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

The cement when subjected to high temperature has an effect known as retrogression effect of compressive strenght, where the hydrated product is converted into phases like Hydrate α-dicalcium silicate (α-C2SH or Ca2 (HSiO4) OH), which has a crystalline structure, high density, high permeability a...

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Detalhes bibliográficos
Autor principal: Vidal, Anderson Wanderley
Outros Autores: Freitas, Júlio Cézar de Oliveira
Formato: Dissertação
Idioma:pt_BR
Publicado em: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Assuntos:
Cimento
Poços de petróleo
Retrogressão da Resistência à compressão
Cinza da casca do arroz
Sílica flour
Endereço do item:https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/31662
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Estudo de composição de pasta de cimento contendo cinza de casca do arroz para aplicação em poços com elevadas temperaturas
description The cement when subjected to high temperature has an effect known as retrogression effect of compressive strenght, where the hydrated product is converted into phases like Hydrate α-dicalcium silicate (α-C2SH or Ca2 (HSiO4) OH), which has a crystalline structure, high density, high permeability and low mechanical resistance to compression. In the petroleum industry, it is common to use the addition of 35 to 40% by weight of cement (BWOC) of silica flour in the cement binder formulation to minimize the effects of the retrogression phenomenon. The objective in this work is to assess the behavior of the rice hull ash (RHA) as an alternative to silica flour in the fight against retrogression. The RHA is a residue derived from the burning of rice hull that has, on average, 92% of silica in its composition, being a promising alternative, national raw materials and low cost. To evaluate this product cement slurries was formulated containing 30 or 40% BWOC of RHA. The density of the formulations was varied until they were achieved free water parameters and consistence similar to those described in the standard NBR 9831 and API spec 10, respectively. The formulations with properties similar to those of a standard cement paste (normative) were subjected to compressive strength retrogression test (CS) of hydrated slurries under bottom hole static conditions (BHST temperature) and hydrated slurries in high conditions temperature (300 ° C). It was used the XRD techniques and TGA /DSC/ DTA to follow the chemical evolution of the process. The results obtained were compared with a cement paste reference density 15.8 lb/gal and containing 35.0% BWOC of silica flour, commercial additive for combating compressive strength retrogression. Formulations containing 30.0% of the RHA had an average retrogression of 60% in CS, whereas the formulations containing 40.0% CCA obtained about 5% retrogression. Using the RHA as an additive for combating the CS retrogression was possible to obtain better performance than the commercial additive (silica flour) and lower values of density 15.8 lb/gal, that is, with less binder, lower cost, greater efficiency, and higher yield.
author2 Freitas, Júlio Cézar de Oliveira
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In the petroleum industry, it is common to use the addition of 35 to 40% by weight of cement (BWOC) of silica flour in the cement binder formulation to minimize the effects of the retrogression phenomenon. The objective in this work is to assess the behavior of the rice hull ash (RHA) as an alternative to silica flour in the fight against retrogression. The RHA is a residue derived from the burning of rice hull that has, on average, 92% of silica in its composition, being a promising alternative, national raw materials and low cost. To evaluate this product cement slurries was formulated containing 30 or 40% BWOC of RHA. The density of the formulations was varied until they were achieved free water parameters and consistence similar to those described in the standard NBR 9831 and API spec 10, respectively. The formulations with properties similar to those of a standard cement paste (normative) were subjected to compressive strength retrogression test (CS) of hydrated slurries under bottom hole static conditions (BHST temperature) and hydrated slurries in high conditions temperature (300 ° C). It was used the XRD techniques and TGA /DSC/ DTA to follow the chemical evolution of the process. The results obtained were compared with a cement paste reference density 15.8 lb/gal and containing 35.0% BWOC of silica flour, commercial additive for combating compressive strength retrogression. Formulations containing 30.0% of the RHA had an average retrogression of 60% in CS, whereas the formulations containing 40.0% CCA obtained about 5% retrogression. Using the RHA as an additive for combating the CS retrogression was possible to obtain better performance than the commercial additive (silica flour) and lower values of density 15.8 lb/gal, that is, with less binder, lower cost, greater efficiency, and higher yield. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES 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. 2021-03-03T19:10:37Z 2021-03-03T19:10:37Z 2016-01-29 masterThesis VIDAL, Anderson Wanderley. Estudo de composição de pasta de cimento contendo cinza de casca do arroz para aplicação em poços com elevadas temperaturas. 2016. 88f. Dissertação (Mestrado em Química) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2016. https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/31662 pt_BR Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA

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