Thiago Monteiro Mello e Alvim
Título
INFLUÊNCIA DA ADIÇÃO DE MAGNETITA NANOESTRUTURADA NAS PROPRIEDADES DE PASTAS PARA CIMENTAÇÃO DE POÇOS DE PETRÓLEO SOB DIFERENTES CENÁRIOS DE AQUECIMENTO
Resumo
A cimentação de revestimento condutor de poços offshore do pré-sal, exige que a pasta seja submetida a uma temperatura que pode chegar a 4 °C, devido a temperatura crítica da água no fundo do mar, levando a um lento processo de hidratação e desenvolvimento de resistência, aumentando o tempo não produtivo da operação. Este trabalho apresenta como solução a indução magnética de calor em pastas com a adição de magnetita nanoestruturada. Para tal, o presente trabalho visa estudar os efeitos causados pela adição de magnetita nanoestruturada em uma pasta de cimento para poço de petróleo simulando gradientes de temperatura compatíveis com o de um processo de aquecimento magneticamente induzido, avaliando o comportamento físico-químico, mecânico e morfológico. Para isso, magnetita nanoestruturada foi sintetizada e caracterizada. Foram produzidas pastas com relação água:cimento de 0,44 e teores de adição de magnetita nanoestruturada de 0,25 e 0,50 % por massa de cimento. As pastas foram ensaiadas quanto a indução magnética de calor, analise termogravimétrica, difração de raios X, microscopia eletrônica, calorimetria isotérmica, fluido livre, comportamento reológico, tempo de espessamento, sedimentação estática, resistência à compressão uniaxial e avaliação de cinética de hidratação. A análise dos resultados indicou que a magnetita nanoestruturada comprovou capacidade de aquecimento por indução magnética, boa compatibilidade com o cimento, impactando na melhora de propriedades reológicas, físicas e mecânicas, uma vez que os cenários com incremento de temperatura não seriam viáveis sem a aplicação da indução magnética de calor nas pastas com adição de magnetita nanoestruturada.
Abstract
Cementing of conductor pipe in pre-salt offshore wells requires the slurry to be subjected to a temperature that can reach 4 °C, due to the critical temperature of the water at the bottom of the sea, leading to a slow process of hydration and development of resistance, increasing the non-productive time of the operation. This work presents as a solution the magnetic induction of heat in pastes with the addition of nanostructured magnetite. Thereunto, the present work aims to study the effects caused by the addition of nanostructured magnetite in a cement slurry for oilwell simulating temperature gradients compatible with a magnetically induced heating process, evaluating the physical-chemical, mechanical and morphological behavior. Therefore, the nanostructured magnetite was synthesized and characterized. Slurries with a water:cement ratio of 0,44 and nanostructured magnetite content of 0,25 and 0,50% by weight of cement were produced. Slurries were tested for magnetic heat induction, thermogravimetric analysis, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, isothermal calorimetry, free fluid, rheological behavior, thickening time, static sedimentation, resistance to uniaxial compression and hydration kinetics evaluation. The analysis results denoted that the nanostructured magnetite had proven heating capacity by magnetic induction, good compatibility with cement, impacting in improving rheological, physical and mechanical properties, since scenarios with temperature increase would not be viable without the application of magnetic heat induction in slurries with the addition of nanostructured magnetite.
