Blenda contendo cimento Portland Classe G e resíduo da produção de argamassa para cimentação de poços petrolíferos de altas temperaturas

dc.contributor.advisorFreitas, Júlio Cézar de Oliveira
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0003-1324-9705pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2357217530716519pt_BR
dc.contributor.authorSantiago, Rodrigo César
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6823966481089536pt_BR
dc.contributor.referees1Martinelli, Antonio Eduardo
dc.contributor.referees1IDhttps://orcid.org/0000-0003-3885-9104pt_BR
dc.contributor.referees1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0022988322449627pt_BR
dc.contributor.referees2Gasparotto, Luiz Henrique da Silva
dc.contributor.referees2IDhttps://orcid.org/0000-0002-4711-393Xpt_BR
dc.contributor.referees2Latteshttp://lattes.cnpq.br/2649423643904707pt_BR
dc.contributor.referees3Araújo, Edson de Andrade
dc.contributor.referees3Latteshttp://lattes.cnpq.br/8650473508622190pt_BR
dc.contributor.referees4Aum, Pedro Tupã Pandava
dc.contributor.referees4IDhttps://orcid.org/0000-0002-2339-9865pt_BR
dc.contributor.referees4Latteshttp://lattes.cnpq.br/7515419219571335pt_BR
dc.date.accessioned2023-11-04T00:42:56Z
dc.date.issued2023-03-14
dc.description.abstractExploring new oil fields remains a constant pursuit, as well as increasing production in fields considered mature, in order to increase reserves and increase global energy supply. For this, optimizations are needed that contribute to the reduction of operating costs in drilling wells and that are more sustainable, in order to reconcile the use of new technologies while ensuring greater integrity of the wells constructed and lower environmental impacts. With the advent of technology, it is already common to reach more aggressive oil and gas reservoir scenarios when it comes mainly to parameters such as high temperature and high pressure. However, under these conditions there are greater challenges to be considered, especially in relation to the cementation project, since at temperatures above 110 °C the cement undergoes changes in its hydration, which tend to favor the formation of phases with greater permeability and causing the retrogression of its mechanical resistance, making the cement vulnerable to the hydraulic isolation of the well and compromising its integrity. On the other hand, the industrial sector, in general, generates a significant amount of waste, many of which do not have adequate applications or destinations. As an example, the mortar production industry generates a by-product that was previously discarded and the objective of this work is to apply this waste in cement pastes subject to the high temperatures and pressures of oil and gas wells in order to add value through the development of a commercial blend to be potentially used in the cementing of wells as a technologically efficient product that provides a significant reduction in the use of cement without losing the required properties, which also contributes to the reduction of costs and environmental impacts. The studies were conducted with the characterization of the residue using X-ray diffraction techniques, granulometric analysis and analysis of chemical composition, and the pastes were formulated with different proportions of the residue + cement blend in curing scenarios in high and low conditions. Temperature and pressure with subsequent characterization of the formed phases and technological tests of resistance to compression, comparing the data obtained with the data of standard pastes. Preliminary results demonstrate the potential of using a cement blend with mortar residue to replace the currently marketed products, favoring positive impacts, being considered a sustainable product, providing adequate mechanical properties to operational requests and with an environmental appeal that, still, can generate cost reduction in the manufacture of pastes, facilitating the viability of operations in several fields, with high temperature conditions and where thermal recovery techniques will be appliedpt_BR
dc.description.embargo2024-07-31
dc.description.resumoA exploração por novos campos de petróleo continua sendo fortemente uma busca constante, bem como o incremento de produção dos campos considerados maduros, para aumento das reservas e atendimento energético global crescente. Para isso, necessita-se de otimizações que contribuam para a redução de custos operacionais na perfuração de poços e que sejam mais sustentáveis, de modo a conciliar utilização de novas tecnologias ao mesmo tempo em que se garanta maior integridade dos poços construídos e menores impactos ambientais. Com os adventos tecnológicos, já é comum atingir cenários de reservatórios de petróleo e gás mais agressivos quando se trata principalmente em parâmetros como alta temperatura e alta pressão. Entretanto, nessas condições há maiores desafios a serem considerados, especialmente em relação ao projeto de cimentação, uma vez que em temperaturas superiores a 110 °C o cimento sofre modificações em sua hidratação, as quais tendem a favorecer a formação de fases com maior permeabilidade e provocando a retrogressão da sua resistência mecânica, tornando o cimento vulnerável ao isolamento hidráulico do poço e comprometendo a sua integridade. De outro lado, o setor industrial, de uma maneira geral, gera uma quantidade significativa de resíduos, muitos destes sem aplicações ou destinações adequadas. Como exemplo, a indústria de produção de argamassas gera um subproduto até então descartado e o objetivo desse trabalho é aplicar esse rejeito em pastas de cimento sujeitas às altas temperaturas e pressões dos poços de petróleo e gás no intuito de agregar valor através do desenvolvimento de uma blenda comercial a ser potencialmente utilizada na cimentação de poços como produto tecnologicamente eficiente e que proporcione a redução significativa do uso de cimento sem perdas nas propriedades exigidas, o que contribui também para a redução de custos e impactos ambientais. Os estudos foram conduzidos com a caracterização do resíduo utilizando as técnicas de difração de raios-X, análise granulométrica e análise de composição química, e as pastas foram formuladas com diferentes proporções da blenda resíduo + cimento em cenários de cura em condições de alta e baixa temperatura e pressão com posterior caraterização das fases formadas e ensaios tecnológicos de resistência à compressão, comparando os dados obtidos com os dados de pastas-padrão. Os resultados preliminares demonstram a potencialidade do uso da blenda de cimento com resíduo da argamassa em substituição aos produtos atualmente comercializados, favorecendo impactos positivos, sendo considerado um produto sustentável, conferindo propriedades mecânicas adequadas às solicitações operacionais e com um apelo ambiental que, ainda, pode gerar redução de custos na fabricação das pastas, facilitando a viabilidade de operações em diversos campos, com condições de alta temperatura e onde serão aplicadas técnicas de recuperação térmica.pt_BR
dc.identifier.citationSANTIAGO, Rodrigo César. Blenda contendo cimento Portland Classe G e resíduo da produção de argamassa para cimentação de poços petrolíferos de altas temperaturas. 2023. 87 f. Orientação: Prof. Dr. Júlio Cézar de Oliveira Freitas. Tese (doutorado em Ciência e Engenharia de Petróleo) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Centro de Tecnologia, Centro de Ciências Exatas e da Terra, Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Petróleo. Natal, RN, 2023.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/55166
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Petróleopt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectEngenharia de petróleopt_BR
dc.subjectSubprodutopt_BR
dc.subjectPetróleopt_BR
dc.subjectAlta temperaturapt_BR
dc.subjectIntegridade de poçospt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRApt_BR
dc.titleBlenda contendo cimento Portland Classe G e resíduo da produção de argamassa para cimentação de poços petrolíferos de altas temperaturaspt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR

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