA_DISSERT.pdf: 1277437 bytes, checksum: 8ffa9b24fa37a0e3b017eb0e4b89299d (MD5) Previous issue date: 2013-09-02 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / An economical solution for cementing oil wells is the use of pre-prepared dry mixtures containing cement and additives. The mixtures may be formulated, prepared and transported to the well where is added water to be pumped.Using this method, becomes dispensable to prepare the cement mixes containing additives in the cementing operation, reducing the possibility of error. In this way, the aim of this work is to study formulations of cement slurries containing solid additives for primary cementing of oil wells onshore for typical depths of 400, 800 and 1,200 meters. The formulations are comprised of Special Class Portland cement, mineral additions and solids chemical additives.The formulated mixtures have density of 1.67 g / cm ? (14.0 lb / gal). Their optimization were made through the analysis of the rheological parameters, fluid loss results, free water, thickening time, stability test and mechanical properties.The results showed that mixtures are in conformity the specifications for cementing oil wells onshore studied depths / Uma solu??o econ?mica para a cimenta??o de po?os de petr?leo ? o emprego de pr?- misturas secas contendo cimento e aditivos s?lidos. As misturas podem ser formuladas, preparadas e transportadas para o po?o onde ser? adicionada ?gua para bombeio. Com essa metodologia, torna-se dispens?vel a prepara??o das misturas de cimento com aditivos no ato da opera??o de cimenta??o, reduzindo a possibilidade de erro. Desta forma, o objetivo desse trabalho ? estudar formula??es de pastas de cimento contendo aditivos s?lidos para a cimenta??o prim?ria de po?os de petr?leo onshore para profundidades t?picas de 400m, 800m e 1.200 metros. As formula??es s?o constitu?das de cimento Portland Classe Especial, adi??es minerais e aditivos qu?micos s?lidos. As misturas formuladas possuem massa espec?fica de 1,67 g/cm? (14,0 lb/gal). Sua otimiza??o foi feita a partir da an?lise de resultados de reologia, comportamento de perda de fluido para a forma??o, forma??o de ?gua livre ambiente, tempo de espessamento, estabilidade da mistura e comportamento mec?nico. Os resultados mostraram que as misturas se adequam ?s especifica??es para a cimenta??o de po?os de petr?leo onshore nas profundidades estudadas

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:09:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 KleberCC_TESE.pdf: 2548288 bytes, checksum: f214aa096a5ffb2a48cfa0e23356dfc4 (MD5) Previous issue date: 2011-07-22 / The preparation of cement slurries for offshore well cementing involves mixing all solid components to be added to the mixing water on the platform. The aim of this work was to study the formulation of pre-prepared dry mixtures, or grouts, for offshore oilwell cementing. The addition of mineral fillers in the strength of lightweight grouts applied for depths down to 400 m under water depths of 500 m was investigated. Lightweight materials and fine aggregates were selected. For the choice of starting materials, a study of the pozzolanic activity of low-cost fillers such as porcelain tile residue, microsilica and diatomaceous earth was carried out by X-ray diffraction and mechanical strength tests. Hardened grouts containing porcelain tile residue and microsilica depicted high strength at early ages. Based on such preliminary investigation, a study of the mechanical strength of grouts with density 1.74 g/cm3 (14.5 lb/gal) cured initially at 27 ?C was performed using cement, microsilica, porcelain tile residue and an anti-foaming agent. The results showed that the mixture containing 7% of porcelain tile residue and 7% of microsilica was the one with the highest compressive strength after curing for 24 hours. This composition was chosen to be studied and adapted for offshore conditions based on testes performed at 4 ?C. The grout containing cement, 7% of porcelain tile residue, 7% of active silica and admixtures (CaCl2), anti-foaming and dispersant resulted satisfactory rheology and mechanical strength after curing for 24 hours of curing / A prepara??o de pastas de cimento para po?os offshore envolve a mistura de todos os componentes s?lidos da pasta e a prepara??o da ?gua de mistura feita na pr?pria plataforma. O objetivo desse trabalho ? apresentar um estudo de formula??o de misturas secas pr?preparadas, ou grautes, para a cimenta??o de po?os offshore. Foi avaliado o efeito da adi??o de cargas minerais leves na resist?ncia mec?nica de grautes para cimenta??o prim?ria inicial (at? 400 m) com l?minas d ?gua acima de 500 m. Foi realizada uma sele??o de materiais leves e finos, em substitui??o aos agregados utilizados nos grautes da constru??o civil. Para a escolha dos materiais de partida, primeiramente foi realizado um estudo da atividade pozol?nica de materiais de baixo custo, como res?duo cer?mico de porcelanato, s?lica ativa e diatomita, por meio de difratometria de raios X e resist?ncia mec?nica ? compress?o. Verificou-se que as misturas com adi??o de res?duo de porcelanato e s?lica ativa apresentaram maiores resist?ncias nas primeiras idades. Com isso, foi desenvolvido um estudo da resist?ncia mec?nica ? compress?o de grautes com massa espec?fica 1,74 g/cm3 (14,5 lb/gal), curadas, inicialmente, a 27?C e compostas por cimento, res?duo de porcelanato e s?lica ativa, aditivadas com anti-espumante. Os resultados revelaram que a mistura com 7% de res?duo de porcelanato e 7% de s?lica ativa foi a que apresentou a maior resist?ncia mec?nica ? compress?o em ensaio realizado com 24 horas de cura. Escolhida a composi??o a ser estudada, ela foi adaptada ?s condi??es de po?o offshore, cujos ensaios foram realizados a 4?C. A mistura composta por cimento, 7% de res?duo de porcelanato e 7% de s?lica ativa foi aditivada com acelerador de pega (CaCl2), anti-espumante e dispersante. Os ensaios revelaram que essa composi??o mostrou-se satisfat?ria quanto ? resist?ncia mec?nica ? compress?o com 24 horas de cura, reologia, tempo de pega e volume de ?gua livre

