Brevet FR3161240A1 — publié le 20251017

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 FIG. 1 est une illustration schématique d’un système de puits selon certains modes de réalisation. La FIG. 2 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 FIG. 3 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. Description détaillée La séquestration du dioxyde de carbone peut être effectuée dans certaines formations souterraines. Dans l’industrie pétrolière et gazière, qui s’intéresse à la séquestration souterraine du carbone, une formation souterraine appropriée à l’injection de dioxyde de carbone est appelée réservoir. Un réservoir peut être situé sous terre ou en mer. Les réservoirs sont généralement situés dans une plage de profondeur allant de quelques centaines de pieds (réservoirs peu profonds) à quelques dizaines de milliers de pieds (réservoirs ultra-profonds). Pour permettre la séquestration sous la surface du dioxyde de carbone, un puits de forage est foré dans un réservoir ou adjacent à un réservoir. Un fluide est ensuite pompé dans le puits de forage. Un liquide pompé de la surface vers un réservoir est appelé liquide d’injection. Tel qu’utilisé ici, un « fluide » est une substance ayant une phase continue qui peut s’écouler et se conformer aux contours de son contenant lorsque la substance est testée à une température de 71 °F (22 °C) et à une pression d’une atmosphère « atm » (0,1 mégapascal « MPa »). Un fluide peut être un liquide, un gaz ou un fluide supercritique. Un fluide homogène n’a qu’une seule phase, alors qu’un fluide hétérogène a plus d’une phase distincte. Un colloïde est un exemple de fluide hétérogène. Un fluide hétérogène peut être une suspension liquide, qui comprend une phase liquide continue et des particules solides non dissoutes comme phase dispersée ; une émulsion, qui comprend une phase liquide continue et au moins une phase dispersée de gouttelettes liquides immiscibles ; une mousse, qui comprend une phase liquide continue et un gaz comme phase dispersée ; ou un brouillard, qui comprend une phase gazeuse continue et des gouttelettes liquides comme phase dispersée. Tel qu’utilisé ici, le terme « fluide de base » désigne le solvant d’une solution ou la phase continue d’un fluide hétérogène et est le liquide qui est dans le plus grand pourcentage par volume d’un fluide de traitement. Dans le présent document, le terme « fluide porteur » désigne un liquide qui peut transporter un autre fluide vers le fond de puits. Un fluide porteur peut être à une concentration inférieure à celle de l’autre fluide. Un puits peut inclure, sans s’y limiter, un puits de production de pétrole, de gaz ou d’eau, un puits d’injection, ou un puits géothermique. Tel qu’utilisé ici, un « puits » comprend au moins un puits de forage. Un puits de forage peut comprendre des parties verticales, inclinées et horizontales, et il peut être droit, incurvé ou ramifié. Tel qu’utilisé ici, le terme « puits de forage » comprend toute partie tubée et non tubée à trou ouvert du puits de forage. Une région proche du puits de forage est le matériau souterrain et la roche de la formation souterraine entourant le puits de forage. Tel qu’utilisé ici, un « puits » comprend également la région proche du puits de forage. La région proche du puits de forage est généralement considérée comme étant la région située à environ 100 pieds radialement du puits de forage. Tel qu’utilisé ici, « dans une formation souterraine » signifie et comprend dans toute partie du puits, y compris dans le puits de forage, dans la région proche du puits de forage via le puits de forage, ou dans la formation souterraine via le puits de forage. Une partie d’un puits de forage peut être un trou ouvert ou un trou tubé Dans une partie de puits de forage à trou ouvert, une colonne de production peut être placée dans le puits de forage. La colonne de production permet aux fluides d’être introduits dans ou de s’écouler à partir d’une partie éloignée du puits de forage. Dans une partie de puits de forage à trou tubé, un tubage est placé dans le puits de forage qui peut également contenir une colonne de production. Un puits de forage peut contenir un espace annulaire. Des exemples d’espace annulaire comprennent, mais sans s’y limiter, l’espace entre la paroi du puits de forage et l’extérieur d’une colonne de production dans un puits de forage à trou ouvert ; l’espace entre la paroi du puits de forage et l’extérieur d’un tubage dans un puits de forage à trou tubé ; et l’espace entre l’intérieur d’un tubage et l’extérieur d’une colonne de production dans un puits de forage tubé. Il n’est pas rare qu’un puits de forage s’étende sur plusieurs centaines de pieds ou plusieurs milliers de pieds dans une formation souterraine. La formation souterraine peut avoir différentes zones. Une zone est un intervalle de roche différencié des roches environnantes sur la base de sa teneur en fossiles ou d’autres caractéristiques, telles que des failles ou des fractures. Par exemple, une zone peut avoir une perméabilité plus élevée par rapport à une autre zone. Une ou plusieurs zones de la formation peuvent être isolées à l’intérieur du puits de forage via l’utilisation d’un dispositif d’isolation. Un dispositif d’isolation peut être utilisé pour une isolation zonale et fonctionne pour bloquer l’écoulement de fluide à l’intérieur d’un élément tubulaire, tel qu’un tubage, ou à l’intérieur d’un espace annulaire. Le blocage de l’écoulement de fluide empêche le fluide de s’écouler à travers le dispositif d’isolation dans n’importe quelle direction (soit en aval soit en amont) et isole la zone d’intérêt. Tel qu’utilisé ici, le terme relatif « en aval » signifie à un emplacement plus éloigné d’une tête de puits. Tel qu’utilisé ici, le terme relatif « en amont » signifie à un emplacement plus proche de la tête de puits. De cette manière, les techniques de traitement peuvent être réalisées dans la zone d’intérêt. Les dispositifs d’isolation courants comprennent, mais sans s’y limiter, un bouchon de pont, une garniture d’étanchéité, un bouchon et du ciment. L’isolation zonale peut être réalisée en introduisant le dispositif d’isolation dans la partie souhaitée du puits de forage. Le dispositif d’isolation peut inclure un élément d’étanchéité. Par exemple, dans un mode de réalisation, un bouchon de pont est composé principalement de barbotines, d’un mandrin de bouchon, d’un dispositif de pose et d’un élément d’étanchéité, et dans un autre mode de réalisation, une garniture d’étanchéité se compose généralement d’un dispositif d’étanchéité, d’un dispositif de maintien ou de pose et d’un passage intérieur pour les fluides. Le diamètre extérieur (OD) de l’élément d’étanchéité peut être amené à se dilater, après quoi, après expansion, le diamètre extérieur de l’élément d’étanchéité s’engage dans la paroi intérieure de l’élément tubulaire ou de la formation. En s’engageant dans la paroi intérieure, le dispositif d’isolation fonctionne pour bloquer l’écoulement de fluide à travers l’élément d’étanchéité dilaté. L’isolation zonale peut également être réalisée ; par exemple, en introduisant un bouchon dans une colonne de production ou un tubage pour limiter l’écoulement de fluide à travers l’intérieur de la colonne de production ou du tubage. Les éléments d’étanchéité peuvent être durcis mécaniquement ou peuvent durcir par gonflement en présence d’un fluide gonflant. Par exemple, certains éléments d’étanchéité peuvent gonfler en présence d’eau et d’autres éléments peuvent gonfler en présence d’un hydrocarbure liquide. Le dioxyde de carbone est émis dans l’atmosphère par divers mécanismes. Par exemple, en 2019, environ 43 milliards de tonnes de dioxyde de carbone ont été émises dans le monde entier. La nécessité de réduire les émissions de carbone dans le monde n’a fait qu’augmenter en raison du réchauffement climatique. Une technique de réduction de la quantité de carbone émise est appelée capture du carbone. La capture du carbone est le processus