7 Básico de Revestimento e Cimentação

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BÁSICO DE 
REVESTIMENTO 
E CIMENTAÇÃO
Material elaborado em parceria PrOMinP e Petrobras.
Autor: Francisco Aldemir Teles Belem
BÁSICO DE 
REVESTIMENTO 
E CIMENTAÇÃO
Programa Alta Competência
Este material é resultado do trabalho conjunto de muitos técnicos 
da área de Exploração & Produção, da Universidade Petrobras e 
representantes do PrOMinP (Programa de Mobilização da indústria 
nacional de Petróleo e gás natural). Ele se estende para além dessas 
páginas, uma vez que traduz, de forma estruturada, a experiência 
de anos de dedicação e aprendizado no exercício das atividades 
profissionais da Companhia.
É com tal experiência, refletida nas competências do seu corpo de 
empregados, que a Petrobras conta para enfrentar os crescentes 
desafios com os quais ela se depara no Brasil e no mundo.
nesse contexto, o E&P através do Programa Alta Competência, visando 
prover os meios para adequar quantitativa e qualitativamente a força 
de trabalho às estratégias do negócio E&P. 
realizado em diferentes fases, o Alta Competência tem como 
premissa a participação ativa dos técnicos na estruturação e 
detalhamento das competências necessárias para explorar e 
produzir energia.
O objetivo deste material é contribuir para a disseminação das 
competências, de modo a facilitar a formação e reciclagem dos 
empregados. 
A concepção pedagógica dos cursos, além de contemplar os 
aspectos tecnológicos tem uma preocupação constante com os 
aspectos relacionados à preservação da Saúde, Meio Ambiente e 
Segurança de todos os envolvidos em seus processos produtivos. 
Trabalhar com o bem mais precioso que temos – as pessoas – é algo 
que exige sabedoria e dedicação. Este material é um suporte para 
esse rico processo, que se concretiza no envolvimento de todos os 
que têm contribuído para tornar a Petrobras a empresa mundial de 
sucesso que ela é.
SumárioSumário
Capítulo 1. Introdução 
1. introdução 15
Capítulo 2. Coluna de revestimento 
2. Coluna de revestimento 19
2.1. Definição 19
2.2. Funções 20
2.3. Características essenciais 21
Capítulo 3. Classificação dos revestimentos 
3. Classificação de revestimentos 25
3.1. Quanto à finalidade 25
3.1.1. Condutor 25
3.1.2. revestimento de superfície 26
3.1.3. revestimento intermediário 27
3.1.4. revestimento de produção 27
3.1.5. Liner 28
3.2. Especificação de uma coluna 30
Capítulo 4. Esforços atuantes 
4. Esforços atuantes 33
Capítulo 5. Tipos de conexão 
5. Tipos de conexão 37
Capítulo 6. Torque recomendado 
6. Torque recomendado 41
Capítulo 7. Comprimento dos tubos 
7. Comprimento dos tubos 45
Capítulo 8. Acessórios 
8. Acessórios 49
8.1. Sapata guia 49
8.2. Sapata flutuante 49
8.3. Sapata diferencial 50
8.4. Sapata em “v” 52
8.5. Colar flutuante 52
8.6. Válvula insertável 53
8.7. Colar flutuante com auto-enchimento 54
8.8. Colar diferencial 55
8.9. Colar de estágio 56
8.10. Tampões de fundo e de topo 58
8.11. Centralizadores 59
8.12. Cesta de cimentação 60
Capítulo 9. Equipamentos de descida 
9. Equipamentos de descida 65
Capítulo 10. Cabeça de cimentação 
10. Cabeça de cimentação 69
Capítulo 11. Tipos de cimentação 
11. Tipos de cimentação 73
11.1. Cimentação primária 73
11.2. Cimentação secundária 74
11.2.1. Tampões de cimento 74
11.2.2. recimentação 74
11.2.3. Compressão de cimento ou squeeze 74
Capítulo 12. Cimento 
12. Cimento 77
12.1. Definição 77
12.2. Classificação 77
12.3. Cimento classe “G” – o que é? 78
12.4. Fabricação do cimento - etapas envolvidas 79
12.4.1. Processos de fabricação 80
12.4.2. Composição química 81
12.4.3. Funções dos componentes do cimento 82
12.4.4. Principais características 82
Capítulo 13. Cimentação 
13. Cimentação 85
13.1. Cimentação primária 85
13.1.1. Pasta de cimento 85
13.2. Cimentação secundária - squeeze 86
13.2.1. Objetivos 86
13.3. Topo das pastas 87
13.3.1. Métodos para determinação do topo da pasta 87
13.4. informações necessárias para os cálculos da cimentação 88
13.5. Cálculos dos volumes das pastas de cimento 89
13.5.1. Volume de pasta 89
13.5.2. Cálculo do volume de pasta 90
13.5.3. Volume de cimento (vc) 91
13.5.4. Água de mistura (vam) 91
13.6. Etapas de uma operação de cimentação 92
13.7. Condicionamento do poço 93
13.8. Colchões lavadores e espaçadores 94
13.9. Mistura da(s) pasta(s) 94
13.10. Métodos de controle do peso das pastas 95
13.11. Laboratório de cimentação 96
13.12. Propriedades da pasta de cimento 97
13.13. Aditivos utilizados na cimentação 99
13.14. ilustrações 105
Exercícios 108
Bibliografia 114
Gabarito 115
Figura 2.1 - Tubos de revestimento 9 5/8 pol 19
Figura 2.2 - Tubos de revestimento de 7 pol 19
Figura 2.3 - Operação de descida do revestimento 20
Figura 3.1 - (a) Condutor cimentado, (b) Condutor cravado 26
Figura 3.2 - Coluna integral 29
Figura 3.3 - Coluna com liner 30
Figura 6.1 - Faixa indicando local do triângulo 41
Figura 7.1 - Listas de identificação dos tubos de revestimento 45
Figura 8.1 - (a) Sapata guia, (b) Sapata guia colada no 
tubo de revestimento 49
Figura 8.2 - (a) Sapata flutuante, (b) Sapata flutuante para ser 
conectada ao tubo, (c) funcionamento da sapata e do colar flutuante 50
Figura 8.3 - Colar e sapata diferencial – funcionamento 51
Figura 8.4 - Sapata em V 52
Figura 8.5 - Colar flutuante 53
Figura 8.6 - (a) Válvula insertável, (b) inserto posicionado na 
luva do revestimento 54
Figura 8.7 - Colar flutuante com auto-enchimento 55
Figura 8.8 - Colar diferencial 56
Figura 8.9 - Partes de colar de estágio 57
Figura 8.10 - Acessórios para colar de estágio 57
Figura 8.11 - Operação com colar 58
Figura 8.12 - Tampões de topo e de fundo 59
Figura 8.13 - resultado da cimentação com revestimento 
centralizado ou não-centralizado 59
Figura 8.14 - Centralizador tipo M 60
Figura 8.15 - Cesta de cimentação 61
Figura 9.1 - Cunha tipo spider 65
Figura 9.2 - Elevador tipo spider 65
Figura 9.3 - Elevador tipo side door 66
Figura 10.1 - Detalhe da cabeça de cimentação 69
Figura 10.2 - Coluna de revestimento e seus acessórios 70
Figura 12.1 - (a) Matéria-prima do cimento, (b) Clinquer 79
Figura 12.2 (a) Cimento comum, (b) Cimento classe G ou H 80
Lista de Figuras
Figura 12.3 - (a) Composição química do cimento, (b) Compostos 
principais do cimento 81
Figura 12.4. - (a) Compostos secundários do cimento, (b) Composição 
típica do cimento 81
Figura 12.5 - Características dos compostos 82
Figura 13.1 - Cimentação (esquema) 85
Figura 13.2 - Cimentação secundária (squeeze) 87
Figura 13.3 - Zonas de interesse 88
Figura 13.4 - relação de tubos de revestimento 89
Figura 13.5 - (a) revestimento de superfície, (b) revestimento 
intermediário e de produção 90
Figura 13.6 - Etapas de uma cimentação 92
Figura 13.7 - Balança comum e pressurizada 96
Figura 13.8 - Teste de pasta 97
Figura 13.9 - reação química 103
Figura 13.10 - Equipamentos para cimentação 105
Figura 13.11 - Preparo da água de mistura 105
Figura 13.12 - Cabeça de cimentação e tampão de topo 106
Figura 13.13 - instalação da cabeça de cimentação 106
Figura 13.14 - Carta de pressão 107
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Introdução
14
Alta Competência
15
Capítulo 1. Introdução
1. Introdução
Desde a antiguidade, o homem perfurou poços na crosta terrestre com diversos propósitos. Cedo, reconheceu a necessidade de revesti-los total ou parcialmente para proteger-
lhes as paredes, garantindo assim a integridade do trecho perfurado 
e a continuidade dos trabalhos.