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RomeroGSAF_DISSERT.pdf: 5251211 bytes, checksum: 91e35eccdc843f543fbc2744a816fb64 (MD5) Previous issue date: 2012-03-16 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / All around the world, naturally occurring hydrocarbon deposits, consisting of oil and gas contained within rocks called reservoir rocks , generally sandstone or carbonate exists. These deposits are in varying conditions of pressure and depth from a few hundred to several thousand meters. In general, shallow reservoirs have greater tendency to fracture, since they have low fracture gradient, ie fractures are formed even with relatively low hydrostatic columns of fluid. These low fracture gradient areas are particularly common in onshore areas, like the Rio Grande do Norte basin. During a well drilling, one of the most favorable phases for the occurrence of fractures is during cementing, since the cement slurry used can have greater densities than the maximum allowed by the rock structure. Furthermore, in areas which are already naturally fractured, the use of regular cement slurries causes fluid loss into the formation, which may give rise to failures cementations and formation damages. Commercially, there are alternatives to the development of lightweight cement slurries, but these fail either because of their enormous cost, or because the cement properties were not good enough for most general applications, being restricted to each transaction for which the cement paste was made, or both reasons. In this work a statistical design was made to determine the influence of three variables, defined as the calcium chloride concentration, vermiculite concentration and nanosilica concentration in the various properties of the cement. The use of vermiculite, a low density ore present in large amounts in northeastern Brazil, as extensor for cementing slurries, enabled the production of stable cements, with high water/cement ratio, excellent rheological properties and low densities, which were set at 12.5 lb / gal, despite the fact that lower densities could be achieved. It is also seen that the calcium chloride is very useful as gelling and thickening agent, and their use in combination with nanosilica has a great effect on gel strength of the cement. Hydrothermal Stability studies showed that the pastes were stable in these conditions, and mechanical resistance tests showed values of the order of up to 10 MPa / Em todo o mundo, ocorrem naturalmente dep?sitos de hidrocarbonetos, constitu?dos de petr?leo e g?s natural, contidos dentro de rochas denominadas "rochas reservat?rio", em geral arenitos ou carbonatos. Esses dep?sitos existem em variadas condi??es de press?o e profundidade, desde poucas centenas at? milhares de metros. Em geral, reservat?rios mais "rasos" t?m a tend?ncia a fraturar mais facilmente, pois possuem baixo gradiente de fratura, ou seja, as fraturas s?o formadas mesmo com colunas hidrost?ticas de fluido relativamente baixas. Essas zonas de baixo gradiente de fratura s?o particularmente mais comuns em zonas onshore, como aqui no Rio Grande do Norte. Um dos momentos mais prop?cios para a ocorr?ncia de fraturas ? durante a cimenta??o do po?o, ao se utilizar uma pasta cimentante de densidade superior ao m?ximo permitido pela estrutura rochosa. Al?m disso, em zonas j? naturalmente fraturadas, o uso de cimentos comuns causa perda de fluido para a forma??o, o que pode dar causa a cimenta??es falhas. Comercialmente, existem alternativas para o desenvolvimento de sistemas de pastas de cimento leves, mas esses falham ou em raz?o de seu elevad?ssimo custo, ou em fun??o das propriedades da pasta obtida n?o serem suficientemente boas para aplica??es mais gen?ricas, ficando restritas a cada opera??o para qual a pasta de cimento foi feita. Nesse trabalho foi realizado um planejamento estat?stico para determinar a influ?ncia de tr?s vari?veis, definidas como a concentra??o de cloreto de c?lcio, concentra??o de vermiculita e concentra??o de nano s?lica, nas v?rias propriedades do cimento. O uso da vermiculita, um min?rio de baixa densidade presente em grandes quantidades no nordeste brasileiro, como extensor para pastas cimentantes, permitiu a produ??o de pastas est?veis, com alta raz?o ?gua/cimento, propriedades reol?gicas excelentes e baixas densidades, que foram fixadas em 12,5 lb/Gal. Viu-se tamb?m que o cloreto de c?lcio ? um poderoso viscosificante e gelificante, e seu uso combinado com a nano s?lica possui grande efeito nas for?as g?is do cimento. Estudos de estabilidade hidrot?rmica mostraram que as pastas foram est?veis nessas condi??es, e os ensaios de resist?ncia mec?nica mostraram valores da ordem de at? 10 MPa

