La transición energética global hacia fuentes de energía más sostenibles plantea muchas preguntas sobre la gestión de los viejos pozos de petróleo y gas. De hecho, estos pozos deben taparse para proteger el medio ambiente y evitar fugas. Un nuevo enfoque podría resultar más respetuoso con el medio ambiente y menos costoso que la solución actual.
Un gran desafío para la industria del petróleo y el gas
Durante los próximos 25 años, a medida que el mundo se aleje de los combustibles fósiles, será necesario tapar los pozos de petróleo y gas que sustentaron la era de los combustibles fósiles. Esto puede parecer trivial, pero no lo es. Sólo en la plataforma continental noruega será necesario tapar más de 2.000 pozos.
Según Harald Linga, director del centro SWIPA, un centro de innovación basado en la investigación con sede en SINTEF, el mayor instituto de investigación independiente de Escandinavia, el coste de hacer esto utilizando la tecnología actual superará los 800 mil millones de coronas noruegas, o 73 mil millones de dólares estadounidenses. Y aunque las compañías petroleras son responsables de tapar los pozos, los contribuyentes noruegos tendrán que cubrir el 78% de estos costos.
Y eso es sólo Noruega. El número total de pozos de petróleo en el mundo podría ascender a millones, y algún día habrá que taparlos todos.
Buscando alternativas
La tecnología actual implica el uso de un tapón de cemento que puede tener entre 50 y 100 metros de largo. Resulta que estos tapones no son tan efectivos. Pueden desarrollar fugas a largo plazo, por muchas razones diferentes, dice Lewaa Hmadeh, estudiante de doctorado en el Departamento de Geociencias y Petróleo de NTNU, también afiliado a SWIPA.
Una de las cuestiones más preocupantes es que los pozos petroleros abandonados con fugas pueden ser una fuente importante de emisiones de gases de efecto invernadero.
“ Cada año, la Asociación Noruega de Petróleo y Gas establece una hoja de ruta para nuevas tecnologías de taponamiento y abandono necesarias para resolver los problemas que enfrenta la industria y, desde 2015, la búsqueda de una alternativa al cemento siempre ha estado presente. », añadió Lewaa Hmadeh.
Bismuto, una solución prometedora
La investigación doctoral de Lewaa Hmadeh se centra en el estudio del uso de bismuto como sustituto y/o aditivo para el taponamiento de pozos. Es uno de los muchos científicos de todo el mundo que intentan encontrar una mejor solución a este desafío. Y si nos basamos en sus resultados iniciales, una mezcla de bismuto y estaño podría ofrecer a la industria petrolera una solución más segura y menos costosa que el cemento para tapar pozos.
Las aleaciones de bismuto son impermeables, lo que significa que no hay riesgo de que se filtren a través de la tapa, explica el científico. Y a diferencia del cemento, que se contrae a medida que se endurece, las aleaciones de bismuto se expanden a medida que se solidifica. También mantienen su integridad a largo plazo, ya que no se ven afectados por la corrosión, el CO2 o el sulfuro de hidrógeno. También han reducido el tiempo de instalación debido al rápido endurecimiento de la aleación.
Resultados de laboratorio prometedores
Los experimentos de laboratorio compararon el rendimiento de las aleaciones de bismuto con el de los tapones de cemento. En un estudio, el investigador realizó una prueba de estanqueidad en tuberías de acero, comparable a la de un pozo de petróleo, con un tapón de cemento de 185 mm y un tapón de aleación de bismuto y estaño de 121 mm.
Cuando Lewaa Hmadeh realizó pruebas hidráulicas de “expulsar» y pruebas de fugas con gas nitrógeno, descubrió que los tapones de aleación de bismuto tenían una mayor resistencia a la presión aplicada y una migración de gas reducida en comparación con el cemento, lo que significa que la aleación de bismuto garantiza un mejor sellado.
Sin embargo, destaca que aún queda un largo camino por recorrer desde el laboratorio a los pozos reales, y que se necesita mucho más trabajo.
“ Nuestro equipo en NTNU está haciendo un gran trabajo haciendo público y accesible para todos el conocimiento profundo sobre esta nueva tecnología. “, indicó. “ Es demasiado pronto para sacar conclusiones. Pero este límite tiene un gran potencial. Necesitamos escalarlo para ver cómo se comportará en diferentes longitudes, lo que llevará algunos años. »
Referencias:
Hmadeh, Lewaa, Manataki, Andriani, Jaculli, Marcelo Anunciação, Elahifar, Behzad y Sigbjørn Sangesland. “Un estudio de sellabilidad de aleaciones de bismuto-estaño para taponamiento y abandono de pozos”. SPE J. (2024;): doi: https://doi.org/10.2118/219744-PA
Lewaa Hmadeh, Marcelo Anunciação Jaculli, Behzad Elahifar, Sigbjørn Sangesland, Desarrollo de soluciones basadas en bismuto para la obstrucción y el abandono de pozos: una revisión, Petroleum Research, 2024, ISSN 2096-2495, https://doi.org/10.1016/j. ptlrs.2024.01.003.
[ Rédaction ]
