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aplicação da argamassa biomassa do Brasil na cimentações de poços

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UNIMONTE 
CENTRO UNIVERSITÁRIO MONTE SERRAT 
Curso de Engenharia de Petróleo 
 
CARLO PEREZ ROZETTE 
EZEQUIEL CASEMIRO DA SILVA 
LUCAS CASEMIRO DA SILVA 
MARCOS BISPO DOS SANTOS 
VINICIUS PEREIRA DA SILVA 
 
 
A UTILIZAÇÃO DA BIOMASSA ASSENTAMENTO DE BLOCOS NA CIMENTAÇÃO 
DE POÇOS PETROLÍFEROS 
 
 
 
 
 
 
Santos 
2017 
 
 
UNIMONTE 
CENTRO UNIVERSITÁRIO MONTE SERRAT 
Curso de Engenharia de Petróleo 
 
CARLO PEREZ ROZETTE 
EZEQUIEL CASEMIRO DA SILVA 
LUCAS CASEMIRO DA SILVA 
MARCOS BISPO DOS SANTOS 
VINICIUS PEREIRA DA SILVA 
 
A UTILIZAÇÃO DA BIOMASSA ASSENTAMENTO DE BLOCOS NA CIMENTAÇÃO 
DE POÇOS PETROLÍFEROS 
 
Trabalho de Conclusão de Curso, apresentado ao Centro 
Universitário Monte Serrat, como parte das exigências para a 
obtenção do título de Bacharel em Engenharia de Petróleo. 
Orientador: Me. Luís Carlos Demétrio Laranjeira 
 
 
Santos 
2017 
 
 
 
CARLO PEREZ ROZETTE 
EZEQUIEL CASEMIRO DA SILVA 
LUCAS CASEMIRO DA SILVA 
MARCOS BISPO DOS SANTOS 
VINICIUS PEREIRA DA SILVA 
 
A UTILIZAÇÃO DA BIOMASSA ASSENTAMENTO DE BLOCOS NA CIMENTAÇÃO 
DE POÇOS PETROLÍFEROS 
 
Trabalho de Conclusão de Curso, apresentado ao Centro 
Universitário Monte Serrat, como parte das exigências para a 
obtenção do título de Bacharel em Engenharia de Petróleo. 
Orientador: Me. Luís Carlos Demétrio Laranjeira 
 
 
 
BANCA EXAMINADORA 
 
 
Nome do examinador: 
Titulação: 
Instituição: 
 
 
Nome do examinador: 
Titulação: 
Instituição: 
 
Local: Centro Universitário Monte Serrat - UNIMONTE 
Data da Aprovação:
 
 
 
AGRADECIMENTOS 
 
Primeiramente a Deus, pois nossas vidas a Ele pertence, e tudo que 
temos adquirido e conquistado dedicamos a Ele. Ainda que eu andasse pelo 
vale da sombra da morte, não temerei mal algum, porque tu estás comigo; a 
tua vara e o teu cajado me consolam. 
Aos professores que durante todo o curso nos ensinaram, além de suas 
matérias especificas, o quanto estudar é importante. Especialmente ao nosso 
professor e orientador Luís Carlos Demétrio Laranjeira pela paciência na 
orientação e incentivo que tornou possível a conclusão deste trabalho. 
Ao representante da Empresa Argamassa Biomassa do Brasil, Júlio 
Pavarin Engenheiro Civil pelas informações prestadas e pelo representante da 
Lafarge Holcim, José Abreu por ter fornecido amostra do cimento Portland 
classe G. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RESUMO 
 
A cimentação primária de poços petrolíferos é uma das etapas mais 
importantes durante o processo de perfuração, já que dará estabilidade ao 
poço e protegerá o revestimento, onde um pequeno erro pode ocasionar uma 
comunicação indesejada entre as formações rochosas. A cimentação 
secundária corrige as falhas que acontece na cimentação primária, são 
chamadas operações emergenciais, podendo ser classificadas como tampões 
de cimento, recimentação e squeeze. Na indústria do petróleo surgem novas 
pesquisas de diferentes aditivos desenvolvidos para as mais diversas funções 
em pastas de cimento para poços de petróleo. Uma das finalidades do 
surgimento de novos aditivos é modificar as propriedades químicas e 
mecânicas das pastas de cimento para o perfil desejado de cada poço de 
petróleo, tais como, tempo de pega e tempo de cura das pastas, podendo ser 
um fator importante nas pastas de cimento para poços de petróleo e são 
escolhidos de acordo com a temperatura do poço. No processo de pega e 
endurecimento, a reação com a água produz rapidamente uma capa superficial 
de produtos de hidratação envolvendo cada partícula. O presente trabalho 
pretende estudar a aplicação da Biomassa Assentamento de Blocos na pasta 
de cimento Portland classe G, específico para cimentação de poços 
petrolíferos. Para viabilizar este trabalho, será utilizado teste laboratorial de 
análise a resistência à compressão. Os melhores resultados obtidos foram com 
pastas contendo a mistura delas, que apresentaram aumento de mais de 100% 
na resistência ao cisalhamento, em relação à NBR 9831,2006. 
 
 
Palavra-chave: cimentação, cimento Portland classe G, Biomassa 
Assentamento de Bloco. 
 