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.

Submitted by Jorge Silva (jorgelmsilva@ufrrj.br) on 2017-07-28T17:55:36Z No. of bitstreams: 1 2016 - Frederico Martins Costa.pdf: 7875693 bytes, checksum: 1f9e0aaff0875ac10e2311a35da16d31 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-28T17:55:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016 - Frederico Martins Costa.pdf: 7875693 bytes, checksum: 1f9e0aaff0875ac10e2311a35da16d31 (MD5) Previous issue date: 2016-12-27 / CAPES / The process of well cementing is very complex, beyond the fact that cement paste presents high density, different rheology fluids are injected into the annulus, altering downhole pressure due to changes on hydrostatic pressure and frictional losses. Knowing the operational window and assuring downhole pressure inside this constraint is primordial for security and well life cycle purposes. Due to downhole variations caused by the disturbances, the superior (fracture) and inferior window limits can be exceeded. As a result, loss circulation problems (mud penetration into a fracture) or kick (reservoir fluid inflow into the annulus) can disturb the cementing process, leading to serious accidents, financial losses, environmental damage and human losses. In order to represent the most important phenomena of cementing process, an experimental unit was built using on line flow, density and pressure measurements. Downhole pressure control through pumping 8, 11 and 14 ppg (lb/gal) fluids was analyzed under loss circulation and kick phenomena. The tracking of the downhole pressure at the set point, by employing a feedback control loop (PI), was implemented through using the opening index of the choke valve as the manipulated variable. / O processo de cimenta??o de po?os ? bastante complexo, al?m da pasta de cimento apresentar elevada densidade e ocorrer o bombeio de fluidos de diferentes reologias, a press?o no fundo do po?o sofre grandes varia??es, devido ? mudan?a na press?o hidrost?tica do po?o e ?s perdas por atrito. Conhecer a janela operacional do po?o e manter a press?o anular de fundo dentro desta ? primordial para a seguran?a e a vida ?til do po?o. Devido ?s varia??es na press?o ocasionadas pelos dist?rbios, a press?o anular de fundo pode extrapolar o limite superior (press?o de fratura) e o inferior (press?o de poros), da janela operacional. Ao extrapolar tais limites, os fluidos da regi?o anular podem migrar para a fratura (perda de circula??o) ou os fluidos nativos do reservat?rio podem migrar para a regi?o anular (kick), essas situa??es s?o indesejadas durante a cimenta??o, podendo causar s?rios acidentes, perdas humanas, preju?zos financeiros e danos ambientais irrevers?veis. Para representar os fen?menos mais importantes do processo de cimenta??o, foi constru?da uma unidade experimental com instrumenta??o capaz de quantificar vaz?o, densidade e press?o em tempo real. Foram analisados o comportamento da press?o anular de fundo no bombeio de fluidos com diferentes densidades (8, 11 e 14 ppg), al?m dos fen?menos de perda de circula??o com kick de g?s, controlando a press?o em um valor desejado (set point), utilizando uma estrat?gia de controle por realimenta??o (controlador PI), atrav?s do ?ndice da abertura da v?lvula choke.