de transport et de stockage ou simplement de stockage du dioxyde de carbone avant qu’il ne soit émis dans l’atmosphère. Le dioxyde de carbone (CO 2 ) est souvent présent dans les fluides de puits de forage produits. En général, le dioxyde de carbone est séparé des produits souhaitables, par exemple le méthane, dans les fluides produits au cours du traitement. Les opérations pétrolières et gazières actuelles évitent activement les matériaux absorbant le carbone car ils sont sensibles à la décompression explosive des gaz et aux fortes propriétés de solvant de la phase liquide, et le CO 2 supercritique (SCCO 2 ) peut plastifier les polymères et entraîner des changements de la température de transition vitreuse. (Tg). De plus, les éléments d’étanchéité gonflables peuvent être endommagés par le dioxyde de carbone dans les fluides produits. Par exemple, si du dioxyde de carbone est piégé dans l’élément d’étanchéité, des changements de pression ou de température peuvent provoquer une libération rapide du dioxyde de carbone de l’élément d’étanchéité et peuvent entraîner des fissures dans l’élément et même des parties de l’élément se libérant. Cet endommagement peut entraîner une diminution de l’intégrité de l’élément d’étanchéité et une défaillance, de sorte que l’élément d’étanchéité ne fonctionne plus comme un joint et du dioxyde de carbone peut être libéré dans l’atmosphère. Ainsi il existe un besoin ressenti depuis longtemps d’empêcher la libération de dioxyde de carbone pendant les opérations pétrolières et gazières. Il existe également un besoin ressenti depuis longtemps de pouvoir capturer et stocker le dioxyde de carbone dans un puits de forage. Il a été découvert que des éléments d’étanchéité qui gonflent en présence de dioxyde de carbone peuvent être placés à l’intérieur d’un puits de forage. Dans certaines applications, le dioxyde de carbone peut être capté par les éléments d’étanchéité et empêché de se libérer dans l’atmosphère. Dans d’autres applications, le dioxyde de carbone améliore les performances des éléments d’étanchéité et empêche le retour du dioxyde de carbone séquestré dans l’atmosphère. Selon l’un quelconque des modes de réalisation, un procédé de capture de dioxyde de carbone dans une formation souterraine peut comprendre l’installation d’un élément d’étanchéité dans un puits de forage qui pénètre dans la formation souterraine, dans lequel l’élément d’étanchéité gonfle en présence de dioxyde de carbone pour créer l’étanchéité ; et la mise en contact de l’élément d’étanchéité avec du dioxyde de carbone. Selon l’un quelconque des modes de réalisation, un système de puits peut comprendre un puits de forage qui pénètre dans une formation souterraine ; une colonne de production située à l’intérieur du puits de forage ; et un élément d’étanchéité situé adjacent à la colonne de production, dans lequel l’élément d’étanchéité gonfle en présence de dioxyde de carbone. Les divers modes de réalisation décrits s’appliquent aux procédés et aux systèmes sans qu’il soit nécessaire de répéter les différents modes de réalisation tout au long de la procédure. Telle qu’utilisée ici, toute référence à l’unité « gallons » désigne les gallons américains. En vous reportant aux figures, la FIG. 1 représente un système de puits 10 . Le système de puits 10 peut inclure au moins un puits de forage 11 . Le puits de forage 11 peut pénétrer dans une formation souterraine 12 . Le puits de forage 11 comprend une paroi de puits 13 . La formation souterraine 12 peut être une partie d’un réservoir ou adjacente à un réservoir. Le puits de forage 11 peut comprendre un tubage 14 . Le puits de forage 11 peut comprendre uniquement une section de puits de forage généralement verticale ou peut comprendre uniquement une section de puits de forage généralement horizontale. Une ou plusieurs colonnes de production, par exemple une colonne de production 15 , peuvent être installées dans le puits de forage 11 . La colonne de production 15 peut fournir un conduit pour que les fluides se déplacent de la formation à la surface du puits de forage 11 ou vice versa . Un outil de fond de trou, par exemple un ensemble de garniture d’étanchéité 20 , peut être introduit dans le puits de forage 11 . L’ensemble de garniture d’étanchéité 20 peut fournir un joint annulaire entre l’extérieur de la colonne de production 15 et l’intérieur du tubage 14 ou de la paroi du puits de forage 13 pour définir une première zone 17 et une seconde zone 18 de la formation souterraine 12 . L’ensemble de garniture d’étanchéité 20 peut également être utilisé entre l’extérieur d’une première colonne de production et l’intérieur d’une seconde colonne de production (non représentée). L’ensemble de garniture d’étanchéité 20 peut être utilisé pour sceller ou « compacter » le puits de forage 11 de sorte que le trajet d’écoulement des fluides dans le puits de forage 11 puisse être redirigé. Il convient de noter que le système de puits 10 illustré sur les dessins et décrit ici n’est qu’un exemple d’une grande variété de systèmes de puits dans lesquels les divers modes de réalisation peuvent être utilisés. Par exemple, le puits de forage 11 peut avoir une section horizontale et une section verticale. Il convient de bien comprendre que les différents modes de réalisation ne se limitent à aucun des détails du système de puits 10 , ou de ses composants, décrits dans les dessins ou décrits ici. En outre, le système de puits 10 peut comprendre d’autres composants, tels que des tubes de production, des écrans et d’autres dispositifs d’isolation non représentés sur les dessins. Selon l’un quelconque des modes de réalisation, une ou plusieurs garnitures d’étanchéité peuvent être introduites dans des complétions multizones, entre une colonne interne et externe, et dans une section verticale et/ou horizontale du puits de forage 11 . L’ensemble de garniture d’étanchéité 20 peut être installé dans le puits de forage 11 pendant les opérations pétrolières ou gazières, telles que des opérations de complétion de puits ou des opérations de test de puits. L’ensemble de garniture d’étanchéité 20 peut être situé dans une section de puits de forage tubé ou une section de puits de forage à trou ouvert. Il peut également y avoir plus d’un ensemble de garniture d’étanchéité 20 situé à l’intérieur du puits de forage dans une variété d’emplacements ; par exemple, dans des sections tubées, des sections à trou ouvert ou des combinaisons de celles-ci. La FIG. 2 illustre un ensemble de garniture d’étanchéité 20 lorsqu’il est installé à une profondeur souhaitée dans la formation souterraine 12 . L’ensemble de garniture d’étanchéité 20 peut inclure un élément d’étanchéité 21 . L’élément d’étanchéité 21 peut être placé de manière circonférentielle autour de l’extérieur de l’ensemble de garniture d’étanchéité 20 . L’élément d’étanchéité 21 peut être soumis à des contraintes axiales sur le dessus et/ou le dessous ; par exemple, via deux bagues d’extrémité 23 de sorte que l’élément d’étanchéité 21 se dilate dans une direction radiale uniquement. L’élément d’étanchéité 21 gonfle en présence de dioxyde de carbone. Au fur et à mesure que le matériau gonflable gonfle, il peut se dilater radialement et sceller l’espace annulaire, par exemple sous la forme d’un ensemble de garniture d’étanchéité, ou à l’intérieur de la colonne de production, par exemple sous la forme d’un bouchon 30 de la FIG. 1 . Comme représenté sur la FIG. 2 , à la profondeur de pose souhaitée, l’élément d’étanchéité 21 a été mis en contact avec le dioxyde de carbone et l’élément d’étanchéité 21 a gonflé pour entrer en contact avec la paroi du puits de forage 13 pour former un joint annulaire. Lorsqu’il est utilisé dans un espace annulaire entre l’extérieur de la colonne de production 15 et l’intérieur d’un tubage 14 , après gonflement, l’élément d’étanchéité 21 peut venir en contact avec l’intérieur du tubage 14 pour former un joint annulaire. De multiples ensembles de garniture d’étanchéité 20 peuvent être utilisés