 
 
 
 
ABSTRACT 
The primary cementing of oil wells is one of the most important stages during 
the drilling process, as it will provide stability to the well and protect the coating, 
where a small error may cause undesired communication between the rock 
formations. The secondary cementation corrects the faults that happens in the 
primary cementation, they are called emergency operations, being able to be 
classified as cement buffers, recimentação and squeeze. In the petroleum 
industry new researches of different additives developed for the most diverse 
functions in cement pastes for oil wells appear. One of the purposes of the 
appearance of new additives is to modify the chemical and mechanical 
properties of cement pastes to the desired profile of each oil well, such as 
picking time and curing time of the pastes, and may be an important factor in 
the pastes of and are chosen according to the well temperature. In the process 
of picking and hardening, the reaction with water rapidly produces a surface 
layer of hydration products involving each particle. The present work intends to 
study the application of the biomass block sealing in Portland cement class G 
paste, specific for cementing oil wells. To make this work feasible, a laboratory 
test of the resistance to compression will be used. The best results were 
obtained with slurries containing the mixture, which showed an increase of more 
than 100% in shear strength, in relation to NBR 9831,2006. 
 
 
Keywords: cement, Portland cement class G, biomass block sealing. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1: Coluna de Perfuração ....................................................................... 14 
Figura 2: Historia do cimento ............................................................................ 16 
Figura 3: apresentação de embalagem ............................................................ 26 
Figura 4: aplicação da Argamassa Biomassa do Brasil ................................... 27 
Figura 5: parede construída ............................................................................. 28 
Figura 6: Corpos de provas CPP, Biomassa Assentamento de Blocos e a 
mistura do CPP com a Biomassa Assentamento de Blocos. ........................... 30 
Figura 7: Estufa secadora. ............................................................................... 31 
Figura 8: Prensa hidráulica............................................................................... 31 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE TABELAS E GRÀFICOS 
Tabela 1: Composição dos cimentos Portland. ................................................ 19 
Grafico 1: Resistência à compressão das pastas. ............................................ 33 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS 
 
 
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas 
ABAB - Biomassa Assentamentos de Blocos 
API - American Petroleum Institute 
ABB - Argamassa Biomassa do Brasil 
CPE - Cimento Portland Especial 
CPP - Cimento Portland para poços Petrolíferos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
1. INTRODUÇÃO ...........................................................................................
12 
2. DESENVOLVIMENTO.................................................................................. 13 
2.1 Cimentação Poços Petrolíferos ............................................................... 13 
2.1.2 Cimentação Primária ........................................................................ 14 
2.1.3 Cimentação Secundária .................................................................... 15 
2.1.4 Aditivos aplicados a pastas de cimento para poços de petróleo. ...... 15 
3. CIMENTO PORTLAND ................................................................................ 16 
3.1 Composições do Cimento Portland ......................................................... 17 
3.2 Etapas de Fabricação ............................................................................. 19 
3.2.1 Extração ............................................................................................ 19 
3.2.2 Britagem ........................................................................................... 20 
3.2.3. Deposito ........................................................................................... 20 
3.2.4 Dosagem .......................................................................................... 20 
3.2.5 Moinhos de cru ................................................................................. 20 
3.2.6 Silos de homogeneização ................................................................. 21 
3.2.7 Forno ................................................................................................ 21 
3.2.8 Resfriamento .................................................................................... 21 
3.2.9 Deposito de clínquer ......................................................................... 21 
3.2.10 Adições ........................................................................................... 21 
3.2.11 Moinho de cimento .......................................................................... 22 
3.2.12 Silos de cimento.............................................................................. 22 
3.2.13 Expedição ....................................................................................... 22 
4. Cimento Portland para poços Petrolíferos .................................................... 22 
5. Apresentação de como surgiu à argamassa Biomassa do Brasil ................. 24 
5.1 Composições químicas da Biomassa Assentamento de Blocos ............. 24 
5.2 Normas Técnicas e Controle de Qualidade da Argamassa Biomassa do 
Brasil ............................................................................................................. 25 
5.2.1 Apresentação e Embalagem ............................................................. 25 
5.3 Caracterização ........................................................................................ 26 
5.4 Aplicação ................................................................................................ 27 
5.5 Desempenho ........................................................................................... 28 
6. METODOLOGIA EXPERIMENTAL .............................................................. 29 
6.1 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ...................................................... 29 
6.2 MATERIAIS ............................................................................................. 32 
 
 
7. RESULTADOS E DISCUSSÃO .................................................................... 32 
7.1 RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DAS PASTAS ................................... 32 
8. CONCLUSÂO ............................................................................................... 34 
Referências Bibliográficas ................................................................................ 35 
 
 
 
12 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
Para se obter sucesso em uma operação de perfuração de poços de petróleo, 
é de suma importância que nenhuma das etapas inerentes ao processo sejam 
negligenciadas. Entre estas etapas está a operação de cimentação, que tem um 
impacto direto sobre a produtividade futura do poço, onde um pequeno erro pode 
ocasionar uma comunicação indesejada entre as formações rochosas dentro do 
reservatório ou até algum tipo de dano ao meio ambiente, como a mistura de um 
aquífero com um reservatório de petróleo. 
A integridade das pastas de cimento a serem utilizadas é garantida pelos 
ensaios realizados nos laboratórios de cimentação. A partir da variação de 
profundidade é necessária uma propriedade especial para a cimentação, que é 
alcançado através de aditivos. 
 A cimentação de poços de petróleo consiste basicamente no preenchimento 
do espaço anular entre o revestimento e a parede rochosa, que possui como o 
principal objetivo fixar o revestimento e evitar que haja migração de fluidos, entre as 
diversas zonas permeáveis cruzadas pelo poço. 
A empresa Argamassa Biomassa do Brasil iniciou suas pesquisas em 2008, 
com objetivo de revolucionar o mercado da construção civil, por ser uma argamassa 
inovadora e sustentável que produz ganho com tempo em sua aplicação, redução de 
mão de obra, gastos e desperdícios desnecessários com consumo de água, energia 
elétrica e poluente, mais o peso estrutural da obra, pois a quantidade de massa 
cimentícia convencional é muito elevada. 
 O presente trabalho pretende estudar a adição da Biomassa Assentamento de 
Blocos na pasta de cimento Portland classe G, específico para cimentação de poços 
petrolíferos. Para viabilizar este trabalho, será utilizado teste laboratorial de análise a 
resistência à compressão. 
 