Esse revestimento evolui das rudimentares proteções de alvenaria 
adotadas na antiguidade em poços rasos de grande diâmetro, 
passando pelas proteções de madeira, como as adotadas no 
famoso poço do coronel Drake, perfurado na Pensilvânia, EUA, 
em 1859 (considerado o marco divisor na evolução da engenharia 
de petróleo), e pelostubos de ferro fundido usados até algumas 
décadas atrás, até chegar aos atuais revestimentos por tubulações 
de aço especial, envoltas por uma camada de cimento para sua 
fixação e vedação externa. 
Como os problemas encontrados durante a perfuração do poço 
exigem que este seja revestido antes de se atingir a profundidade 
final projetada, o poço é perfurado em “fases”, sendo cada uma 
delas concluída com a descida do revestimento e sua cimentação, 
para proteger o trecho de poço aberto, sendo retomada a 
perfuração com diâmetro inferior na fase seguinte. A depender 
das características da área a ser perfurada e da profundidade final 
prevista, o poço pode ter uma quantidade variável de fases, ou seja, 
pode receber poucas colunas de revestimento (duas ou três, por 
exemplo) em regiões onde as pressões são normais ou em número 
maior em locações mais críticas. normalmente, um poço tem de 
quatro a cinco fases, podendo chegar a oito, em certos casos. Por 
esse motivo, o revestimento e a cimentação constituem parcelas 
das mais expressivas do custo total da perfuração de um poço de 
petróleo, variando de 15 a 20%. 
A decisão de interromper a perfuração para que seja revestido 
o trecho aberto do poço pode ser tomada durante a própria 
perfuração, em casos especiais, mas normalmente as profundidades 
de assentamento das sapatas dos revestimentos já vêm projetadas. 
Essas profundidades são funções da variação prevista de pressões 
16
Alta Competência
de poros e de fratura das formações que indicam os riscos de 
prisão da coluna de perfuração por diferencial de pressão, de 
ocorrência ou de desmoronamentos das paredes do poço. 
As características das formações, tais como salinidade, zonas 
produtoras, etc., podem determinar também seu revestimento e, 
consequentemente, o final da fase.
Cada coluna de revestimento é composta de tubos com 
aproximadamente 12 metros de comprimento, conectados um a um 
no ato da sua descida, por acoplamento ou enroscamento, utilizando-
se equipamentos próprios para seu manuseio e aperto.
As características desses tubos (resistência à tração, pressão 
interna e colapso) dependem do seu diâmetro, da composição 
do aço empregado e da espessura de sua parede. Além dos tubos 
propriamente ditos, as colunas de revestimento são equipadas com 
acessórios, a maioria deles em função de sua posterior cimentação. 
A composição de cada coluna é decidida em função das solicitações 
que esta sofrerá durante sua instalação e seu uso. A seleção do tipo 
de tubo a ser adotado é feita por meio de dimensionamento que 
especificará o tubo mais econômico a ser adotado, respeitando-se 
os pertinentes fatores de segurança. Quando um só tipo de tubo 
(coluna simples) não satisfaz às solicitações, pode-se adotar mais 
de um tipo (coluna combinada), cada uma delas cobrindo um certo 
trecho do poço.
Com o crescimento da indústria do petróleo, o APi (American 
Petroleum Institute) padronizou procedimentos industriais e 
operacionais, visando compatibilizar os produtos de diversos 
fabricantes. Suas recomendações e padronizações são adotadas, 
em sua quase totalidade, pelos países ocidentais, inclusive o 
Brasil, embora sejam adotados alguns produtos ou procedimentos 
diferentes dos recomendados pelo APi.
As operações de revestimento são ditas operações especiais, pois, 
embora normais na vida do poço, não são contínuas, mas executadas 
somente em determinados momentos da perfuração.
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 2
Coluna de 
revestimento
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Alta Competência
Capítulo 2. Coluna de revestimento
19
2. Coluna de revestimento
2.1. Definição
Uma coluna de revestimento é constituída de diversos tubos 
de aço unidos por conectores ou luvas especiais, descidos num 
poço de petróleo com a função básica de sustentar as formações 
perfuradas pela broca. 
Figura 2.1 - Tubos de revestimento 9 5/8 pol
Figura 2.2 - Tubos de revestimento de 7 pol
20
Alta Competência
Figura 2.3 - Operação de descida do revestimento
2.2. Funções
Prevenir desmoronamento das paredes do poço;•	
Evitar contaminação dos aquíferos;•	
Permitir retorno do fluido de perfuração à superfície;•	
Prover meios para controle de pressão; •	
Permitir adoção de sistemas de fluidos diferentes;•	
impedir migração de fluidos das formações;•	
Sustentar os equipamentos de cabeça de poço;•	
Sustentar outras colunas de revestimento.•	
Capítulo 2. Coluna de revestimento
21
2.3. Características essenciais
Ser estanque;•	
Ter resistência compatível com as solicitações;•	
Ser resistente à corrosão e à abrasão;•	
Ter dimensões compatíveis com as atividades;•	
Apresentar facilidade de conexão.•	
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Classificação 
dos revestimentos
Alta Competência
24
Alta Competência
Capítulo 3. Classificação dos revestimentos
25
3. Classificação de revestimentos
3.1. Quanto à finalidade
Condutor;•	
revestimento de superfície;•	
revestimento intermediário;•	
revestimento de produção;•	
Liner•	 .
3.1.1. Condutor
Finalidades:
Permitir o retorno de fluido ao tanque ao iniciar a perfuração;•	
Suportar formações não-consolidadas;•	
isolar zonas de água doce.•	
Características: 
É o revestimento de maior diâmetro;•	
Pode ser cravado, jateado ou cimentado;•	
É cimentado em toda sua extensão.•	
Diâmetros usuais:
30 pol (mar);•	
20 pol (terra).•	
Alta Competência
26
Alta Competência
(a) (b)
Figura 3.1 - (a) Condutor cimentado, (b) Condutor cravado
3.1.2. Revestimento de superfície
Finalidades:
Servir de base para instalação dos equipamentos de superfície;•	
isolar zonas de água doce;•	
Suportar outras colunas de revestimento. •	
Características:
É cimentado em toda sua extensão;•	
Tem função estrutural.•	
Diâmetros usuais:
20 pol (mar);•	
13/8 pol - poço com 03 fases (terra);•	
9 5/8 pol - poço com 02 fases (terra).•	
Capítulo 3. Classificação dos revestimentos
27
3.1.3. Revestimento intermediário
Finalidades:
isolar zonas de perda de circulação;•	
isolar zonas de pressão anormal;•	
isolar zonas de baixo gradiente de fratura;•	
isolar zonas de sal ou anidrita que contaminam o fluido de •	
perfuração.
Características:
Pode existir mais de um revestimento intermediário;•	
Pode ser programado ou não;•	
Pode ser parcialmente recuperado quando do abandono do •	
poço.
Diâmetros usuais: 
13 3/8 pol (mar); •	
9 5/8 pol (terra).•	
3.1.4. Revestimento de produção
Finalidades: 
Confinar a produção no interior do poço;•	
isolar zonas de água da zona produtora;•	
isolar reservatórios com fluidos ou pressões diferentes.•	
Alta Competência
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Alta Competência
Características:
Alta resistência aos esforços;•	
Exigência de boa qualidade da cimentação;•	
Último revestimento a ser descido no poço;•	
A cimentação pode ser feita em um ou dois estágios.•	
Diâmetros usuais: 
7 pol;•	
5 1/2 pol. •	
3.1.5. Liner
Definição: 
É uma coluna de revestimento que não chega até a superfície. •	
Fica suspensa no último revestimento descido.
