Banca de QUALIFICAÇÃO: MAILON AGUIMAR DE LIMA

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : MAILON AGUIMAR DE LIMA
DATA : 27/01/2021
HORA: 08:00
LOCAL: VIDEOCONFERÊNCIA
TÍTULO:

EXTRAÇÃO DE NANOCRISTIAS DE CELULOSE E SUA APLICAÇÃO EM PASTAS DE CIMENTO DESTINADAS A POÇOS DE PETRÓLEO

PALAVRAS-CHAVES:

Cimentação de poços de petróleo; Nanocristais de celulose; Resistência à compressão; Porosidade; Permeabilidade.

PÁGINAS: 80
RESUMO:

A cimentação primária consiste na injeção de cimento no espaço anular entre a parede externa da coluna de revestimento e a formação rochosa. Este processo é extremamente importante na indústria de petróleo e gás, tendo como objetivo, fixar a tubulação e prevenir a migração de fluidos entre zonas permeáveis. Em seu estado enrijecido, é extremamente importante que o cimento seja duradouro, fornecendo um maior “tempo de vida” ao poço. Para isso, 3 (três) características são primordiais à pasta de cimento: porosidade, permeabilidade e resistência à compressão. Nanocristais de celulose (NCC) vem sendo amplamente aplicados como material de reforço em matrizes de cimento e poliméricas devido a propriedades únicas como: elevada cristalinidade e superfície de contato, elevado módulo de Young, alta resistência à tração e baixo coeficiente de expansão térmica. Por esta razão, o objetivo desta pesquisa foi de avaliar a influência da adição de diferentes concentrações de nanocristais de celulose (0 a 0,3%) na resistência mecânica das pastas (resistência à compressão), porosidade e permeabilidade. Os nanocristais foram sintetizados a partir de um resíduo de fibra de algodão oriundo do processo de lixamento, cedido pela indústria VICUNHA TÊXTIL®, Natal – RN.  A síntese foi feita por hidrólise ácida (H₂SO₄ 65% m/m), sob agitação constante, durante 60min a 45ºC.  A hidrólise foi interrompida em banho de gelo. A suspensão resultante foi submetida a 4 (quatro) ciclos de centrifugação de 15min a 11000rpm e 20ºC e em seguida, submetida ao processo de diálise até atingir pH próximo a 5-6. A estabilidade da suspensão de nanocristais resultante foi aferida pelo potencial zeta, além disso a caracterização dos NCC foi feita por microscopia eletrônica de transmissão (MET). As pastas foram formuladas baseando-se nas normas estabelecidas pela API (American Petroleum Institute), com volume de 600cm³ de pasta e densidade 15lb/gal. Foram avaliadas as concentrações de 0; 0,05; 0,1; 0,15; 0,2 e 0,3% de NCC na resistência à compressão, porosidade e permeabilidade dos corpos de prova. Os resultados mostram que a suspensão de nanocristais resultante estava bem dispersa, com nanocristais em forma de agulha (nanowhiskers) com diâmetro e comprimento de aproximadamente 17 e 175nm respectivamente. Os ensaios mecânicos apontam um rápido ganho de resistência à compressão (após 24 horas de cura), com ganho de 45% de resistência para a formulação, contendo 0,2% de NCC. Mesmo após 28 dias de cura, as pastas reforçadas com NCC ainda apresentam melhores resultados quando comparadas com a padrão, com ganho superior a 30%, também para a formulação 0,2%. Os ensaios de porosidade e permeabilidade mostram que mesmo as pastas padrão (sem adição de NCC), apresentam baixa permeabilidade.  Ainda assim, a adição dos nanocristais reduziu em aproximadamente 27% a porosidade e 25% da permeabilidade das pastas após adição de quaisquer concentrações de NCC.  Os resultamos indicam que há um grande potencial no uso de NCC para o aprimoramento da resistência mecânica do cimento destinado a cimentação de poços, bem como redução de sua porosidade e permeabilidade, possibilitando assim uma vedação mais eficaz do espaço anular, impedindo a migração de gás pela bainha de cimento e, consequentemente, melhorando integridade do poço.

 

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 1804366 - JÚLIO CÉZAR DE OLIVEIRA FREITAS
Interna - 1149440 - ROSANGELA DE CARVALHO BALABAN
Externo ao Programa - 2941160 - JOSE HERIBERTO OLIVEIRA DO NASCIMENTO