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  • 鉍錫合金熔融封井技術保障棄井安全

    時間:2022-08-15 10:28 來源:《石油與裝備》 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,水泥石發生腐蝕或產生裂縫,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。

    實施封井作業時,將鉍錫合金以固態形式送到井下,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化學反應,這可以防止放熱反應產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,液態合金將流向水可以流動的井內和井筒周圍任何地方,包括穿孔、篩網和環形空間等,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,合金就會從液態轉變為固態。 在這個轉變過程中,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,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已累計應用300口井,其中在挪威南部近海的Valhall 油田應用30口井,現場累計使用了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 兩年的監測,井下儀表數據顯示,使用第一個鉍塞的環空頂部的讀數為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,根據實驗室結果表明,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/油管修復以及產水區或產砂區封堵具有廣闊的應用前景。
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