Desenvolvimento de pastas de cimento flexíveis para poços de petróleo submetidos à injeção de vapor utilizando látex do tipo SBR

Novel cementing materials formulations containing flexible polymeric admixtures have been studied aiming at improving the mechanical behavior of oil well cement slurries submitted to steam injection. However, research activities in this sector are still under development. The steam injected directly into the well causes casing dilation, which after a reduction in temperature, tends to return to its original dimensions, resulting in crack formation and hydraulic isolation loss of the well, which will result in shortening of well life. In this scenario, the objective of the present study was to evaluate the mechanical behavior of Portland-based slurries containing SBR latex, applied in oil well cementing of wells submitted to steam injection. Were formulated slurries with densities of 1.797 g/cm3 (15.0 lb/Gal) and 1.869 g/cm3 (15.6 lb/Gal), containing admixtures with a latex concentration of 0; 66.88; 133.76; 200.64 and 267.52 L/m3 (0, 0.5, 1.0, 1.5 and 2.0 gpc). Tests including rheology, fluid loss control, thickening time, API compressive strength and splitting tensile strength, beyond steam injection simulation. Microstrutural characteristics of the slurries were also performed (XRD, TG, FTIR and SEM). The results showed that increasing the polymer concentration increased in the rheological properties and fluid loss, and a decrease in the elasticity modulus of the cement slurries. The results obtained showed that the slurries can be applied in cementing operations of oil wells submitted to steam injection.

Novas formulações de pastas de cimento, aditivadas com materiais poliméricos com características flexíveis, têm sido estudadas para aplicação em poços sujeitos a injeção de vapor. Entretanto, pesquisas neste setor ainda são atividades em desenvolvimento. O vapor injetado diretamente no poço provoca a dilatação do revestimento, o que após redução na temperatura, tende a voltar as suas dimensões iniciais, provocando formação de trincas e conseqüente perda do isolamento hidráulico do poço, que resultará no encurtamento do tempo de sua vida útil. Dentro deste contexto, este trabalho tem como objetivo estudar o comportamento mecânico de sistemas de pastas de cimento Portland, aditivadas com látex SBR, para cimentação de poços de petróleo sujeitos a injeção de vapor. Foram formuladas pastas com densidades de 1,797 g/cm3 (15,0 lb/Gal) e 1,869 g/cm3 (15,6 lb/Gal), aditivadas com concentração de 0; 66,88; 133,76; 200,64 e 267,52 L/m3 (0, 0,5, 1,0, 1,5 e 2,0 gpc) de látex. Foram realizados ensaios de reologia, controle de filtrado, tempo de espessamento, resistência à compressão API e tração por compressão diametral, além de simulações de injeção de vapor. Também foram realizadas caracterizações microestruturais das pastas de cimento (DRX, TG, FTIR e MEV). Os resultados mostraram que com o aumento da concentração do polímero ocorreram mudanças nas propriedades reológicas e no volume de filtrado, além de uma diminuição do módulo de elasticidade das pastas de cimento. A partir dos resultados obtidos verificou-se que as pastas podem ser aplicadas em operações de cimentação de poços de petróleo sujeitos a injeção de vapor.