鉍錫合金熔融封井技術(shù)保障棄井安全
時間:2022-08-08 15:35
來源:
作者:編譯/胡大梁
目前,油氣井棄井主要采用打水泥塞封井的方式,但隨著封井時間的增加,水泥石發(fā)生腐蝕或產(chǎn)生裂縫,導致井筒完整性變差,影響長期安全。為此,英國 BiSN 油井工具公司推出一種主要由鉍和錫制成的可定制合金,它在熔融狀態(tài)下具有類似水的粘度,然后可以凝固成固體,達到封井效果。
實施封井作業(yè)時,將鉍錫合金以固態(tài)形式送到井下,加熱元件由鋁熱劑(一種氧化鐵和鋁粉的化合物)制成,只需要通過電線傳遞的少量能量即可觸發(fā)化學反應(yīng),這可以防止放熱反應(yīng)產(chǎn)生會損壞井套管或其完井組件的溫度。一旦熱量上升到預定的熔點(溫度上限 300℃,不影響套管安全使用),鉍錫合金就開始流動。 BiSN 公司表示,液態(tài)合金將流向水可以流動的井內(nèi)和井筒周圍任何地方,包括穿孔、篩網(wǎng)和環(huán)形空間等,而且這種金屬的凝固過程“幾乎是瞬時的”,因為一旦合金的溫度低于熔點,合金就會從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)。 在這個轉(zhuǎn)變過程中,合金的膨脹類似于水冷卻成冰時的膨脹,所有這一切只需要幾分鐘,幾小時內(nèi),油井就可以進行壓力測試,看看密封是否有效。
迄今為止,BiSN公司的鉍錫合金熔融封井技術(shù)已累計應(yīng)用300口井,其中在挪威南部近海的Valhall 油田應(yīng)用30口井,現(xiàn)場累計使用了350噸鉍錫合金,其中一口井的鉍錫金屬塞是有史以來最大的,長度達到 50 英尺,重約 34,000 磅,其中約 20,000 磅包含鉍合金。公司對一口持續(xù)具有高套管壓力的井實施鉍錫合金熔融封井,并進行為期 兩年的監(jiān)測,井下儀表數(shù)據(jù)顯示,使用第一個鉍塞的環(huán)空頂部的讀數(shù)為0 MPa;井下攝像機的視頻表明,沒有氣泡流過塞子位置,金屬塞密封性良好。由于鉍錫合金無腐蝕性,根據(jù)實驗室結(jié)果表明,鉍錫合金塞的使用壽命久,對于陸上和海上油井的永久性棄井、套管/油管修復以及產(chǎn)水區(qū)或產(chǎn)砂區(qū)封堵具有廣闊的應(yīng)用前景。