용융 금속 기술로 300개의 다운홀 배치 확인

용융 상태에서 물과 같은 점성을 갖고 급속히 응고되어 기밀 밀봉되는 금속 합금이 최근 300번째 다운홀 배치를 달성했습니다. 이는 다양한 응용 분야를 위한 비스무트 플러그를 개발하는 영국 소재 BiSN Oil Tools의 새로운 발표에 따른 것입니다.

2011년에 설립되어 BP의 벤처 캐피털 부서의 지원을 받는 BiSN은 전 세계 석유 및 가스 회사들이 시멘트나 엘라스토머를 사용할 수 있는 분야에서 BiSN의 혁신을 사용해 왔다고 말했습니다. 육상 및 해상 유정의 확립된 사용 사례에는 영구 유정 폐기, 케이싱/튜브 수리, 물 또는 모래 생산 구역 차단 등이 포함됩니다.

BiSN의 기술은 주로 Bi와 Sn의 원소 약어가 회사 이름을 형성하는 비스무트와 주석으로 만들어진 맞춤형 합금에 달려 있습니다.

이 회사의 독점 합금은 난방 시스템 외부 주변의 주조물로서 고체 상태로 다운홀로 보내집니다. 열 요소는 산화철과 알루미늄 분말의 화합물인 테르밋으로 만들어지며, 전기선을 통해 전달되는 소량의 에너지만 있으면 화학 반응을 일으킬 수 있습니다.

열이 미리 정해진 녹는점까지 올라가면 비스무트 기반 합금이 흐르기 시작합니다. BiSN은 액체 합금이 물이 흐를 수 있는 우물 안팎 어디든 갈 수 있다고 말했습니다. 여기에는 천공, 스크린 및 고리가 포함됩니다.

BiSN은 온도가 녹는점 아래로 떨어지자마자 합금이 액체에서 고체로 전환되기 때문에 응고 과정이 "거의 순간적"이라고 설명했습니다. 이 전환 동안 합금은 물이 얼음으로 냉각될 때 팽창하는 것과 유사하게 팽창합니다.

이 모든 작업은 단 몇 분 밖에 걸리지 않으며, 몇 시간 내에 유정의 압력 테스트를 통해 밀봉 상태가 유지되는지 확인할 수 있습니다.

BiSN은 감쇠 및 결합 화학물질을 사용하여 테르밋 시스템의 녹는점과 열을 제어한다고 말했습니다. 이는 발열 반응으로 인해 유정의 케이싱이나 완성된 구성 요소가 손상될 수 있는 온도가 발생하는 것을 방지합니다. BiSN이 플러그에 사용하는 상한은 약 300°C(572°F)인 반면, 케이스는 800°C(1,472°F) 이상에서 과도한 열로 인해 성능이 저하되기 시작할 수 있습니다.

BiSN이 지금까지 수행한 가장 큰 포기 작업은 올해 휴스턴에서 열린 해양 기술 컨퍼런스(OTC)에서 발표된 사례 연구의 초점이었습니다. OTC 31897에서 BiSN과 AkerBP의 저자는 35개의 비스무트 플러그를 사용하여 노르웨이 남부 연안의 30개 유정을 막고 폐기(P&A)하는 방법에 대한 세부 정보를 공유했습니다.

P&A 캠페인은 1975년 발견된 발할(Valhall) 유전에서 진행됐으며 지난 40년간 10억 BOE 이상을 생산했다. AkerBP는 향후 40년 동안 현장에서 추가로 10억 BOE를 생산하기를 원합니다. 그러기 위해서는 새로운 우물을 뚫을 수 있도록 원래 우물을 모두 막아야 했습니다.

P&A 프로젝트의 하이라이트는 지금까지 만들어진 것 중 가장 큰 비스무트 플러그를 사용한 것입니다. 이것은 기록 설정 플러그의 길이가 50피트이고 무게가 거의 34,000파운드에 달하며 그 중 약 20,000파운드가 비스무트 합금으로 구성되어 있다고 논문에서 언급한 BiSN과 AkerBP에 따르면 이루어졌습니다.

30개 유정 프로젝트 과정에서 BiSN과 AkerBP는 350톤의 비스무트 합금이 지하로 보내졌다고 보고했습니다. 이 기술은 AkerBP가 원래 P&A 일정을 10년에서 4년으로 단축하는 데 도움을 준 것으로 평가되었습니다.

이는 2014년에 기존 밀봉 기술을 사용한 첫 번째 P&A 캠페인에 이어 이루어졌습니다. 유정을 봉쇄하려는 첫 번째 시도 이후 14개에서는 환형 가스 압력의 징후가 나타나지 않았습니다. 그러나 상황은 시간이 지날수록 더욱 우려스러워졌습니다.

2019년에는 압력 상승이 전혀 없는 유정의 수가 4개로 줄었습니다.

AkerBP가 가장 높은 수준의 케이싱 압력을 유지하는 유정 내부에서 2년간의 테스트를 통해 BiSN 기술의 인증을 받으려는 시점이 바로 그 시점이었습니다.

다운홀 게이지에 따르면 첫 번째 비스무트 플러그가 사용된 고리의 상단 부분은 2년간의 모니터링 기간 동안 0psi 판독값을 나타냈습니다. 다운홀 카메라도 사용되었으며 가스 기포가 플러그 위치를 지나 흐르지 않는다는 시각적 확인을 제공했습니다.