dans une variété d’emplacements à l’intérieur du puits de forage 11 . L’ensemble de garniture d’étanchéité 20 peut également être utilisé pour former un joint annulaire entre deux conduits distincts 22 . Il doit être entendu que, bien que les divers modes de réalisation puissent faire référence à un « ensemble de garniture d’étanchéité », d’autres outils de fond de trou, tels que des manchons et des bouchons coulissants ( par exemple , des bouchons de pont, des bouchons de cimentation et des bouchons de fracturation remblayage), ne doivent pas être exclus. Par exemple, comme représenté sur la FIG. 1 , un bouchon 30 peut être installé à l’intérieur de la colonne de production 15 ou d’un tubage 14 . Le bouchon 30 peut comprendre un ou plusieurs éléments d’étanchéité 21 qui, après expansion en présence de dioxyde de carbone, entrent en contact avec l’intérieur de la colonne de production 15 comme illustré et empêchent l’écoulement de fluide au-delà du bouchon 30 . L’élément d’étanchéité 21 peut également être situé sur d’autres outils de fond de trou, tels que des manchons coulissants, sous la forme de joints toriques ou de garnitures ou de joints de presse-étoupe. Les procédés comprennent l’installation de l’élément d’étanchéité dans un puits de forage. L’élément d’étanchéité gonfle en présence de dioxyde de carbone. Tel qu’utilisé ici, le terme « gonfler » et toutes ses variantes grammaticales désignent une expansion en volume à partir d’un volume pré-gonflé. Tel qu’utilisé ici, l’élément d’étanchéité peut « gonfler » par une variété de mécanismes et ne signifie pas une expansion de volume due uniquement à l’imbibition de dioxyde de carbone. Le mécanisme par lequel l’élément d’étanchéité « gonfle » peut être dû à l’un des éléments suivants : adsorption du dioxyde de carbone où les atomes/molécules à base de carbone imprègnent l’élément d’étanchéité ou adhèrent à la surface de l’élément d’étanchéité, une réaction chimique, par greffage, par imprégnation, par complexation ou par incorporation. À titre d’exemple, le dioxyde de carbone peut être adsorbé à l’intérieur des pores du matériau d’élément d’étanchéité et gonfle le matériau d’étanchéité sans modifier la chimie du matériau d’étanchéité. À titre d’exemple, le dioxyde de carbone peut réagir chimiquement avec le matériau d’étanchéité et le produit résultant de la réaction chimique a un volume plus important que le volume d’origine du matériau d’étanchéité. L’expansion du volume peut se produire dans une ou plusieurs dimensions. Par exemple, si l’élément d’étanchéité est situé autour d’un mandrin de garniture d’étanchéité, le diamètre extérieur (OD) de l’élément d’étanchéité peut se dilater ou le diamètre extérieur et la hauteur peuvent se dilater. Cela peut être dû au fait que le diamètre interne (ID) de l’élément d’étanchéité est contraint de se dilater par le mandrin de garniture d’étanchéité ; ainsi, seuls le diamètre extérieur ou le diamètre extérieur et la hauteur peuvent se dilater. Selon l’un quelconque des modes de réalisation, l’élément d’étanchéité gonfle d’au moins 20 %, 120 % ou 300 % en volume. L’élément d’étanchéité peut gonfler d’un volume suffisant de sorte qu’un joint soit créé à l’emplacement de l’élément d’étanchéité dans le puits de forage. Selon l’un quelconque des modes de réalisation, l’élément d’étanchéité ne crée pas d’étanchéité tant que l’élément d’étanchéité n’a pas gonflé en présence de dioxyde de carbone. Par exemple, l’élément d’étanchéité peut gonfler d’un volume suffisant pour que l’élément d’étanchéité crée une étanchéité ; par exemple, le diamètre extérieur de l’élément d’étanchéité s’engage dans le diamètre intérieur d’une colonne de production, d’un tubage ou d’une paroi de puits de forage pour créer le joint après exposition au dioxyde de carbone, de sorte que le fluide est empêché ou sensiblement restreint de s’écouler au-delà de l’élément d’étanchéité. Selon l’un quelconque des modes de réalisation, l’élément d’étanchéité empêche sensiblement tout un fluide de s’écouler au-delà de l’élément d’étanchéité après que l’élément d’étanchéité a gonflé. L’élément d’étanchéité peut gonfler d’au moins un volume suffisant de sorte que l’élément d’étanchéité crée un joint dans le puits de forage. Alors que l’élément d’étanchéité peut empêcher sensiblement tout un fluide de s’écouler au-delà de l’élément d’étanchéité, il faut comprendre qu’il est possible que certaines quantités infimes et involontaires de fluide puissent s’écouler au-delà de l’élément d’étanchéité. De telles traces de fluide peuvent involontairement s’écouler au-delà de l’élément d’étanchéité. Cependant, ces traces ne doivent pas être importantes au point de rendre l’élément d’étanchéité gonflé inefficace en tant que joint. L’élément d’étanchéité peut également gonfler pour former un ancrage dans le puits de forage sans créer de joint ou peut former un ancrage et créer un joint. L’élément d’étanchéité peut être réalisé en un polymère gonflable au carbone. Le polymère peut être un matériau solide ou peut être formé sous forme de gel, y compris un hydrogel. Un polymère est une molécule composée d’unités répétitives, généralement reliées par des liaisons chimiques covalentes. Un polymère est formé de monomères. Au cours de la formation du polymère, des groupes chimiques et/ou des protons peuvent être clivés des monomères à l’aide d’amorceurs et/ou de catalyseurs pour créer un site monomère réactif connu sous le nom de résidu monomère. Le résidu monomère initie une série de réactions en cascade entre les sites monomères réactifs et d’autres monomères conduisant d’abord à des macromolécules et formant finalement le polymère par des mécanismes de polymérisation tels que des réactions d’addition ou de condensation. Le polymère peut également contenir des groupes fonctionnels pendants reliés au squelette à divers endroits le long du squelette. La nomenclature des polymères est généralement basée sur le type de résidus monomères comprenant le polymère. Un polymère formé à partir d’un type de résidu monomère est appelé homopolymère. Un polymère formé à partir de deux ou de plusieurs types différents de résidus monomères est appelé un copolymère. Le nombre d’unités répétitives d’un polymère est appelé longueur de chaîne du polymère. Le nombre d’unités répétitives d’un polymère peut aller d’environ 11 à plus de 10 000. Dans un copolymère, les unités répétitives de chacun des résidus monomères peuvent être disposées de diverses manières le long de la chaîne polymère. Par exemple, les unités répétitives peuvent être aléatoires, alternées, périodiques ou en bloc. Les conditions de la réaction de polymérisation peuvent être ajustées pour aider à contrôler le nombre moyen d’unités répétitives (la longueur de chaîne moyenne) du polymère. Les molécules de polymère peuvent être réticulées. Tel qu’utilisé ici, une « réticulation » et toutes ses variantes grammaticales sont une liaison entre deux ou plusieurs molécules de polymère. Les molécules polymères réticulées peuvent former un réseau polymère. Un polymère a un poids moléculaire moyen, qui est directement lié à la longueur moyenne de la chaîne du polymère. Le poids moléculaire moyen d’un polymère a un impact sur certaines des caractéristiques physiques d’un polymère ; par exemple, sa solubilité, sa résistance et sa dispersibilité. Pour un copolymère, chacun des monomères sera répété un certain nombre de fois (nombre d’unités répétées). Le poids moléculaire moyen (M W ) d’un copolymère peut être exprimé comme suit : Où w x est la fraction de poids des molécules dont le poids est M x . Le polymère peut être n’importe quel polymère qui gonfle en présence de dioxyde de carbone. Les polymères gonflant par le carbone peuvent posséder une basse température de transition vitreuse ( par exemple , moins de -55 °C (-67 °F)), une polarité modérée et une faible masse moléculaire ( par exemple , moins de 300 000). Le polymère peut être un élastomère. Un élastomère est un polymère naturel ou synthétique