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Dantas, Renato Pereira Pinto - One of the best experts on this subject based on the ideXlab platform.

  • Estudo da incorporação de resíduos de perfuração para aplicação em cimentação de poços de petróleo
    PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA, 2014
    Co-Authors: Dantas, Renato Pereira Pinto
    Abstract:

    During the drilling of oil and natural gas are generated solid waste, liquid and gaseous. These solid fragments, which are known as cuttings, are carried to the surface through the drilling fluid. Furthermore, this fluid serves to cool the bit, keeping the internal pressure of the well, and others. This solid residue is very polluting, because it has incorporated beyond the drilling fluid, which has several chemical additives harmful to the environment, some heavy metals that are harmful to the environment, such as lead. To minimize the residue generated, are currently being studied numerous techniques to mitigate the problems that such waste can cause to the environment, like addition of cuttings in the composition of soil cement brick masonry construction, addition of cuttings on the clay matrix for the manufacture of solid masonry bricks and ceramic blocks and coprocessing of the cuttings in cement. So, the main objective of this work is the incorporation of cuttings drilling of oil wells, the cement slurry used in the Cementing Operation of the well. This cuttings used in this study, arising from the formation Pendências, was milled and separated in a sieve of 100 mesh. After grinding had a mean particle sike in order of 86 mm and crystal structure containing phases of quartz and calcite type, characteristic of the Portland cement. Were formulated and prepared slurries of cement with density 13 lb / gal, containing different concentrations of gravel, and realized characterization tests API SPEC 10A and RP 10B. Free water tests showed values lower than 5.9% and the rheological model that best described the behavior of the mixtures was the power. The results of compressive strength (10.3 MPa) and stability (Dr

  • Estudo da incorporação de resíduos de perfuração para aplicação em cimentação de poços de petróleo
    Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014
    Co-Authors: Dantas, Renato Pereira Pinto
    Abstract:

    Durante a perfuração de poços de petróleo e gás natural, são gerados resíduos sólidos, líquidos e gasosos. Os fragmentos sólidos, que são denominados cascalhos, são carreados para a superfície através do fluido de perfuração. Além disso, esse fluido tem a função de resfriar a broca, manter a pressão interna do poço, dentre outras. Esse resíduo sólido é bastante poluente, pois tem incorporado além do fluido de perfuração, que possui vários aditivos químicos nocivos ao meio ambiente, alguns metais pesados também danosos, tais como chumbo. Com o intuito de tornar as atividades menos nocivas ao meio ambiente, as indústrias vêm desenvolvendo processos cada vez mais sustentáveis. Atualmente, estão sendo estudadas inúmeras técnicas para mitigar problemas gerados com resíduos de perfuração, tais como adição do cascalho na composição de tijolos solo-cimento para construção em alvenaria, nas matrizes argilosas para a fabricação de tijolos maciços de alvenaria e blocos cerâmicos e coprocessamento desse resíduo na fabricação do cimento. Desta forma, o presente trabalho tem como objetivo incorporar o cascalho oriundo da perfuração em pastas de cimento utilizadas durante as operações de cimentação de poços de petróleo. O cascalho utilizado nesse trabalho, oriundo da formação Pendências, foi moído e separado numa peneira de 100 mesh. Após a moagem, o mesmo foi caracterizado por granulometria a laser, DRX, FRX. A matéria-prima apresentou diâmetro médio de partículas na ordem de 86 mm e estrutura cristalina contendo fases do tipo quartzo e calcita, característicos do cimento Portland. Foram formuladas e preparadas pastas de cimento, com densidade 13 lb/gal, contendo diferentes concentrações de cascalho, e realizados ensaios de caracterização API SPEC 10 A e RP 10 B. Os testes de água livre apresentaram valores inferiores a 5,9% e o modelo reológico que melhor descreveu o comportamento das misturas foi o de potência. Os resultados de resistência à compressão (10,3 Mpa) e estabilidade ( Dr < 0,5 lb/gal), apresentaram valores dentro dos limites estabelecidos para procedimentos operacionais. Assim sendo, o cascalho oriundo da perfuração pode ser utilizado em pastas de cimento Portland para poços petrolíferos, como forma de reaproveitamento deste resíduo e redução do custo da pasta de cimentoDuring the drilling of oil and natural gas are generated solid waste, liquid and gaseous. These solid fragments, which are known as cuttings, are carried to the surface through the drilling fluid. Furthermore, this fluid serves to cool the bit, keeping the internal pressure of the well, and others. This solid residue is very polluting, because it has incorporated beyond the drilling fluid, which has several chemical additives harmful to the environment, some heavy metals that are harmful to the environment, such as lead. To minimize the residue generated, are currently being studied numerous techniques to mitigate the problems that such waste can cause to the environment, like addition of cuttings in the composition of soil cement brick masonry construction, addition of cuttings on the clay matrix for the manufacture of solid masonry bricks and ceramic blocks and coprocessing of the cuttings in cement. So, the main objective of this work is the incorporation of cuttings drilling of oil wells, the cement slurry used in the Cementing Operation of the well. This cuttings used in this study, arising from the formation Pendências, was milled and separated in a sieve of 100 mesh. After grinding had a mean particle sike in order of 86 mm and crystal structure containing phases of quartz and calcite type, characteristic of the Portland cement. Were formulated and prepared slurries of cement with density 13 lb / gal, containing different concentrations of gravel, and realized characterization tests API SPEC 10A and RP 10B. Free water tests showed values lower than 5.9% and the rheological model that best described the behavior of the mixtures was the power. The results of compressive strength (10.3 MPa) and stability (Dr

