Efeito de adições poliméricas na aderência de pastas de cimento a tubos metálicos após ciclagem térmica

Thermal recovery methods, especially steam injection, have been used to produce heavy oils. However, these methods imply that the metallic casing-cement sheath interface is submitted to thermal cycling. As a consequence, cracking may develop due to the thermal expansion mismatch of such materials, w...

Deskribapen osoa

Gorde:
Xehetasun bibliografikoak
Egile nagusia: Freitas, Jair Joventino de
Beste egile batzuk: Martinelli, Antônio Eduardo
Formatua: doctoralThesis
Hizkuntza:por
Argitaratua: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Gaiak:
Sarrera elektronikoa:https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/15579
Etiketak: Etiketa erantsi
Etiketarik gabe, Izan zaitez lehena erregistro honi etiketa jartzen!
id ri-123456789-15579
record_format dspace
institution Repositório Institucional
collection RI - UFRN
language por
topic Compósitos cimentantes
Revestimento de poços
Aderência
Poliuretana
Cementing composites
Oilwell casing
Adherence
Polyurethane
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
spellingShingle Compósitos cimentantes
Revestimento de poços
Aderência
Poliuretana
Cementing composites
Oilwell casing
Adherence
Polyurethane
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Freitas, Jair Joventino de
Efeito de adições poliméricas na aderência de pastas de cimento a tubos metálicos após ciclagem térmica
description Thermal recovery methods, especially steam injection, have been used to produce heavy oils. However, these methods imply that the metallic casing-cement sheath interface is submitted to thermal cycling. As a consequence, cracking may develop due to the thermal expansion mismatch of such materials, which allows the flow of oil and gas through the cement sheath, with environmental and economical consequences. It is therefore important to anticipate interfacial discontinuities that may arise upon Thermal recovery. The present study reports a simple alternative method to measure the shear strength of casing-sheath interfaces using pushthrough geometry, applied to polymer-containing hardened cement slurries. Polyurethane and recycled tire rubber were added to Portland-bases slurries to improve the fracture energy of intrinsically brittle cement. Samples consisting of metallic casing sections surrounded by hardened polymer-cement composites were prepared and mechanically tested. The effect of thermal cycles was investigated to simulate temperature conditions encountered in steam injection recovery. The results showed that the addition of polyurethane significantly improved the shear strength of the casing-sheath interface. The strength values obtained adding 10% BWOC of polyurethane to a Portland-base slurry more than doubled with respect to that of polyurethane-free slurries. Therefore, the use of polyurethane significantly contributes to reduce the damage caused by thermal cycling to cement sheath, improving the safety conditions of oil wells and the recovery of heavy oils
author2 Martinelli, Antônio Eduardo
author_facet Martinelli, Antônio Eduardo
Freitas, Jair Joventino de
format doctoralThesis
author Freitas, Jair Joventino de
author_sort Freitas, Jair Joventino de
title Efeito de adições poliméricas na aderência de pastas de cimento a tubos metálicos após ciclagem térmica
title_short Efeito de adições poliméricas na aderência de pastas de cimento a tubos metálicos após ciclagem térmica
title_full Efeito de adições poliméricas na aderência de pastas de cimento a tubos metálicos após ciclagem térmica
title_fullStr Efeito de adições poliméricas na aderência de pastas de cimento a tubos metálicos após ciclagem térmica
title_full_unstemmed Efeito de adições poliméricas na aderência de pastas de cimento a tubos metálicos após ciclagem térmica
title_sort efeito de adições poliméricas na aderência de pastas de cimento a tubos metálicos após ciclagem térmica
publisher Universidade Federal do Rio Grande do Norte
publishDate 2014
url https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/15579
work_keys_str_mv AT freitasjairjoventinode efeitodeadicoespolimericasnaaderenciadepastasdecimentoatubosmetalicosaposciclagemtermica
_version_ 1773966546535710720