13 
 
 
 
2. DESENVOLVIMENTO 
 
2.1 Cimentação Poços Petrolíferos 
 
Os processos de perfuração de poços de petróleo são realizados através de 
equipamentos utilizados como, Sonda de perfuração ou Plataforma de perfuração. 
Esses equipamentos são utilizados para perfurar poços que permitam o acesso ao 
reservatórios de petróleo ou gás natural que consiste em abrir espaço através do 
solo e das rochas com o auxílio de brocas e colunas de perfuração, atingindo uma 
determinada profundidade, até que se encontrem hidrocarbonetos. Dependendo da 
localização do reservatório, as sondas podem ser terrestres ou marítimas, sendo 
instaladas sobre uma base flutuante e podem ou não, ter propulsão própria (SILVA, 
2010). 
Ao atingir determinada profundidade, a coluna de perfuração é retirada do 
poço e uma coluna de revestimento de aço de diâmetro inferior ao da broca é 
descida no poço. O anular entre os tubos de revestimento e as paredes do poço é 
cimentado, com a finalidade de isolar as rochas atravessadas, permitindo então o 
avanço da perfuração com segurança. Após as operações de cimentação, a coluna 
de perfuração é novamente descida ao poço, tendo na sua extremidade uma nova 
broca de diâmetro menor do que a do revestimento para o prosseguimento da 
perfuração. O poço de petróleo é perfurado em diversas fases, caracterizado pelos 
diferentes diâmetros das brocas. A figura 1 demonstra a fase inicial de uma 
perfuração, que significa a escolha do tipo de sonda ou plataforma, riser, BOP (Blow 
out preventer), revestimento cimentação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
14 
 
 
 
Figura 1: Coluna de Perfuração. 
 
Fonte: – Desenhos Esquemáticos de (a) Revestimentos em um Poço de Petróleo, (b) Cimentação no 
Anular (MIRANDA, 2008). 
 
Após a perfuração de cada fase, começa a etapa de revestimento, 
geralmente, com uma tubulação de 58,4 Centímetros (cm) de diâmetro, seguido de 
revestimento superficial de 4,7 Metros (M), revestimento intermediário de 3,4 M 
acima do reservatório, revestimento de produção de 2,4 M, através da seção de 
reservatório
e possivelmente 17,78 cm, no “revestimento vedador” de produção 
sobre uma seção mais profunda de reservatório. Revestimento vedador é uma 
coluna de revestimento presa por um packer (tampão vedador), na parte do fundo do 
revestimento anterior. Esse revestimento é colocado no espaço, e então é realizada 
a cimentação do anular, que é o espaço entre o revestimento e a formação. A 
bainha de cimento é responsável pela estabilidade mecânica do poço, bem como 
pelo isolamento de zonas produtoras de óleo e/ou gás das formações adjacentes, 
além de dar sustentação e estabilidade ao revestimento (SANTOS, 2012). 
 
2.1.2 Cimentação Primária 
 
A cimentação primária é a cimentação principal e é realizada logo após a 
descida de cada coluna de revestimento no poço. Um dos objetivos é aplicar uma 
pasta de cimento não contaminada em determinada posição no espaço anular entre 
o poço e a coluna de revestimento, para que obtenha uma vedação eficiente e 
permanente deste anular (isolamento da zona). Estes processos são executados em 
todas as fases do poço, sendo previstas no desempenho do poço. 
 
15 
 
 
 
2.1.3 Cimentação Secundária 
 
A cimentação secundária tem a obrigação de corrigir a cimentação primária, 
se for necessário. São as denominadas operações emergenciais de cimentação, 
podendo permitir a continuidade das operações, e podem ser classificadas como: 
 Tampões de cimento: bombeamento de determinado volume de pasta que cobre um 
trecho do poço. Situações: perda de circulação, abandono total ou parcial do poço, 
base para desvios, etc.; 
 Recimentação: correção da cimentação primária, quando o cimento não alcança a 
altura desejada no anular. O revestimento é canhoneado em 2 pontos. 
 Compressão de cimento ou “squeeze”. Injeção forçada de cimento sob pressão, 
visando corrigir a cimentação primária, sanar vazamentos no revestimento ou 
impedir a produção de zonas que passaram a produzir água. 
 
