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铋锡合金熔融封井技术保障弃井安全

时间:2022-08-08 15:35 来源:
目前,油气井弃井主要采用打水泥塞封井的方式,但随着封井时间的增加,水泥石发生腐蚀或产生裂缝,导致井筒完整性变差,影响长期安全。为此,英国 BiSN 油井工具公司推出一种主要由铋和锡制成的可定制合金,它在熔融状态下具有类似水的粘度,然后可以凝固成固体,达到封井效果。

实施封井作业时,将铋锡合金以固态形式送到井下,加热元件由铝热剂(一种氧化铁和铝粉的化合物)制成,只需要通过电线传递的少量能量即可触发化学反应,这可以防止放热反应产生会损坏井套管或其完井组件的温度。一旦热量上升到预定的熔点(温度上限 300℃,不影响套管安全使用),铋锡合金就开始流动。 BiSN 公司表示,液态合金将流向水可以流动的井内和井筒周围任何地方,包括穿孔、筛网和环形空间等,而且这种金属的凝固过程“几乎是瞬时的”,因为一旦合金的温度低于熔点,合金就会从液态转变为固态。 在这个转变过程中,合金的膨胀类似于水冷却成冰时的膨胀,所有这一切只需要几分钟,几小时内,油井就可以进行压力测试,看看密封是否有效。

迄今为止,BiSN公司的铋锡合金熔融封井技术已累计应用300口井,其中在挪威南部近海的Valhall 油田应用30口井,现场累计使用了350吨铋锡合金,其中一口井的铋锡金属塞是有史以来最大的,长度达到 50 英尺,重约 34,000 磅,其中约 20,000 磅包含铋合金。公司对一口持续具有高套管压力的井实施铋锡合金熔融封井,并进行为期 两年的监测,井下仪表数据显示,使用第一个铋塞的环空顶部的读数为0 MPa;井下摄像机的视频表明,没有气泡流过塞子位置,金属塞密封性良好。由于铋锡合金无腐蚀性,根据实验室结果表明,铋锡合金塞的使用寿命久,对于陆上和海上油井的永久性弃井、套管/油管修复以及产水区或产砂区封堵具有广阔的应用前景。
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