Cement slurries are used in oil wells to isolate the production area from the rock
formation. An important property of these materials is their durability. Due to the
interactions of the cement slurries with aggressive media in the oil wells, the durability
can be threatened or lost. Cement slurries modified with polymers are promising
materials candidates for cementing oil wells. Thus, it is necessary to evaluate new
materials in hostile environments. In this work, new cement slurries were prepared with
the Epoxy resin and the ethylenediamine hardener in two different media: distilled
water and sea water. The new slurries were tested for their mechanical properties and
characterized before and after interaction with the following media: production water,
hydrochloric acid solution and mud acid solution. After 365 days of contact with the
production water, the modified slurries showed greater chemical and mechanical
resistance compared to the slurries without the polymer network (Standard slurries).
Moreover, for the modified slurries after contact with the production water, a decrease
of 9% in the compressive strength occurred, whereas for the slurries without the
polymer network, the reduction reached 40%. Kinetic studies, chemical and
thermodynamic equilibrium were carried out in the investigation of the interaction of the
cement slurries with the solutions of HCl and mud acid. The results have suggested
that the interactions between the modified slurries and the acid media are due to
surface reactions with preservation of the hydrated compounds of the cement, causing
a mass loss around 25%. For the standard slurries, the mechanism is predominantly
diffusion, with structural deterioration of these slurries and mass loss of approximately
46%. Thus, the modified slurries with the polymer network Epoxy-EDA presented good
characteristics to be used in the oil well procedures. / Pastas de cimento são utilizadas em poços de petróleo para isolar a zona de
produção da formação rochosa. Uma propriedade importante desses materiais é sua
durabilidade. Devido suas interações com meios agressivos, essa propriedade pode
ser ameaçada ou perdida. Pastas de cimento modificadas com polímeros são
materiais promissores candidatos à cimentação de poços de petróleo. Assim, é
necessário avaliar novos materiais em meios hostis. Neste trabalho, novas pastas de
cimento foram preparadas com a resina Epoxy e o endurecedor Etilenodiamina em
dois meios distintos: água destilada e água do mar. As novas pastas foram testadas
em relação às suas propriedades mecânicas e caracterizadas antes e após a
interação com os seguintes meios: água de produção, solução de ácido clorídrico e
solução de mud acid. Após 365 dias de contato com a água de produção, as pastas
modificadas apresentaram maior resistência química em comparação com as pastas
sem a rede polimérica (pastas padrão). Além disso, para as pastas modificadas após o
contato com a água de produção, ocorreu uma diminuição de 9% na resistência à
compressão, já para as pastas sem a rede polimérica, a redução atingiu 40%. Estudos
cinéticos, equilíbrio químico e termodinâmico foram realizados na investigação da
interação das pastas de cimento com as soluções de HCl e mud acid. Os resultaram
sugerem que as interações entre as pastas modificadas e os meios ácidos são devido
a reações superficiais com preservação dos compostos hidratados do cimento,
ocasionando uma perda de massa em torno de 25%. Para as pastas padrão, o
mecanismo é predominantemente por difusão, com deterioração estrutural dessas
pastas e perda de massa de aproximadamente de 46%. Desta forma, as pastas
modificadas com a rede polimérica Epoxy-EDA apresentaram boas características
para serem utilizadas em ambientes subterrâneos dos poços de petróleo. / São Cristóvão, SE
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:ri.ufs.br:riufs/7225 |
| Date | 17 October 2017 |
| Creators | Santos, Danilo Oliveira |
| Contributors | Cestari, Antônio Reinaldo |
| Publisher | Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Universidade Federal de Sergipe |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFS, instname:Universidade Federal de Sergipe, instacron:UFS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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