qui possède des propriétés élastiques. Le caoutchouc est un exemple courant d’élastomère. Le polymère peut être du polychloroprène ou du caoutchouc acrylonitrile butadiène. Le polymère peut également être un polymère à base d’amine. L’amine peut être une polyamine organique ou inorganique ou un oligomère d’amine. Le polymère peut également être un polymère à base aliphatique. Un exemple de réaction chimique pour l’absorption de dioxyde de carbone par la monoéthanolamine est présenté ci-dessous dans l’équation 1. CO 2 + 2 HOCH 2 CH 2 NH 2 ↔ HOCH 2 CH 2 NH 3 + + HOCH 2 CH 2 NHCO 2 − Éq. (1) Le polymère peut être la polyéthylèneimine (PEI), qui est une combinaison d’un polymère à base aminé et d’un polymère à base aliphatique et qui utilise un mécanisme de réaction. L’azote de la PEI peut se lier au dioxyde de carbone. Ainsi, le carbone peut être lié à différents sites de réaction des polyamines. D’autres polymères gonflant par le carbone comprennent, sans s’y limiter, la monoéthanolamine (MEA), la diéthanolamine (DEA), la diisopropylamine, la tétraéthylènepentamine (TEPA), la dodécylamine, le 3-aminopropyltriéthoxysilane, la tris(2-aminoéthyl)amine, l’aziridine et la poly(l-lysine). Ces amines peuvent réagir avec le dioxyde de carbone par la présence de groupes aminés primaires, secondaires et/ou tertiaires. La teneur en eau du puits de forage peut influencer le site de réaction ; par exemple, les réactions aux amines tertiaires sont plus susceptibles de se produire avec une teneur en eau plus élevée. Certains polymères peuvent ne pas être capables de gonfler en présence de gaz carbonique. Par conséquent, les procédés peuvent en outre comprendre la combinaison de l’eau avec le dioxyde de carbone au-dessus du sol ou à l’intérieur du puits de forage. L’eau est polaire et peut dissocier le dioxyde de carbone, qui est non polaire, en acide carbonique. Le polymère peut également gonfler en présence d’acide carbonique, qui est considéré comme un mélange de dioxyde de carbone et d’un fluide à base d’eau. En plus du gonflement, l’élément d’étanchéité peut également résister aux pressions du puits de forage et maintenir une intégrité structurale dans le puits de forage. L’élément d’étanchéité peut être capable de résister à une pression spécifiée. Tel qu’utilisé ici, le terme « résister » et toutes ses variantes grammaticales, signifie sans perdre d’intégrité structurelle ; par exemple, sans perdre la capacité d’étanchéité du composant. L’élément d’étanchéité peut être capable de résister à des pressions dans la plage d’environ 100 à environ 15 000 livres-force par pouce carré (psi). Selon l’un quelconque des modes de réalisation, le polymère gonflant par le carbone peut être sélectionné de sorte que l’élément d’étanchéité soit capable de résister à une pression spécifiée et que l’intégrité structurelle soit maintenue dans un environnement acide. Les polymères polaires, tels que le polychloroprène, sont considérés comme compatibles dans les environnements aqueux et acides. Le degré de réticulation du polymère peut affecter les caractéristiques du polymère. Par exemple, plus le degré de réticulation est faible, plus le volume d’expansion qui peut se produire est important. À titre d’exemple, un degré plus faible de réticulation peut diminuer la résistance et l’intégrité structurelle globale de l’élément d’étanchéité. Selon l’un quelconque des modes de réalisation, le degré de réticulation du polymère est choisi de sorte que l’élément d’étanchéité gonfle d’un volume souhaité dans le dioxyde de carbone. Le polymère peut avoir un degré élevé de réticulation. Selon certains modes de réalisation, le polymère ne forme pas un grand réseau polymère réticulé. De grands réseaux de polymères peuvent empêcher le polymère de gonfler le volume souhaité. Le polymère peut également être non réticulé ou avoir un faible degré de réticulation. Les polymères liquides de faible masse moléculaire peuvent être réticulés pour former un solide. Selon ces modes de réalisation, l’élément d’étanchéité peut en outre comprendre une charge ou un autre composé qui fournit une résistance accrue ou modifie les propriétés de l’élément d’étanchéité. À titre d’exemple, un polymère non réticulé peut être inclus dans l’élément d’étanchéité (qui peut fournir le volume d’expansion souhaité) et un polymère hautement réticulé peut être inclus dans l’élément d’étanchéité (qui peut fournir la résistance et l’intégrité structurelle souhaitées). La phase continue de l’élément d’étanchéité peut être constituée d’un polymère plus résistant et la phase discontinue peut être constituée d’un polymère gonflable par le carbone. Des combinaisons de charges et de différents polymères avec différents degrés de réticulation peuvent être incluses dans l’élément d’étanchéité pour fournir le volume souhaité de dilatation et de résistance. Des combinaisons de matériaux peuvent également être utilisées en fonction de la présence d’eau dans le puits de forage, de la température du puits de forage et des pressions du puits de forage. Par exemple, une charge peut être incluse dans l’élément d’étanchéité via un mélange ou en tant que revêtement de surface, par exemple, pour favoriser l’absorption d’eau dans l’élément d’étanchéité. La charge peut être hygroscopique et peut comprendre, sans s’y limiter, la silice (y compris de la silice mésoporeuse, de la silice amorphe, des feuilles de silice et des granulés), les nanotubes, l’alumine, la zéolite, le carbone (y compris des nanotubes, du graphène et du charbon actif), les silicates (y compris de l’aluminosilicate, de l’argile, des nanotubes d’halloysite et de la bentonite), la cellulose, le métal (y compris les nanotubes de titinate), la résine microporeuse, le glycol (y compris le polyéthylène glycol) et les matériaux à base de métal ou les matériaux d’ossature organométallique, qui sont discutés plus en détail ci-dessous. La quantité de carbone captée par l’élément d’étanchéité polymérique peut varier, en partie, en fonction des matériaux utilisés pour fabriquer l’élément d’étanchéité, de la température du puits de forage et de la pression hydrostatique du puits de forage. À titre d’exemple, selon les conditions de forage, la PEI peut capter entre 5 % et 30 % en poids de dioxyde de carbone. La sélection des matériaux ( par exemple , les polymères exacts utilisés et les charges ou autres composés), le degré de réticulation, et les concentrations des matériaux peuvent être sélectionnées pour fournir le % en poids (%poids) souhaité de dioxyde de carbone capturé, y compris le dioxyde de carbone dans l’eau, le volume de gonflement souhaité et la résistance souhaitée de l’élément d’étanchéité. Un autre exemple de matériau gonflable par le carbone pouvant être inclus dans l’élément d’étanchéité est un matériau à base de métal. Le matériau à base de métal peut inclure un composé qui comprend un ossature comprenant des nœuds métalliques qui sont liés par des ponts de ligands organiques. Des exemples de métaux pour le matériau à base de métal comprennent, mais sans s’y limiter, le magnésium, le fer, le calcium, l’aluminium, l’étain, le zinc, le béryllium, le baryum, le manganèse ou toute combinaison de ceux-ci. Les métaux préférés comprennent le magnésium, le calcium et l’aluminium. Le matériau à base de métal peut comprendre un alliage métallique. Tel qu’utilisé ici, le terme « alliage métallique » signifie un mélange de deux éléments ou plus, dans lequel au moins l’un des éléments est un métal. Le ou les autres éléments peuvent être un non-métal ou un métal différent. Un exemple d’alliage métallique et non métallique est l’acier, comprenant l’élément métallique fer et l’élément non métallique carbone. Un exemple de métal et d’alliage métallique est le bronze, comprenant les éléments métalliques cuivre et étain. Il doit être compris que l’utilisation du terme « métal » est destinée à inclure les métaux purs et les alliages métalliques. Des exemples d’alliages métalliques appropriés pour le matériau à base