Efeito da adição de cargas minerais leves na resistência mecânica de grautes para cimentação de poços offshore

The preparation of cement slurries for offshore well cementing involves mixing all solid components to be added to the mixing water on the platform. The aim of this work was to study the formulation of pre-prepared dry mixtures, or grouts, for offshore oilwell cementing. The addition of mineral fillers in the strength of lightweight grouts applied for depths down to 400 m under water depths of 500 m was investigated. Lightweight materials and fine aggregates were selected. For the choice of starting materials, a study of the pozzolanic activity of low-cost fillers such as porcelain tile residue, microsilica and diatomaceous earth was carried out by X-ray diffraction and mechanical strength tests. Hardened grouts containing porcelain tile residue and microsilica depicted high strength at early ages. Based on such preliminary investigation, a study of the mechanical strength of grouts with density 1.74 g/cm3 (14.5 lb/gal) cured initially at 27 °C was performed using cement, microsilica, porcelain tile residue and an anti-foaming agent. The results showed that the mixture containing 7% of porcelain tile residue and 7% of microsilica was the one with the highest compressive strength after curing for 24 hours. This composition was chosen to be studied and adapted for offshore conditions based on testes performed at 4 °C. The grout containing cement, 7% of porcelain tile residue, 7% of active silica and admixtures (CaCl2), anti-foaming and dispersant resulted satisfactory rheology and mechanical strength after curing for 24 hours of curing

A preparação de pastas de cimento para poços offshore envolve a mistura de todos os componentes sólidos da pasta e a preparação da água de mistura feita na própria plataforma. O objetivo desse trabalho é apresentar um estudo de formulação de misturas secas prépreparadas, ou grautes, para a cimentação de poços offshore. Foi avaliado o efeito da adição de cargas minerais leves na resistência mecânica de grautes para cimentação primária inicial (até 400 m) com lâminas d água acima de 500 m. Foi realizada uma seleção de materiais leves e finos, em substituição aos agregados utilizados nos grautes da construção civil. Para a escolha dos materiais de partida, primeiramente foi realizado um estudo da atividade pozolânica de materiais de baixo custo, como resíduo cerâmico de porcelanato, sílica ativa e diatomita, por meio de difratometria de raios X e resistência mecânica à compressão. Verificou-se que as misturas com adição de resíduo de porcelanato e sílica ativa apresentaram maiores resistências nas primeiras idades. Com isso, foi desenvolvido um estudo da resistência mecânica à compressão de grautes com massa específica 1,74 g/cm3 (14,5 lb/gal), curadas, inicialmente, a 27ºC e compostas por cimento, resíduo de porcelanato e sílica ativa, aditivadas com anti-espumante. Os resultados revelaram que a mistura com 7% de resíduo de porcelanato e 7% de sílica ativa foi a que apresentou a maior resistência mecânica à compressão em ensaio realizado com 24 horas de cura. Escolhida a composição a ser estudada, ela foi adaptada às condições de poço offshore, cujos ensaios foram realizados a 4ºC. A mistura composta por cimento, 7% de resíduo de porcelanato e 7% de sílica ativa foi aditivada com acelerador de pega (CaCl2), anti-espumante e dispersante. Os ensaios revelaram que essa composição mostrou-se satisfatória quanto à resistência mecânica à compressão com 24 horas de cura, reologia, tempo de pega e volume de água livre