2.1.4 Aditivos aplicados a pastas de cimento para poços de petróleo. 
 
O uso de aditivos é muito comum na indústria de petróleo. Frequentemente, 
surgem novas pesquisas de diferentes aditivos desenvolvidos para as mais diversas 
funções em pastas de cimento para poços petrolíferos. 
Uma das finalidades do surgimento de novos aditivos é modificar as 
propriedades químicas e mecânicas das pastas, para o perfil desejado de cada 
poço, tais como: tempo de pega e tempo de cura das pastas de cimento. Esse fator 
é importante nas pastas de cimento e são escolhidos de acordo com a temperatura 
do poço. No processo de pega e endurecimento, a reação com a água produz 
rapidamente uma capa superficial de produtos de hidratação envolvendo cada 
partícula. 
Os retardadores de pega são usados para retardar o tempo de pega das 
pastas de cimentos, para permitir maior segurança durante as operações de 
bombeio, principalmente em poços cujas temperaturas são elevadas. Estes aditivos 
inibem a precipitação do hidróxido de cálcio formando um complexo químico com 
componentes do cimento não hidratado ou formando uma camada protetora para os 
grãos não hidratados, prevenindo o contato com a água (GARCIA, 2007). 
 
16 
 
 
 
3. CIMENTO PORTLAND 
 
O Cimento Portland é originado pela palavra do latim caementu. O cimento 
na Roma antiga era uma espécie de pedra natural de rochedos não esquadrejada, 
sua origem remonta cerca de 4.500 anos. Os grandes monumentos do Egito antigo 
já utilizavam uma mistura de gesso calcinado que obtinha propriedades de ligantes 
hidráulicos, as grandes obras gregas e romanas como o Panteão e o Coliseu foram 
construídas com o uso de solos de origem vulcânicas da ilha grega de Santorino ou 
das proximidades da cidade italiana de Pozzuoli, que possuíam propriedades de 
endurecimento sob ação da água (Bogue, 1955). 
 
Figura 2: Historia do cimento. 
 
FONTE: (Battagin, 2016). 
Presente em todos os tipos de construções, o cimento é um dos produtos 
mais utilizados no mundo, da mais simples moradia até as mais complexas obras de 
infraestrutura, do início ao acabamento final. É o componente básico do concreto e o 
material mais consumido do planeta depois da água. 
Tentando facilitar o trabalho de reconstrução de um farol, situado em 
Edystone na Inglaterra, o engenheiro John Smeaton por volta de 1756, procurava 
um aglomerante que endurecesse mesmo em presença de água, e em suas 
tentativas, constatou que uma mistura calcinada de calcário e argila tornava-se 
depois de seca, tão resistentes quanto às pedras utilizadas nas construções. 
Em 1818, o químico francês Louis Joseph Vicat, obteve resultados 
semelhantes aos de Smeaton, pela mistura de componentes argilosos e calcários. 
Ele é considerado o inventor do cimento artificial. Entretanto em 1824 foi o construtor 
Joseph Aspdin que queimou pedras calcarias e argila, transformando-as em um pó 
fino, percebendo assim que obtinha uma mistura que em contato com a água, 
17 
 
 
 
tornava-se tão resistentes quanto às pedras empregadas nas construções (Beuer, 
1986). 
Patenteando no mesmo ano com o nome de cimento Portland em referência à 
portlandstone, tipo de pedra arenosa muito usada em construções na região de 
Portland, Inglaterra. 
Por definição o cimento Portland é um aglomerante hidráulico resultante da 
mistura homogênea de clínquer Portland, gesso e adições normalizados que são 
finamente moídos e mesmo que seja novamente submetido à água, não a 
decomposição em sua estrutura. As argamassas e concretos são resultados da 
combinação do cimento com materiais de diferentes naturezas como: areia, pedra 
britada, pó de pedra, cal e outros. 
 
3.1 Composições do Cimento Portland 
 
A composição do cimento Portland está presente em todos os tipos de 
cimentação, sendo o clínquer o principal componente do cimento, sua função é dar 
uma resistência mecânica que o material precisa. Ele é obtido através da junção do 
calcário e argila que são trazidos de jazidas próximas da fábrica. 
Outro componente que possui papel fundamental no cimento Portland é o 
gesso que tem função de retardar o tempo de pega do cimento, ou seja, o início do 
endurecimento do clínquer moído quando em contato com a água. Se não houvesse 
a adição do gesso, o cimento endureceria quase que instantaneamente, tornando 
seu uso inviável. Geralmente sua dosagem é em média 3% do equivalente a massa 
do clínquer. 
 Com semelhança aos grãos de areia as escórias de alto-forno são 
compostos obtidos durante a fabricação do ferro gusa nas indústrias siderúrgicas. 
Antigamente as escórias de alto forno não tinha importância alguma, ou seja, 
um material sem valor econômico, até descobrirem que elas quando em contato com 
a água, possuíam propriedades de ligação hidráulica muito resistente, 
desenvolvendo características aglomerantes muito semelhantes com as do clínquer. 
Com essa descoberta ficou possível adicionar a escória de alto-forno à moagem do 
18 
 
 
 
clínquer com gesso em determinadas proporções, obtendo um tipo de cimento que 
atenderia plenamente aos usos mais comuns, apresentando melhoria de algumas 
propriedades, como durabilidade e maior resistência final. 
Encontradas na natureza, os materiais pozolânicos são rochas vulcânicas ou 
matérias orgânicas fossilizadas, certos tipos de argilas queimadas em elevadas 
temperaturas (550ºC a 900ºC) e derivados da queima do carvão mineral nas usinas 
termelétricas entre outros. 
Assim como as escórias de alto-forno, os materiais pozolânicos também não 
apresentava valor econômico algum, até descobrirem que esse material possui 
propriedades de ligantes hidráulico em contato com a água, mas, de uma forma
distinta, ou seja, somente a água não era suficiente para o desenvolvimento dessa 
propriedade, a pozolâna necessitava de mais um material. E por liberar o hidróxido 
de cálcio em sua formação (cal) que reage muito bem com a pozolâna, o clínquer foi 
justamente o material perfeito (ABCP, 2002). 
Sua adição confere uma maior impermeabilidade nas argamassas e 
concretos, dá uma maior resistência ao cimento em meios agressivos como esgoto, 
água do mar, solos sulfurosos e agregados reativos, diminui o calor de hidratação, 
permeabilidade, segregação de agregados e proporciona maior trabalhabilidade e 
estabilidade de volume, fazendo assim com que o cimento seja mais adequado a 
aplicações que exijam baixo calor de hidratação como concretagens de grandes 
volumes (PEREIRA, 2013). 
De acordo com a tabela 1 os cimentos CPI, CPII e CPIII possuem três 
classes, segundo a resistência ‘à compressão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
19 
 
