Tipos de Cimentação

Durante a perfuração, algumas
operações são frequentes, tais como cimentação, mud logging, LWD/MWD e Leak Off
Test
. As operações de cimentação, por exemplo, compreendem as atividades
realizadas após a descida da coluna de revestimento, cujo objetivo é preencher
o espaço anular entre o revestimento e as paredes do poço com cimento, de modo
a fixar o revestimento e prover vedação entre as várias zonas permeáveis para
evitar migração de fluidos.

Segundo Santos (2016), o primeiro
uso de cimento em um poço de petróleo ocorreu na Califórnia em 1883, passando a
ser usado o cimento Portland apenas em 1902, em um processo manual de mistura.
O método de bombear a pasta para o poço, com deslocamento feito por vapor d’água
ou fluido de perfuração e com tampões metálicos à frente e atrás da mesma, foi
patenteado por Almond A. Perkins em 1910.

Já em 1922, a Halliburton patenteou
o misturador com jatos (jet mixer), automatizando a mistura da pasta e
ampliando as possibilidades operacionais. Como geralmente aguardava-se de 7 a
28 dias para o tempo de pega, cimentos especiais começaram a ser fabricados com
aditivos químicos, que lhe conferiam, entre outras propriedades, alta
resistência inicial. Desta forma, o tempo de pega foi reduzido
significativamente.

Existem dois tipos de cimentação:
cimentação primária e cimentação secundária. A primária é realizada logo após a
descida de cada coluna de revestimento no poço e sua qualidade é geralmente
avaliada por meio de perfis acústicos corridos por dentro do revestimento, após
a pega do cimento. Seus principais objetivos são:

  • Prover isolamento entre o poço e as
    formações;
  • Prover isolamento entre as
    diferentes formações atravessadas pelo poço;
  • Conferir rigidez estrutural e
    impedir desmoronamentos das paredes do poço;
  • Proteger zonas de água doce,
    impedindo sua contaminação;
  • Proteger o revestimento de fluidos
    corrosivos das formações.

No entanto, para que as pastas de
cimento possuam essas funções e garantam a segurança e eficiência produtiva do
poço ao longo de sua vida, a escolha de sua composição e aditivos deve ser de
tal modo que atenda às condições específicas existentes em cada cenário. Além disso,
erros no processo de injeção de cimento no anular exigem custosas medidas e,
caso endureça antes de atingir a altura ideal, torna-se impossível bombear mais
cimento de maneira convencional. Será preciso fazer um squeeze de cimento,
técnica que envolve operações delicadas e demoradas. Portanto, é extremamente
importante elaborar um bom projeto para que esta etapa seja bem-sucedida e
possa conduzir as diversas operações posteriores de produção ou estimulação.

Já na cimentação secundária o
objetivo é corrigir a cimentação primária, se necessário. Como dito, o topo do
cimento pode não alcançar a altura prevista no espaço anular. Nesse caso, pode-se
fazer uma recimentação circulando pasta de cimento por trás do revestimento, através
dos canhoneios, ou realizar-se a compressão do cimento (squeeze) para corrigir
os defeitos ou sanar vazamentos na coluna de revestimento quando a circulação
da pasta não é possível. Nas operações de completação e de workover, squeezes
são amplamente utilizados para vedação de canhoneios em frente a zonas que se
deseja isolar.

A figura abaixo é um esquema do resultado de uma operação de cimentação.

image

O
cimento que é utilizado em poços de petróleo constitui um tipo de cimento Portland
de aplicação bastante específica. Eles são essencialmente produzidos a partir de
uma mistura de calcário e argila, contendo cal, sílica, alumina e óxido de
ferro. Destes quatro componentes principais, derivam os compostos que
determinam as propriedades do cimento. Entre eles estão:

  • Aluminato tricálcico – é o componente
    que controla a pega inicial e o tempo de endurecimento da pasta. Mas como é o
    responsável pela baixa resistência aos sulfatos, uma pasta em que se exige alta
    resistência aos mesmos deve ter menos de 3% desse composto.
  • Ferro-aluminato tetracálcico – é o
    componente que dá coloração cinzenta ao cimento, devido à presença de ferro, e
    controla sua resistência à corrosão química.
  • Silicato tricálcico – é o principal
    componente do cimento e o que corresponde pela sua resistência mecânica
    inicial.
  • Silicato dicálcico – apresenta baixa
    resistência inicial, mas contribui para o aumento da resistência do cimento a
    longo prazo.

           Em função da composição química, a
qual deve estar adequada à temperatura e profundidade dos poços, o API
classificou os cimentos Portland em classes de A a J, conforme a tabela abaixo.

image


Lucas Goulart

Diretoria de Projetos
do Portal do Petroleiro

Graduando em
Engenharia de Petróleo

Referências

OLIVEIRA, Victor Carlos Costa de. Análise da
Segurança em Operações Marítimas de Exploração e Produção de Petróleo. 
2004.
123 f. Dissertação (Mestrado) – Curso de Engenharia Mecânica, Instituto de
Geociências, Faculdade Estadual de Campinas, Campinas, 2004.

MALOUF, Leonardo Rezende. Análise das Operações de
Perfuração de Poços Terrestres e Marítimos. 
2013. 120 f. TCC
(Graduação) – Curso de Engenharia de Petróleo, Escola Politécnica, Universidade
Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2013.

SANTOS, Wilson Siguimasa Iramina. Engenharia de
Perfuração: 
São Paulo: Escola Politécnica da Universidade de São
Paulo, 2016. 38 slides.

Deixe uma Resposta

Preencha os seus detalhes abaixo ou clique num ícone para iniciar sessão:

Logótipo da WordPress.com

Está a comentar usando a sua conta WordPress.com Terminar Sessão /  Alterar )

Google photo

Está a comentar usando a sua conta Google Terminar Sessão /  Alterar )

Imagem do Twitter

Está a comentar usando a sua conta Twitter Terminar Sessão /  Alterar )

Facebook photo

Está a comentar usando a sua conta Facebook Terminar Sessão /  Alterar )

Connecting to %s

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.