Finalidades: 
Contornar limitações da cabeça do poço;•	
Evitar coluna de perfuração muito fina para a fase seguinte.•	
Características:
Pode ser intermediário ou de produção;•	
Pode ser, posteriormente, prolongado até a superfície (•	 tie back);
Tem baixo custo.•	
Capítulo 3. Classificação dos revestimentos
29
Diâmetros usuais:
5 ½ pol;•	
7 pol (produção);•	
9 5/8 pol (intermediário).•	
A Figura 3.2 e 3.3 abaixo apresenta esquemas de um poço revestido:
Poço perfurado 8 1/2 “ (2925m)
Poço perfurado 12 1/4 “ (2600m)
Poço perfurado 17 1/2 “ (1700m)
Poço perfurado 26 “ (818m)
Poço perfurado 36 “ (460m)
Revest. 30 “ (446m)
Revest. 20 “ (806m)
Revest. 13 3/8“ (1688m)
Revest. 9 5/8 “ (1590m)
Revest. 7 “
Figura 3.2 - Coluna integral
Alta Competência
30
Alta Competência
Poço perfurado 8 1/2 “ (2925m)
Poço perfurado 12 1/4 “ (2600m)
Poço perfurado 17 1/2 “ (1700m)
Poço perfurado 26 “ (818m)
Poço perfurado 36 “ (460m)
Revest. 30 “ (446m)
Revest. 20 “ (806m)
Revest. 13 3/8 “ (1688m)
Revest. 9 5/8 “ (1590m)
Revest. 7 “
Figura 3.3 - Coluna com liner
3.2. Especificação de uma coluna
Diâmetro externo;•	
Peso nominal; •	
Grau do aço;•	
Tipo de rosca;•	
range.•	
Exemplo: 7 pol - 23 lb/pé - n80 - BT - r3 
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Esforços 
atuantes
32
Alta Competência
Capítulo 4. Esforços atuantes
33
4. Esforços atuantes
Existem três tipos de esforços que atuam sobre uma coluna de 
revestimento:
Tração;•	
Pressão;•	
Colapso. •	
Fatores de segurança
Pressão interna: 1,1;•	
Colapso: 1,125;•	
Tração: 1,3 a 1,75.•	
Fatores que geram pressão interna no revestimento:
Batida de •	 plug;
Teste do revestimento;•	
Fechamento de colar de estágio;•	
Ocorrência de •	 kick;
Acionamento de E.C.P. •	
34
Alta Competência
Fatores que geram esforço de colapso no revestimento:
Teste da vedação secundária (•	 pack off);
Perda de circulação;•	
Circulação reversa;•	
Falta de abastecimento do revestimento durante sua descida.•	
Fatores que geram esforço de tração no revestimento:
Pressão interna gerada na batida do •	 plug;
Elevação da coluna para retirada da cunha;•	
Ameaça de prisão do revestimento; •	
Prisão do revestimento.•	
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Tipos de 
conexão
36
Alta Competência
Capítulo 5. Tipos de conexão
37
5. Tipos de conexão 
O APi estabeleceu especificações para os seguintes tipos de conexão:
Luva curta oito fios;•	
Luva longa oito fios; •	
Buttress•	 ;
Extreme line•	 .
Principais características dos tipos de conexões:
Oito fios por polegada:
Baixa resistência à tração.•	
Buttress:
resistência à tração maior do que o corpo do tubo.•	
Extreme line:
Alta resistência da conexão;•	
Ótima resistência quanto a vazamentos (mesmo sob altas •	
pressões ou em poços com injeção de vapor). 
Hydrill:
Semelhante à •	 extreme line, diferenciando-se pelo perfil.
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Torque 
recomendado
40
Alta Competência
Capítulo 6. Torque recomendado
41
6. Torque recomendado
Próximo ao pino do revestimento, existe um pequeno triângulo que é marcado no tubo. Uma faixa vertical branca, pintada no corpo do tubo, indica a localização dele. O torque recomendado 
deve alcançar a base desse triângulo.
no campo, deve-se anotar o torque obtido em pelo menos 03 juntas 
e tomar a média como sendo o torque para as demais conexões. 
Diâmetro (pol) Peso nominal (lb/pé) Torque (lb x pé)
7 20 7.000
7 23 7.900
7 26 8.700
7 29 9.400
9 5/8 36 9.400
9 5/8 43,5 10.100
13 3/8 54,5 10.800
13 3/8 61 11.600
Tabela 6.1 - Alguns valores conhecidos
Figura 6.1 - Faixa indicando local do triângulo
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Comprimento 
dos tubos
44
Alta Competência
Capítulo 7. Comprimento dos tubos
45
7. Comprimento dos tubos
As normas APi estabelecem três comprimentos de tubos, como podem ser vistos na Tabela 7.1 que segue. no Brasil, empregam-se tubos de range 3.
Range Comprimento do tubo
1 16 - 25 pés (4,9 – 7,6 m)
2 25 - 34 pés (7,6 – 10,4 m)
3 > 34 pés (> 10,4 m)
Tabela 7.1 - Comprimento dos tubos de revestimentos (range)
Os tubos de revestimento podem ser identificados através de listas 
coloridas localizadas próximo à luva, conforme Tabela 7.2 abaixo:
Grau do aço Cores
H-40 02 listas pretas e luva preta
K-55 02 listas verdes e luva verde
J-55 01 lista verde e luva verde
N-80 02 listas vermelhas e luva vermelha
C-75 02 listas azuis e luva azul
P-110 02 listas brancas e luva branca
Tabela 7.2 - Cores de identificação de tubos de revestimento
Listas
Figura 7.1 - Listas de identificação dos tubos de revestimento
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Acessórios
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Alta Competência
Capítulo 8. Acessórios
49
8. Acessórios
8.1. Sapata guia 
Função principal: 
Guiar o revestimento durante sua descida.•	
Características:
Possui uma abertura central;•	
Permite a passagem de fluido do interior do tubo para o anular •	
e vice-versa;
Fica posicionada na extremidade inferior de revestimento.•	
(a) (b)
Figura 8.1 - (a) Sapata guia, (b) Sapata guia colada no tubo de revestimento
8.2. Sapata flutuante 
Função principal: 
Guiar o revestimento durante sua descida.•	
50
Alta Competência
Características:
Permite a passagem de fluido do interior do revestimento para •	
o anular, não permitindo o fluxo inverso;
reduz o peso da coluna de revestimento devido à flutuação;•	
Há necessidade de abastecimento do revestimento.•	
Classificação:
Tipo bola; •	
Tipo mola.•	 
(a) (b) (c)
Figura 8.2 - (a) Sapata flutuante, (b) Sapata flutuante para ser conectada ao tubo, 
(c) funcionamento da sapata e do colar flutuante
8.3. Sapata diferencial 
Princípio de funcionamento: 
Abertura de uma válvula regulada por mola sempre que a •	
diferença de pressão hidrostática entre o interior da coluna e o 
espaço anular atingir 150 psi.
Capítulo 8. Acessórios
51
Vantagens:
Permite a entrada de fluido para o interior do revestimento •	
durante a descida no poço; 
reduz o tempo de descida da coluna de revestimento;•	
É convertida para flutuante por intermédio do lançamento de •	
uma esfera no final da descida do revestimento.
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7
8
10
16
12
14
1
2
4
13
3
9
15
5
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1 Corpo
 Válvula Flap de 
 �utuação (tampa)2
3 
4
5
6
7
8
9
10
11
12
15
16
13
14
Gaxeta da tampa
Mola da válvula
Pino de articulação
 Válvula inferior (tampa)
 Válvula Flap de 
 diferencial (tampa)
Mola da válvula Flap
Pino de articulação
Corpo inferior
Mola
Camisa
Pino de cisalhamento 2
Pino de articulação
Pino de cisalhamento 3
Sede tripartida
Figura 8.3 - Colar e sapata diferencial – funcionamento
52
Alta Competência
8.4. Sapata em “v” 
Função: 
Guiar o revestimento no poço durante a descida.•	
Finalidades: 
Liberar a •	 setting tool caso o liner hanger não atue;
Guiar o •	 liner durante sua descida no poço.
Obs: Esse acessório possui dois elementos de retenção em bronze 
acionados por mola e que possuem, na parte inferior, uma guia feita 
de ferro fundido com duas lâminas que se cruzam radialmente. 
Figura 8.4 - 
Sapata em V
8.5. Colar flutuante 
Função: 
Garantir o não-retorno do cimento para o interior do •	
revestimento após a cimentação.
Capítulo 8. Acessórios
53
Características:
É posicionado de 1 a 3 tubos acima da sapata;•	
Serve de batente para retenção dos tampões de fundo e de •	
topo;
Evita contaminação da pasta pela película de fluido aderida ao •	
revestimento; 
Apresenta a necessidade de completar o revestimento.•	
Figura 8.5 - Colar 
flutuante
8.6. Válvula insertável 
Função: 
Semelhante à do colar flutuante.•	
Finalidades:
Evitar a flutuação do revestimento;•	
não necessitar abastecer o revestimento. •	
54
Alta Competência
Característica: 
É um disco de alumínio enroscado na luva posicionada na junta •	
da sapata. 