 
 
Tabela 1: Composição dos cimentos Portland. 
 
Fonte: E-civil 04 set. 2017. 
 
3.2 Etapas de Fabricação 
 
As etapas de fabricação são realizadas de acordo com as especificações da 
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas, a fabricação do cimento 
Portland obedece aos critérios rígidos de analises dos materiais que são utilizados 
em sua fabricação, que são efetuados por diversas vezes, para que seja alcançada 
a composição química desejada. Este processo é dividido em diversas etapas como, 
extração, britagem, depósito, dosagem, moinhos de cru, silos de homogeneização, 
forno, resfriador, deposito de clínquer, adições, moinho de cimento, silos de cimento 
e expedição. 
 
3.2.1 Extração 
 
Sendo a principal matéria prima do cimento as jazidas de calcário podem ser 
extraídas a céu aberto ou subterrâneo. Nesta etapa são utilizados explosivos para 
desmonte das rochas. A argila também é outro componente extraído neste 
processo. 
20 
 
 
 
Vale ressaltar que deve haver um plano de gerenciamento de exploração 
mineral efetuado pelos órgãos competentes para que o ambiente seja 
completamente preservado. 
 
3.2.2 Britagem 
 
 Levado até as instalações de britagem o calcário será reduzido a dimensões 
adequadas ao processamento industrial, para eliminar parte de impurezas presente 
no calcário. A argila não passa por esse processo por se tratar de um material mole. 
 
3.2.3. Deposito 
 
Esses dois materiais passam por diversos testes e estocados separadamente. 
Na baia de cada material, um equipamento misturará as cargas, a fim de assegurar 
uma pré - homogeneização. 
 
3.2.4 Dosagem 
 
Sua dosagem obedece a parâmetros químicos preestabelecidos que 
dependem das características composicionais dos materiais estocados e 
controlados por balanças dosadoras, sua composição é de calcário (90%) e argila 
(10%) para ser triturado no moinho de cru. 
 
3.2.5 Moinhos de cru 
 
A farinha crua formada pela mistura de calcário e argila passa por moagem 
em moinho de bolas, rolo ou barras, onde há o início da mistura das matérias-primas 
e ao mesmo tempo sua fragmentação, de modo a reduzir o tamanho das partículas 
a 0,050 mm em média. 
 
21 
 
 
 
3.2.6 Silos de homogeneização 
 
A homogeneização é executada em silos verticais de grande porte através 
dos processos pneumáticos e por gravidade, nesta etapa a mistura crua deverá ser 
bem homogeneizada para que haja uma perfeita combinação dos elementos 
formadores do clínquer, que é o principal componente do cimento. 
3.2.7 Forno 
 
Utiliza-se um forno rotativo de grande diâmetro, constituído de um cilindro de 
aço revestido por tijolos refratários, com comprimento de 50 a 150 metros onde a 
mistura é pré-aquecida até 1450 graus Célsius, obtendo-se a forma de bolotas 
incandescentes, escuras, denominadas clínquer. 
 
3.2.8 Resfriamento 
 
A temperatura que estava em até 1450 graus Célsius é reduzida para 80 
graus Célsius aproximadamente através de um resfriador, e é nesta etapa que 
ocorre todo um processo de reações químicas que influenciarão nas propriedades 
mecânicas do concreto em sua fase inicial (clinquerização), o calor de hidratação, o 
inicio de pega e a estabilidade química dos compostos. 
3.2.9 Deposito de clínquer 
 
 A principal matéria prima do cimento (clínquer) fica armazenada em silos, 
aguardando a próxima etapa. 
3.2.10 Adições 
 
O gesso, as escórias de alto forno a pozolana e o calcário, compõem os 
diversos tipos de cimento Portland. Essas adições são estocadas separadamente e 
permitem também melhorar algumas propriedades do cimento, quer no estado 
fresco ou no estado endurecido. 
 
22 
 
 
 
3.2.11 Moinho de cimento 
 
 Depois de passarem por balanças de precisão para a determinação da 
dosagem perfeita, o clínquer e suas adições são levados ao moinho de cimento e 
sistemas complementares de separação para alcançarem a granulometria desejada 
e resultar no cimento Portland. 
 
 3.2.12 Silos de cimento 
 
 Depois de terem passado pelo processo de moagem o cimento e suas 
adições são transportados mecânica e pneumaticamente para silos de cimento, 
onde são estocados, e após os testes de qualidade o produto é enviado para 
expedição. 
 
 3.2.13 Expedição 
 
 O cimento poderá ser fornecido a granel ou em sacos de 50 kg ao mercado 
consumidor. Seu ensacamento é efetuado por máquinas automáticas, que enchem 
os sacos e liberam assim que o peso desejado é atingido. A embalagem é feita em 
papel Kraft, protegendo o cimento da umidade, além de facilitar seu manuseio pelo 
consumidor e o transporte. 
 
