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用於氣體管道和油井堵塞與棄置 (P&A) 的鉍合金

堵漏和棄井 (P&A) 是油氣行業油井退役流程的一部分。一旦油井不再用於生產或被視為不符合經濟效益,井口就會被堵塞和密封,以阻止進一步的洩漏。P&A 可防止甲烷等溫室氣體及其他有害原油產品洩漏至環境中,從而保護生態系統及近海海洋生物。

傳統上,水泥一直是封堵和密封井眼的主要材料。然而,水泥並非完全不滲透,且會因溫度波動、化學反應及機械應力等因素而隨時間推移逐漸劣化。遺憾的是,已有數起水泥封堵層滲漏並將有害物質釋放至環境中的案例被報導。為確保這些廢棄油井的長期完整性與穩定性,鉍合金近期已嶄露頭角,成為一種突破性的封堵材料。

為什麼要使用鉍合金?

凝固時膨脹:鉍合金可在凝固時輕微膨脹3-6%,這與一般水泥的收縮及由此導致的周向裂縫不同。這可確保與井筒套管以及套管外的環形區域形成緊密的機械結合,從而提高密封效果。

熔點:不同成分的鉍基合金熔點範圍從 124 °C 到 330 °C。此特性可在不影響井筒套管的情況下,更有效、更有控制地部署合金,也可進行臨時堵塞和維護。可根據井筒溫度、套管材料以及所採用的加熱技術,選擇具有適當熔點的特定合金。

成分可變性:铋合金在成分方面具有灵活性。透過調整錫、銀、銻和铟等個別金屬的百分比,可製造出不同變化的鉍合金。這樣就可以客製化合金的物理、機械和化學特性,以適應不同的井筒特性。

滲透性:鉍合金具有零體積滲透性,可確保體積完全密封。

長期耐用性:鉍合金具有耐腐蝕、耐鹽水、耐二氧化碳及耐原油的特性,並能在高溫下維持結構完整性。這些特性可確保堵塞材料的長效性和有效性。

高密度、低黏度: 高密度和低粘度的組合使熔融合金無需使用幫浦即可滲透井筒狹窄且難以到達的區域。與水泥相比,熔融合金能更有效地填補井筒內的空隙、不規則和裂縫。銀白色的液態金屬從玻璃盤中流灑到平坦的表面上。

無毒: 鉍合金無毒且環保,不像水泥含有會造成土壤和地下水污染的添加劑和化學物質。

經濟: 油井退役的成本從陸上每口井 100,000 美元到海上每口井 1,000,000 美元不等。單是固井和鑽機成本就佔海上油井退役總成本的 25% 以上。取消固井和鑽機成本後,合金固井的較高成本就被掩蓋了。

此外,鉍基合金的低熱膨脹性、改善的熱疲勞、高機械強度、壓力等級和抗蠕變性,使其成為近年來最有潛力、最受歡迎的氣井封堵與廢棄材料。石油和天然氣公司的領導者對其發展的資助,顯示出它對未來的 P&A 流程有多重要。

銦公司(Indium Corporation) 在可熔合金領域進行了 大量內部研究。我們具備根據客戶及產業需求,精細調整鉍基合金特性的能力與專業知識。若您對鉍基合金在生產與應用(P&A)及其他產業中的應用感興趣,請向我們說明您的需求,以及您目前所面臨的任何問題。讓我們攜手解決這些難題。