de métal comprennent, mais sans s’y limiter, tout alliage de magnésium, calcium, aluminium, étain, zinc, béryllium, baryum, manganèse ou toute combinaison de ceux-ci. Les alliages de métaux privilégiés incluent les alliages de magnésium-zinc, de magnésium-aluminium, de calcium-magnésium ou d’aluminium-cuivre. Les éléments non métalliques de l’alliage métallique peuvent comprendre, mais sans s’y limiter, le graphite, le carbone, le silicium et le nitrure de bore. Le matériau à base de métal peut absorber le dioxyde de carbone par une réaction chimique dans laquelle le dioxyde de carbone est capté dans l’élément d’étanchéité et l’élément d’étanchéité gonfle. Le matériau à base de métal peut absorber le dioxyde de carbone par un processus de carbonatation minérale. Les silicates métalliques sont un exemple de matériau pouvant être utilisé pour absorber le dioxyde de carbone par carbonatation minérale. Le silicate métallique peut être, par exemple, du silicate de magnésium (Mg 2 SiO 4 ), du silicate de fer (Fe 2 SiO 4 ) ou du silicate de carbone (CaSiO 3 ). Le silicate peut comprendre un minéral d’olivine (un silicate de magnésium et de fer) ou un minéral de serpentine. Le silicate peut également être mafique ou ultramafique. Les minéraux ultramafiques ont généralement une teneur en silice plus faible et une teneur en minéraux plus élevée que les minéraux mafiques. Les équations 2 à 4 ci-dessous montrent les réactions de carbonatation minérale d’un silicate métallique représentatif avec du gaz carbonique et éventuellement de l’eau. (Mg,Fe)2SiO 4 +2CO 2 → 2(Mg,Fe)CO 3 +SiO 2 É q . (2) 6(Mg,Fe)2SiO 4 + 12h 2 O + 6CO 2 →2(Mg,Fe) 3 Si 2 O 5 (OH) 4 + 2Fe 3 O 4 + 8H 2 + 6MgCO 3 + 2SiO 2 Éq. (3) (Mg,Fe) 3 Si 2 O 5 (OH) 4 +3CO 2 → 3(Mg,Fe)CO 3 +2SiO 2 +2H 2 O É q. (4) Les silicates métalliques peuvent absorber plus de dioxyde de carbone que certains matériaux polymériques gonflant par le carbone. À titre d’exemple, les silicates métalliques peuvent absorber 100 % en poids de dioxyde de carbone. Avec une activité CO 2 élevée, l’équation 2 est la réaction la plus susceptible de se produire et formera de la magnésite sans serpentine. En examinant l’équation 2 pour le silicate de magnésium, on peut voir que la réaction d’une mole de silicate de magnésium avec du dioxyde de carbone nécessite 37 cc de silicate métallique gonflant par le carbone et donne 56 cc de carbonate de magnésium et 45 cc de dioxyde de silicium. Par conséquent, il y a une expansion volumétrique de 270 % du matériau gonflant par le carbone. D’autres matériaux à base de métal qui gonflent au carbone comprennent non seulement les silicates mais également les zirconates ( par exemple , le zirconate de lithium ayant une absorption de 13 % en poids), les aluminates ( par exemple , l’aluminate de lithium), les oxydes ( par exemple , l’oxyde de lithium ayant une absorption de 140 % en poids et les oxydes de calcium ayant une absorption de 19 % en poids), et les hydroxydes ( par exemple , l’hydroxyde de calcium ayant une absorption de 33 %, l’hydroxyde de silicate de magnésium et l’hydroxyde de sodium). Le matériau à base de métal peut être sélectionné pour fournir l’absorption de carbone et le gonflement souhaités. La FIG. 3 est un graphique montrant la forme d’équilibre qu’un matériau à base de métal peut changer en d’autres formes avec un changement de température. Comme on peut le voir sur la FIG. 3 , le matériau à base de métal peut absorber le carbone dans une large gamme de températures et de pressions hydrostatiques et la forme d’équilibre peut changer pour compenser les changements de température et de pression dans le puits de forage. Un autre exemple de matériau à base de métal pouvant être inclus dans l’élément d’étanchéité est un matériau d’ossature organométallique. Un « matériau d’ossature organométallique » est un matériau hybride inorganique-organique qui est composé d’agrégats d’ions métalliques ou d’ions métalliques et de ligands de pontage organiques. L’absorption de dioxyde de carbone des matériaux à base de métal peut dépendre des températures du puits de forage. Par rapport aux polymères gonflant par le carbone, un matériau d’ossature organométallique peut absorber plus de CO 2 à des températures plus basses. Par conséquent, le volume de dilatation de l’élément d’étanchéité à des températures plus basses peut être beaucoup plus important avec des matériaux d’ossature organométallique qu’avec des matériaux polymères. À titre d’exemple, un matériau d’ossature métallo-organique connu sous le nom d’UMCM-1-NH2-MA est un matériau cristallin de l’Université du Michigan où plusieurs ligands organiques sont synthétisés dans des conditions solvothermiques avec deux canaux de pores différents. La fonctionnalité -NH 2 libre du composant organique est disponible pour réagir avec l’anhydride d’alkyle pour former la fonctionnalité amide correspondante, ce qui augmente la stabilité à l’humidité et l’adsorption de CO 2 . L’UMCM-1-NH2-MA absorbe 2 % en poids de dioxyde de carbone à 18 bar à 25 °C. Un autre matériau d’ossature organométallique basé sur un réseau de coordination poreux et connu sous le nom de PCN-5 absorbe 21 % en poids de CO 2 à 1 bar à -78 °C. Selon l’un quelconque des modes de réalisation, le matériau d’ossature organométallique a un rapport surface/masse élevé. Par exemple, le matériau peut avoir une détermination de surface par le procédé Brunauer-Emmet-Teller (BET) supérieure à 1 m 2 par gramme ou de préférence supérieure à 100 m 2 par gramme. Comme mentionné précédemment concernant la discussion des matériaux polymères gonflant par le carbone, l’élément d’étanchéité peut comprendre plus d’un type de matériau gonflant par le carbone ainsi que des liants, des charges ou d’autres composés. À titre d’exemple, la phase continue de l’élément d’étanchéité peut être constituée à partir d’un polymère gonflant au carbone, d’un polymère qui ne gonfle pas en présence de dioxyde de carbone, d’associations de polymères gonflables et non gonflables, et d’une phase discrète du matériau à base de métal. De cette manière, l’élément d’étanchéité peut être conçu pour absorber et capturer une quantité souhaitée de carbone à diverses températures et pressions, gonfler le volume souhaité et maintenir la résistance et l’intégrité structurelle souhaitées. Un exemple non limitatif comprend une combinaison d’un matériau à base de métal et de polymères de sorte qu’il y ait une expansion volumétrique constante sur une large plage de températures en utilisant le coefficient de température négatif du matériau d’ossature organométallique et le coefficient de température positif des polymères. Les procédés comprennent la mise en contact de l’élément d’étanchéité avec le dioxyde de carbone. Le dioxyde de carbone peut être situé dans une formation souterraine ou dans le puits de forage. Le dioxyde de carbone peut faire partie d’un fluide de formation. Le dioxyde de carbone peut entrer en contact avec l’élément d’étanchéité lors de la production du fluide de formation, par exemple. Le fluide de formation peut également comprendre de l’eau. Le dioxyde de carbone peut réagir avec l’eau pour former de l’acide carbonique. En fonction du matériau gonflant par le carbone inclus dans l’élément d’étanchéité, l’élément d’étanchéité peut gonfler en présence d’acide carbonique. Le dioxyde de carbone peut également être injecté dans le puits de forage. Le dioxyde de carbone pour injection peut être en phase gazeuse, en phase liquide ou en phase liquide supercritique. Le dioxyde de carbone peut également être injecté dans le puits de forage dans un fluide porteur. Le fluide porteur peut comprendre de l’eau et d’autres composants. Le fluide d’injection, qui comprend le dioxyde de carbone et éventuellement l’acide carbonique si de l’eau est présente, peut entrer en contact avec l’élément d’étanchéité. De cette manière, le dioxyde de carbone peut être capté par l’élément d’étanchéité et empêché de se libérer dans l’atmosphère. Les procédés peuvent