 
4. Cimento Portland para poços Petrolíferos 
 
O cimento Portland é o material de construção mais extenso uso no mundo. 
Apesar de sua invenção ter ocorrido há mais de um século e em nosso País, sua 
efetiva produção foi iniciada há cerca de 75 anos, são muitos os que fazem uso dele 
sem conhecê-lo com maior rigor. 
Os CPP (Cimentos Portland para Poços de Petróleo) são classificados pela 
API (American Petroleum Institute, 2000) em nove classes (de A à J) de acordo com 
23 
 
 
 
a profundidade, temperatura e pressão do poço. Porém, entre elas, as mais usadas 
são as de classe G e H por incorporarem de um modo geral, as boas propriedades 
das demais classes, sem elevar em demasia o custo das operações. No Brasil são 
empregados dois tipos de cimento Portland destinado à cimentação de poços de 
petróleo: Cimento Portland Classe G e Cimento Portland Classe Especial. 
 
Classes de cimentos para poços: 
• Classe A: para uso em poços de até 1.830 m, quando não são requeridas 
propriedades especiais. Corresponde ao cimento Portland comum; 
• Classe B: para poços de até 1.830 m, quando é requerida moderada a alta 
resistência aos sulfatos; 
• Classe C: também para poços de até 1.830 m, quando é requerida alta 
resistência inicial. Apresenta alta resistência aos sulfatos; 
• Classe D: para uso em poços de 1.830 m até 3.050 m, sob condições de 
temperaturas moderadamente elevadas e altas pressões. Apresenta alta resistência 
aos sulfatos; 
• Classe E: para profundidades entre 1.830 m e 4.270 m, sob condições de 
pressão e temperatura elevadas. Apresenta alta resistência aos sulfatos; 
• Classe F: para profundidades entre 3.050 m a 4.880 m, extremamente altas de 
pressão e temperatura. Apresenta alta resistência aos sulfatos; 
• Classes G e H: para utilização sem aditivos até profundidades de 2.440 m, ou 
com aceleradores e retardadores para cobrir um grande intervalo de pressões e 
temperaturas. 
As pastas
de cimento para uso em poços de petróleo devem ser previamente 
testadas conforme procedimentos padronizados, que simulam o comportamento da 
pasta em função das condições previstas para a sua utilização, tais como, pressão, 
temperatura, tempo previsto de operação e o regime de fluxo durante o 
deslocamento. Os principais testes realizados em um laboratório de cimentos para 
poços são: teor de água livre, resistência à compressão, perda de água, reologia 
(gel inicial e final, viscosidade plástica, limite de escoamento e consistência), 
densidade e tempo de espessamento, a tabela 4.2 apresenta os requisitos físicos 
para as pastas de acordo com a NBR 9831 (ABNT, 2006). 
 
24 
 
 
 
 5. Apresentação de como surgiu à argamassa Biomassa do Brasil 
 
No ano de 2008 a empresa argamassa Biomassa do Brasil iniciou uma 
pesquisa no mercado da (Construção Civil) para saber os pontos que poderia ter 
melhorias na indústria de cimentos, percebendo que a massa cimentícia para 
assentamento de blocos era um ponto fraco com desperdício de tempo, mão de 
obra, gasto com água, energia elétrica, poluente residual e mais o peso estrutural da 
obra final, devido a quantidade de massa cimentícia ser altamente elevada. 
Após dois anos de estudos à Argamassa Biomassa do Brasil, surgiu no 
mercado da construção da civil, adquirindo uma maior resistência em comparação 
com o cimento convencional, oferecendo menor custo benefício, mão de obra, 
rapidez na aplicação, secagem rápida, menor peso estrutural da obra e sem 
poluentes. 
 
5.1 Composições químicas da Biomassa Assentamento de Blocos 
 
 A composição química da argamassa deve conter resinas especiais, Polímeros, 
bactericidas impermeabilizantes, fungicidas, carga minerais inertes, pigmentos, 
microbicidas, aditivos diversos como espessantes e água. Diferenças de 
formulações, tipos, quantidades e qualidade de matérias primas utilizadas na 
formulação resultam em significantes diferenças de características mecânicas, 
desempenho estrutural e durabilidade entre as argamassas poliméricas atualmente 
existentes no mercado. 
 
 
 
 
 
 
25 
 
 
 
 5.2 Normas Técnicas e Controle de Qualidade da Argamassa Biomassa 
do Brasil 
 
 Foram publicadas em 27/03/2017 as normas ABNT NBR 16590, partes 1 e 2, 
que tratam do Composto Polimérico para Assentamento de Alvenaria de Vedação, o 
que garante muito mais segurança aos construtores na aquisição e utilização desse 
produto através da comprovação de atendimento dos requisitos e métodos de 
ensaio estabelecidos pela norma. A partir da publicação, a Biomassa Assentamento 
de Blocos não é mais considerada um produto/sistema inovador podendo ser 
aplicada sem restrições para sistemas de vedação vertical em obras públicas ou 
privadas. A norma trata de requisitos relacionados à apresentação e embalagem, 
caracterização, aplicação, desempenho do produto. 
 