Vieira, Andressa De Araújo Porto - One of the best experts on this subject based on the ideXlab platform.

  • Microdureza aplicada ao estudo do dano em revestimentos compósitos para superfícies metálicas
    Universidade Federal da Paraí­ba, 2010
    Co-Authors: Vieira, Andressa De Araújo Porto
    Abstract:

    As estruturas de poços de petróleo são constituídas por tubulações metálicas revestidas com material cimentício as quais atravessam diversas formações geológicas. A integridade estrutural destes sistemas depende principalmente da integridade do material revestimento, que tem como funções oferecer suporte estrutural à tubulação metálica, além de protegê-la contra corrosão. Tal revestimento é ainda responsável por isolar as diferentes formações geológicas existentes ao longo do poço, objetivando não apenas evitar perdas na produção, mas também reduzir potenciais danos ambientais devidos a vazamentos de fluidos contaminantes. De modo a atingir estes objetivos, um perfeito isolamento hidráulico deve ser garantido tanto entre a tubulação metálica e o revestimento cimentício quanto entre este revestimento e as formações rochosas, de maneira que a migração de fluidos possa ser evitada. Embora as companhias de gás e petróleo venham buscando a obtenção de um perfeito isolamento hidráulico, a freqüência de ocorrência destes problemas é enorme em todo o mundo. Deste modo, grande número de pesquisas tem se voltado ao estudo e entendimento das causas associadas à quebra deste isolamento hidráulico, ajudando a reduzir a magnitude de tão complexo problema. A maioria destas pesquisas objetiva o aprimoramento das propriedades do revestimento propriamente dito, enquanto que um número bastante reduzido está associado a aspectos relacionados às interfaces destes sistemas. Tal particularidade deve-se em grande parte ao fato de que tão importante região possui grandes dificuldades de avaliação. Tais dificuldades estão associadas principalmente às anisotropias inerentes aos materiais à base de cimento Portland. Aspectos da interface relacionados à hidratação do cimento são fortemente afetados pela química local dos componentes da matriz cimentícia. O efeito desta complexa microestrutura nas propriedades de engenharia das estruturas deve ser cuidadosamente examinado, podendo a avaliação da de sua integridade ser apropriadamente efetuada mediante Testes Não Destrutivos. O objetivo deste trabalho é correlacionar propriedades mecânicas (obtidas mediante técnicas destrutivas e não-destrutivas) com a microdureza de pastas de cimento em pequenas idades. As amostras ensaiadas foram confeccionadas utilizando cimento Portland de Alta Resistência Inicial e três relações água/aglomerante (0.33, 0.44 e 0.55 em massa). Dois conjuntos de amostras foram preparados: com e sem substituição parcial do cimento (20% em massa) por pozolana constituída de resíduos de cerâmica vermelha moídos. As idades avaliadas foram 1, 3 e 7 dias. As características microestruturais e micromecânicas das pastas de cimento hidratadas foram acessadas mediante técnicas de Microscopia Eletrônica de Varredura (no modo retroespalhado) e Microdureza Vickers. Os resultados mostram que a presença da pozolana afeta