Estudo de resistência à compressão de pastas de baixo custo em idades iniciais para aplicações em cimentação de poços de petróleo

Abstract

A cimentação de poços é prática comum na indústria do petróleo. A garantia da integridade estrutural do poço depende fundamentalmente da pasta de cimento posicionada entre a formação rochosa e a sapata (bainha de cimento). Em alguns cenários operacionais são requisitados sistemas de pastas com densidade inferior a 15,6 lb/gal. Estas pastas merecem especial atenção, visto que apresentam elevada relação Água Cimento (FAC), e consequente redução de resistência mecânica. Nesse trabalho foi avaliada a resistência à compressão de pastas cimentícias de baixo custo, através de planejamento experimental com superfície de resposta visando aplicação em cimentação das fases superficiais de poços de petróleo. Os ensaios foram realizados às 24 horas de cura e 7 dias. Os materiais constituintes das pastas (cimento Classe G + fíler calcário + argila calcinada + gesso) foram caracterizados por picnometria e granulometria à laser. As pastas com densidade de 14,2 lb/gal (1,7 g/cm3 ) foram curadas à 38°C e apresentaram resistências à compressão entre 7,87 e 11,15 MPa às 24h de cura e entre 16,85 e 24,42 MPa aos 7 dias. O planejamento experimental indicou que a diminuição na quantidade de cimento atrelada ao aumento sinérgico das quantidades de argila calcinada, fíler calcário e gesso, implicou no ganho de resistência à compressão em ambos os tempos de cura, associado à interação entre os materiais cimentícios suplementares. Por meio desse estudo, constatou-se que, através de planejamento de experimentos, foi possível desenvolver sistemas de baixo custo e baixo impacto ambiental para desenvolvimento de pastas com aplicação em cimentação de fases superficiais de poços de petróleo em termos de resistência à compressão nas primeiras idades.