Vantagens:
Baixo custo;•	
redução no tempo de descida do revestimento.•	
Desvantagens:
risco de vazamento;•	
Limitação de pressão.•	
(a) (b)
Figura 8.6 - (a) Válvula insertável, (b) inserto posicionado na luva do revestimento8.7. Colar flutuante com auto-enchimento 
Vantagens:
É mais resistente que a válvula insertável;•	
É convertida através de pressurização;•	
Oferece menor risco de vazamento.•	
Capítulo 8. Acessórios
55
Fill-up mode
(fluid entering casing)
Figura 8.7 - Colar flutuante com 
auto-enchimento
8.8. Colar diferencial 
Função: 
Semelhante à do colar flutuante.•	
Características:
Desce junto com uma sapata diferencial;•	
Funciona semelhantemente à sapata;•	
É convertido para flutuante pelo lançamento de uma esfera;•	
não precisa abastecer o revestimento;•	
Pode ser convertido para flutuante antes da descida. •	
56
Alta Competência
Running in
type 706 Valve actuated
type 506
Figura 8.8 - Colar diferencial
8.9. Colar de estágio 
Função: 
Permitir que a cimentação seja realizada em mais de uma etapa.•	
Finalidade:
redução da possibilidade de fratura da formação devido à •	
altura da coluna hidrostática;
Cimentação acima de zonas de perda de circulação com uso de •	
external casing packer (E.C.P); 
Capítulo 8. Acessórios
57
Cimentação em poços com óleo no embasamento junto com o •	
external casing packer (E.C.P);
Cimentação em poços de captação de água.•	
Pinos de 
cisalhamento
Camisa externa
Camisa interna
menos espessa
Camisa interna
mais espessa
Torpedo
Janela
Figura 8.9 - Partes de colar de estágio
Colar de 
estágio
Tampão
flexível
Torpedo Tampão
fechamento
Seal of
plate
Figura 8.10 - Acessórios para colar de estágio
58
Alta Competência
1º estágio
Abertura do colar 
pelo torpedo
Fechamento do colar
de estágio pelo tampão 
de fechamento
Figura 8.11 - Operação com colar
8.10. Tampões de fundo e de topo 
Função: 
Evitar contaminação da pasta de cimento pelo fluido.•	
Finalidades: 
Tampão de fundo:•	
•	Evitar	a	contaminação	do	colchão	lavador	ou	da	pasta	de	
cimento pelo fluido de perfuração;
•	 Remover	 a	 película	 de	 fluido	 de	 perfuração	 aderida	 na	
parede interna do revestimento.
Capítulo 8. Acessórios
59
Tampão de topo: •	
•	Evitar	a	contaminação	da	pasta	de	cimento	pelo	fluido	de	
deslocamento dessa pasta;
•	Indicar	o	final	do	deslocamento	(elevação	da	pressão).
Top cement plug
Mud film
Mud film
Cement slurry
No bottom plug
Water flush
Mud
Top cement plug
Mud film
Mud film
Cement slurry
No bottom plug
Water flush
Mud
Figura 8.12 - Tampões de topo e de fundo
8.11. Centralizadores
Função: 
Centralizar o revestimento para manter um espaço anular •	
uniforme em toda a extensão a ser cimentada. 
Eccentric casing
Poor mud displacement
Cross section
100%
Stand-off
75%
Stand-off
50%
Stand-off
Figura 8.13 - resultado da cimentação com revestimento centralizado 
ou não-centralizado
60
Alta Competência
Finalidades:
Diminuir a canalização da pasta no espaço anular; •	
Facilitar o deslocamento do fluido no espaço anular.•	
Tipos de centralizadores existentes:
Tipo M;•	
Tipo rígido;•	
Tipo segmentado. •	
Figura 8.14 - 
Centralizador tipo M
8.12. Cesta de cimentação 
Função: 
impedir a queda da pasta de cimento no espaço anular.•	
Capítulo 8. Acessórios
61
Finalidade:
Cimentar acima de zonas de perda de circulação.•	
Figura 8.15 - Cesta de cimentação
C
ap
ít
u
lo
 9
Equipamentos 
de descida
64
Alta Competência
Capítulo 9. Equipamentos de descida
65
9. Equipamentos de descida
Os tipos de equipamentos de descida do revestimento em sondas de 
perfuração são os seguintes:
Cunha tipo •	 spider 
Casing
elevators
Spider
Figura 9.1 - Cunha tipo spider
Elevador tipo •	 spider
Elevador 
tipo spider
Figura 9.2 - Elevador tipo spider
66
Alta Competência
Elevador tipo •	 side door
Elevador tipo
side door
Figura 9.3 - Elevador tipo side door
C
ap
ít
u
lo
 1
0
Cabeça de 
cimentação
68
Alta Competência
Capítulo 10. Cabeça de cimentação
69
10. Cabeça de cimentação
É enroscada no tubo de revestimento ou na coluna de •	
assentamento - equipamento de superfície;
Estabelece ligação entre o sistema de circulação de fluidos da •	
sonda e a coluna de revestimento a ser cimentada;
É alojadora dos tampões de topo e de fundo.•	
Manifold
assembley:
2-in. Pipe 
fitings
Bail assembly
whith lock bolt
Bull 
plug
Body
Cap
Hex plug
Pino de sustentação
do tampão de topo
Figura 10.1 - Detalhe da cabeça de cimentação
70
Alta Competência
Standard equipment
Rubber plugs
(top e bottom)
Scratcher
Float collar
Centralizer
Guide shoe
Casing / Cementing
Figura 10.2 - Coluna de revestimento e seus acessórios
C
ap
ít
u
lo
 1
1
Tipos de 
cimentação
72
Alta Competência
Capítulo 11. Tipos de cimentação
73
11. Tipos de cimentação
O primeiro uso de cimento em poço de petróleo ocorreu na Califórnia, em 1883. Entretanto, só em 1902, passou-se ao uso do cimento Portland em processo manual de mistura. Em 
1910, Almond A. Perkins patenteou o método de bombear uma pasta 
de cimento para o poço, separado por tampões metálicos na frente 
e atrás, para evitar contaminação dela, sendo deslocada por vapor, 
água ou fluido de perfuração.
Em 1922, Erle P. Halliburton patenteou o misturador com jatos 
(jet mixer), automatizando a mistura da pasta de cimento, 
ampliando as possibilidades operacionais, fazendo com que a 
prática de cimentar os revestimentos fosse adotada pela maioria 
das companhias de petróleo.
nessa época, aguardava-se o endurecimento do cimento por um 
período de 7 a 28 dias. A partir de 1923, fabricantes de cimento 
americanos e europeus passaram a fabricar cimentos especiais para 
a indústria de petróleo, com alta resistência inicial. Com o advento 
dos aditivos químicos, o tempo de pega foi sendo paulatinamente 
reduzido (72 horas até 1946; 24 a 36 horas a partir de 1946) e outras 
propriedades da pasta de cimento foram controladas. Hoje, as pastas 
podem se manter fluidas por certo tempo, a altas temperaturas e 
pressões (4 horas, em geral), permitindo seu deslocamento em poços 
profundos. A partir desse tempo, a pasta endurece rapidamente e 
as atividades no poço podem ser retomadas somente 6 a 8 horas 
após a cimentação. 
11.1. Cimentação primária 
Denomina-se cimentação primária a cimentação principal de cada 
coluna de revestimento, levada a efeito logo após a sua descida 
no poço. Seu objetivo básico é colocar uma pasta de cimento não-
contaminada em determinada posição no espaço anular entre o poço 
e a coluna de revestimento, de modo a se obter a fixação e a vedação 
eficientes e permanentes desse anular. Essas operações são executadas 
em todas as fases do poço, sendo previstas no seu programa.
74
Alta Competência
11.2. Cimentação secundária
São assim denominadas as operações emergenciais de cimentação, 
visando permitir a continuidade das operações. São classificadas 
como:
11.2.1. Tampões de cimento
Consistem no bombeamento de determinado volume de pasta para 
o poço, visando tamponar um trecho deste. São usados nos casos de 
perda de circulação, abandono total ou parcial do poço, como base 
para desvios do poço etc.
11.2.2. Recimentação
É a correção da cimentação primária quando o cimento não 
alcança a altura desejada no anular. O revestimento é canhoneado 
em dois pontos, a profundidades distintas. A recimentação só é 
feita quando se consegue circulação pelo anular, através desses 
canhoneados. Para possibilitar a circulação com retorno, a pasta 
é bombeada através da coluna de perfuração, dotada de um 
obturador (packer) que permite a pressurização necessária para a 
movimentação da pasta de cimento no anular.
11.2.3. Compressão decimento ou squeeze
Consiste na injeção forçada de cimento sob pressão, visando 
corrigir localmente a cimentação primária, sanar vazamentos no 
revestimento ou impedir a produção de zonas que passaram a 
produzir água.
C
ap
ít
u
lo
 1
2
Cimento
76
Alta Competência
Capítulo 12. Cimento
77
12. Cimento
12.1. Definição
Cimento é, há muito tempo, o material aglomerante mais 
importante em termos de quantidade produzida. Constitui-se de 
um aglomerante hidráulico que endurece e desenvolve resistência 
compressiva quando hidratado. 
