Formulação de pastas cimentícias com adição de suspensões de quitosana para cimentação de poços de petróleo

Primary cementing is one of the main operations in well drilling responsible for the mechanical stability and zonal isolation during the production of oil. However, the cement sheath is constantly under mechanical stresses and temperature variations caused by the recovery of heavy oil. In order to minimize fracture and wear of the cement sheath, new admixtures are developed to improve the properties of Portland cement slurries and avoid environmental contamination caused by leaking gas and oil. Polymers with the ability to form polymeric films are candidates to improve the properties of hardened cement slurries, especially their fracture energy. The present study aimed at evaluating the effect of the addition of a chitosan suspension on cement slurries in order to improve the properties of the cement and increase its performance on heavy oil recovery. Chitosan was dissolved in acetic ac id (0.25 M and 2 M) and added to the formulation of the slurries in different concentrations. SEM analyses confirmed the formation of polymeric films in the cementitious matrix. Strength tests showed higher fracture energy compared to slurries without the addition of chitosan. The formation of the polymeric films also reduced the permeability of the slurry. Therefore, chitosan suspensions can be potentially used as cementing admixtures for heavy oil well applications

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

A cimentação primária é uma das principais operações na perfuração do poço de petróleo. A fixação do revestimento e o isolamento zonal garantirá segurança e diminuição dos custos na fase de produção de óleo. No entanto, é constante a ocorrência de problemas na bainha cimentícia devido a esforços mecânicos e a variação de temperatura, causada pela recuperação de óleos pesados. Visando minimizar as fraturas e desgaste da bainha, novas adições estão sendo desenvolvidas para melhorar as propriedades do cimento Portland e evitar a contaminação ambiental decorrente de vazamento de gás e óleo pelo anular. Polímeros com a capacidade de formar filmes poliméricos são opções de adições, pois a possível formação da teia polimérica na matriz cimentícia melhora as propriedades e a energia de fratura da pasta. O presente trabalho, tem como objetivo adicionar às pastas cimentícias suspensão de quitosana para melhorar as propriedades da pasta cimentícia e aumentar seu desempenho em operações de recuperação de óleo pesado. A quitosana foi diluída em ácido acético (0,25 M e 2 M) e adicionada na formulação das pastas em diferentes concentrações. A análise do MEV confirmou a formação de redes poliméricas na matriz cimentícia e os testes deresistência mecânica comprovaram uma energia de fratura elevada em relação à pasta sem adição do polímero. A formação da teia polimérica também reduziu a permeabilidade da pasta. Com isso, a suspensão de quitosana torna-se uma solução polimérica com potencial para ser aplicado em cimentação de poços de petróleo