El taponamiento y abandono (P&A) forma parte del proceso de clausura de pozos en la industria del petróleo y el gas. Una vez que los pozos dejan de utilizarse para la producción o se consideran antieconómicos, se taponan y sellan para impedir nuevas fugas. El P&A evita que gases de efecto invernadero como el metano y otros productos nocivos del crudo se filtren al medio ambiente, salvaguardando tanto el ecosistema como la vida marina en alta mar.
Tradicionalmente, el cemento ha sido el principal material utilizado para taponar y sellar los pozos. Sin embargo, el cemento no es completamente impermeable y se deteriora con el tiempo debido a factores como las fluctuaciones de temperatura, las reacciones químicas y las tensiones mecánicas. Lamentablemente, se han registrado varios casos de fugas en los tapones de cemento que han provocado el vertido de sustancias nocivas al medio ambiente. Para garantizar la integridad y la estabilidad a largo plazo de estos pozos abandonados, las aleaciones de bismuto se han impuesto recientemente como un material de taponamiento revolucionario.
¿Por qué utilizar aleaciones de bismuto?
Expansión tras la solidificación: Las aleaciones de bismuto pueden diseñarse para que se expandan ligeramente, entre un 3 y un 6%, al solidificarse, a diferencia de la contracción y las consiguientes fracturas circunferenciales que se observan con el cemento típico. Esto garantiza una unión mecánica firme con el revestimiento del pozo y dentro de los anillos fuera del revestimiento, lo que aumenta la eficacia del sellado.
Punto de fusión: El punto de fusión de las aleaciones a base de bismuto para diferentes composiciones puede oscilar entre 124 °C y 330 °C. Esta característica permite un despliegue más eficaz y controlado de la aleación sin afectar al revestimiento del pozo, así como el taponamiento temporal y el mantenimiento. La elección de una aleación específica con un punto de fusión adecuado puede basarse en la temperatura del pozo, el material de la tubería de revestimiento y la tecnología de calentamiento empleada.
Variabilidad de la composición: Las aleaciones de bismuto ofrecen flexibilidad en términos de composición. Ajustando el porcentaje de metales individuales, como estaño, plata, antimonio e indio, pueden crearse diferentes variaciones de aleaciones de bismuto. Esto permite personalizar las propiedades físicas, mecánicas y químicas de las aleaciones para adaptarlas a las distintas características del pozo.
Permeabilidad: Las aleaciones de bismuto tienen una permeabilidad nula, lo que garantiza un sellado completo en toda la masa.
Durabilidad a largo plazo: Las aleaciones de bismuto presentan resistencia a la corrosión, la salmuera, elCO2 y el petróleo crudo, y mantienen la integridad estructural a altas temperaturas. Estas propiedades garantizan la longevidad y eficacia del material de taponamiento.
Alta densidad y baja viscosidad: La combinación de alta densidad y baja viscosidad permite a la aleación fundida penetrar en zonas estrechas y de difícil acceso del pozo sin necesidad de bomba. Los huecos, irregularidades y fracturas dentro del pozo se rellenan más eficazmente con aleación fundida que con cemento.
No toxicidad: Las aleaciones de bismuto no son tóxicas ni perjudiciales para el medio ambiente, a diferencia del cemento, que contiene aditivos y productos químicos que pueden contribuir a la contaminación del suelo y las aguas subterráneas.
Económico: el coste del desmantelamiento de pozos oscila entre 100.000 dólares por pozo en tierra y entre 1 y 10 millones de dólares por pozo en alta mar. Los costes de cementación y plataforma representan por sí solos más del 25% del coste total de desmantelamiento de los pozos marinos. El mayor coste de la aleación para cementar queda eclipsado por la eliminación de los costes de cementación y equipo de perforación.
Además, la baja expansividad térmica, la mejora de la fatiga térmica, la alta resistencia mecánica, el índice de presión y la resistencia a la fluencia de las aleaciones con base de bismuto las han presentado como el material potencial y más solicitado para el taponamiento y abandono de pozos de gas en los últimos años. Los líderes de las empresas de petróleo y gas que financian su desarrollo demuestran lo vital que es para el futuro del proceso de P&A.
Indium Corporation ha llevado a cabo una ingente labor de investigación interna sobre aleaciones fusibles. Contamos con la capacidad y la experiencia necesarias para ajustar con precisión las características de las aleaciones a base de bismuto según las necesidades de los clientes y del sector. Si te interesa trabajar en la aplicación de aleaciones a base de bismuto en el sector de P&A o en cualquier otro sector, no dudes en compartir con nosotros tus necesidades y, si las hay, los problemas a los que te enfrentas. Trabajemos juntos para resolverlos.