12.2. Classificação
O instituto Americano de Petróleo (APi), em sua rP 10 B, classificou o 
cimento para poços de petróleo em oito classes, a saber:
Cimento classe A
Pode ser usado até a profundidade de 1.830 m, quando não se 
exigem propriedades essenciais.
Cimento classe B
Pode ser usado até a profundidade de 1.830 m, quando as condições 
do poço exigem moderada resistência ao sulfato.
Cimento classe C
Pode ser usado até a profundidade de 1.830 m, quando se requer 
alta resistência ao sulfato.
Cimento classe D
Pode ser usado entre as profundidades de 1.830 m até 3.050 m, sob 
condições de temperatura e pressão moderadamente altas.
78
Alta Competência
Cimento classe E
Pode ser usado entre as profundidades de 1.830 m até 4.270 m, sob 
condições de temperaturas e pressões altas.
Cimento classe F
Pode ser empregado entre as profundidades de 3.050m a 4.880 m, 
sob condições de temperaturas e pressões altas.
Cimento classes G e H
São considerados cimentos básicos e devem ser empregados até a 
profundidade de 2.440 m, sem adição de aditivos especiais ou até 
profundidades maiores, com a adição de aditivos especiais.
Classe do 
cimento
Água de 
mistura
(Gal /pe³ )
Peso da pasta
(lb/gal)
Profundidade
(pé)
BHST
( ° F )
A 5,2 15,6 0 - 6000 80 - 170
B 5,2 15,6 0 - 6000 80 - 170
C 6,3 14,8 0 - 6000 80 - 170
D 4,3 16,4 6 - 12000 170 – 260
E 4,3 16,4 6 - 14000 170 – 290
F 4,5 16,2 10 - 14000 230 - 320
G 5,0 15,8 0 - 8000 80 - 200
H 4,3 16,4 0 - 8000 80 - 200
Tabela 3.1 - Classificação do cimento - resumo
12.3. Cimento classe “G” – o que é?
De acordo com a norma nBr-9831/93, o cimento classe “G” é definido 
como: aglomerante hidráulico obtido pela moagem do clinquer 
Portland, constituído, em sua maior parte, por silicatos de cálcio 
hidratado e que apresenta características essenciais para uso em 
poços petrolíferos até a profundidade de 2.440 m, da forma como é 
produzido. A única adição permitida nesse cimento é a do gesso.
Capítulo 12. Cimento
79
Gesso
É o sulfato de cálcio hidratado (CaSO4.2H2O). Sua finalidade é 
regular o tempo de pega do cimento.
12.4. Fabricação do cimento - etapas envolvidas
Matérias-primas - calcário + argila + pequena quantidade de •	
ferro e alumínio;
Britador primário + moinho de bolas - pulverização e •	
homogeneização do material (farinha);
Pré-aquecimento;•	
Forno rotativo - 2600-3000 °F; •	
resfriamento - •	 clinquer (material pelotizado);
Moinho de bolas - pulverização + adição de gesso (conferir •	
resistência compressiva inicial) - produto final. 
Calcário
Argila
Minério
de ferro Clinquer
(a) (b)
Figura 12.1 - (a) Matéria-prima do cimento, (b) Clinquer
80
Alta Competência
Clinquer Gipsita
Cimento portland
Adição Clinque
r Gesso
Cimen
to
(a) (b)
Figura 12.2 (a) Cimento comum, (b) Cimento classe G ou H
12.4.1. Processos de fabricação
Via seca;•	
Via úmida.•	
Via seca 
•	Vantagens:	
Menor consumo energético;•	
Menor custo.•	
•	Desvantagens:
Maior poluição;•	
Dificuldade no controle do processo.•	
Via úmida
•	Vantagens:
Menor poluição;•	
Facilidade no controle do processo.•	
Capítulo 12. Cimento
81
•	Desvantagens:
Maior consumo energético;•	
Maior custo.•	
12.4.2. Composição química
Composição química 
• Expressa em termos de óxido
Compostos principais
Óxidos Abreviação Óxidos Abreviação Nomes Compostos Abreviação
CaO C MgO M
Silicato 
tricálcio
3CaOSIO2 C3S
SIO2 S SO3 S
Silicato 
dicálcio
2CaOSIO2 C2S
AI2O3 A Na2O N
Aluminato 
tricálcio
3CaOAI2O3 C3A
Fe2O3 F K2O K
Ferro 
aluminato 
tetracálcio
4CaOAI2O3Fe2O3 C4AF
(a) (b)
Figura 12.3 - (a) Composição química do cimento, (b) Compostos principais do cimento
Composto secundário
MgO•	
CaO (livre)•	
K•	 2O
na•	 2O (álcalis)
CaSO•	 4 2H2O
Composição típica
Compostos Variação (%)
C3S 40 a 70
C2S 5 a 35
C3A 4 a 15
C4AF 4 a 15
(a) (b)
Figura 12.4 - (a) Compostos secundários do cimento, (b) Composição típica do cimento
82
Alta Competência
Características dos compostos
Fórmula C3S C2S C3A C4AF
Nome Alita Belita Ferrita
Velocidade de 
reação
Média Lenta Rápida Média
Calor hidratação 
(cal/g)
Média 120 Baixa 60 Elevada 320 Média 100
Resistência Boa Boa Fraca Fraca
Figura 12.5 - Características dos compostos
12.4.3. Funções dos componentes do cimento
C•	 3S - alita - 3CaO SiO2 - hidratação rápida - resistência inicial; 
C•	 2S - belita - 2CaO SiO2 - hidratação lenta - resistência final;
C•	 3A - aluminato - 3CaO Al2O3 - hidratação rápida - reação 
exotérmica; 
C•	 4AF - ferrita - 4CAO Al2O3 Fe2O3 - baixo calor de hidratação - 
pouca influência.
12.4.4. Principais características
Partículas finas;•	
Alta área superficial;•	
Alta força de atração entre partículas e outros cristais;•	
Baixa porosidade e permeabilidade.•	
C
ap
ít
u
lo
 1
3
Cimentação
84
Alta Competência
Capítulo 13. Cimentação
85
13. Cimentação
13.1. Cimentação primária
Operação que consiste na colocação de uma pasta de cimento no 
espaço anular entre o poço aberto e a coluna de revestimento.
Fluido de 
perfuração
Fluido de 
perfuração
Fluido de 
deslocamento
Cimento
Revestimento
Poço aberto
Revestimento
Poço aberto
Figura 13.1 - Cimentação (esquema)
13.1.1. Pasta de cimento 
Definição
Pasta de cimento é uma mistura de cimento, água e aditivos •	
químicos, com a finalidade de se obter propriedades físicas 
e químicas destinadas à operação de cimentação em poços 
petrolíferos.
Objetivo
Preencher o espaço entre o revestimento e a parede do poço.•	
86
Alta Competência
Funções
Prover o isolamento hidráulico entre as diferentes zonas •	
permeáveis;
Fixar a coluna de revestimento à formação;•	
Suportar o peso da coluna de revestimento após a pega;•	
Proteger o revestimento contra fluidos agressivos.•	
13.2. Cimentação secundária - squeeze
Operação que consiste em forçar uma pasta de cimento nos 
canhoneados do revestimento e/ou em canais formados pela má 
cimentação.
13.2.1. Objetivos
Corrigir falhas da cimentação primária - problemas de •	
canalização; 
Eliminar a entrada de água de uma zona indesejável; •	
isolar canhoneado;•	
reduzir a rGO através do isolamento da zona de gás adjacente •	
à zona de óleo;
Abandonar zonas depletadas;•	
reparar vazamentos na coluna de revestimento.•	
Capítulo 13. Cimentação
87
FiltradoPasta de 
cimento
Nós de cimento
Figura 13.2 - Cimentação secundária (squeeze)
13.3. Topo das pastas
revestimento de superfície: topo da superfície;•	
revestimentos intermediários e de produção: topo da pasta •	
dentro do revestimento anterior.
13.3.1. Métodos para determinação do topo da pasta
Perfil da temperatura – durante a pega;•	
Através de perfis de poço revestido: CBL e VDL.•	
88
Alta Competência
13.4. Informações necessárias para os cálculos da cimentação 
Zonas de interesse fornecidas pelo geólogo 
Figura 13.3 - Zonas de interesse
Capítulo 13. Cimentação
89
Relação de tubos de revestimento
Figura 13.4 - relação de tubos derevestimento
13.5. Cálculos dos volumes das pastas de cimento
13.5.1. Volume de pasta
Quando se tem o perfil cáliper: determina-se o cáliper médio e •	
acrescentam-se 10 % no cálculo do volume.
