La transition énergétique mondiale vers des sources d’énergie plus durables soulève de nombreuses questions sur la gestion des anciens puits de pétrole et de gaz. En effet, ces puits doivent être bouchés afin de protéger l’environnement et d’éviter les fuites. Une nouvelle approche pourrait s’avérer plus respectueuse de l’environnement et moins coûteuse que la solution actuelle.
Un défi majeur pour l’industrie pétrolière et gazière
Au cours des 25 prochaines années, à mesure que le monde s’éloignera des combustibles fossiles, les puits de pétrole et de gaz qui ont soutenu l’ère des combustibles fossiles devront être bouchés. Cela peut paraître anodin, mais ce n’est pas le cas. Rien que sur le plateau continental norvégien, plus de 2 000 puits devront être bouchés.
Selon Harald Linga, directeur du centre SWIPA, un centre d’innovation basé sur la recherche basé au SINTEF, le plus grand institut de recherche indépendant de Scandinavie, le coût de cette réalisation avec la technologie actuelle dépassera 800 milliards de couronnes norvégiennes, soit 73 milliards de dollars américains. Et bien que les compagnies pétrolières soient responsables du colmatage des puits, les contribuables norvégiens devront couvrir 78 % de ces coûts.
Et c’est juste la Norvège. Le nombre total de puits de pétrole dans le monde pourrait se chiffrer en millions, et il faudra un jour tous les boucher.
À la recherche d’alternatives
La technologie actuelle implique l’utilisation d’un bouchon en ciment pouvant mesurer entre 50 et 100 mètres de long. Il s’avère que ces bouchons ne sont pas très efficaces. Elles peuvent développer des fuites à long terme, pour de nombreuses raisons différentes, explique Lewaa Hmadeh, doctorante au Département des géosciences et du pétrole de NTNU, également affilié à SWIPA.
L’un des problèmes les plus préoccupants est que les fuites de puits de pétrole abandonnés peuvent constituer une Source importante d’émissions de gaz à effet de serre.
” Chaque année, l’Association norvégienne du pétrole et du gaz établit une feuille de route pour les nouvelles technologies de colmatage et d’abandon nécessaires pour résoudre les problèmes rencontrés par l’industrie, et depuis 2015, la recherche d’une alternative au ciment a toujours été présente. », a ajouté Lewaa Hmadeh.
Le bismuth, une solution prometteuse
La recherche doctorale de Lewaa Hmadeh porte sur l’étude de l’utilisation des bismuth comme substitut et/ou additif pour boucher les puits. Il est l’un des nombreux scientifiques du monde entier qui tentent de trouver une meilleure solution à ce défi. Et si l’on en croit ses premiers résultats, un mélange de bismuth et d’étain pourrait offrir à l’industrie pétrolière une solution plus sûre et moins coûteuse que le ciment pour boucher les puits.
Les alliages de bismuth sont étanches, ce qui signifie qu’il n’y a aucun risque de fuite à travers le capuchon, explique le scientifique. Et contrairement au ciment, qui se contracte en durcissant, les alliages de bismuth se dilatent en se solidifiant. Ils conservent également leur intégrité sur le long terme, car ils ne sont pas affectés par la corrosion, le CO2 ou le sulfure d’hydrogène. Ils ont également un temps d’installation réduit grâce au durcissement rapide de l’alliage.
Des résultats de laboratoire prometteurs
Des expériences en laboratoire ont comparé les performances des alliages de bismuth à celles des bouchons en ciment. Dans une étude, le chercheur a effectué un test d’étanchéité dans des tuyaux en acier, comparable à un puits de pétrole, avec un bouchon en ciment de 185 mm et un bouchon en alliage bismuth-étain de 121 mm.
Lorsque Lewaa Hmadeh effectuait des essais hydrauliques de «poussée» et des tests de fuite à l’azote gazeux, il a découvert que les bouchons en alliage de bismuth présentaient une résistance plus élevée à la pression appliquée et une migration de gaz réduite par rapport au ciment, ce qui signifie que l’alliage de bismuth assure une meilleure étanchéité.
Il souligne toutefois qu’il reste encore un long chemin à parcourir entre le laboratoire et les puits réels et qu’il reste encore beaucoup à faire.
” Notre équipe chez NTNU fait un excellent travail en rendant publiques et accessibles à tous les connaissances approfondies sur cette nouvelle technologie. », a-t-il indiqué. ” Il est trop tôt pour tirer des conclusions. Mais cette casquette a un gros potentiel. Nous devons le mettre à l’échelle pour voir comment il se comportera à différentes longueurs, ce qui prendra quelques années. »
Les références :
Hmadeh, Lewaa, Manataki, Andriani, Jaculli, Marcelo Anunciação, Elahifar, Behzad et Sigbjørn Sangesland. «Une étude d’étanchéité sur les alliages bismuth-étain pour le colmatage et l’abandon des puits.» SPE J. (2024
