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Título: Utilização de látex do tipo SBR e microesferas expansíveis para o desenvolvimento de pastas de cimento flexíveis para poços de petróleo submetidos à injeção de vapor
Autor(es): Dias Neto, José Mateus
Palavras-chave: Pasta de cimento;Látex SBR;Polímero expansível;Cimentação de poços de petróleo;Injeção de vapor
Data do documento: 29-Jan-2016
Citação: DIAS NETO, José Mateus. Utilização de látex do tipo SBR e microesferas expansíveis para o desenvolvimento de pastas de cimento flexíveis para poços de petróleo submetidos à injeção de vapor. 2016. 109f. Dissertação (Mestrado em Química) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2016.
Resumo: To enable the production of hydrocarbons in heavy oil fields, steam is cyclically injected directly through the well and the cement sheath may be subjected to temperatures up to 300 ° C. This sudden temperature increase causes expansion of the casing that, with the cooling of the well at the end of the cycle, returns to its original dimensions, causing stresses in the cement sheath and generating cracks which may lead to loss of zonal isolation and thus, reduce the productive life of the well and increase spending on interventions to correct the zonal isolation. The use of latex as additive formulation for oil well cement slurries submitted to steam injection has been studied, but research in this area are still being developed. Based on the data already described in the literature, it was used the comparison with SBR latex to evaluate the expandable microspheres of polyacrylamide for their use in steam injection wells. Within this context, this study aims to evaluate mechanical behavior of Portland-based slurries systems containing SBR latex and expandable polymer, applied in oil well cementing of wells submitted to steam injection. Cement slurries were formulated with a density of 1.821 g/cm3 (15.2 lb/gal) and SBR was added with concentrations of 0; 133.7; 267.4 and 401.0 L/m3 (0, 1.0, 2.0 and 3.0 gpc) and 0; 3.0; 6.0 and 9.0% of expandable polymer. API compressive strength tests were carried out with the aid of extensometers for obtaining the elastic modulus and Poisson's ratio, and permeability measurements of cement slurries cured at BHST (Bottom Hole Static Temperature). It was also simulated the steam injection conditions in the curing process. Morphological characterizations, microstructural and thermal analysis (XRD, TGA, FTIR and SEM) were also performed for both, additives and cement slurries. The results showed that the expandable polymer has potential for use in cementing oil wells subjected to steam injection operations.
metadata.dc.description.resumo: Para possibilitar a produção de hidrocarbonetos em campos de óleo pesado, o vapor é injetado ciclicamente diretamente pelo poço e a bainha de cimento pode ser submetida a temperaturas de até 300 ºC. Esse aumento brusco da temperatura provoca a dilatação do revestimento metálico que, com o resfriamento do poço ao final do ciclo, volta as suas dimensões iniciais, provocando tensões na bainha de cimento e gerando trincas. Essas trincas podem levar à perda do isolamento hidráulico e, dessa forma, diminuir o tempo de vida produtiva do poço e aumentar os gastos com intervenções para correção do isolamento hidráulico. A utilização de látex como aditivo para formulação de pastas de cimento para poços de petróleo submetidos à injeção de vapor já vem sendo estudada há algum tempo, entretanto, pesquisas nesta área ainda estão sendo desenvolvidas. Com base nesse histórico já descrito na literatura, se utilizou o comparativo com o látex tipo SBR para avaliar as microesferas expansíveis a base de poliacrilamida para sua utilização em poços de injeção de vapor. Dentro deste contexto, este trabalho teve como objetivo estudar o comportamento mecânico de sistemas de pastas de cimento Portland, aditivadas com SBR e polímero expansível, para cimentação de poços de petróleo sujeitos a injeção de vapor. Foram formuladas pastas com peso específico de 1,821 g/cm3 (15,2 lb/gal) e aditivadas com concentrações de 0; 133,7; 267,4 e 401,0 L/m3 (0; 1,0; 2,0 e 3,0 gpc) de SBR e de 0; 3,0; 6,0 e 9,0 % de polímero expansível. Foram realizados ensaios de resistência à compressão API com auxílio de extensômetros, para obtenção do módulo de elasticidade e do coeficiente de Poisson, e medidas de permeabilidade das pastas curadas à temperatura estática de fundo de poço, além da cura simulando as condições de injeção de vapor. Também foram realizadas caracterizações morfológicas, microestruturais e térmicas dos aditivos e das pastas de cimento (DRX, TG, FTIR e MEV). Os resultados mostraram que o polímero expansível tem potencial para ser utilizado em operações de cimentação de poços de petróleo sujeitos à injeção de vapor.
URI: http://hdl.handle.net/123456789/23087
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