| Resumo: | O material convencionalmente utilizado para construção e/ou operações de reparo e abandono de poços é o cimento Portland classe G. No entanto, diversas pesquisas apontam que este material é bastante suscetível à degradação por meios ácidos encontrados em poços de petróleo e poços injetores de CO2, podendo gerar falhas e vazamentos. Portanto, a busca por materiais alternativos ao cimento é de fundamental importância para a indústria de óleo e gás para garantir a integridade dos poços. Neste contexto, no presente trabalho são avaliadas as resistências química e mecânica de diferentes blendas de resinas epóxi frente as condições encontradas em poços de petróleo/reservatórios de armazenamento geológico de CO2. Os materiais poliméricos, formulados a partir de blendas de resinas epóxi comerciais em diferentes proporções, foram submetidos a ensaios de degradação na temperatura de 65 °C e pressão de 150 bar por 7 dias em meio aquoso saturado com CO2.A caracterização físico-química e mecânica dos materiais poliméricos foi realizada por teste de inchamento (swelling test), microtomografia de raios-X (Micro-CT), ensaio de compressão, microscopia eletrônica de varredura (MEV-FEG), microscopia de força atômica (AFM), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), análise termogravimétrica (TGA) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). Os resultados obtidos indicaram que as amostra de resina epóxi sofreram uma redução nas suas propriedades mecânicas após o ensaio de degradação por CO2, devido a alterações macroestruturais. Não há indicações de que ocorre a interação química entre as blendas de resina epóxi e o CO2. Apesar da redução de propriedades mecânicas, as resinas apresentaram um bom desempenho para a aplicação em operações de reparo e abandono de poços. A partir de modelos matemáticos, foram identificadas as blendas ideais para diferentes aplicações em poços.
Class G Portland cement is the conventional material used for well construction, recovery, and abandonment operations. However, there are several studies indicating that this material is quite susceptible to acid environments degradation, as the ones observed in oil wells and CO2 injection wells, which can generate failures and leakages. Therefore, searches for alternative materials to cement has vital importance for the oil and gas industry to guarantee the integrity of wells, especially for well recovery and abandonment operations. In this context, the present work evaluates chemical and mechanical resistance of different commercial epoxy resin blends in conditions found in oil wells/CO2 geological storage reservoirs. The epoxy resin blends were formulated in different proportions and were exposed to degradation tests at 65 °C and 150 bar for 7 days in an aqueous medium saturated with CO2.Physicalchemical and mechanical characterization of the polymeric materials were performed through swelling test, X-ray microtomography (Micro-CT), compression test, scanning electron microscopy (MEV-FEG), atomic force microscopy (AFM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermal gravimetric analysis (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC). Results indicated that the epoxy resin samples showed mechanical properties losses after the CO2 degradation test, due to macro-structural changes. There is no indication of chemical interaction between the epoxy resin blends and CO2. Despite the reduction of mechanical properties, resins can be a good option to repair and abandonment operations. From mathematical models, ideal blends for different well applications were identified. |