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

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 2014-12-17T14:08:56Z (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

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:08:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LornnaLAG_DISSERT.pdf: 2131175 bytes, checksum: 63e4a76183bcbcfcae20c296d8b0364d (MD5) Previous issue date: 2014-01-31 / Cementing operation is one of the most important stages in the oil well drilling processes and has main function to form hydraulic seal between the various permeable zones traversed by the well. However, several problems may occur with the cement sheath, either during primary cementing or during the well production period. Cements low resistance can cause fissures in the cement sheath and compromise the mechanical integrity of the annular, resulting in contamination of groundwater and producing zones. Several researches show that biomass ash, in particular, those generated by the sugarcane industry have pozzolanic activity and can be added in the composition of the cementing slurries in diverse applications, providing improvements in mechanical properties, revenue and cement durability. Due to the importance of a low cost additive that increases the mechanical properties in a well cementing operations, this study aimed to potentiate the use of sugarcane bagasse ash as pozzolanic material, evaluate the mechanisms of action of this one on cement pastes properties and apply this material in systems slurries aimed to cementing a well with 800 m depth and geothermal gradient of 1.7 ?F/100 ft, as much primary cementing operations as squeeze. To do this, the ash beneficiation methods were realized through the processes of grinding, sifting and reburning (calcination) and then characterization by X-ray fluorescence, XRD, TG / DTG, specific surface area, particle size distribution by laser diffraction and mass specific. Moreover, the ash pozzolanic activity added to the cement at concentrations of 0%, 20% and 40% BWOC was evaluated by pozzolanic activity index with lime and with Portland cement. The evaluation of the pozzolanic activity by XRD, TG / DTG and compressive strength confirmed the ash reactivity and indicated that the addition of 20% in the composition of cement slurries produces improvement 34% in the mechanical properties of the slurry cured. Cement slurries properties evaluated by rheological measurements, fluid loss, free fluid, slurry sedimentation, thickening time and sonic strength (UCA) were satisfactory and showed the viability of using the sugarcane ash in cement slurries composition for well cementing / A opera??o de cimenta??o ? uma das etapas mais importantes no processo de perfura??o de po?os de petr?leo e tem a fun??o primordial de promover a veda??o hidr?ulica entre as diversas zonas perme?veis atravessadas pelo po?o. No entanto, v?rios problemas podem ocorrer com a bainha de cimento, seja durante a cimenta??o prim?ria ou no decorrer do per?odo produtivo do po?o. Cimentos de baixa resist?ncia podem causar trincas na bainha de cimento e comprometer a integridade mec?nica do anular, resultando em contamina??o de len??is fre?ticos e zonas produtoras. V?rias pesquisas comprovam que cinzas de biomassa, em particular, as geradas pela ind?stria sucroalcooleira apresentam atividade pozol?nica e podem ser adicionadas na composi??o das pastas cimentantes em diversas aplica??es, proporcionando benef?cios nas propriedades mec?nicas, no rendimento e na durabilidade do cimento. Dada a import?ncia de um aditivo de baixo custo e que aumenta as propriedades mec?nicas em uma opera??o de cimenta??o de po?os, este trabalho objetivou potencializar o uso da cinza de biomassa da cana-de-a??car (CBCC) como material pozol?nico, avaliar os mecanismos de atua??o desta nas propriedades de pastas de cimento e aplicar este material em sistemas de pastas destinadas ? cimenta??o de um po?o com 800 m de profundidade e gradiente geot?rmico de 1,7 ?F/100 p?s, tanto para as opera??es de cimenta??o prim?ria quanto corretiva (squeeze). Para isso, foram realizados m?todos de beneficiamento da cinza atrav?s dos processos de moagem, peneiramento e requeima (calcina??o) e, em seguida, a caracteriza??o por fluoresc?ncia de raios-X, DRX, TG/DTG, superf?cie espec?fica, granulometria a laser e massa espec?fica. Al?m disso, a atividade pozol?nica da cinza, adicionada ao cimento nas concentra??es de 0% (pasta padr?o), 20% e 40% BWOC, foi avaliada pelo ?ndice da atividade pozol?nica com a cal e com o cimento Portland. A avalia??o da atividade pozol?nica atrav?s das an?lises de DRX, TG/DTG e resist?ncia ? compress?o comprovaram a reatividade do material e indicaram que a adi??o de 20% de cinza na composi??o das pastas produz melhorias em at? 34% das propriedades mec?nicas da pasta endurecida. As propriedades das pastas avaliadas atrav?s dos ensaios de propriedades reol?gicas, perda de filtrado, ?gua livre, estabilidade, tempo de espessamento e resist?ncia ? compress?o (UCA) mostraram-se satisfat?rias e indicaram a viabilidade da utiliza??o da cinza na composi??o das pastas de cimento para po?os de petr?leo

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.