Brevet FR3127515A1 — publié le 20230331

MATÉRIAU MÉTALLIQUE GONFLABLE AVEC DE LA SILICE Une colonne de production peut comporter un matériau métallique gonflable pour assurer une étanchéité en fond de trou. Le matériau métallique gonflable peut réagir avec un matériau de silice et un fluide à base d’eau pour amener le matériau métallique gonflable à se gonfler et à former un joint d’étanchéité dans un trajet d’écoulement défini en partie par la colonne de production. MATÉRIAU MÉTALLIQUE GONFLABLE AVEC DE LA SILICE La présente divulgation concerne généralement des matériaux utilisables dans un environnement de fond de trou pour créer un joint d’étanchéité. Plus spécifiquement, mais sans limitation, cette divulgation concerne un matériau métallique gonflable réagissant avec un silicate et un fluide à base d’eau pour former un hydrate métallique pour un joint d’étanchéité et/ou un ancrage en fond de trou. Contexte Divers matériaux peuvent être utilisés pour produire des éléments d’étanchéité dans des environnements de puits de forage. Les éléments d’étanchéité peuvent être utilisés par exemple pour former des joints d’étanchéité annulaires dans un puits de forage. Les joints d’étanchéité annulaires peuvent isoler le fluide ou la pression à l’intérieur de parties d’un trajet d’écoulement du puits de forage des autres parties du trajet d’écoulement. Des matériaux métalliques peuvent être utilisés pour former des joints d’étanchéité, cependant, certains matériaux métalliques peuvent être dépourvus de l’intégrité nécessaire pour assurer une étanchéité efficace. La est un schéma d’un système de puits qui comporte une colonne de production ayant un matériau métallique gonflable positionné autour de la colonne de production pour former un joint d’étanchéité, selon un aspect de la présente divulgation. La est une vue en coupe transversale d’une colonne de production comportant un matériau métallique gonflable pour former un joint d’étanchéité dans un état initial non dilaté, selon un aspect de la présente divulgation. La est une vue en coupe transversale de la colonne de production comportant le matériau métallique gonflable de la , dans un état dilaté formant un joint d’étanchéité, selon un aspect de la présente divulgation. La est une vue en coupe transversale d’une colonne de production comportant un matériau métallique gonflable pour former un joint d’étanchéité dans un état initial non dilaté, selon un autre aspect de la présente divulgation. La est une vue en coupe transversale de la colonne de production comportant le matériau métallique gonflable de la , dans un état dilaté formant un joint d’étanchéité, selon un autre aspect de la présente divulgation. La est une vue en coupe transversale d’une colonne de production comportant un matériau métallique gonflable pour former un joint d’étanchéité dans un état initial non dilaté, selon un autre aspect de la présente divulgation. La est une vue en coupe transversale de la colonne de production comportant le matériau métallique gonflable de la , dans un état dilaté formant un joint d’étanchéité, selon un autre aspect de la présente invention. Appareil pour formation d’un joint étanche dans un puits de forage comprenant : un élément tubulaire de champ pétrolifère positionnable en fond de trou ; un matériau métallique gonflable (206, 306, 406) entourant au moins partiellement une surface de l’élément tubulaire ; et un matériau de silice (208, 308, 408) positionné à proximité du matériau métallique gonflable (206, 306, 406) pour réagir avec le matériau métallique gonflable (206, 306, 406) et le fluide à base d’eau (210, 310, 410) pour donner un produit final qui est un silicate de métal hydraté. Appareil pour formation d’un joint étanche dans un puits de forage selon la revendication 1, dans lequel le matériau de silice (208, 308, 408) est au moins partiellement encapsulé à l’intérieur d’un revêtement dégradable. Appareil selon la revendication 2, dans lequel le revêtement dégradable du matériau de silice (208, 308, 408) est soluble en réponse au contact du fluide à base d’eau (210, 310, 410). Appareil pour formation d’un joint étanche dans un puits de forage selon l’une quelconque des revendications 2 à 3, dans lequel le revêtement dégradable du matériau de silice (208, 308, 408) est soluble en réponse à une exposition à une température prédéterminée. Appareil pour formation d’un joint étanche dans un puits de forage selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel le revêtement dégradable du matériau de silice (208, 308, 408) est un polyester aliphatique ou un uréthane soluble dans l’eau. Appareil pour formation d’un joint étanche dans un puits de forage selon la revendication 1, dans lequel le matériau de silice (208, 308, 408) est inclus à l’intérieur du matériau métallique gonflable. Appareil pour formation d’un joint étanche dans un puits de forage selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le matériau de silice (208, 308, 408) est une silice amorphe, et dans lequel le matériau métallique gonflable (206, 306, 406) comprend au moins l’un parmi le magnésium, l’aluminium, le zinc, le fer, le calcium ou le strontium. Appareil pour formation d’un joint étanche dans un puits de forage selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le matériau métallique gonflable (206, 306, 406) se gonfle et crée un joint étanche aux fluides dans un trajet d’écoulement défini en partie par l’élément tubulaire de champ pétrolifère en réponse au contact du matériau métallique gonflable (206, 306, 406) avec le fluide à base d’eau (210, 310, 410) et le matériau de silice (208, 308, 408). Appareil pour formation d’un joint étanche dans un puits de forage selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le fluide à base d’eau (210, 310, 410) comprend en outre un matériau de silice supplémentaire (208, 308, 408). Appareil pour formation d’un joint étanche dans un puits de forage selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le fluide à base d’eau (210, 310, 410) comporte un produit chimique améliorant la silice utilisé pour améliorer la dissolution du matériau de silice (208, 308, 408). Procédé de formation d’un joint étanche dans un puits de forage comprenant : la fourniture d’un élément d’étanchéité gonflable qui est au moins partiellement composé d’un matériau métallique gonflable (206, 306, 406); la fourniture d’un matériau de silice (208, 308, 408); l’exposition de l’élément d’étanchéité gonflable à un fluide à base d’eau, (210, 310, 410) dans lequel le matériau métallique gonflable (206, 306, 406) gonfle en réponse à une réaction chimique avec le fluide à base d’eau (210, 310, 410) et le matériau de silice pour former un silicate de métal hydraté. Procédé selon la revendication 11, dans lequel le matériau de silice (208, 308, 408) est une silice amorphe. Procédé selon l’une quelconque des revendications 11 à 12, dans lequel le matériau de silice (208, 308, 408) est prévu dans au moins l’un parmi le fluide à base d’eau (210, 310, 410) ou le matériau métallique gonflable (206, 306, 406). Procédé selon l’une quelconque des revendications 11 à 14, dans lequel le matériau de silice (208, 308, 408) est une microsilice ou une fumée de silice. Procédé selon la revendication 11, dans lequel le matériau métallique gonflable (206, 306, 406) comporte au moins l’un parmi le magnésium, l’aluminium, le zinc, le fer, le calcium ou le strontium.