également comprendre la récupération de l’outil de fond de trou ; par exemple, l’assemble de la garniture d’étanchéité. L’outil de fond de trou ou certains composants de l’outil de fond de trou peuvent être fraisés. À titre d’autre exemple, l’élément d’étanchéité peut être amené ou autorisé à se transformer au moins partiellement dans un état pré-gonflé. L’outil de fond de trou peut ensuite être récupéré du puits de forage avec un outil de récupération, tel qu’un outil de pêche, par exemple. Un exemple de transformation au moins partielle de l’élément d’étanchéité en un état pré-gonflé peut comprendre l’augmentation de la température dans la zone adjacente à l’élément d’étanchéité. À titre d’exemple, le chauffage de PEI au-dessus d’une température de seuil entraîne la libération d’au moins une partie du carbone capté, ce qui entraîne une diminution du volume de l’élément d’étanchéité et permet de récupérer l’outil de fond de trou. La température seuil varie selon la forme de la PEI, la teneur en eau de l’environnement et la pression hydrostatique, et peut aller de 45 °C à 200 °C (113 °F à 392 °F). Un mode de réalisation de la présente divulgation est un procédé de capture de carbone dans une formation souterraine comprenant : l’installation d’un élément d’étanchéité dans un puits de forage qui pénètre dans la formation souterraine, dans lequel l’élément d’étanchéité gonfle en présence de dioxyde de carbone ; et la mise en contact de l’élément d’étanchéité avec le dioxyde de carbone. Éventuellement, le procédé comprend en outre le fait l’élément d’étanchéité fasse partie d’un ensemble de garniture d’étanchéité, d’un outil de fond de trou ou d’un bouchon, et que l’élément d’étanchéité crée un joint, forme un ancrage, ou crée un joint et forme un ancrage dans le puits de forage après la mise en contact de l’élément d’étanchéité avec du dioxyde de carbone. Éventuellement, le procédé comprend en outre le fait que l’élément d’étanchéité gonfle dans une plage de 20 % à 300 % en volume. Éventuellement, le procédé comprend en outre le fait que l’élément d’étanchéité gonfle d’un volume suffisant de sorte que l’élément d’étanchéité crée le joint en s’engageant dans un diamètre intérieur d’une colonne de production, d’un tubage ou d’une paroi de puits de forage après que l’élément d’étanchéité a été mis en contact avec le dioxyde de carbone, ce qui empêche ou restreint sensiblement le fluide de s’écouler au-delà de l’élément d’étanchéité. Éventuellement, le procédé comprend en outre le fait que l’élément d’étanchéité comprenne un polymère gonflable au carbone. Éventuellement, le procédé comprend en outre le fait que le polymère gonflable au carbone soit un élastomère. Éventuellement, le procédé comprend en outre le fait que le polymère gonflable au carbone soit choisi à partir du caoutchouc, d’un polymère à base d’amine ou d’un polymère à base aliphatique. Éventuellement, le procédé comprend en outre le fait que le polymère gonflable au carbone soit 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. Éventuellement, le procédé comprend en outre le fait que le polymère gonflable au carbone soit un polymère non réticulé ou ait un faible degré de réticulation. Éventuellement, le procédé comprend en outre le fait que l’élément d’étanchéité comprenne en outre un polymère non gonflable au carbone, une charge ou des combinaisons de ceux-ci. Éventuellement, le procédé comprend en outre le fait que l’élément d’étanchéité comprenne 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. Éventuellement, le procédé comprend en outre le fait qu’un métal du matériau à base de métal soit choisi dans le groupe constitué de magnésium, fer, calcium, aluminium, étain, zinc, béryllium, baryum, manganèse, d’alliages de l’un quelconque des éléments précédents, et leurs combinaisons. Éventuellement, le procédé comprend en outre le fait que le matériau à base de métal soit choisi parmi les silicates métalliques, les zirconates métalliques, les aluminates métalliques, les oxydes métalliques ou les hydroxydes métalliques. Éventuellement, le procédé comprend en outre le fait que le matériau à base de métal soit un matériau d’ossature organométallique. Éventuellement, le procédé comprend en outre le fait que l’élément d’étanchéité comprenne en outre une phase continue d’un matériau élastomère et une phase discrète du matériau à base de métal sous forme de particules. Éventuellement, le procédé comprend en outre le fait que le matériau élastomère soit un polymère gonflable au carbone, un polymère non gonflable au carbone, ou des combinaisons de ceux-ci. Éventuellement, le procédé comprend en outre le fait que l’élément d’étanchéité résiste à des pressions comprises entre 100 et 15 000 livres force par pouce carré. Éventuellement, le procédé comprend en outre le fait qu’un fluide de formation souterraine comprenne le dioxyde de carbone ou qu’un fluide d’injection comprenne le dioxyde de carbone. Un autre mode de réalisation de la présente divulgation est un système de puits comprenant : un puits de forage qui pénètre dans une formation souterraine ; une c olonne de production située à l’intérieur du puits de forage ; et un élément d’étanchéité situé adjacent à la colonne de production, l’élément d’étanchéité gonflant en présence de dioxyde de carbone. Éventuellement, le système de puits comprend également le fait que l’élément d’étanchéité fasse partie d’un ensemble de garniture d’étanchéité, d’un outil de fond de trou ou d’un bouchon, et le fait que l’élément d’étanchéité crée un joint, forme une ancrage, ou crée un joint et forme un ancrage dans le puits de forage après avoir mis en contact l’élément d’étanchéité avec le dioxyde de carbone. Éventuellement, le système de puits comprend en outre le fait que l’élément d’étanchéité gonfle dans une plage de 20 % à 300 % en volume. Éventuellement, le système de puits comprend en outre le fait que l’élément d’étanchéité gonfle d’un volume suffisant de sorte que l’élément d’étanchéité crée le joint en s’engageant dans un diamètre intérieur d’une colonne de production, d’un tubage ou d’une paroi de puits de forage après que l’élément d’étanchéité a été mis en contact avec le dioxyde de carbone, grâce à quoi le fluide est empêché ou sensiblement restreint de s’écouler au-delà de l’élément d’étanchéité. Éventuellement, le système de puits comprend en outre le fait que l’élément d’étanchéité comprenne un polymère gonflable au carbone. Éventuellement, le système de puits comprend en outre le fait que le polymère gonflable au carbone soit un élastomère. Éventuellement, le système de puits comprend en outre le fait que polymère gonflable au carbone soit choisi à partir du caoutchouc, d’un polymère à base d’amine ou d’un polymère à base aliphatique. Éventuellement, le système de puits comprend en outre le fait que le polymère gonflable au carbone soit choisi dans le groupe constitué de caoutchouc polychloroprène, de caoutchouc acrylonitrile butadiène, de polyéthylèneimine, de monoéthanolamine, de diéthanolamine, de diisopropylamine, de tétraéthylènepentamine, de dodécylamine, de 3-aminopropyltriéthoxysilane, de tris(2-aminoéthyl)amine, d’aziridine, de poly(l-lysine) et de leurs combinaisons. Éventuellement, le système de puits comprend en outre le fait que le polymère gonflable au carbone soit un polymère non réticulé ou ait un faible degré de réticulation. Éventuellement, le système de puits comprend en outre le fait que l’élément d’étanchéité comprenne en outre un polymère non gonflable au carbone, une charge ou des combinaisons de ceux-ci. Éventuellement, le système de puits comprend en outre le fait que l’élément d’étanchéité comprenne 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. Éventuellement, le système de puits comprend en outre le fait qu’un métal du matériau à base de métal soit choisi dans le groupe constitué de magnésium, fer, calcium, aluminium, étain, zinc, béryllium, baryum, manganèse, d’alliages de l’un quelconque des éléments précédents, et leurs