a distribuição dos grãos de cimento hidratados e a homogeneidade da matriz cimentícia, modificando suas características microestruturais, refletindo nas propriedades mecânicas. A química local prevaleceu sobre as propriedades medias da pasta de cimento, especialmente no contato entre o cimento e a superfície metálica.Oil well structures are built by placing a steel casing and by Cementing the space (annulus) between the casing and rock formations throughout the geological layers of wellbores. The structural integrity of these systems resides on the Cementing Operation, which is designed to offer structural support as well as corrosion protection of the casing. It also promotes zonal isolation among rock formations throughout the wellbore, which not only helps to avoid losses in production, but also reduces potential environmental damage due to leakage of contaminated fluids. In order to achieve these objectives, a hydraulic seal between the casing and the cement and between the cement and the rock formations must be ensured, so that fluid channels in the cement sheath can be prevented. Although oil and gas companies have always been aspiring for perfect zonal isolation, the scope of existing zonal-isolation problems is enormous. Hence, a great number of researchers have been motivated to study and predict lost of zonal isolation, helping to reduce the magnitude of such complex problem. Most research focus on the improvement of the cement properties whereas least effort is given to interface related aspects. This is mostly given to the fact that such important zone is difficult to assess. Such difficulties are mainly associated to inherent anisotropies of Portland cement based materials. Interface related aspects of the cement hydration are strongly affected by the local chemistry of the components of the matrix. The effect of such complex microstructure on the engineering parameters must be carefully examined, so that evaluation of the structure integrity can be properly made via Non Destructive Testings. The aim of this work is to correlate the mechanical properties (destructive and non-destructive) with the microhardness of cement paste at early ages. The samples were cast using Early Strength Development Portland cement and three water to binder ratio (0.33, 0.44 and 0.55 by mass). Also, two sets of cement pastes were mixed with and without a ground redbrick waste pozzolan replacing cement (20% by mass). The test ages were 1, 3 and 7 days. The micro features of the early hydrated cement pastes were assessed by means of Scanning Electron Microscopy (Backscattered Electron Imaging Mode) and Vickers Microhardness. The data shows that the presence of the pozzolan affects the distribution of hydrated cement grains and the homogeneity of the cement matrix, yielding to different microfeatures, reflecting on the mechanical properties. The local chemistry prevails over the average properties of the cement paste, especially at the contact between steel and cement

  • Microdureza aplicada ao estudo do dano em revestimentos compósitos para superfícies metálicas
    'Portal de Periodicos UFPB', 2010
    Co-Authors: Vieira, Andressa De Araújo Porto
    Abstract:

