Carlos Pessanha Costa Carvalho
Título
MODELO EMPÍRICO DA RETRAÇÃO DO CIMENTO E EVOLUÇÃO DO TEMPO DE TRÂNSITO DO PULSO ULTRASSÔNICO E SEU IMPACTO NA ANÁLISE DAS TENSÕES NAS BAINHAS DE POÇOS DE PETRÓLEO
Resumo
A retração do cimento durante o processo de cura é um fator determinante que afeta diretamente a integridade mecânica da bainha de cimento em poços de petróleo, representando um desafio técnico que ainda carece de uma abordagem mais aplicada na literatura. Este estudo visa preencher essa lacuna ao investigar a correlação entre a retração volumétrica do cimento e o tempo de trânsito do pulso ultrassônico, sob diferentes condições de temperatura (40, 60 e 80 °C) e pressão constante de 1000 psi. Ensaios experimentais de tempo de trânsito do pulso ultrassônico e retração foram conduzidos para examinar a evolução dessas variáveis durante o processo de hidratação do cimento. Além disso, foram realizados ensaios térmicos e de resistência à compressão pelo método destrutivo como referências comparativas, visando validar e complementar os resultados obtidos. Os achados demonstraram que a metodologia proposta permitiu o desenvolvimento de modelos empíricos robustos, que, quando comparados a um modelo tradicional, revelaram uma variação de até 20% nas análises de tensões em cenários operacionais simulados numericamente. Esses resultados destacam o valor da abordagem adotada, contribuindo para a otimização das práticas operacionais e dos projetos de integridade de poços.
Abstract
Cement shrinkage during the curing process is a critical factor that directly impacts the mechanical integrity of the cement sheath in oil wells, posing a technical challenge that still lacks a more applied approach in the literature. This study aims to address this gap by investigating the correlation between volumetric cement shrinkage and ultrasonic pulse transit time under varying temperature conditions (40, 60, and 80 °C) and a constant pressure of 1000 psi. Experimental tests of ultrasonic pulse transit time and shrinkage were conducted to examine the evolution of these variables during the cement hydration process. Additionally, thermal analyses and compressive strength tests using the destructive method were performed as comparative references to validate and complement the obtained results. The findings demonstrated that the proposed methodology enabled the development of robust empirical models, which, when compared to a traditional model, revealed a variation of up to 20% in stress analysis under numerically simulated operational scenarios. These results underscore the value of the adopted approach, contributing to the optimization of operational practices and well integrity projects.