spelling ri-123456789-155792017-11-01T13:47:19Z Efeito de adições poliméricas na aderência de pastas de cimento a tubos metálicos após ciclagem térmica Freitas, Jair Joventino de Martinelli, Antônio Eduardo http://lattes.cnpq.br/1959778506608320 http://lattes.cnpq.br/0022988322449627 Nascimento, Rubens Maribondo do http://lattes.cnpq.br/8671649752936793 Bezerra, Ulisses Targino Klein, Aloisio Nelmo http://lattes.cnpq.br/4087752487104746 Compósitos cimentantes Revestimento de poços Aderência Poliuretana Cementing composites Oilwell casing Adherence Polyurethane CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA Thermal recovery methods, especially steam injection, have been used to produce heavy oils. However, these methods imply that the metallic casing-cement sheath interface is submitted to thermal cycling. As a consequence, cracking may develop due to the thermal expansion mismatch of such materials, which allows the flow of oil and gas through the cement sheath, with environmental and economical consequences. It is therefore important to anticipate interfacial discontinuities that may arise upon Thermal recovery. The present study reports a simple alternative method to measure the shear strength of casing-sheath interfaces using pushthrough geometry, applied to polymer-containing hardened cement slurries. Polyurethane and recycled tire rubber were added to Portland-bases slurries to improve the fracture energy of intrinsically brittle cement. Samples consisting of metallic casing sections surrounded by hardened polymer-cement composites were prepared and mechanically tested. The effect of thermal cycles was investigated to simulate temperature conditions encountered in steam injection recovery. The results showed that the addition of polyurethane significantly improved the shear strength of the casing-sheath interface. The strength values obtained adding 10% BWOC of polyurethane to a Portland-base slurry more than doubled with respect to that of polyurethane-free slurries. Therefore, the use of polyurethane significantly contributes to reduce the damage caused by thermal cycling to cement sheath, improving the safety conditions of oil wells and the recovery of heavy oils Atualmente, os métodos com maior índice de sucesso de recuperação de óleos pesados são os térmicos, principalmente a injeção de vapor. Este método de recuperação coloca a interface entre o revestimento metálico e a bainha de cimento em ciclagem térmica, que devido à diferença de coeficientes de expansão entre os dois materiais pode provocar o surgimento de trincas, possibilitando a passagem de fluidos pela bainha de cimento. Isto ocasiona sérios riscos sócio-econômicos e ambientais. Para minimizar este problema, foi realizado um estudo que consiste em mensurar a resistência ao cisalhamento entre um tubo de aço e uma bainha de cimento. Ao material cimentante foram adicionados polímeros, como poliuretana e borracha reciclada triturada de pneus. A adição de polímeros visa melhorar a plasticidade do material cimentante e, assim, aumentar a aderência da pasta endurecida sobre o revestimento, bem como a energia de ruptura do conjunto. Diante disso, a meta principal desse estudo foi avaliar a aderência de compósitos cimentantes para poços de petróleo com revestimentos metálicos após ciclagens térmicas, simulando as condições de variação de temperatura a que poços de petróleo são submetidos durante a recuperação de óleos pesados por métodos térmicos. Observou-se que com a adição de poliuretana houve uma melhoria significativa da aderência da interface revestimento metálica - bainha de cimento com relação à pasta padrão, sem polímeros. Os melhores resultados obtidos foram com pastas contendo 10% de poliuretana, que apresentaram aumento de mais de 100% na resistência ao cisalhamento, em relação à pasta padrão. A adição de poliuretana à pasta de cimento contribui de forma significativa para reduzir o dano causado pela ciclagem térmica a bainhas de cimento, melhorando a segurança e as condições de produção de poços de petróleo sujeitos à recuperação secundária por métodos térmicos 2014-12-17T14:57:51Z 2012-05-24 2014-12-17T14:57:51Z 2011-07-21 doctoralThesis FREITAS, Jair Joventino de. Efeito de adições poliméricas na aderência de pastas de cimento a tubos metálicos após ciclagem térmica. 2011. 181 f. Tese (Doutorado em Tecnologia de Materiais; Projetos Mecânicos; Termociências) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2011. https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/15579 por Acesso Aberto application/pdf application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte BR UFRN Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Tecnologia de Materiais; Projetos Mecânicos; Termociências