Síntese da Resina Acetona-Formaldeído-Sulfito (AFS) para cimentação de Poços de Petróleo.

Abstract

Em cimentação de poços de petróleo, uma caracterização adequada da pasta de cimento é necessária para garantir o isolamento do poço, visto que este procedimento é considerado como um dos mais importantes na área. Para garantir que essas características estejam nas especificações adequadas, diferentes aditivos são necessários. Neste trabalho, foi feita a síntese da resina Acetona-Formaldeído-Sulfito (AFS) para ser utilizada como superplastificante de pastas de cimento em cimentação de poço de petróleo. Utilizando uma metodologia de superfície de resposta (DOE-RSM), variaram-se as quantidades molares de acetona, formaldeído e sulfito de sódio, bem como o tempo da reação de polimerização. A razão molar de acetona/formaldeído variou de 1:1 a 1:3, respectivamente, a proporção de acetona/sulfito variou de 1:0,5 a 1:1,5 e o tempo de reação de 1 a 4 horas. As respostas avaliadas foram: viscosidade pelo funil de Marsh (MFV), mini abatimento, mini espalhamento, tempo de pega, Fluido Livre e propriedades reológicas da pasta de cimento provenientes do ensaio em um reômetro de tensão controlada. Os ensaios de MFV, mini abatimento, mini espalhamento e reologia evidenciaram uma forte ação dispersiva em todas as formulações quando comparadas com as pastas de cimento sem nenhum aditivo. Para as pastas com AFS 5 e 12, houve um efeito tão pronunciado para a concentração utilizada que houve segregação das partículas de cimento evidenciadas no ensaio de Fluido Livre. Quanto ao tempo de pega, o aditivo se mostrou como um retardante, aumentando o tempo de pega das pastas estudadas. Para a otimização foram consideradas as respostas MFV, Fluido Livre, Média do diâmetro de espalhamento ‘D’, Média da altura de abatimento ‘H’, tensão de escoamento em modo rotacional (σrot.), tensão de escoamento pela regressão linear da curva de fluxo (σbing), tempo para recuperar 100% da viscosidade (tixotropia) e viscosidade plástica de Bingham (ηBing.). Os resultados mostraram uma formulação ótima para A:F:S de 1:3:1,5 com 4 horas de tempo de reação, com desirability num valor de 0,96. Esse valor encontrado sugere que o modelo de otimização foi bem atendido e altamente “desejável” já que seu valor varia de 0 (pouco desejável) até 1 (altamente desejável).