Brevet FR3128969A1 — publié le 20230512

Des procédés de capture de dioxyde de carbone dans un puits de forage peuvent comprendre l’installation d’un élément d’étanchéité dans le puits de forage. L’élément d’étanchéité gonfle en présence de dioxyde de carbone et peut être utilisé pour capturer le carbone. L’élément d’étanchéité peut comprendre un matériau gonflant par le carbone, tel qu’un polymère gonflant par le carbone, des matériaux à base de métal ou des combinaisons de polymères élastomères et de matériaux à base de métal. L’élément d’étanchéité peut également comprendre des combinaisons de différents matériaux, charges ou autres composés gonflant par le carbone, et des matériaux qui ne sont pas gonflables au carbone. L’élément d’étanchéité peut créer un joint, former un ancrage, ou créer un joint et former un ancrage dans le puits de forage après gonflement. ÉLÉMENT D’ÉTANCHÉITÉ GONFLABLE AU CARBONE Une grande variété d’éléments d’étanchéité peut être utilisée pour limiter l’écoulement de fluide dans un puits de forage. L’élément d’étanchéité peut gonfler en présence d’un liquide à forte teneur en carbone. L’élément d’étanchéité peut gonfler en présence de dioxyde de carbone. L’élément d’étanchéité peut être utilisé pour capturer et stocker le dioxyde de carbone. Les caractéristiques et les avantages des divers modes de réalisation seront plus facilement appréciés lorsqu’ils seront considérés conjointement avec les figures qui les accompagnent. Les chiffres ne doivent pas être interprétés comme limitant les modes de réalisation. La est une illustration schématique d’un système de puits selon certains modes de réalisation. La est une illustration du système de puits montrant un élément d’étanchéité avec un matériau gonflant en présence de carbone selon certains modes de réalisation. La est un graphique montrant la fraction molaire d’équilibre de la carbonatation minérale avec un matériau à base de métal par rapport à la température. Procédé de capture de carbone dans une formation souterraine (12) comprenant : l'installation d'un élément d'étanchéité (21) dans un puits de forage (11) qui pénètre dans la formation souterraine (12), l'élément d'étanchéité gonflant en présence de dioxyde de carbone ; et la mise en contact de l'élément d'étanchéité (21) avec le dioxyde de carbone. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'élément d'étanchéité (21) fait partie d'un ensemble de garniture d’étanchéité (20), d'un outil de fond de trou ou d'un bouchon (30), et dans lequel l'élément d'étanchéité (21) crée un joint, forme un ancrage, ou crée un joint et forme un ancrage dans le puits de forage (11) après avoir mis en contact l'élément d'étanchéité (21) avec le dioxyde de carbone. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'élément d'étanchéité (21) gonfle dans une plage de 20 % à 300 % en volume. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'élément d'étanchéité (21) comprend un polymère gonflable au carbone, le polymère gonflable au carbone étant un élastomère ou choisi parmi le caoutchouc, un polymère à base d'amine ou un polymère à base aliphatique. Procédé selon la revendication 4, dans lequel le polymère gonflable au carbone est choisi dans le groupe constitué par le caoutchouc polychloroprène, le caoutchouc acrylonitrile butadiène, la polyéthylèneimine, la monoéthanolamine, la diéthanolamine, la diisopropylamine, la tétraéthylènepentamine, la dodécylamine, le 3-aminopropyltriéthoxysilane, la tris(2-aminoéthyl)amine, l’aziridine, la poly(l-lysine) et leurs combinaisons. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l'élément d'étanchéité (21) comprend un matériau à base de métal, dans lequel le matériau à base de métal est un composé comprenant une ossature et des nœuds métalliques qui sont reliés entre eux par des ponts de ligands organiques. Procédé selon la revendication 6, dans lequel un métal du matériau à base de métal est choisi dans le groupe constitué par le magnésium, le fer, le calcium, l'aluminium, l'étain, le zinc, le béryllium, le baryum, le manganèse, des alliages de l'un quelconque des éléments précédents, et leurs combinaisons, et dans lequel le matériau à base de métal est choisi parmi les silicates métalliques, les zirconates métalliques, les aluminates métalliques, les oxydes métalliques ou les hydroxydes métalliques. Procédé selon la revendication 6, dans lequel le matériau à base de métal est un matériau d’ossature organométallique. Procédé selon la revendication 6, dans lequel l'élément d'étanchéité (21) comprend en outre une phase continue d'un matériau élastomère et une phase discrète du matériau à base de métal sous forme de particules, et dans lequel le matériau élastomère est un polymère gonflable au carbone, un polymère non gonflable au carbone, ou leurs combinaisons. Système de puits (10), comprenant : un puits de forage (11) qui pénètre dans une formation souterraine (12); une colonne de production (15) située à l'intérieur du puits de forage (11); et un élément d'étanchéité (21) situé adjacent à la colonne de production (15), l'élément d'étanchéité (21) gonflant en présence de dioxyde de carbone.