Quando não se tem o perfil cáliper: calcula-se pelo diâmetro •	
nominal do poço e acrescenta-se um excesso, conforme tabela 
abaixo:
90
Alta Competência
Revestimento Excesso
30 pol 100%
20 pol 100%
13 3/8 pol 50%
9 5/8 pol 30%
7 pol 10% sobre o cáliper médio
Tabela 13.1 - revestimento x Excesso
13.5.2. Cálculo do volume de pasta
Volume de pasta = volume anular + volume interno.•	
Volume anular = capacidade volumétrica x altura da pasta.•	
Volume interno = capacidade interna do revestimento x altura •	
entre a sapata e o colar.
Volume do anular
Volume interno
Sapata
Colar
Fluido de perfuração
Fluido de deslocamento
Pasta de cimento
Poço aberto
Colar
Sapata
Revestimento anterior
Colchão lavador
Topo da cimento
Sapata revestida anterior
Volume do anular
Volume interno
Sapata
Colar
Fluido de perfuração
Fluido de deslocamento
Pasta de cimento
Poço aberto
Colar
Sapata
Revestimento anterior
Colchão lavador
Topo da cimento
Sapata revestida anterior
(a) (b)
Figura 13.5 - (a) revestimento de superfície, (b) revestimento 
intermediário e de produção
Capítulo 13. Cimentação
91
13.5.3. Volume de cimento (vc) 
Vp = volume de pasta;
R = rendimento.
13.5.4. Água de mistura (vam)
Fam = fator água de mistura.
Água de mistura
Chama-se água de mistura a água com os aditivos na qual será 
misturado o cimento.
•	Água	de	mistura	=	água	+	aditivos	químicos.
•	Características	da	água:
Deve estar fria (temperatura ambiente);•	
Deve ser isenta de matéria orgânica.•	
Mistura do cimento:
•	Pode	ser:
Contínua; •	
Pré-misturada.•	
92
Alta Competência
13.6. Etapas de uma operação de cimentação
Circulação;•	
Teste de linhas;•	
injeção de colchão lavadores / espaçadores; •	
Mistura e injeção da pasta;•	
Liberação do tampão de topo (•	 plug);
Deslocamento da pasta.•	
Circulating
Mud
Pumping spacer
and slurry Displancing Displancing End of job
Plug releasing pin in
Plug releasing pin out
Figura 13.6 - Etapas de uma cimentação
Capítulo 13. Cimentação
93
13.7. Condicionamento do poço
Por que circular?
Para verificar condições de circulação do poço (volume do •	
revestimento de mais 20%);
Para ajustar propriedades do fluido de perfuração (facilitar •	
remoção);
Para resfriar o poço (um tempo de retorno).•	
Teste de linhas e bombeamento dos colchões
Por que testar linhas?•	
Verificar vazamentos; •	
Verificar manobras de válvulas.•	
Pressões de teste•	
normalmente 1.500 a 3.000 psi.•	
Tempo de teste•	
Aproximadamente 03 minutos. •	
Teste falho•	
Localização, reparo e novo teste.•	
94
Alta Competência
13.8. Colchões lavadores e espaçadores
Finalidades:
Promover turbulência pela redução da viscosidade do fluido •	
presente no poço;
Separar a pasta de cimento do fluido de perfuração;•	
remover o fluido e o reboco.•	
Que colchão utilizar?
A escolha do colchão lavador depende dos seguintes aspectos: •	
Tipo de fluido: base água ou base óleo;•	
necessidade ou não de controle de filtrado;•	
necessidade de utilização de colchão lavador e/ou espaçador.•	
13.9. Mistura da(s) pasta(s)
É de suma importância o controle da densidade das pastas durante 
o processo de mistura da pasta, visto que essa propriedade da 
pasta indica a proporção correta entre os diversos componentes 
dessa mistura.
As características das pastas são alteradas com a modificação da 
densidade, conforme pode ser constatado na tabela abaixo:
Capítulo 13. Cimentação
95
Pasta mais leve Pasta mais pesada
+ água - água
- cimento + cimento
- resistência + resistência
+ tempo de pega - tempo de pega
+ sedimentação - sedimentação
- controle de filtrado + controle de filtrado
Tabela 13.2 - Alteração na característica das pastas
13.10. Métodos de controle do peso das pastas
Balança de lama comum:•	
necessidade de boa calibração; •	
Valor lido < valor real (presença de ar). •	
Balança pressurizada:•	
Elimina efeito do ar;•	
implica operação demorada.•	
96
Alta Competência
Balança comum
Balança pressurizada
Figura 13.7 - Balança comum e pressurizada
13.11. Laboratório de cimentação
Finalidade
Simular as condições a que a pasta estará submetida no poço:•	
Temperatura; •	
Pressão.•	
Principais testes laboratoriais
Determinação da massa específica da pasta;•	
Teste de consistometria;•	
Teste de perda de fluido por infiltração;•	
Determinação das propriedades reológicas; •	
Capítulo 13. Cimentação
97
Teste da resistência compressiva;•	
Determinação do teor de água livre.•	
Figura 13.8 - Teste de pasta
13.12. Propriedades da pasta de cimento
Densidade da pasta
É definida pela relação entre a massa e o volume;•	
Tem como unidade de medida usual a libra/galão (lb/gal);•	
indica proporção de mistura.•	
Rendimento
É definido como o volume de pasta obtido pelo volume de •	
cimento;
Tem como unidade usual o Pe3 de pasta pelo Pe3 de cimento.•	
98
Alta Competência
Fator água de mistura
É definido como o volume da água e aditivos a ela misturados •	
pelo volume de cimento;
Tem como unidade usual o GPC (galão por pe3 de cimento).•	
Resistência à compressão
Teste realizado na temperatura estática (BHST); •	
resistência mínima requerida: 500 psi em 8 horas; •	
Propriedade afetada pelo fator água/cimento:•	
•	Maior	fator	água	cimento	→ menor resistência
Bombeabilidade
Mede a facilidade com que uma certa pasta pode ser bombeada;•	
Depende de:•	
•	Tempo	decorrido	após	a	mistura;
•	Temperatura	e	pressão;
•	Continuidade	do	bombeio;
É realizado em um equipamento chamado consistômetro •	
pressurizado: 
•	Unidade	de	consistência	(U.C.):
•	U.C.	→ tempo de espessamento; 
•	50	U.C.	→ tempo de bombeabilidade. 
Capítulo 13. Cimentação
99
Perda de água
refere-se à perda de fluido para o meio poroso (reservatório);•	
É realizado por um equipamento chamado filtro prensa. •	
Reologia
Traduz a viscosidade da pasta;•	
Exerce grande influência nas pastas para cimentação do •	
revestimento de produção.
13.13. Aditivos utilizados na cimentação
Aceleradores;•	
retardadores;•	
Estendedores - aditivos de baixo peso;•	
Adensantes;•	
Dispersantes;•	
Controladores de filtrado;•	
Preventor de retrogressão da pasta de cimento;•	
Preventor de migração de gás.•	
100
Alta Competência
Acelerador
É utilizado para:•	
Aumentar o desenvolvimento de resistência inicial;•	
reduzir o tempo de espessamento - reduzir o WOC (waiting-•	
on-cement).
Aditivos mais utilizados como aceleradores de pega:•	
CaCl•	 2 - mais comum;
naCl - 1-10% acelerador - 18-37% retardador;•	
Silicatos;•	
Água do mar - pequeno efeito. •	
Retardador
É utilizado para:•	
retardar o tempo de espessamento para permitir o correto •	
posicionamento da pasta de cimento - efeito da temperatura: - 
maior temperatura - menor tempo de espessamento.
Aditivos mais utilizados como retardadores de pega:•	
Lignito - mais comum e efetivo;•	
Salmoura de naCl saturada;•	
CMHEC - carbometil hidroxi-etil celulose - retardador e •	
controlador de filtrado.
Capítulo 13. Cimentação
101
Estendedor
É utilizado para:•	
reduzir a densidade da pasta de cimento.•	
Aditivos mais utilizados como estendedores:•	
Bentonita - 12-13,2 lb/gal - mais comum e econômico;•	
Silicatos - bastante eficientes - requerem bastante água de •	
mistura.