    Oil well structures are built by placing a steel casing and by Cementing the space (annulus) between the casing and rock formations throughout the geological layers of wellbores. The structural integrity of these systems resides on the Cementing Operation, which is designed to offer structural support as well as corrosion protection of the casing. It also promotes zonal isolation among rock formations throughout the wellbore, which not only helps to avoid losses in production, but also reduces potential environmental damage due to leakage of contaminated fluids. In order to achieve these objectives, a hydraulic seal between the casing and the cement and between the cement and the rock formations must be ensured, so that fluid channels in the cement sheath can be prevented. Although oil and gas companies have always been aspiring for perfect zonal isolation, the scope of existing zonal-isolation problems is enormous. Hence, a great number of researchers have been motivated to study and predict lost of zonal isolation, helping to reduce the magnitude of such complex problem. Most research focus on the improvement of the cement properties whereas least effort is given to interface related aspects. This is mostly given to the fact that such important zone is difficult to assess. Such difficulties are mainly associated to inherent anisotropies of Portland cement based materials. Interface related aspects of the cement hydration are strongly affected by the local chemistry of the components of the matrix. The effect of such complex microstructure on the engineering parameters must be carefully examined, so that evaluation of the structure integrity can be properly made via Non Destructive Testings. The aim of this work is to correlate the mechanical properties (destructive and non-destructive) with the microhardness of cement paste at early ages. The samples were cast using Early Strength Development Portland cement and three water to binder ratio (0.33, 0.44 and 0.55 by mass). Also, two sets of cement pastes were mixed with and without a ground redbrick waste pozzolan replacing cement (20% by mass). The test ages were 1, 3 and 7 days. The micro features of the early hydrated cement pastes were assessed by means of Scanning Electron Microscopy (Backscattered Electron Imaging Mode) and Vickers Microhardness. The data shows that the presence of the pozzolan affects the distribution of hydrated cement grains and the homogeneity of the cement matrix, yielding to different microfeatures, reflecting on the mechanical properties. The local chemistry prevails over the average properties of the cement paste, especially at the contact between steel and cement.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorAs estruturas de poços de petróleo são constituídas por tubulações metálicas revestidas com material cimentício as quais atravessam diversas formações geológicas. A integridade estrutural destes sistemas depende principalmente da integridade do material revestimento, que tem como funções oferecer suporte estrutural à tubulação metálica, além de protegê-la contra corrosão. Tal revestimento é ainda responsável por isolar as diferentes formações geológicas existentes ao longo do poço, objetivando não apenas evitar perdas na produção, mas também reduzir potenciais danos ambientais devidos a vazamentos de fluidos contaminantes. De modo a atingir estes objetivos, um perfeito isolamento hidráulico deve ser garantido tanto entre a tubulação metálica e o revestimento cimentício quanto entre este revestimento e as formações rochosas, de maneira que a migração de fluidos possa ser evitada. Embora as companhias de gás e petróleo venham buscando a obtenção de um perfeito isolamento hidráulico, a freqüência de ocorrência destes problemas é enorme em todo o mundo. Deste modo, grande número de pesquisas tem se voltado ao estudo e entendimento das causas associadas à quebra deste isolamento hidráulico, ajudando a reduzir a magnitude de tão complexo problema. A maioria destas pesquisas objetiva o aprimoramento das propriedades do revestimento propriamente dito, enquanto que um número bastante reduzido está associado a aspectos relacionados às interfaces destes sistemas. Tal particularidade deve-se em grande parte ao fato de que tão importante região possui grandes dificuldades de avaliação. Tais dificuldades estão associadas principalmente às anisotropias inerentes aos materiais à base de cimento Portland. Aspectos da interface relacionados à hidratação do cimento são fortemente afetados pela química local dos componentes da matriz cimentícia. O efeito desta complexa microestrutura nas propriedades de engenharia das estruturas deve ser cuidadosamente examinado, podendo a avaliação da de sua integridade ser apropriadamente efetuada mediante Testes Não Destrutivos. O objetivo deste trabalho é correlacionar propriedades mecânicas (obtidas mediante técnicas destrutivas e não-destrutivas) com a microdureza de pastas de cimento em pequenas idades. As amostras ensaiadas foram confeccionadas utilizando cimento Portland de Alta Resistência Inicial e três relações água/aglomerante (0.33, 0.44 e 0.55 em massa). Dois conjuntos de amostras foram preparados: com e sem substituição parcial do cimento (20% em massa) por pozolana constituída de resíduos de cerâmica vermelha moídos. As idades avaliadas foram 1, 3 e 7 dias. As características microestruturais e micromecânicas das pastas de cimento hidratadas foram acessadas mediante técnicas de Microscopia Eletrônica de Varredura (no modo retroespalhado) e Microdureza Vickers. Os resultados mostram que a presença da pozolana afeta a distribuição dos grãos de cimento hidratados e a homogeneidade da matriz cimentícia, modificando suas características microestruturais, refletindo nas propriedades mecânicas. A química local prevaleceu sobre as propriedades medias da pasta de cimento, especialmente no contato entre o cimento e a superfície metálica

Jinzhou Zhao - One of the best experts on this subject based on the ideXlab platform.

