Estudo de composição de pasta de cimento contendo cinza de casca do arroz para aplicação em poços com elevadas temperaturas

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Vidal, Anderson Wanderley
• Orientador(a): Freitas, Júlio Cézar de Oliveira
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Cimento; Poços de petróleo; Retrogressão da Resistência à compressão; Cinza da casca do arroz; Sílica flour
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/31662

O cimento quando submetido a altas temperaturas apresenta um efeito conhecido como efeito de retrogressão da resistência à compressão, onde os produtos hidratados se convertem em fases do tipo α-silicato dicálcico hidratado (αC2SH ou Ca2(HSiO4)OH), que possui estrutura cristalina, elevada massa específica e permeabilidade, e baixa resistência mecânica à compressão. Na indústria do petróleo é comum a adição de 35 a 40 % de sílica flour por massa de cimento (BWOC) na formulação da pasta para minimizar os efeitos do fenômeno da retrogressão. O objetivo do trabalho é avaliar o comportamento da Cinza da Casca do Arroz (CCA) como uma alternativa à sílica flour no combate à retrogressão. A CCA é um resíduo oriundo da queima da casca do arroz que possui, em média, 92% de sílica em sua composição, mostrando-se uma alternativa promissora de matéria prima nacional e de baixo custo. Para avaliar este produto foram formuladas pastas de cimento contendo 30 ou 40% BWOC de CCA. Variaram-se as densidades das formulações até que fossem alcançados os parâmetros de água livre e consistometria similares aos descritos na norma NBR 9831 e na especificação API spec 10, respectivamente. As formulações com propriedades similares às de uma pasta de cimento padrão (normativa) foram submetidas ao ensaio de retrogressão da resistência à compressão (RC) de pastas hidratadas em condições estáticas de fundo de poço (temperatura BHST) e com pastas hidratadas em condições de alta temperatura (300°C). Utilizaram-se as técnicas de DRX e TG/DSC/DTA para acompanhar a evolução química do processo. Os resultados obtidos foram comparados com uma pasta de cimento referência de densidade 15,8 lb/gal e contendo 35,0% BWOC de sílica flour, aditivo comercial para combate à retrogressão da resistência à compressão. As formulações contendo 30% da CCA obtiveram uma retrogressão média de 60% na RC, enquanto que as formulações com 40% da CCA obtiveram cerca de 5% de retrogressão. A adição da CCA foi mais eficiente no combate à retrogressão da RC que a sílica flour comercial e com valores de densidade inferiores a 15,8 lb/gal, isto é, uma pasta com menor custo, maior eficiência e maior rendimento.