Estudo do comportamento de pastas compósitascimento/sílica/poliuretana para poços de petróleoHPHT

摘要

Os poços HPHT atravessam zonas anormalmente pressurizadas e com altos gradientes detemperatura. Esses poços apresentam elevadas concentrações de tensões produzidas pelasoperações de perfuração e fraturamento hidráulico, flutuações da pressão e temperatura,forças dinâmicas geradas durante a perfuração, formações inconsolidadas, entre outrosaspectos, podendo resultar em falhas mecânicas na bainha de cimento. Tais falhascomprometem a estabilidade mecânica do poço e o isolamento das zonas produtoras de óleose/ou gás. Para que operações corretivas não se façam necessárias, é preciso adequar as pastasàs condições de cada poço. Sistemas de pastas de cimento para poços HPHT requerem umbom controle de suas propriedades termo-mecânicas. Visto que a temperaturas superiores a110 oC (230 oF) o cimento, após alcançar um valor máximo de resistência, inicia um processode perda de resistência (retrogressão). Para prevenir esse efeito substitui-se parcialmente ocimento Portland por sílica com objetivo de incrementar a reação pozolânica. Esta reaçãomodifica a trajetória do processo natural de hidratação do cimento, o gel de silicato de cálciohidratado (C-S-H) se converte em várias outras fases com maior resistência. Polímerostambém são adicionados para proporcionar maior flexibilidade e agir como barreira àpropagação de trincas desenvolvidas sob tensão. O presente trabalho teve como objetivoestudar o comportamento do sistema cimento/sílica/polímero quando submetido às condiçõesde alta temperatura e alta pressão. Foram formuladas pastas de cimento puro, pastas contendo40 % BWOC de sílica flour e pastas com diferentes concentrações de poliuretana (5 % a 25%) e 40 % BWOC de sílica flour. O peso específico das pastas foi fixado em 1,87 g/cm3 (15,6lb/gal). Os resultados demonstram que as resistências da pasta contendo 40% de sílica e dascom adição de polímero foram muito superiores a da pasta de cimento puro, não ocorrendo oefeito da retrogressão. As pastas com polímero apresentaram um crescente aumento datenacidade com o aumento da concentração da mesma, sendo assim capaz de suportar astensões. Além de se manterem estáveis termicamente acima de 180 ºC. O sistema tambémapresentou excelentes resultados de filtrado, reologia, água livre, estabilidade epermeabilidade. Sendo assim, o mesmo mostrou ser aplicável a poços HPHT