  • numerical simulation on open wellbore shrinkage and casing equivalent stress in bedded salt rock stratum
    The Scientific World Journal, 2013
    Co-Authors: Jianjun Liu, Linzhi Zhang, Jinzhou Zhao
    Abstract:

    Most salt rock has interbed of mudstone in China. Owing to the enormous difference of mechanical properties between the mudstone interbed and salt rock, the stress-strain and creep behaviors of salt rock are significantly influenced by neighboring mudstone interbed. In order to identify the rules of wellbore shrinkage and casings equivalent stress in bedded salt rock stratum, three-dimensional finite difference models were established. The effects of thickness and elasticity modulus of mudstone interbed on the open wellbore shrinkage and equivalent stress of casing after Cementing Operation were studied, respectively. The results indicate that the shrinkage of open wellbore and equivalent stress of casings decreases with the increase of mudstone interbed thickness. The increasing of elasticity modulus will reduce the shrinkage of open wellbore and casing equivalent stress. Research results can provide the scientific basis for the design of mud density and casing strength.

  • Research Article Numerical Simulation on Open Wellbore Shrinkage and Casing Equivalent Stress in Bedded Salt Rock Stratum
    2013
    Co-Authors: Jianjun Liu, Linzhi Zhang, Jinzhou Zhao
    Abstract:

    which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Most salt rock has interbed of mudstone in China. Owing to the enormous difference of mechanical properties between the mudstone interbed and salt rock, the stress-strain and creep behaviors of salt rock are significantly influenced by neighboring mudstone interbed. In order to identify the rules of wellbore shrinkage and casings equivalent stress in bedded salt rock stratum, three-dimensional finite difference models were established. The effects of thickness and elasticity modulus of mudstone interbed on the open wellbore shrinkage and equivalent stress of casing after Cementing Operation were studied, respectively. The results indicate that the shrinkage of open wellbore and equivalent stress of casings decreases with the increase of mudstone interbed thickness. The increasing of elasticity modulus will reduce the shrinkage of open wellbore and casing equivalent stress. Research results can provide the scientific basis for the design of mud density and casing strength. 1

Amorim, Natalia Meira De Moura - One of the best experts on this subject based on the ideXlab platform.

  • Estudo da formulação de pré-misturas secas para a cimentação de poços em terra
    Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014
    Co-Authors: Amorim, Natalia Meira De Moura
    Abstract:

    Uma solução econômica para a cimentação de poços de petróleo é o emprego de pré- misturas secas contendo cimento e aditivos sólidos. As misturas podem ser formuladas, preparadas e transportadas para o poço onde será adicionada água para bombeio. Com essa metodologia, torna-se dispensável a preparação das misturas de cimento com aditivos no ato da operação de cimentação, reduzindo a possibilidade de erro. Desta forma, o objetivo desse trabalho é estudar formulações de pastas de cimento contendo aditivos sólidos para a cimentação primária de poços de petróleo onshore para profundidades típicas de 400m, 800m e 1.200 metros. As formulações são constituídas de cimento Portland Classe Especial, adições minerais e aditivos químicos sólidos. As misturas formuladas possuem massa específica de 1,67 g/cm³ (14,0 lb/gal). Sua otimização foi feita a partir da análise de resultados de reologia, comportamento de perda de fluido para a formação, formação de água livre ambiente, tempo de espessamento, estabilidade da mistura e comportamento mecânico. Os resultados mostraram que as misturas se adequam às especificações para a cimentação de poços de petróleo onshore nas profundidades estudadasAn economical solution for Cementing oil wells is the use of pre-prepared dry mixtures containing cement and additives. The mixtures may be formulated, prepared and transported to the well where is added water to be pumped.Using this method, becomes dispensable to prepare the cement mixes containing additives in the Cementing Operation, reducing the possibility of error. In this way, the aim of this work is to study formulations of cement slurries containing solid additives for primary Cementing of oil wells onshore for typical depths of 400, 800 and 1,200 meters. The formulations are comprised of Special Class Portland cement, mineral additions and solids chemical additives.The formulated mixtures have density of 1.67 g / cm ³ (14.0 lb / gal). Their optimization were made through the analysis of the rheological parameters, fluid loss results, free water, thickening time, stability test and mechanical properties.The results showed that mixtures are in conformity the specifications for Cementing oil wells onshore studied depth

Pinto, Erica Natasche De Medeiros Gurgel - One of the best experts on this subject based on the ideXlab platform.