combinaisons. Éventuellement, le système de puits comprend en outre le fait que le matériau à base de métal soit choisi parmi les silicates métalliques, les zirconates métalliques, les aluminates métalliques, les oxydes métalliques ou les hydroxydes métalliques. Éventuellement, le système de puits comprend en outre le fait que le matériau à base de métal soit un matériau d’ossature organométallique. Éventuellement, le système de puits comprend en outre le fait que l’élément d’étanchéité comprenne en outre une phase continue d’un matériau élastomère et une phase discrète du matériau à base de métal sous forme de particules. Éventuellement, le système de puits comprend en outre le fait que le matériau élastomère soit un polymère gonflable au carbone, un polymère non gonflable au carbone, ou des combinaisons de ceux-ci. Éventuellement, le système de puits comprend en outre le fait que l’élément d’étanchéité résiste à des pressions comprises entre 100 et 15 000 livres force par pouce carré. Éventuellement, le système de puits comprend en outre le fait qu’un fluide de formation souterraine comprenne le dioxyde de carbone ou qu’un fluide d’injection comprenne le dioxyde de carbone. Un autre mode de réalisation de la présente divulgation est un outil de fond de trou comprenant : un mandrin ; et un élément d’étanchéité situé adjacent au mandrin, l’élément d’étanchéité gonflant en présence de dioxyde de carbone. Éventuellement, l’outil de fond de trou comprend en outre le fait que l’élément d’étanchéité fasse partie d’un ensemble de garniture d’étanchéité, d’un outil de fond de trou ou d’un bouchon, et le fait que l’élément d’étanchéité crée un joint, forme une ancrage, ou crée un joint et forme un ancrage dans le puits de forage après avoir mis en contact l’élément d’étanchéité avec le dioxyde de carbone. Éventuellement, l’outil de fond de trou comprend en outre le fait que l’élément d’étanchéité gonfle dans une plage de 20 % à 300 % en volume. Éventuellement, l’outil de fond de trou comprend en outre le fait que l’élément d’étanchéité gonfle d’un volume suffisant de sorte que l’élément d’étanchéité crée le joint en s’engageant dans un diamètre intérieur d’une colonne de production, d’un tubage ou d’une paroi de puits de forage après que l’élément d’étanchéité a été mis en contact avec le dioxyde de carbone, grâce à quoi le fluide est empêché ou sensiblement restreint de s’écouler au-delà de l’élément d’étanchéité. Éventuellement, l’outil de fond de trou comprend en outre le fait que l’élément d’étanchéité comprenne un polymère gonflable au carbone. Éventuellement, l’outil de fond de trou comprend en outre le fait que le polymère gonflable au carbone soit un élastomère. Éventuellement, l’outil de fond de trou comprend en outre le fait que le polymère gonflable au carbone soit choisi à partir du caoutchouc, d’un polymère à base d’amine ou d’un polymère à base aliphatique. Éventuellement, l’outil de fond de trou comprend en outre le fait que le polymère gonflable au carbone soit choisi dans le groupe constitué de caoutchouc polychloroprène, de caoutchouc acrylonitrile butadiène, de polyéthylèneimine, de monoéthanolamine, de diéthanolamine, de diisopropylamine, de tétraéthylènepentamine, de dodécylamine, de 3-aminopropyltriéthoxysilane, de tris(2-aminoéthyl)amine, d’aziridine, de poly(l-lysine) et de leurs combinaisons. Éventuellement, l’outil de fond de trou comprend en outre le fait que le polymère gonflable au carbone soit un polymère non réticulé ou ait un faible degré de réticulation. Éventuellement, l’outil de fond de trou comprend en outre le fait que l’élément d’étanchéité comprenne un polymère non gonflable au carbone, une charge ou des combinaisons de ceux-ci. Éventuellement, l’outil de fond de trou comprend en outre le fait que l’élément d’étanchéité comprenne un matériau à base de métal, le matériau à base de métal étant un composé comprenant une ossature et des nœuds métalliques qui sont reliés entre eux par des ponts de ligands organiques. Éventuellement, l’outil de fond de trou comprend en outre le fait qu’un métal du matériau à base de métal soit choisi dans le groupe composé de magnésium, fer, calcium, aluminium, étain, zinc, béryllium, baryum, manganèse, d’alliages de l’un quelconque des éléments précédents et leurs combinaisons. Éventuellement, l’outil de trou de fond comprend en outre le fait que le matériau à base de métal soit choisi parmi les silicates métalliques, les zirconates métalliques, les aluminates métalliques, les oxydes métalliques ou les hydroxydes métalliques. Éventuellement, l’outil de fond de trou comprend en outre le fait que le matériau à base de métal soit un matériau d’ossature organométallique. Éventuellement, l’outil de fond de trou comprend en outre le fait que l’élément d’étanchéité comprenne une phase continue d’un matériau élastomère et une phase discrète du matériau à base de métal sous forme de particules. Éventuellement, l’outil de fond de trou comprend en outre le fait que le matériau élastomère soit un polymère gonflable au carbone, un polymère non gonflable au carbone, ou des combinaisons de ceux-ci. Éventuellement, l’outil de fond de trou comprend en outre l’élément d’étanchéité qui résiste à des pressions comprises entre 100 et 15 000 livres force par pouce carré. Éventuellement, l’outil de trou de fond comprend en outre le fait qu’un fluide de formation souterraine comprenne le dioxyde de carbone ou qu’un fluide d’injection comprenne le dioxyde de carbone. Par conséquent, les divers modes de réalisation sont bien adaptés pour atteindre les objectifs et les avantages mentionnés, ainsi que ceux qui y sont inhérents. Les modes de réalisation particuliers décrits ci-dessus ne sont qu’illustratifs, car les divers modes de réalisation peuvent être modifiés et mis en pratique de manières différentes mais équivalentes qui apparaîtront de manière évidente à l’homme du métier bénéficiant des enseignements contenus ici. En outre, aucune limite n’est prévue pour les détails de construction ou de conception présentés dans la présente invention, autre que celles décrites dans les revendications ci-dessous. Il est par conséquent évident que les modes de réalisation illustratifs particuliers décrits ci-dessus peuvent être changés ou modifiés et que toutes ces variations sont considérées dans la portée et dans l’esprit de la présente invention. Tels qu’utilisés ici, les mots « comprendre », « avoir », « inclure » et toutes leurs variantes grammaticales sont chacun destinés à avoir une signification ouverte, non limitative qui n’exclut pas des éléments ou étapes supplémentaires. Bien que les compositions, les systèmes et les procédés soient décrits ici comme « comprenant », « contenant » ou « incluant » divers composants ou diverses étapes, les compositions, les systèmes et les procédés peuvent également être « composés essentiellement des » ou « composés des » divers composants et des diverses étapes. Il convient également de comprendre que, tels qu’ils sont utilisés ici, « premier », « deuxième » et « troisième » sont attribués arbitrairement et sont simplement destinés à différencier entre deux ou plusieurs zones, éléments d’étanchéité, etc. , selon le cas., et n’indiquent aucune séquence. De plus, il doit être entendu que la simple utilisation du mot « premier » n’exige pas qu’il y ait un « second », et la simple utilisation du mot « deuxième » n’exige pas qu’il y ait un « troisième », etc. Chaque fois qu’une plage numérique avec une limite inférieure et une limite supérieure est décrite, tout nombre et toute plage incluse compris dans la plage sont spécifiquement décrits. En particulier, chaque plage de valeurs (de la forme, « d’environ a à environ b » ou, de façon équivalente, « d’environ a à b », ou, de façon équivalente, « d’environ a-b ») décrite ici doit être comprise comme décrivant chaque nombre et chaque plage englobés à l’intérieur de la plage de valeurs la plus large. En outre, les termes dans les revendications ont leur sens