Adensante
É utilizado para:•	
Controlar a pressão de porosda formação.•	
Aditivos mais utilizados como adensantes:•	
Hematita - S.G. = 5,1;•	
Baritina - mais comum - S.G. = 4,2 - problema: necessita de •	
água de mistura - menor peso que pastas com hematita;
Pastas salinas - aumento de até 1 lb/gal.•	
Dispersante
É utilizado para:•	
reduzir a viscosidade da pasta e propiciar melhor vazão de •	
deslocamento (aumento da eficiência de deslocamento);
Promover um fluxo turbulento em menores vazões de •	
deslocamento;
Controlar a reologia na superfície e a BHCT.•	
102
Alta Competência
Aditivos mais utilizados como dispersantes:•	
Diversos polímeros;•	
Maioria dos retardadores e aditivos controladores de filtrado;•	
Sal.•	
Controlador de filtrado
É utilizado para:•	
Diminuir perda de fluido para zonas permeáveis;•	
Evitar dano à formação;•	
Evitar problemas de desidratação da pasta; •	
reduzir a permeabilidade do reboco da pasta.•	
recomendações práticas:•	
Cimentação de produção: de 50 - 100 cc/30 minutos;•	
Zonas de gás - migração de gás: < 50 cc/30 minutos.•	
Preventor de retrogressão da pasta de cimento
É utilizado para:•	
Evitar a perda de resistência da pasta em temperaturas (BHST) •	
> 230°F;
Evitar a degradação da pasta por aumento da permeabilidade.•	
Capítulo 13. Cimentação
103
Aditivo mais utilizado: •	
Sílica - 30 - 40%, utilizada para a formação das fases estáveis do •	
cimento, abaixo listadas (ver reação química ilustrada abaixo):
Tobermotite;•	
Truscotite;•	
Xonolite.•	
C3S
+ H2O Gel C-S-H + Portlandlita
Sílica
110 ºC (230º F)
 - C2SH
[Ca (OH)2]C2S
149º C (300º F)
249º C (480º F)
239º C (750º F)
Tobermorita
[C5 S6 H5]
Xonotlita
[C6 S6 H]
Desintegração do cimento
Xonotlita
[C5 S6 H]
+ Truscotita
[C7 S12 H3]
Figura 13.9 - reação química
 
104
Alta Competência
Preventor de migração de gás
Fenômeno: •	
Perda gradual da hidrostática exercida pela pasta de cimento •	
durante sua pega - estado de transição líquido-sólido; 
Perda de filtrado no espaço confinado - redução substancial da •	
pressão (compressibilidade do fluido é baixa);
Pressão exercida torna-se inferior à pressão de poros da •	
formação antes que a pasta atinja “resistência” para impedir a 
percolação de gás (valor teórico recomendado para o gel = 500 
lbf/100 pés2).
O que fazer para solucionar este problema:•	
reduzir tempo de transição - pasta com consistometria em •	
ângulo reto;
Utilizar aditivos para baixar a permeabilidade da pasta ao gás •	
(látex); 
Utilizar pastas com baixo filtrado (< 50 ml/30 min.);•	
Utilizar pasta tixotrópica ou pastas espumadas;•	
Aplicar pressão no espaço anular e outras técnicas para •	
aumentar a pressão hidrostática;
Utilizar pastas com tempos de pega diferentes.•	
Capítulo 13. Cimentação
105
13.14. Ilustrações
Figura 13.10 - Equipamentos para cimentação
Figura 13.11 - Preparo da água de mistura
106
Alta Competência
Figura 13.12 - Cabeça de cimentação e tampão de topo
Figura 13.13 - instalação da cabeça de cimentação
Capítulo 13. Cimentação
107
Figura 13.14 - Carta de pressão
108
Alta Competência
Exercícios
1) Preencha as lacunas do texto a seguir utilizando o banco de pala-
vras entre parênteses:
(tubos de aço - conectores - coluna de revestimento - broca - 
luvas especiais)
Uma _________________________ é constituída de diversos________ 
____________ unidos por ________________ ou __________________, 
descidos num poço de petróleo com a função básica de sustentar 
as formações perfuradas pela _____________. 
2) Quais são as principais funções da coluna de revestimento?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
________________________________________________________________
3) Defina liner:
_______________________________________________________________
________________________________________________________________
4) Existem três tipos de esforços que atuam sobre uma coluna de re-
vestimento. Quais?
_______________________________________________________________
________________________________________________________________
Exercício
109
5) São fatores que geram pressão interna no revestimento:
( ) Colapso, teste do revestimento e circulação reversa.
( ) Batida de plug, teste do revestimento e ocorrência de kick.
( ) Teste da vedação secundária (pack off), perda de circulação 
e circulação reversa.
( ) Elevação da coluna para retirada da cunha, batida de plug 
e perda de circulação.
6) O acionamento de E.C.P. gera:
( ) Pressão interna no revestimento.
( ) Colapso.
( ) Tração.
( ) Batida de plug.
7) Quais são os fatores que geram esforço de tração no revestimento?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
________________________________________________________________
8) relacione as características apresentadas à direita aos tipos de co-
nexões da coluna da esquerda:
( 1 ) Oito fios por 
polegada
( ) resistência à tração maior do que o cor-
po do tubo.
( 2 ) Buttres ( ) Baixa resistência à tração.
( 3 ) Extreme line ( ) Alta resistência da conexão.
( 4 ) Hydril ( ) Semelhante à extreme line, diferencian-
do-se pelo perfil.
9) Qual é a principal função da sapata guia?
________________________________________________________________
110
Alta Competência
10) Cite duas vantagens e duas desvantagens da utilização da válvula 
insertável:
Vantagens: 
________________________________________________________________
Desvantagens: 
________________________________________________________________
11) Uma das vantagens do colar flutuante com autoenchimento é:
( ) É mais resistente que a válvula insertável.
( ) não necessita abastecer o revestimento.
( ) Possui baixo custo.
( ) reduz o tempo de descida do revestimento.
12) Coloque verdadeiro (V) ou falso (F) para cada uma das alternati-
vas a seguir:
( ) A função do colar flutuante é permitir que a cimentação 
seja realizada em mais de uma etapa. 
( ) Evitar contaminação da pasta de cimento pelo fluido é fun-
ção dos tampões de fundo e de topo.
( ) Uma das finalidades dos centralizadores é diminuir a cana-
lização da pasta no espaço anular.
( ) O alto custo é uma desvantagem na utilização da válvula 
insertável.
13) Cunha e elevador do tipo spider e elevador do tipo side door são 
equipamentos:
( ) Da cabeça de cimentação.
( ) De descida do revestimento em sondas de perfuração.
( ) De tampões de fundo e de topo.
( ) De subida da cimentação sobressalente.
Exercício
111
14) relacione as colunas:
( 1 ) Cimentação 
primária
( ) Correção da cimentação primária 
quando o cimento não alcança a altu-
ra desejada no anular.
( 2 ) Cimentação 
secundária
( ) injeção forçada de cimento sob pres-
são, visando corrigir localmente a ci-
mentação primária. 
( 3 ) recimentação ( ) Operações emergenciais de cimenta-
ção, visando permitir a continuidade 
das operações. 
( 4 ) Tampões de 
cimento
( ) Cimentação principal de cada coluna 
de revestimento, levada a efeito logo 
após a sua descida no poço.
( 5 ) Squeeze ( ) Bombeamento de determinado volu-
me de pasta para o poço, visandotam-
ponar um trecho do poço.
15) Pode ser usado até a profundidade de 1.830 m, quando se requer 
alta resistência ao sulfato:
( ) Cimento classe A.
( ) Cimento classe B.
( ) Cimento classe C.
( ) Cimento classe D.
112
Alta Competência
16) Com relação à classificação dos cimentos, indique nas opções a 
seguir quais são as verdadeiras (V) ou falsas (F):
( ) O cimento classe A pode ser usado até a profundidade de 
1.830 m, quando não se exigem propriedades essenciais.
( ) O cimento classe F pode ser usado entre profundidades de 
1.830 m até 3.050 m, sob condições de temperatura e pres-
são moderadamente altas. 
( ) O cimento classe E pode ser usado entre as profundidades 
de 1.830 m até 4.270 m, sob condições de temperaturas e 
pressões altas.
( ) Cimento classe B pode ser usado até a profundidade de 
1.830 m, quando as condições do poço exigem moderada 
resistência ao sulfato.
( ) O cimento classe C pode ser empregado entre as profundi-
dades de 3.050m a 4.880 m, sob condições de temperaturas 
e pressões altas. 
( ) Cimento classes G e H são considerados cimentos básicos e 
devem ser empregados até a profundidade de 2.440 m, sem 
adição de aditivos especiais ou até profundidades maiores, 
com a adição de aditivos especiais.
17) Há dois processos de fabricação de cimento: por via seca e por via 
úmida. Cite duas vantagens e duas desvantagens de cada um desses 
processos.
Por via seca:
Vantagens: 
________________________________________________________________
Desvantagens: 
________________________________________________________________
Por via úmida:
Vantagens: 
________________________________________________________________
Desvantagens: 
________________________________________________________________
Exercício
113
18) Quais são os aditivos usados na cimentação:
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
________________________________________________________________
19) Os aditivos mais utilizados como retardadores de pega são:
( ) Bentonita - 12-13,2 lb/gal e silicatos.
