Avaliação do avanço da carbonatação em pastas de cimento para Poços CCS: influência da relação água/cimento

dc.contributor.advisorFreitas, Júlio Cézar de Oliveira
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0003-1324-9705
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/2357217530716519
dc.contributor.authorViana, Antonio Leonardopt_BR
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0002-8251-0797
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/7024709372377961
dc.contributor.referees1Menezes, Fabricio Gavapt_BR
dc.contributor.referees1IDhttps://orcid.org/0000-0003-2153-1647
dc.contributor.referees1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2848745987784319
dc.contributor.referees2Souza, Miguel Ângelo Fonseca de
dc.contributor.referees2IDhttps://orcid.org/0000-0003-4680-4445
dc.contributor.referees2Latteshttp://lattes.cnpq.br/3530941218204965
dc.contributor.referees3Gasparotto, Luiz Henrique da Silva
dc.contributor.referees3IDhttps://orcid.org/0000-0002-4711-393X
dc.contributor.referees3Latteshttp://lattes.cnpq.br/2649423643904707
dc.date.accessioned2025-08-14T21:56:00Z
dc.date.available2025-08-14T21:56:00Z
dc.date.issued2025-05-30
dc.description.abstractIn order to minimize the amount of greenhouse gas emissions resulting from human activity, Carbon Capture and Storage (CCS) wells have played an important role in reducing the amount of carbon dioxide (CO2) present in the Earth's atmosphere. The cementing of a well intended for CCS technology is a fundamental part of the process, as it must ensure its sealing and stability, preventing leaks of these gases. A cement that is resistant to corrosion caused by CO2 must be used in order to avoid degradation of the cement matrix and that maintains its mechanical properties over time. The objective of this study is to evaluate the progress of cement carbonation in CCS wells and oil wells subject to exposure to CO2, investigating the variation of the water/cement ratio. Three formulations were developed with varying water/cement (w/c) ratios of 0.45, 0.40 and 0.35, composed of water and cement. The specimens initially underwent a 24-h curing process in a thermostatic bath at 60°C. Then, the specimens were immersed in water in an autoclave saturated with CO2. In the autoclave, the specimens were subjected to different time intervals: 14, 28, 56, 84 and 112 days, maintaining a pressure of 2000 psi and a temperature of 60°C. At the end of each time interval, the specimens were characterized using the following techniques: X-ray Diffraction (XRD), Thermogravimetric Analysis (TGA), Scanning Electron Microscopy (SEM) and MicroComputed Tomography (Micro-CT). With the result, it was possible to conclude that the formulations with a lower w/c ratio obtained a decrease in the advancement of carbonation. This occurs due to the greater presence of solids in the matrix that causes a decrease in permeability, delaying the advancement of the carbonation process.
dc.description.resumoCom o propósito de minimizar a quantidade de emissão de gases causadores de efeito estufa derivada da ação antrópica, os poços de Captura e Armazenamento de Carbono (CCS) têm desempenhado um papel importante na redução da quantidade de dióxido de carbono (CO2) presente na atmosfera terrestre. A cimentação de um poço destinado à tecnologia CCS é uma parte primordial do processo, pois deve garantir a sua vedação e estabilidade, prevenindo vazamentos desses gases. Deve-se utilizar um cimento resistente à corrosão causada pelo CO2, a fim de evitar a degradação da matriz cimentícia, e que mantenha suas propriedades mecânicas ao longo do tempo. O objetivo deste trabalho é avaliar o avanço da carbonatação da cimentação em poços CCS e poços de petróleo sujeitos à exposição ao CO2, investigando a variação da relação água/cimento. Foram elaboradas três formulações variando a relação água/cimento (a/c) de 0,45, 0,40 e 0,35 compostas por água e cimento. Os corpos de prova passaram inicialmente por um processo de cura de 24 h em um banho termostático a 60°C. Em seguida, os corpos de prova foram imersos em água numa autoclave saturada com CO2. Na autoclave, os corpos de prova foram submetidos a diferentes intervalos de tempo: 14, 28, 56, 84 e 112 dias, mantendo uma pressão de 2000 psi e uma temperatura de 60°C. Ao final de cada intervalo de tempo, realizou-se a caracterização dos corpos de prova, utilizando as seguintes técnicas: Difração de Raios x (DRX), Análise Termogravimétrica (TGA), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Microtomografia Computadorizada (Micro-CT). Com o resultado, foi possível concluir que as formulações com menor relação a/c obteve uma diminuição no avanço da carbonatação. Isso ocorre devido à maior presença de sólidos na matriz que ocasiona a diminuição a permeabilidade, retardando o avanço do processo de carbonatação.
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq
dc.identifier.citationVIANA, Antonio Leonardo. Avaliação do avanço da carbonatação em pastas de cimento para Poços CCS: influência da relação água/cimento. Orientador: Dr. Júlio Cézar de Oliveira Freitas. 2025. 93f. Dissertação (Mestrado em Química) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2025.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/65148
dc.language.isopt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Norte
dc.publisher.countryBRpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICApt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectCarbonatação
dc.subjectCCS
dc.subjectCimentação de poços
dc.subjectDióxido de carbono
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
dc.titleAvaliação do avanço da carbonatação em pastas de cimento para Poços CCS: influência da relação água/cimento
dc.typemasterThesispt_BR

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