Banca de QUALIFICAÇÃO: RAPHAEL RIBEIRO DA SILVA

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : RAPHAEL RIBEIRO DA SILVA
DATA : 11/12/2025
HORA: 09:00
LOCAL: LABCIM
TÍTULO:

Sistemas Geopoliméricos de uma Parte à Base de Rocha Brasileira: Desenvolvimento, Otimização e Aplicação na Cimentação de Poços de Petróleo.

PALAVRAS-CHAVES:

Geopolímeros; Sistemas JAW; Ativação hidrotérmica; Precursor aluminosilicato; Materiais cimentícios sustentáveis.

PÁGINAS: 30
RESUMO:

A crescente demanda global por operações de abandono permanente (Plug and Abandonment, P&A) seguras e sustentáveis tem intensificado a busca por materiais cimentícios alternativos capazes de superar ou complementar o cimento Portland (OPC) em condições severas de poço. Com milhares de poços aproximando-se do final de sua vida útil, a indústria enfrenta desafios relacionados à garantia do isolamento zonal de longo prazo, à durabilidade química e à resistência a altas temperaturas e pressões. Nesse contexto, geopolímeros despontam como candidatos promissores devido à sua menor pegada de carbono, à elevada estabilidade térmica e à resistência química. Este trabalho investiga o desenvolvimento de geopolímeros de uma parte, formulados a partir de um precursor aluminosilicatado brasileiro, com o objetivo de fornecer uma solução tecnicamente robusta e ambientalmente favorável para operações de cimentação na indústria de óleo e gás. Na primeira etapa, o precursor foi combinado com escória de alto-forno moída (GGBFS) e microssílica, e ativado com silicato de potássio para avaliar seu desempenho como sistema cimentante para poços. As propriedades no estado fluido— reologia, consistência e tempo de espessamento — foram cuidadosamente avaliadas, enquanto o desempenho no estado endurecido foi determinado por ensaios de resistência à compressão em diferentes idades e temperaturas de cura relevantes para as condições de fundo de poço. O sistema geopolimérico apresentou comportamento fortemente dependente de temperatura e pressão, o que destaca a necessidade de formulações otimizadas para cenários de P&A. A segunda etapa concentrou-se na ativação do precursor por meio de um processo hidrotérmico, visando intensificar sua reatividade e seu desempenho mecânico. Uma metodologia baseada em Planejamento de Experimentos (DoE) foi adotada, utilizando o delineamento Box–Behnken (BBD) para investigar os efeitos do teor de água (w/s = 0,4–1,0), da massa de NaOH (12–36 g por 100 g de precursor), da temperatura (150–200 °C) e do tempo de ativação (4–8 h). Os 31 ensaios realizados, incluindo pontos centrais replicados, permitiram estimar de forma robusta os efeitos principais, as interações e as curvaturas. A caracterização abrangente do precursor e dos produtos ativados (XRD, XRF, distribuição granulométrica, FTIR, RMN e MEV) revelou transformações mineralógicas significativas, incluindo a formação de analcima, o que indica reorganização estrutural sob condições hidrotérmicas. Para otimizar o desempenho, um delineamento composto central (CCD) foi aplicado para avaliar os efeitos da composição do precursor e da razão água/sólidos sobre a resistência à compressão a 70 °C. As formulações desenvolvidas alcançaram resistências de até 50 MPa, demonstrando sua adequação às exigências da cimentação de poços. As análises microestruturais (MEV/EDS) confirmaram o desenvolvimento de géis geopoliméricos amorfos e sugeriram a incorporação de Si e Al em uma matriz tridimensional coesa. Em conjunto, os resultados demonstram que a pré-ativação hidrotérmica é uma estratégia eficaz para aumentar a reatividade e o desempenho do precursor rochoso brasileiro. De forma geral, esta pesquisa avança o entendimento e o desenvolvimento prático de geopolímeros sustentáveis para a cimentação de poços de óleo e gás, oferecendo um caminho viável para melhorar a integridade de longo prazo em operações de P&A, ao mesmo tempo reduzindo o impacto ambiental e aumentando a confiabilidade operacional.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 1979301 - RENATA MARTINS BRAGA
Externa ao Programa - 2621720 - ANA CECILIA VIEIRA DA NOBREGA - UFRNExterno ao Programa - 1913849 - EDGAR PERIN MORAES - UFRNExterno ao Programa - 1804366 - JÚLIO CÉZAR DE OLIVEIRA FREITAS - UFRN