가스 파이프와 유정의 막기 및 폐기(P&A)에 사용되는 비스무트 합금

막기 및 폐기(P&A)는 석유 및 가스 산업의 유정 해체 프로세스의 일부입니다. 유정이 더 이상 생산에 사용되지 않거나 비경제적이라고 판단되면 유정을 막고 밀봉하여 추가 누출을 방지합니다. P&A는 메탄 및 기타 유해한 원유 생성물과 같은 온실 가스가 환경으로 누출되는 것을 방지하여 생태계와 연안 해양 생물을 모두 보호합니다.

전통적으로 시멘트는 유정을 막고 밀봉하는 데 사용되는 주요 재료였습니다. 그러나 시멘트는 완전히 불 투수성은 아니며 온도 변동, 화학 반응 및 기계적 응력과 같은 요인으로 인해 시간이 지남에 따라 열화됩니다. 안타깝게도 시멘트 플러그가 새어 환경에 유해 물질을 방출하는 사례가 여러 건 보고되었습니다. 이러한 버려진 유정의 장기적인 무결성과 안정성을 보장하기 위해(OGUK가 명시한 바와 같이 플러그는 북해에 사용될 수 있는 적격성자격을 갖추려면 최대 3,000년 동안 견뎌야 함) 최근 비스무트 합금이 획기적인 플러그 재료로 등장했습니다.

왜 비스무트 합금을 사용합니까?

응고 시 팽창: 비스무트 합금은 일반적인 시멘트에서 관찰되는 수축 및 그에 따른 주변 균열과 달리, 응고 시, 3~6% 정도 약간 팽창하도록 조정할 수 있습니다. 이렇게 하면, 웰보어 케이싱과 케이싱 외부의 환형 내부가 기계적으로 견고하게 결합되어 밀봉 효과가 향상됩니다.

용융점: 다양한 조성의 비스무트 기반 합금의 용융점은 124°C에서 330°C까지의 범위를 갖습니다. 이 특성으로 인해, 웰보어 케이싱에 영향을 주지 않으면서 합금을 보다 효율적이고 관리 사용할 수 있으며 임시 막기와 유지 관리를 할 수 있습니다. 적절한 용융점을 가진 특정 합금의 선택은 웰보어 온도, 케이싱 재료 및 사용된 가열 기술에 기반하여 이루어질 수 있습니다.

조성 변동성: 비스무트 합금은 조성에서 유연성이 있습니다. 주석, 은, 안티몬 및 인듐과 같은 개별 금속들의 비율을 조정하여 다양한 비스무트 합금들을 생성할 수 있습니다. 이렇게 하면, 합금의 물리적, 기계적 및 화학적 특성을 다양한 웰보어 특성에 맞게 맞춤화할 수 있습니다.

침투성: 비스무트 합금은 벌크 전체에 걸쳐 완벽한 밀봉을 보장하여 벌크 투과성이 0입니다.

장기 내구성: 비스무트 합금은 부식, 염수, CO2 및 원유에 대한 내성을 나타내며 고온에서 구조적 무결성을 유지합니다. 이러한 특성은 플러그 재료의 수명과 효율성을 보장합니다.

고밀도 및 저 점도: 고밀도와 저 점도의 조합으로 용융된 합금이 펌프 없이 웰보어의 좁고 도달하기 어려운 영역에까지 침투할 수 있습니다. 웰보어 내부의 공극, 요철 및 균열은 시멘트보다 더 효율적으로 용융 합금으로 채워집니다. 

무독성: 비스무트 합금은 토양 및 지하수 오염에 기여할 수 있는 첨가제 및 화학 물질을 포함하는 시멘트와 달리 무독성이며 환경 친화적입니다.

경제성: 유정 해체 비용 범위는 육상 유정당 십만 달러부터 해상 유정당 백만-천만 달러에 이릅니다. 시멘트 작업과 리그 비용만 해도 해상 유정의 총 해체 비용의 25% 이상을 차지합니다. 합금의 시멘트에 대한 더 높은 비용은 시멘트 작업과 리그 비용이 없는 관계로 그 영향이 약하게 됩니다.

또한, 비스무트 기반 합금의 낮은 열 팽창률, 개선된 열 피로, 높은 기계적 강도, 압력 정격 및 크리프 저항으로 인해, 최근 몇 년 동안 비스무트 기반 합금은 가스정을 막고 폐기하기 위한 잠재적인 재료이자 가장 많이 찾는 재료로 등장했습니다. 개발 자금을 지원하는 석유 및 가스 회사의 관리자들은 이 사실이 P&A 프로세스의 미래에 얼마나 중요한지 보여줍니다.

Indium Corporation은 가용성 합금에 대해 대규모로 사내 연구를 해왔습니다. 당사는 고객과 업계 요구에 따라, 비스무트 기반 합금의 특성을 미세 조정할 수 있는 역량과 전문성을 보유하고 있습니다. P&A 및 기타 산업 분야에서 비스무트 기반 합금을 적용하는 데 관심이 있거나 관련 작업을 수행하는 경우 필요 사항과 직면한 문제를 당사와 공유하십시오. 함께 유정을 틀어막읍시다.

요약: 비스무트 합금은 응고 시 팽창, 조정 가능 용융점, 조성 유연성, 제로 벌크 투과성, 고밀도 및 저 점도, 비용 효율성과 같은 우수한 특성들을 제공합니다. 본 합금은 환경을 보호하면서 장기적인 무결성과 안정성을 보장합니다. Indium Corporation은 가용 합금에 대한 광범위한 연구를 수행했으며 업계 요구에 맞게 비스무트 기반 합금을 맞춤화할 수 있습니다.