5.2.1 Apresentação e Embalagem 
 
 A embalagem deve ser impermeável, selada ou valvulada, garantindo a 
estanqueidade a água. O fabricante deve informar os requisitos para 
armazenamento e manuseio e a identificação do produto deve conter as seguintes 
informações:   
 
 Nome comercial ou genérico;   
 Nome do fabricante; 
 Massa, em quilogramas, da embalagem;   
 Indicação do atendimento à norma; 
 Número do lote e data de fabricação; 
 Nome do químico responsável. Conforme a figura. 
 
 
 
 
26 
 
 
 
Figura 3: apresentação de embalagem. 
 
Fonte: (biomassa, 2017). 
 
5.3 Caracterização 
 
 O material deve, de acordo com o ensaio de Espectroscopia por absorção no 
infravermelho, apresentar padrão espectroscópico de material constituído por 
composto polimérico compatível com uma resina acrílica. Além disso, a Análise 
termogravimétrica (TGA) deve apontar o atendimento dos percentuais de perda de 
massa para condições de temperatura estabelecidas. O índice de consistência é 
informativo e deve ser estável ao longo do ciclo de vida do produto embalado até o 
limite da validade. 
Em todos esses ensaios a Biomassa Assentamento de Blocos atendeu os 
requisitos estabelecidos, garantindo que possui concentração de sólidos ideal para 
as juntas de assentamento e que utiliza resinas especiais com dureza superficial e 
resistência às intempéries o que evidencia sua qualidade e durabilidade ao longo do 
ciclo de vida da obra. 
 
 
 
 
 
27 
 
 
 
5.4 Aplicação 
 
 A Biomassa assentamento de blocos deve ser aplicada respeitando os seguintes 
aspectos: 
 O assentamento da primeira fiada com argamassa convencional deve ocorrer 
de modo que as irregularidades no sistema de piso sejam minimizadas, ou 
que seja garantido o uso de piso com planicidade adequada; 
 O composto polimérico deve ser aplicado no mínimo dois cordões na 
horizontal, sendo a espessura anterior ao assentamento de 10 mm ± 2 mm 
sobre a superfície de assentamento (do bloco ou tijolo), conforme a Figura 4   
 As juntas verticais entre blocos podem ser preenchidas ou não. 
 Na composição das paredes, os compostos poliméricos podem ser 
empregados no encunhamento, contanto que tal informação seja 
apresentada pelo fabricante e comprovadamente demonstrada à eficiência 
para este fim. 
 
Figura 4: aplicação da Argamassa Biomassa do Brasil. 
 
 Fonte: (biomassa, 2017). 
 
 
 
 
 
28 
 
 
 
5.5 Desempenho 
 
 Considerando que a Biomassa Assentamento de Blocos é aplicada para a 
formação de sistemas verticais de vedação interna e externa, devem ser atendidos 
todos os requisitos estabelecidos pela ABNT NBR 15575-4. 
Como: resistência mecânica, estanqueidade à passagem de água e pressão de 
vento, desempenho acústico, desempenho térmico e resistência ao fogo, 
observando as condições de análise referentes à caracterização de bloco, 
espessura de revestimento, argamassa de revestimento e composto polimérico para 
assentamento. Em todos esses ensaios a Biomassa Assentamento de Blocos 
atendeu o desempenho mínimo, estando aprovada por este critério o que garante 
segurança mecânica, acústica e ao fogo da parede construída conforme a figura 5. 
Figura 5: parede construída. 
 
Fonte: (biomassa, 2017). 
 
 
 
 
 
 
29 
 
 
 
6. METODOLOGIA EXPERIMENTAL 
 
6.1 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
Neste capítulo estão descritos os procedimentos experimentais utilizados na 
realização deste trabalho, contendo desde os materiais que compuseram as pastas 
até os ensaios realizados na caracterização das mesmas. 
Os materiais utilizados na preparação das pastas cimentícias foram: o 
cimento Portland Classe G destinado à cimentação de poços de petróleo 
classificado segundo a API 10A (1995) e NBR 9831(2006), Biomassa Assentamento 
de Blocos e água destilada. 
O método tem como objetivo determinar a compressão da resistência dos 
corpos de provas em recipientes cilíndricos, de 50mm (milímetros) de diâmetro e 
100mm de comprimento, específicos para argamassa e cimento Portland. 
Os corpos de provas foram elaborados a partir de 3 pastas cimentícias, sendo 
elas: cimento Portland classe G, Biomassa Assentamento de Blocos e a mistura 
destas. 
A partir da caracterização de todos os materiais envolvidos prossegue-se com 
a formulação da pasta. O teste de especificação das lâminas de cimento Classe G 
requer 44% de água (100% de cimento seco em peso para 44% de água de mistura 
por peso) de acordo com a especificação API 10A. 
Neste trabalho foi utilizado o método de cura úmida em águas na temperatura 
ambiente e pressão atmosférica. As pastas foram moldadas em
9 corpos de prova 
cilíndricos com 50mm de diâmetro e 100mm de comprimento. Essa cura foi realizada 
para determinar a resistência à compressão dos corpos de prova em períodos de 7, 
14 e 28 dias, com a finalidade de analisar o comportamento das pastas do CPP, 
BAB e a mistura do CPP com a BAB, diante de uma cura úmida e comparando os 
resultados obtidos com o estabelecido na NBR 9831/2006 para pastas preparadas 
com cimento Portland classe G. 
30 
 
 
 
Figura 6: Corpos de provas CPP, Biomassa Assentamento de Blocos e a mistura do CPP com a 
Biomassa Assentamento de Blocos. 
 
