Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais

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Estudos de Durabilidade Frente ao Ataque Ácido de Compósitos Portland-Polímero para Cimentação de Poços de Petróleo
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2008-04-25) Nóbrega, Ana Cecília Vieira da; Martinelli, Antônio Eduardo; Melo, Dulce Maria de Araújo; ; http://lattes.cnpq.br/3318871716111536; ; http://lattes.cnpq.br/0022988322449627; ; http://lattes.cnpq.br/3109732203611868; Melo, Marcus Antônio de Freitas; ; http://lattes.cnpq.br/5840621182000517; Tonholo, Josealdo; ; http://lattes.cnpq.br/6333407087554681; Bezerra, Ulisses Targino;
Compósitos Portland-polímeros são promissores candidatos à cimentação de poços de petróleo contendo óleos pesados submetidos à injeção de vapor nos campos do Nordeste do Brasil. Assim, faz-se necessário avaliar sua degradação frente aos ácidos comumente utilizados em operações de acidificação. Além disso, identificar a agressividade dos diferentes meios hostis à corrosão externa do revestimento constitui uma importante contribuição na decisão dos sistemas ácidos a serem utilizados. Foram avaliados compósitos adicionados de poliuretana em pó, poliuretana em solução aquosa, borracha de pneu moída e um biopolímero através das API Spec. 10, sendo reforçados com aço carbono polido SAE 1045 para os ensaios eletroquímicos. HCl 15,0 %, HCl 6,0 % + HF 1,5 % (soft mud acid), HCl 12,0 % + HF 3,0 % (regular mud acid) e HAc 10,0 % + HF 1,5 % foram aplicadas como meios degradantes e eletrólitos. A solução ácida mais agressiva à pasta de cimento Portland convencional é a regular mud acid, que apresenta perda de massa em torno de de 23,0 %, seguida da soft mud acid, com perda de massa de 11,0 % e da solução HCl 15,0 %, em torno de 7,0 %. As menores perdas de massa, no entanto, são relativas ao meio agressivo HAc 10,0 % + HF 1,5 %, com perdas no patamar de 1,0 %. Os compósitos com poliuretana em pó e poliuretana em solução aquosa apresentaram maior durabilidade, com redução em torno de 87,0 % na perda de massa frente ao regular mud acid. O ataque ácido é superficial e ocorre como uma frente de ação, sendo a camada degradada responsável pela minimização da cinética do processo de degradação, principalmente no compósito Portland-poliuretana em dispersão aquosa, por ser impregnada por polímero quimicamente modificado. O fato de não haver, de uma forma geral, influência do ataque ácido na resistência à compressão e fratografia das amostras, após ataque ácido, ratifica essa teoria. O mecanismo da maior eficiência dos compósitos Portland-polímeros frente ao ataque ácido é regido por menores porosidades e permeabilidades que a pasta de cimento convencional, menor quantidade de Ca+2, elemento prioritariamente lixiviado para a solução ácida, efeito tortuosidade e substituição de massa degradável por massa polimérica. O eletrólito HAc 10,0 % + HF 1,5 % foi o menos agressivo à corrosão externa do revestimento, com potenciais de circuito aberto superiores à solução simuladora dos poros como eletrólito, +250 mV frente a -130 mV para as primeiras 24 horas de imersão, mantendo esse comportamento ao longo de, pelo menos, 2 meses de imersão. Correntes de corrosão semelhantes entre esses dois eletrólitos, em torno de 0,01 μA.cm-2, e valores de impedância total, arcos incipientes e grandes arcos capacitivos de resistência de polarização, indicadores de passivação nos diagramas de Nyquist, confirmam sua eficiência. Assim, compósitos Portland-polímeros são soluções possíveis de serem empregadas em cimentação de poços de petróleo submetidos concomitantemente à injeção de vapor e operações de acidificação, sendo a solução HAc 10,0 % + HF 1,5 % menos agressiva à corrosão externa do revestimento após operações de acidificação

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