( ) Lignito, salmoura de naCl saturada e CMHEC - carbometil 
hidroxi-etil celulose. 
( ) Hematita, baritina e pastas salinas.
( ) Sílica - 30 - 40%, tobermotite, truscotite e xonolite.
20) na cimentação, os aditivos utilizados para controlar a pressão de 
poros da formação são:
( ) Dispersantes.
( ) Estendedores.
( ) Adensantes.
( ) retardadores.
114
Alta Competência
AMOCO EPTG DriLLinG TECHnOLOGY TEAMS .Training to Reduce Unscheduled 
Events. 3. ed. 
CUrSO de revestimento e cimentação. Macaé: Petrobras, 1992.
DOWELL SCHULUMBErGEr. Cementing Tecnology. 1984
DriLLinG Pratices Manual. Preston Moore
GOUVÊA, Paulo César V. M. Cimentação. Petrobras–Serec.
______. Colunas de revestimento. 
HALLiBUrTOn EnErGY SErViCES. Essential tools for Better multiple stage cement 
jobs. 
PETrOBrAS–CEnPES. Revestimento e Cimentação. 1986. 2ª Mesa redonda.
rODriGUES, Valdo F. Operações com cimento na completação. 2. ed. Petrobras, 
1995. 
Bibliografia
Gabarito
115
Gabarito
1) Preencha as lacunas do texto a seguir utilizando o banco de palavras entre 
parênteses:
(tubos de aço - conectores - coluna de revestimento - broca - luvas especiais)
Uma coluna de revestimento é constituída de diversos tubos de aço unidos por 
conectores ou luvas especiais, descidos num poço de petróleo com a função básica 
de sustentar as formações perfuradas pela broca. 
2) Quais são as principais funções da coluna de revestimento?
•	Prevenir	desmoronamento	das	paredes	do	poço;		
•	Evitar	contaminação	dos	aquíferos;		
•	Permitir	retorno	do	fluido	de	perfuração	à	superfície;		
•	Prover	meios	para	controle	de	pressão;		
•	Permitir	adoção	de	sistemas	de	fluidos	diferentes;		
•	Impedir	migração	de	fluidos	das	formações;		
•	Sustentar	os	equipamentos	de	cabeça	de	poço;		
•	Sustentar	outras	colunas	de	revestimento.
3) Defina liner:
É uma coluna de revestimento que não chega até a superfície. Fica suspensa no 
último revestimento descido.
4) Existem três tipos de esforços que atuam sobre uma coluna de revestimento. 
Quais?
Tração, pressão e colapso.
5) São fatores que geram pressão interna no revestimento:
( ) Colapso, teste do revestimento e circulação reversa.
( X ) Batida de plug, teste do revestimento e ocorrência de kick.
( ) Teste da vedação secundária (pack off), perda de circulação e circulação reversa.
( ) Elevação da coluna para retirada da cunha, batida de plug e perda de circulação.
6) O acionamento de E.C.P. gera:
( X ) Pressão interna no revestimento.
( ) Colapso.
( ) Tração.
( ) Batida de plug.
116
Alta Competência
7) Quais são os fatores que geram esforço de tração no revestimento?
•	Pressão	interna	gerada	na	batida	do	plug;	
•	Elevação	da	coluna	para	retirada	da	cunha;		
•	Ameaça	de	prisão	do	revestimento;		
•	Prisão	do	revestimento.
8) relacione as características apresentadas à direita aos tipos de conexões da 
coluna da esquerda:
( 1 ) Oito fios por 
polegada
( 2 ) resistência à tração maior do que o corpo do tubo.
( 2 ) Buttres ( 1 ) Baixa resistência à tração.
( 3 ) Extreme line ( 3 ) Alta resistência da conexão.
( 4 ) Hydril ( 4 ) Semelhante à extreme line, diferenciando-se pelo perfil.
9) Qual é a principal função da sapata guia?
Guiar o revestimento durante sua descida.
10) Cite duas vantagens e duas desvantagens da utilização da válvula insertável:
Vantagens: baixo custo e redução no tempo de descida do revestimento.
Desvantagens: risco de vazamento e limitação de pressão.
11) Uma das vantagens do colar flutuante com autoenchimento é:
( X ) É mais resistente que a válvula insertável.
( ) não necessita abastecer o revestimento.
( ) Possui baixo custo.
( ) reduz o tempo de descida do revestimento.
12) Coloque verdadeiro (V) ou falso (F) para cada uma das alternativas a seguir:
( F ) A função do colar flutuante é permitir que a cimentação seja realizada em 
mais de uma etapa. 
Justificativa: esta é a função do colar de estágio, não do colar flutuante.
( V ) Evitar contaminação da pasta de cimento pelo fluido é função dos tampões 
de fundo e de topo.
( V ) Uma das finalidades dos centralizadores é diminuir a canalização da pasta 
no espaço anular.
( F ) O alto custo é uma desvantagem na utilização da válvula insertável.
Justificativa: errado, pois uma das vantagens da válvula insertável é 
exatamente o baixo custo.
Gabarito
117
13) Cunha e elevador do tipo spider e elevador do tipo side door são equipamentos:
( ) Da cabeça de cimentação.
( X ) De descida do revestimento em sondas de perfuração.
( ) De tampões de fundo e de topo.
( ) De subida da cimentação sobressalente.
14) relacione as colunas:
( 1 ) Cimentação 
primária
( 3 ) Correção da cimentação primária quando o cimento 
não alcança a altura desejada no anular.
( 2 ) Cimentação 
secundária
( 5 ) injeção forçada de cimento sob pressão, visando 
corrigir localmente a cimentação primária. 
( 3 ) recimentação ( 2 ) Operações emergenciais de cimentação, visando 
permitir a continuidade das operações. 
( 4 ) Tampões de 
cimento
( 1 ) Cimentação principal de cada coluna de revestimento, 
levada a efeito logo após a sua descida no poço.
( 5 ) Squeeze ( 4 ) Bombeamento de determinadovolume de pasta para 
o poço, visando tamponar um trecho do poço.
15) Pode ser usado até a profundidade de 1.830 m, quando se requer alta resistência 
ao sulfato:
( ) Cimento classe A.
( ) Cimento classe B.
( X ) Cimento classe C.
( ) Cimento classe D.
16) Com relação à classificação dos cimentos, indique nas opções a seguir quais são 
as verdadeiras (V) ou falsas (F):
( V ) O cimento classe A pode ser usado até a profundidade de 1.830 m, quando 
não se exigem propriedades essenciais.
( F ) O cimento classe F pode ser usado entre profundidades de 1.830 m até 
3.050 m, sob condições de temperatura e pressão moderadamente altas. 
Justificativa: refere-se ao cimento classe D.
( V ) O cimento classe E pode ser usado entre as profundidades de 1.830 m até 
4.270 m, sob condições de temperaturas e pressões altas.
( V ) Cimento classe B pode ser usado até a profundidade de 1.830 m, quando as 
condições do poço exigem moderada resistência ao sulfato.
( F ) O cimento classe C pode ser empregado entre as profundidades de 3.050m 
a 4.880 m, sob condições de temperaturas e pressões altas. 
Justificativa: refere-se ao cimento classe F.
( V ) Cimento classes G e H são considerados cimentos básicos e devem ser 
empregados até a profundidade de 2.440 m, sem adição de aditivos especiais 
ou até profundidades maiores, com a adição de aditivos especiais.
118
Alta Competência
17) Há dois processos de fabricação de cimento: por via seca e por via úmida. Cite 
duas vantagens e duas desvantagens de cada um desses processos.
Por via seca:
Vantagens: Menor consumo energético e menor custo. 
Desvantagens: Maior poluição e dificuldade no controle do processo.
Por via úmida:
Vantagens: menor poluição e facilidade no controle do processo.
Desvantagens: maior consumo energético e maior custo.
18) Quais são os aditivos usados na cimentação:
•	Aceleradores;	
•	Retardadores;		
•	Estendedores	-	aditivos	de	baixo	peso;	
•	Adensantes;		
•	Dispersantes;		
•	Controladores	de	filtrado;		
•	Preventor	de	retrogressão	da	pasta	de	cimento;		
•	Preventor	de	migração	de	gás.
19) Os aditivos mais utilizados como retardadores de pega são:
( ) Bentonita - 12-13,2 lb/gal e silicatos.
( X ) Lignito, salmoura de NaCl saturada e CMHEC - carbometil hidroxi-etil celulose. 
( ) Hematita, baritina e pastas salinas.
( ) Sílica - 30 - 40%, tobermotite, truscotite e xonolite.
20) na cimentação, os aditivos utilizados para controlar a pressão de poros da 
formação são:
( ) Dispersantes.
( ) Estendedores.
( X ) Adensantes.
( ) retardadores.