  • Aditivação de pastas geopoliméricas com tetraborato de sódio e látex não iônico para cimentação de Poços de Petróleo
    Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014
    Co-Authors: Pinto, Erica Natasche De Medeiros Gurgel
    Abstract:

    O desenvolvimento das atividades do setor petróleo e gás tem promovido a busca de materiais mais adequados para cimentação de poços de petróleo. No estado do RN, a integridade da bainha cimentante tende a ser prejudicada durante a injeção de vapor, procedimento necessário para aumentar a recuperação do petróleo em reservatórios com óleo de alta viscosidade. O geopolímero é um material que pode ser utilizado como cimento alternativo, uma vez que vem sendo empregado na produção de componentes resistentes ao fogo, na construção de estruturas, e para o controle de resíduos tóxicos ou radioativos. O látex é extensamente usado em pastas de cimento Portland e tem como característica o aumento significativo da resistência à compressão das pastas. O tetraborato de sódio é usado em cimentos odontológicos como retardador de pega em resinas. A adição deste aditivo tem a finalidade de melhorar a propriedades das pastas geopoliméricas para cimentação de poços de petróleo. As pastas estudadas são constituídas de metacaulim, silicato de potássio, hidróxido de potássio, látex não iônico e tetraborato de sódio. As propriedades avaliadas foram: viscosidade, resistência mecânica, tempo de espessamento, densidade e controle de filtrado, na temperatura ambiente (27°C) e de especificação de cimento. Os testes foram realizados seguindo as recomendações práticas da norma API RP 10B. As pastas aditivadas com tetraborato de sódio não modificaram as propriedades reológicas em relação a pasta sem aditivo, assim como não modificaram as propriedades mecânicas e a densidade das pastas. O aumento da concentração de tetraborato de sódio aumentou o volume de filtrado das pastas nas duas temperaturas estudadas. A propriedade que o tetraborato de sódio obteve o melhor desempenho foi em relação ao tempo de pega, onde a adição do aditivo conseguiu triplicar o tempo de espessamento das pastas. Com relação às pastas aditivadas com látex observou-se que a adição desse aditivo diminuiu as propriedades reológicas e a densidade do sistema. Na temperatura ambiente, o aditivo funcionou como acelerador de pega e aumentou a resistência mecânica das pastas. A presença de água reduziu a densidade das pastas e aumentou o volume de filtrado a medida que aumentou a concentração do aditivo. A partir dos resultados obtidos concluiu-se que o tetraborato de sódio e o látex não iônico são aditivos promissores para pastas geopoliméricas para cimentação de poços de petróleoThe development of activities in the oil and gas sector has been promoting the search for materials more adequate to oilwell Cementing Operation. In the state of Rio Grande do Norte, the cement sheath integrity tend to fail during steam injection Operation which is necessary to increase oil recovery in reservoir with heavy oil. Geopolymer is a material that can be used as alternative cement. It has been used in manufacturing of fireproof compounds, construction of structures and for controlling of toxic or radioactive waste. Latex is widely used in Portland cement slurries and its characteristic is the increase of compressive strength of cement slurries. Sodium Tetraborate is used in dental cement as a retarder. The addition of this additive aim to improve the geopolymeric slurries properties for oilwell Cementing Operation. The slurries studied are constituted of metakaolinite, potassium silicate, potassium hydroxide, non-ionic latex and sodium tetraborate. The properties evaluated were: viscosity, compressive strength, thickening time, density, fluid loss control, at ambient temperature (27 ºC) and at cement specification temperature. The tests were carried out in accordance to the practical recommendations of the norm API RP 10B. The slurries with sodium tetraborate did not change either their rheological properties or their mechanical properties or their density in relation the slurry with no additive. The increase of the concentration of sodium tetraborate increased the water loss at both temperatures studied. The best result obtained with the addition of sodium tetraborate was thickening time, which was tripled. The addition of latex in the slurries studied diminished their rheological properties and their density, however, at ambient temperature, it increased their compressive strength and it functioned as an accelerator. The increase of latex concentration increased the presence of water and then diminished the density of the slurries and increased the water loss. From the results obtained, it was concluded that sodium tetraborate and non-ionic latex are promising additives for geopolymer slurries to be used in oilwell Cementing operatio