DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS DE PASTAS DE CIMENTO PARA APLICAÇÃO EM POÇOS SUJEITOS A MIGRAÇÃO DE GÁS
Cimentação de poços; Migração de Gás; Poços de petróleo, Látex SBR; Planejamento experimental
Falhas de cimentação se manifestam através dos canais em torno do revestimento no espaço anular. Elas podem resultar em problemas de segurança, ambiental e problemas econômicos em produção de petróleo offshore. A migração de gás pelo anular não é um problema inerente apenas a revestimentos posicionados em pequenas profundidades, mas também em operações que envolvam a utilização de colunas de trabalho ou de produção em poços perfurados em terra (onshore) ou no mar (offshore). Porém, o maior risco, de fato, é a migração de gás atrás do revestimento condutor ou revestimento de superfície porque, devido à pouca profundidade, o gás pode atingir a superfície dentro de poucas horas. Intervenções para interromper o fluxo de gás pelo anular são difíceis de serem implantadas, por isso evitar que ela aconteça é a melhor maneira de promover a segurança e proteger o ambiente. A migração de gás durante a cimentação de poços é um dos principais problemas da engenharia de poços de petróleo. Sua ocorrência pode causar desde problemas pouco severos até a perda de controle do poço após a cimentação. A pesquisa científica nacional nesta área ainda está em desenvolvimento, e quanto ao cenário internacional, poucas publicações foram encontradas nos últimos 10 anos. A maior evidência de publicações na área de migração de gás em engenharia de poços está no depósito de patentes. Possivelmente, por se tratar de uma problemática de grande interesse comercial e industrial, as empresas empreiteiras investem em tecnologias particulares e, como consequência, a patente tecnológica. Reivindicações tecnológicas na área da migração de gás datam da década de 80 e 90. As mais recentes se referem às necessidades mais contemporâneas, como a necessidade de explorar em lâminas d'água ultra profundas e as explorações nas regiões árticas. Os sistemas clássicos já patenteados são largamente utilizados e atendem as necessidades exigidas, ou seja, há uma maior resistência em substituir um sistema confiável e reprodutível por uma nova tecnologia pouco testada e conhecida. Apesar de se tratar de sistema já convencionados e de ampla utilização no mercado, falhas ainda acontecem, pois, o fenômeno de migração de gás pode ocorrer por vários mecanismos, em várias etapas da cimentação. Estes fatos reforçam a necessidade de abranger pesquisas sobre novas formas de combater o fenômeno de migração de gás, estudando mecanismos atuação de aditivos químicos para garantir segurança e qualidade nos processos de cimentação de poços petrolíferos. Com base no exposto, este trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho de diferentes aditivos químicos (Látex SBR, Nanossílica e Silicato de Sódio), estudando o efeito da composição da pasta de cimento nas suas propriedades e quanto a sua capacidade de resistir à migração de gás. Para isso, um planejamento fatorial com pontos centrais foi adotado. As variações nas concentrações de três aditivos (Látex SBR, Nanossílica e Silicato de Sódio) e suas respectivas interações foram analisadas. Foram realizados ensaios de filtração estática, reologia, géis estáticos (SGS) e dinâmicos e ensaios de fluxo (CHA). Os resultados obtidos mostram que, embora o sistema de pasta atenda os requisitos de controle de filtrado (< 30 ml API) e com tempo de transição de gel curto (< 30 min), nem sempre é adequado para utilização em cenários de migração de gás. É mostrado que há uma relação entre as concentrações dos aditivos com o controle de filtrado, tempo de transição de gel e a migração de gás.