Desenvolvimento de sistemas de aditivos químicos para aplicação em cimentações de poços de petróleo

The primary cementing is an important step in the oilwell drilling process, ensuring the mechanical stability of the well and the hydraulic isolation between casing and formation. For slurries to meet the requirements for application in a certain well, some care in the project should be taken into account to obtain a cement paste with the proper composition. In most cases, it is necessary to add chemicals to the cement to modify its properties, according to the operation conditions and thus obtain slurries that can move inside the jacket providing a good displacement to the interest area. New technologies of preparation and use of chemicals and modernization of technological standards in the construction industry have resulted in the development of new chemical additives for optimizing the properties of building materials. Products such as polycarboxylate superplasticizers provide improved fluidity and cohesion of the cement grains, in addition to improving the dispersion with respect to slurries without additives. This study aimed at adapting chemical additives used in civil construction to be used use in oilwell cement slurries systems, using Portland cement CPP-Special Class as the hydraulic binder. The chemical additives classified as defoamer, dispersant, fluid loss controller and retarder were characterized by infrared absorption spectroscopy, thermogravimetric analyses and technological tests set by the API (American Petroleum Institute). These additives showed satisfactory results for its application in cement slurries systems for oil wells. The silicone-based defoamer promoted the reduction of air bubbles incorporated during the stirring of the slurries. The dispersant significantly reduced the rheological parameters of the systems studied. The tests performed with the fluid loss controller and the retarder also resulted in suitable properties for application as chemical additives in cement slurries

A cimentação primária é uma etapa importante durante o processo de perfuração de poços petrolíferos, garantindo a estabilidade mecânica do poço e o isolamento hidráulico entre o tubo de revestimento e a formação. Para que a pasta de cimento atenda aos requisitos estabelecidos para sua aplicação em um determinado poço, alguns cuidados no seu projeto de execução devem ser levados em consideração para a obtenção de uma pasta de cimento com composição adequada. Na grande maioria dos casos, é necessária a adição de produtos químicos ao cimento para modificar suas propriedades, conforme as condições do poço ou operação e, assim, obter pastas que possam se deslocar no interior do revestimento promovendo um bom deslocamento até a zona de interesse. Novas tecnologias de preparação e uso de produtos químicos e a modernização dos padrões tecnológicos no setor da construção civil têm resultado no desenvolvimento de novos aditivos químicos para a otimização das propriedades dos materiais construtivos. Produtos como superplastificantes a base de policarboxilato proporcionam maior fluidez e coesão dos grãos de cimento, além de melhorar a dispersão em relação às pastas sem aditivos. Este trabalho tem como objetivo adequar aditivos químicos utilizados na construção civil para aplicação em sistemas de pastas de cimento de poços petrolíferos, utilizando como aglomerante hidráulico o cimento Portland CPP-Classe Especial. Os aditivos químicos classificados como antiespumantes, dispersantes, controladores de filtrado e retardadores de pega foram caracterizados por espectroscopia de absorção na região do infravermelho, análise termogravimétrica e ensaios tecnológicos estabelecidos pelo API (American Petroleum Institute). Estes aditivos apresentaram resultados satisfatórios para sua aplicação em sistemas de pasta de cimento para poços de petróleo. O antiespumante, a base de silicone, promoveu redução do aprisionamento de ar durante o processo de agitação das pastas. O aditivo dispersante reduziu consideravelmente os parâmetros reológicos dos sistemas estudados. Os testes realizados com o controlador de filtrado e o retardador de pega também apresentaram propriedades adequadas para aplicação como aditivos químicos em pastas para cimentação