La technologie des métaux en fusion voit 300 déploiements en fond de trou

Un alliage qui a une viscosité semblable à celle de l’eau à l’état fondu, puis se solidifie rapidement en un joint étanche aux gaz a récemment atteint ses 300^e déploiement en fond de trou. C’est selon une nouvelle annonce de BiSN Oil Tools, basée au Royaume-Uni, qui développe des bouchons de bismuth pour un certain nombre d’applications.

Fondée en 2011 et soutenue par l’unité de capital-risque de BP, BiSN a déclaré que les sociétés pétrolières et gazières du monde entier utilisaient son innovation dans des endroits où elles pourraient autrement utiliser du ciment ou des élastomères. Les cas d’utilisation établis pour les puits à terre et en mer comprennent l’abandon permanent des puits, la réparation du tubage et de la fermeture des zones de production d’eau ou de sable.

La technologie de BiSN repose sur un alliage personnalisable composé principalement de bismuth et d’étain, dont les abréviations élémentaires respectives Bi et Sn forment le nom de l’entreprise.

L’alliage exclusif de l’entreprise est envoyé au fond du trou à l’état solide sous forme de moulage autour de l’extérieur d’un système de chauffage. L’élément chauffant est constitué de thermite – un composé d’oxyde de fer et de poudre d’aluminium – qui n’a besoin que d’une petite rafale d’énergie délivrée via une ligne électrique pour déclencher une réaction chimique.

Une fois que la chaleur atteint un point de fusion prédéterminé, l’alliage à base de bismuth commence à couler. BiSN a déclaré que l’alliage liquide ira n’importe où dans et autour du puits où l’eau peut couler. Cela comprend les perforations, les écrans et l’espace annulaire.

BiSN a décrit le processus de solidification comme « presque instantané » car l’alliage passe d’un liquide à un solide dès que sa température tombe en dessous du point de fusion. Au cours de cette transition, l’alliage se dilate de la même manière que l’eau lorsqu’elle se refroidit en glace.

Tout cela ne prend que quelques minutes, et en quelques heures, le puits est prêt pour un test de pression pour voir si le joint tient.

BiSN a déclaré qu’il contrôle le point de fusion et la chaleur de son système de thermite en utilisant des produits chimiques d’amortissement et de liaison. Cela empêche la réaction exothermique de créer des températures qui endommageraient le tubage du puits ou ses composants de complétion. La limite supérieure que BiSN utilise pour ses bougies est d’environ 300 °C (572 °F), tandis que le boîtier peut commencer à se dégrader à cause d’une chaleur excessive au-dessus de 800 °C (1 472 °F).

Boucher un champ d’un milliard de barils

Le plus gros travail d’abandon entrepris par BiSN jusqu’à présent a fait l’objet d’une étude de cas présentée lors de la Conférence sur les technologies offshore (OTC) de cette année à Houston. Au gré à gré 31897les auteurs de BiSN et AkerBP ont partagé des détails sur la façon dont 35 bouchons de bismuth ont été utilisés pour boucher et abandonner (P&A) 30 puits au large du sud de la Norvège.

La campagne P&A a été réalisée sur le champ pétrolifère de Valhall qui a été découvert en 1975 et a produit plus d’un milliard de bep au cours des 40 dernières années. AkerBP veut produire un autre milliard de BOE à partir du champ au cours des 40 prochaines années. Pour ce faire, il a dû boucher tous les puits d’origine afin de pouvoir en forer de nouveaux.

L’un des points forts du projet P&A comprend l’utilisation du plus grand bouchon de bismuth jamais fabriqué. C’est selon BiSN et AkerBP qui ont noté dans l’article que le bouchon record mesurait 50 pieds de long et pesait près de 34 000 livres, dont environ 20 000 livres comprenaient l’alliage de bismuth.

Au cours du projet de 30 puits, BiSN et AkerBP ont signalé que 350 tonnes d’alliage de bismuth avaient été envoyées dans le trou. La technologie a été reconnue pour avoir aidé AkerBP à réduire son calendrier initial de P&A de 10 ans de temps opérationnel à 4 ans.

Cela faisait suite à la première campagne P&A réalisée en 2014 qui utilisait la technologie d’étanchéité conventionnelle. Après cette première tentative pour sceller les puits de forage, 14 n’ont montré aucun signe de pression de gaz annulaire. Cependant, la situation est devenue plus préoccupante au fil du temps.

En 2019, le nombre de puits sans accumulation de pression est tombé à seulement quatre.

C’est à peu près à ce moment-là qu’AkerBP a cherché à qualifier la technologie BiSN avec un test de 2 ans à l’intérieur d’un puits avec l’un des niveaux les plus élevés de pression de tubage soutenue.

Les jauges de fond de trou ont montré que la section supérieure de l’anneau où le premier bouchon de bismuth a été utilisé avait une lecture de 0 psi pendant la durée de l’effort de surveillance de 2 ans. Des caméras de fond ont également été utilisées et ont fourni une confirmation visuelle qu’aucune bulle de gaz ne s’écoulait au-delà de l’emplacement du bouchon.

En raison de sa nature non corrosive, BiSN a noté que les bouchons en alliage devraient tenir pendant plusieurs milliers d’années. Ceci est basé sur des résultats de laboratoire cités dans le document technique des entreprises qui suggèrent que la durée de vie des bouchons pourrait même dépasser 100 000 ans.

Pour plus de lecture

OTC 31897 Bouchons de bismuth utilisés pour boucher tous les puits pendant la phase finale de la campagne d’abandon de Valhall DP, au large de la Norvège par Egil Thorstensen, Kjetil Vadset, Martin Knut Straume et Laurent Delabroy, AkerBP ; Gasser Abdelal, Université Queen’s, Belfast; Paul Carragher, Jeff Fulks et David Leslie Mason, BiSN Oil Tools Ltd.