Equipes do Laboratório de Materiais de Construção Civil, ligado ao Centro de Tecnologia de Obras de Infraestrutura do IPT, e do Centro de Pesquisas e Desenvolvimento Leopoldo Américo Miguez de Mello da Petrobras, o Cenpes, desenvolvem estudos e simulações sobre comportamento de pastas de cimento sob diferentes condições marinhas na área do Pré-Sal. Trata-se do projeto intitulado “Estudos de hidratação e caracterização de pastas de cimento Portland - classe G (próprio para cimentação de poços ) submetidas a diferentes condições de exposição e cura”. O coordenador dos trabalhos no IPT é o responsável pelo laboratório, o pesquisador Valdecir Angelo Quarcioni.

Ilustração das camadas do pré-sal (Crédito: Petrobras)

Segundo Valdecir, o objetivo do estudo é conhecer os mecanismos de endurecimento das pastas de cimento na presença de sais e de gás carbônico, abundantes nas condições do Pré-Sal. Por exemplo, no campo gigante de Tupi que localiza-se a 300 quilômetros do litoral na Bacia de Santos, a sete quilômetros de profundidade e guarda o óleo de alta qualidade sob uma camada de rocha salina com dois quilômetros de espessura. “O Cenpes faz as formulações e as simulações com as pastas, o IPT analisa os dados de desempenho obtidos, o que é fundamental pois esse cimento estrutura o poço em que se introduz a sonda, ligando a plataforma ‘offshore’ ao reservatório de óleo e gás. Essa lama de cimento veda e dá estabilidade estrutural ao poço.” Este projeto envolve competências do IPT nas áreas de química do cimento – em que o instituto tem grau de excelência – e de petrografia.

Valdecir explica que a rocha salina do Pré-Sal é uma mistura de minerais com predominância de cloreto de sódio, potássio e magnésio. São rochas higroscópicas que, ao serem expostas ao ar livre, absorvem água e liquefazem. Mas, sob a pressão e o confinamento do fundo do mar, ficam estáveis. “Buscamos respostas sobre o comportamento do cimento em contato com a água do mar, a rocha salina e o gás carbônico contido no poço. O cimento vai endurecer com propriedades adequadas? O procedimento empregado em tecnologia de cimentação de poços é injetar pasta de cimento pelo tubo da sonda que, ao entrar em contato com a enorme pressão no interior do poço, retorna pelas laterais preenchendo os vazios entre a tubulação da sonda e a rocha salina. Dividimos os estudos em três linhas, ou seja, hidratação de cimento, determinação de sais solubilizados pela pasta de cimento e estudos de carbonatação para verificar quanto as pastas endureceram ou deterioraram na presença de gás carbônico. O projeto da Petrobras prevê injetar gás carbônico retirado da atmosfera nos poços, para forçar a saída do petróleo sob pressão e manter estoques do gás do efeito estufa nos vazios dos poços.”