La tecnología de metal fundido ve 300 implementaciones de fondo de pozo

Una aleación de metal que tiene una viscosidad similar al agua en su estado fundido y luego se solidifica rápidamente en un sello hermético a los gases logró recientemente su despliegue número 300 en el fondo del pozo. Esto es según un nuevo anuncio de BiSN Oil Tools, con sede en el Reino Unido, que desarrolla tapones de bismuto para una serie de aplicaciones.

Fundada en 2011 y respaldada por la unidad de capital de riesgo de BP, BiSN dijo que las compañías de petróleo y gas de todo el mundo han estado utilizando su innovación en lugares donde de otro modo podrían usar cemento o elastómeros. Los casos de uso establecidos para pozos terrestres y marinos incluyen el abandono permanente de pozos, la reparación de tuberías/revestimientos y el cierre de zonas de producción de agua o arena.

La tecnología de BiSN depende de una aleación personalizable hecha principalmente de bismuto y estaño, cuyas respectivas abreviaturas elementales de Bi y Sn forman el nombre de la empresa.

La aleación patentada de la empresa se envía al fondo del pozo en su estado sólido como un molde alrededor del exterior de un sistema de calefacción. El elemento de calor está hecho de termita, un compuesto de óxido de hierro y polvo de aluminio, que solo necesita una pequeña ráfaga de energía suministrada a través de una línea eléctrica para desencadenar una reacción química.

Una vez que el calor alcanza un punto de fusión predeterminado, la aleación a base de bismuto comienza a fluir. BiSN dijo que la aleación líquida irá a cualquier lugar dentro y alrededor del pozo donde pueda fluir el agua. Esto incluye perforaciones, pantallas y el espacio anular.

BiSN describió el proceso de solidificación como "casi instantáneo" ya que la aleación cambia de líquido a sólido tan pronto como su temperatura cae por debajo del punto de fusión. Durante esta transición, la aleación se expande de manera similar a como lo hace el agua cuando se enfría y se convierte en hielo.

Todo esto toma solo unos minutos y, en unas pocas horas, el pozo está listo para una prueba de presión para ver si el sello se mantiene.

BiSN dijo que controla el punto de fusión y el calor de su sistema de termita utilizando productos químicos de amortiguación y unión. Esto evita que la reacción exotérmica genere temperaturas que dañarían el revestimiento del pozo o sus componentes de terminación. El límite superior que utiliza BiSN para sus tapones es de aproximadamente 300 °C (572 °F), mientras que la carcasa puede comenzar a degradarse debido al calor excesivo por encima de los 800 °C (1472 °F).

El mayor trabajo de abandono que BiSN ha realizado hasta ahora fue el foco de un estudio de caso presentado en la Conferencia de Tecnología Offshore (OTC) de este año en Houston. En OTC 31897, los autores de BiSN y AkerBP compartieron detalles sobre cómo se usaron 35 tapones de bismuto para taponar y abandonar (P&A) 30 pozos en alta mar en el sur de Noruega.

La campaña de P&A se realizó en el campo petrolero Valhall, que se descubrió en 1975 y ha producido más de mil millones de BOE en los últimos 40 años. AkerBP quiere producir otros mil millones de BOE del campo durante los próximos 40 años. Para hacer eso, tuvo que tapar todos los pozos originales para poder perforar nuevos.

Un aspecto destacado del proyecto P&A incluye el uso del tapón de bismuto más grande jamás fabricado. Esto es de acuerdo con BiSN y AkerBP, que señalaron en el documento que el tapón que estableció el récord medía 50 pies de largo y pesaba casi 34,000 libras, de las cuales aproximadamente 20,000 libras estaban compuestas por la aleación de bismuto.

En el transcurso del proyecto de 30 pozos, BiSN y AkerBP informaron que se enviaron al fondo del pozo 350 toneladas de aleación de bismuto. A la tecnología se le atribuyó el haber ayudado a AkerBP a recortar su línea de tiempo original de P&A de 10 años de tiempo operativo a 4 años.

Esto siguió a la primera campaña de P&A realizada en 2014 que utilizó tecnología de sellado convencional. Después de ese primer intento de sellar los pozos, 14 no mostró signos de presión de gas anular. Sin embargo, la situación se volvió más preocupante con el tiempo.

Para 2019, la cantidad de pozos con acumulación de presión cero se redujo a solo cuatro.

Fue alrededor de ese punto que AkerBP buscó calificar la tecnología BiSN con una prueba de 2 años dentro de un pozo con uno de los niveles más altos de presión de revestimiento sostenida.

Los medidores de fondo de pozo mostraron que la sección superior del espacio anular donde se usó el primer tapón de bismuto tenía una lectura de 0 psi durante los 2 años del esfuerzo de monitoreo. También se utilizaron cámaras de fondo de pozo que proporcionaron una confirmación visual de que no fluían burbujas de gas más allá de la ubicación del tapón.

Debido a su naturaleza no corrosiva, BiSN señaló que los tapones de aleación deberían resistir muchos miles de años. Esto se basa en los resultados de laboratorio citados en el documento técnico de las empresas que sugieren que la vida útil de los enchufes puede incluso superar los 100.000 años.

OTC 31897 Tapones de bismuto utilizados para tapar todos los pozos durante la fase final de la campaña de abandono de Valhall DP, costa afuera de Noruega por Egil Thorstensen, Kjetil Vadset, Martin Knut Straume y Laurent Delabroy, AkerBP; Gasser Abdelal, Universidad de Queen, Belfast; Paul Carragher, Jeff Fulks y David Leslie Mason, BiSN Oil Tools Ltd.