ordinaire et habituel, sauf indication contraire explicite et clairement définie par le titulaire du brevet. En cas de conflit dans les utilisations d’un mot ou d’un terme de la présente description et d’un ou de plusieurs brevets ou autres documents pouvant être incorporés ici pour référence, les définitions compatibles avec la présente description doivent être adoptées. Énoncé 1. Procédé de capture de carbone dans une formation souterraine comprenant : l’installation d’un élément d’étanchéité dans un puits de forage qui pénètre dans la formation souterraine, dans lequel l’élément d’étanchéité gonfle en présence de dioxyde de carbone ; et la mise en contact de l’élément d’étanchéité avec du dioxyde de carbone. Énoncé 2. Procédé selon l’énoncé 1, dans lequel l’élément d’étanchéité fait partie d’un ensemble de garniture d’étanchéité, d’un outil de fond de trou ou d’un bouchon, et dans lequel l’élément d’étanchéité crée un joint, forme une ancre ou crée un joint et forme une ancre à l’intérieur du puits de forage après la mise en contact de l’élément d’étanchéité avec du dioxyde de carbone. Énoncé 3. Procédé selon l’énoncé 1 ou 2, dans lequel l’élément d’étanchéité gonfle dans une plage de 20 % à 300 % en volume. Énoncé 4. Procédé selon les énoncés 1 à 3, dans lequel l’élément d’étanchéité comprend un polymère gonflable au carbone, dans lequel le polymère gonflable au carbone est un élastomère ou choisi parmi le caoutchouc, un polymère à base d’amine ou un polymère à base aliphatique. Énoncé 5. Procédé selon l’énoncé 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. Énoncé 6. Procédé selon les énoncés 1 à 3, dans lequel l’élément d’étanchéité comprend un matériau à base de métal, dans lequel le matériau à base de métal est un composé comprenant une structure et des nœuds métalliques qui sont liés entre eux par des ponts ligands organiques. Énoncé 7. Procédé selon l’énoncé 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 des combinaisons de ceux-ci, 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. Énoncé 8. Procédé selon l’énoncé 6, dans lequel le matériau à base de métal est un matériau à ossature organométallique. Énoncé 9. Procédé selon l’énoncé 6, dans lequel l’élément d’étanchéité comprend en outre une phase continue d’un matériau élastomère et une phase discrète du matériau à base de métal sous la forme de particules, et dans lequel le matériau élastomère est un polymère gonflable au carbone, un polymère non gonflable au carbone, ou des combinaisons de ceux-ci. Énoncé 10. Système de puits comprenant : un puits de forage qui pénètre dans une formation souterraine ; une colonne de production située à l’intérieur du puits de forage ; et un élément d’étanchéité situé à côté de la colonne de production, l’élément d’étanchéité gonflant en présence de dioxyde de carbone. 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, dans lequel l’élément d’étanchéité gonfle en présence de dioxyde de carbone, et dans lequel l’élément d’étanchéité comprend un matériau à base de métal, dans lequel le matériau à base de métal est choisi parmi les silicates métalliques, les zirconates métalliques ou les aluminates métalliques ; la mise en contact de l’élément d’étanchéité avec du dioxyde de carbone, et le fait de provoquer ou de permettre à l’élément d’étanchéité d’augmenter son volume par une combinaison d’adsorption de dioxyde de carbone et d’une réaction chimique entre le matériau à base de métal et le dioxyde de carbone. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l’élément d’étanchéité 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 crée un joint, forme une ancre ou crée un joint et forme une ancre à l’intérieur du puits de forage après la mise en contact de l’élément d’étanchéité avec du dioxyde de carbone. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l’élément d’étanchéité gonfle dans une plage de 20 % à 300 % en volume. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’élément d’étanchéité gonfle d’un volume suffisant de sorte que l’élément d’étanchéité crée l’étanchéité en s’engageant avec un diamètre intérieur d’une colonne de production (15), d’un tubage (14) ou d’une paroi de puits de forage après que l’élément d’étanchéité est en contact avec le dioxyde de carbone, ce qui empêche ou restreint sensiblement le fluide de s’écouler au-delà de l’élément d’étanchéité. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’élément d’étanchéité comprend un polymère gonflable au carbone, éventuellement le polymère gonflable au carbone est un élastomère ou choisi parmi le caoutchouc, un polymère à base d’amine, ou un polymère à base aliphatique, ou un polymère non réticulé, et éventuellement l’élément d’étanchéité comprend en outre un polymère non gonflable au carbone, une charge, ou des combinaisons de ceux-ci. Procédé selon la revendication 5, 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 précédentes, 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, les alliages de l’un quelconque des éléments précédents, et leurs combinaisons. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le matériau à base de métal est un matériau de structure organométallique. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’élément d’étanchéité comprend en outre une phase continue d’un matériau élastomère et une phase discrète du matériau à base de métal sous la forme de particules, et éventuellement dans lequel le matériau élastomère est un polymère gonflable au carbone, un polymère non gonflable au carbone, ou des combinaisons de ceux-ci. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’élément d’étanchéité résiste à des pressions dans la plage de 100 à 15 000 livres-force par pouce carré. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un fluide de formation souterraine comprend le dioxyde de carbone ou un fluide d’injection comprend le dioxyde de carbone. Système de puits (10) comprenant : un puits (11) qui pénètre dans une formation souterraine (12) ; une colonne de production (15) située à l’intérieur du puits de forage ; et un élément d’étanchéité (21) situé à proximité de la colonne de production, dans lequel l’élément d’étanchéité gonfle en présence de dioxyde de carbone, et dans lequel l’élément d’étanchéité comprend un matériau à base de métal, dans lequel le matériau à base de métal est choisi parmi les silicates métalliques, les zirconates métalliques ou les aluminates métalliques, et dans lequel l’élément d’étanchéité est configuré pour augmenter de volume par une combinaison d’adsorption de dioxyde de carbone et d’une réaction chimique entre le matériau à base de métal et le dioxyde de carbone. Système de puits selon la revendication 12, dans lequel l’élément d’étanchéité comprend en outre une phase continue d’un matériau élastomère et une phase discrète du matériau à base de métal sous la forme de particules, et dans lequel le matériau élastomère est un polymère gonflable au carbone, un polymère non gonflable au carbone, ou des combinaisons de ceux-ci. Outil de fond de trou comprenant : un mandrin ; et un élément d’étanchéité (21) situé à proximité du mandrin, dans lequel l’élément d’étanchéité gonfle en présence de dioxyde de carbone, et dans lequel l’élément d’étanchéité comprend un matériau à base de métal, dans lequel le matériau à base de métal est choisi parmi les silicates métalliques, les zirconates métalliques ou les aluminates métalliques, et dans lequel l’élément d’étanchéité est configuré pour augmenter de volume par une combinaison d’adsorption de dioxyde de carbone et d’une réaction chimique entre le matériau à base de métal et le dioxyde de carbone. Outil de fond de trou selon la revendication 14, dans lequel l’élément d’étanchéité comprend en outre une phase continue d’un matériau élastomère et une phase discrète du matériau à base de métal sous la forme de particules, et dans lequel le matériau élastomère est un polymère gonflable au carbone, un polymère non gonflable au carbone, ou des combinaisons de ceux-ci.