Fonte: Autor. 
Para obtenção dos resultados foram utilizados os seguintes equipamentos: 
Argamassadeira (marca: Solocap modelo B8), balança analítica resolução 0,1mg;, 
prensa hidráulica (marca: Solotest modelo 11687)e Estufa secadora (marca: 
Solotest modelo QS317M-32). Na argamassadeira as pastas de cimento passaram 
por uma agitação durante 2 minutos, sendo o primeiro minuto em velocidade lenta e 
o segundo em velocidade rápida. Após a realização da mistura das pastas, foram 
colocadas nos corpos de prova e em seguida na câmara úmida para o processo de 
cura de 7, 14 e 28 dias. 
Depois de cada intervalo de tempo os corpos de provas foram colocados na 
estufa secadora por um período de 24 horas. 
 
 
 
 
 
 
31 
 
 
 
Figura 7: Estufa secadora. 
 
Fonte: autor. 
Posteriormente, foi realizado teste tecnológico de resistência à compressão 
em todas as pastas de acordo com a Norma NBR 9831, 2006. 
A determinação da resistência a compressão é realizada através da aplicação 
de carregamento constante de 0,1mm/s, em corpos de prova de dimensões de 
50mm de diâmetro e 100mm de comprimento, para o teste foi desenvolvido um 
suporte. 
 
Figura 8: Prensa hidráulica. 
 
Fonte: autor. 
 
32 
 
 
 
A resistência a compressão (é calculada através da Equação (1), medida em 
MPa, em função da força máxima alcançada (F) em Newton e área cisalhada (A) em 
mm2. 
 
𝜏 =
𝐹
𝐴
 (1) 
 
6.2 MATERIAIS 
 
 Para a formulação das pastas à base de cimento Portland classe G e 
Biomassa Assentamento de Blocos foram utilizados os seguintes materiais: 
 Cimento Portland classe G, fornecido pela empresa HOLCIM, Rio de Janeiro-
RJ; 
 Biomassa Assentamento de Blocos, fornecido pela empresa Argamassa 
Biomassa do Brasil, São Paulo-SP; 
 Água destilada 
 
7. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
7.1 RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO DAS PASTAS 
O ensaio de resistência à compressão é uma medida importante pois fornece 
dados sobre a capacidade da bainha cimentante, suportando ou não o revestimento, 
e se pode manter a perfeita adesão com as formações as quais entrará em contato. 
Ou seja, o teste de resistência à compressão é realizado como indicativo de 
desempenho mecânico da pasta no poço (MARINHO, 2004). 
Inicialmente as pastas foram submetidas à cura úmida, nas temperaturas de 
27°C (ambiente), durante 7, 14 e 28 dias. Os resultados da Resistência à 
Compressão dessas pastas estão representados no gráfico abaixo. 
 
 
 
33 
 
 
 
Grafico 1: Resistência à compressão das pastas. 
 
Fonte: autor. 
Conforme resultados dos corpos de provas apresentados em laboratório, 
verificou-se que a pasta cimentícia Biomassa Assentamento de Blocos, não obteve a 
secagem completa durante os períodos de 7, 14 e 28 dias, não sendo possível a 
realização do teste de compressão. 
A pasta de cimento Portland classe G apresentou valores acima do 
estabelecido pela norma NBR 9831, 2006, que é para 3,45 Mpa. Porém os 
resultados da mistura das pastas, apresentaram valores ainda maior comparado 
com o cimento Portland classe G. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
34 
 
 
 
8. CONCLUSÂO 
 
Este trabalho tem como contribuição avaliar a atuação das pastas cimentícias 
Biomassa Assentamento de Blocos, cimento Portland classe G e a mistura de 
ambas, como aglomerante básico de pastas utilizadas na cimentação de poços 
petrolíferos. Tendo em vista os resultados obtidos, pode-se concluir que: 
Através dos experimentos laboratoriais observou-se que as pastas compostas 
pela mistura CPP/BAB são formadas por um aglomerado de cristais bem formados, 
entrelaçados e com poucos poros, resultando em um material com maior resistência 
mecânica. 
Comparado aos demais fatores CPP/BAB, o fator de 0,5 apresentou melhores 
resultados de resistência à compressão. De acordo com esses resultados, a pasta 
foi destinada para a cimentação de poços de alta profundidade, equivalente à 
cimentação do revestimento do condutor até o de produção. 
E com relação aos resultados apresentados pela pasta Biomassa 
Assentamento de Blocos, não foram favoráveis a realização do teste de resistência à 
compressão, pois a mesma, não atingiu o seu estado de cura. Segundo o 
Engenheiro civil Júlio Cesar Araújo, a BAB não foi desenvolvida para alcançar seu 
estado de cura em quantidade superior à cordões de 10 mm ± 2 mm necessitando 
de oxigênio para alcançar o estado de cura nos períodos 7, 14 e 28 dias. 
Os melhores resultados obtidos foram com pastas contendo a mistura delas, 
que apresentaram aumento de mais de 100% na resistência ao cisalhamento, em 
relação à NBR 9831,2006. 
A partir dos estudos de caracterização da pasta composta pela mistura, foi 
possível concluir que, de forma geral, o mesmo apresentou características 
satisfatórias, como boa estabilidade térmica e dentro das especificações das 
Normas da ABNT. Além de mostrar se aplicável em poços de alta profundidade, as 
pastas à base CPP/BAB apresentaram vantagens econômicas e ambientais. 
 
 
 
35 
 
 
 
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MIRANDA, C. R. – Pastas de cimento de alta compacidade para poços de 
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Thomas, José Eduardo; Fundamentos de Engenharia de Petróleo 2. ed. 
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