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Title: Efeito da adição de poliuretana na permeabilidade de pastas leves com incorporador de ar
Authors: Santos, Herculana Torres dos
Keywords: Cimentação de poços;Pastas leves;Poliuretana;Incorporador de ar
Issue Date: 20-Dec-2017
Citation: SANTOS, Herculana Torres dos. Efeito da adição de poliuretana na permeabilidade de pastas leves com incorporador de ar. 2017. 89f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2017.
Portuguese Abstract: A cimentação tem o objetivo de vedar zonas permeáveis e fornecer suporte para a coluna de revestimento. Zonas de interesse depletadas ou com baixa pressão de fratura requerem pastas cimentantes de baixa densidade. A obtenção das pastas leves é realizada através da incorporação de ar pelo uso do aditivo incorporador de ar (IAR) e sua aplicação contribui para a formação de poros fechados incorporados em toda extensão da pasta de cimento. A poliuretana (PU) apresenta excelentes resultados de controle de filtrado, água livre, permeabilidade e porosidade, contribuindo para a redução da migração de gás através da bainha de cimento. O objetivo geral desta tese é avaliar o efeito da adição de poliuretana na permeabilidade de pastas leves com incorporador de ar. As concentrações do incorporador escolhidas partiram da sugestão do fabricante. A partir de uma densidade calculada de 1,87 g/cm3 (15,6 lb/gal) para uma pasta padrão, pastas com incorporador de ar e poliuretana foram preparadas. O planejamento experimental utilizado foi o fatorial completo 32 , em que foi previamente realizado para melhor avaliação dos efeitos dos aditivos usados. Ensaios de densidade, estabilidade, resistência mecânica e permeabilidade foram realizados conforme as exigências do American Petroleum Institute (API) e da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). Foi observada uma redução da densidade da pasta com o aumento da concentração de incorporador de ar. A resistência à compressão diminuiu com a incorporação de ar, fato que já era esperado devido à formação de poros, mas os valores são compatíveis com pastas leves. Os ensaios de permeabilidade foram satisfatórios, apresentando valores, abaixo de 0,1 mD para 28 dias de cura. Concluiu-se que é viável o uso de incorporador de ar juntamente com a poliuretana em pastas leves de cimento para poço de petróleo e que é possível obter resultados coerentes com baixa permeabilidade e boa resistência à compressão para as condições de formações com baixo gradiente de fratura.
Abstract: The cementing job has the purpose of sealing permeable zones and providing support for the casing column. Depleted reservoirs or with low fracture pressure require low-density cementitious slurries. Low-density or lightweight cement are also obtained through the incorporation of air by the use of the air incorporating additive (IAR) and its application contributes to the formation of closed pores incorporated throughout the cement slurry. The polyurethane (PU) presents excellent results of fluid loss control, free water, permeability and porosity, contributing to the reduction of gas migration through the cement sheath. The general objective of this thesis is to evaluate the effect of the polyurethane addition on the lightweight slurries permeability with air incorporator. The concentrations of the chosen developer were based on the manufacturer's suggestion. From a calculated density of 15.6 lb/gal (1.87 g/cm3 ) to a standard slurry, slurries with air incorporator and polyurethane were prepared. The experimental design used was the complete factorial 32, in which it was previously performed to better evaluate the effects of the additives used. Density, stability, mechanical strength and permeability tests were performed according to the requirements of the American Petroleum Institute (API) and the Brazilian Association of Technical Standards (ABNT). A reduction in slurry density was observed with increasing concentration of air incorporating additive. The compressive strength decreased with the air incorporation, a fact that was already expected due to the pores formation, but the values are compatible with lightweight slurries. The permeability tests were satisfactory, presenting values below 0.1 mD for 28 days of cure. It was concluded that it is feasible to use air incorporator together with polyurethane in low-density cement slurries and that it is possible to obtain coherent results with low permeability and good compressive strength for the conditions of formations with low fracture gradient.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/25733
Appears in Collections:PPGCEM - Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais

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