遇油膨胀封隔器胶料的研究与应用_李明晏
遇油 遇水 膨胀 封隔器
遇水遇油膨胀封隔器目录一膨胀橡胶封隔器设计原理及优点二膨胀橡胶封隔器规格及特性三膨胀橡胶封隔器相关测试四不同封隔器的工艺对比五应用案例一、封隔器设计原理及优点在钻完井过程中，传统方法对泥岩层、水层进行层间隔离通常采用机械式封隔器。
然而，采用这种传统方法存在工艺复杂、作业困难、密封效果不好等缺点。
–需安装坐封配套工具–作业过程中工艺复杂–层间隔离密封效果差–实际应用有效期较短机械式封隔器结构图因此，为了解决传统机械式封隔器存在的诸多问题，我公司研发出可替代机械式封隔器的遇水遇油膨胀橡胶封隔器。
我公司生产的膨胀橡胶封隔器是利用膨胀橡胶对油、气井中的碳氢化合物进行热活力吸收从而实现自身膨胀，达到密封管线环空的作用。
其安装方便，即可用于不规则裸眼井眼，又可用于套管内密封。
优点：¾下入方便、作业安全可靠¾无需安装其它坐封工具¾无需注水泥和射孔作业¾可密封不规则的裸眼井眼¾各种地层条件下可实现膨胀密封¾更有效实现层间隔离¾密封性能可靠，使用寿命长定位环橡胶基管¾OSR系列，在井下遇油或油基泥浆可自行膨胀¾WSR系列，在井下遇水或水基泥浆可自行膨胀。
¾WOSR系列，在井下遇油水混合液，可自行膨胀。
按橡胶性能分类结构二：膨胀橡胶一体式封隔器SP系列结构一：膨胀橡胶套式封隔器SR系列按封隔器结构分类膨胀橡胶套SR系列（型号一）膨胀的橡胶套SR长度（mm）：300、600、800，可以根据不同的地层环境进行相应配置。
ACBD1234编号12 3 4封隔器长度mm A1975252530753625单个橡胶体长度mm B300 300 300 300母扣卡瓦位长度mm C 800-1100800-1100800-1100800-1100公扣卡瓦位长度mm D 350-450350-450350-450350-450膨胀橡胶一体式封隔器SP 系列（型号二）长度（m ）：2.5，3，3. 5可以根据不同的地层环境进行相应配置。
遇油膨胀封隔器胶料的研究与应用
遇油膨胀封隔器胶料的研究与应用【摘要】近年来，随着我国油田开发的进一步深入，高性能橡胶材料及封隔器等井下工具成为了在油田开发中解决各种难题的技术关键。
在保证完井质量、提高原油开采量等方面发挥着重要的作用。
遇油膨胀封隔器是一种新型的井下工具，它遇油后膨胀，隔绝井液和压力，从而实现不同目的用途的井下封隔，主要用于套管井或裸眼井的分层分段开采、控水堵水、储层改造等领域。
【关键词】完井作业遇油膨胀膨胀速度封隔器随着国内外油田固井、完井技术的快速发展，功能新、可靠性高的完井工具不断出现。
油胀式封隔器就是国外开发的新型固井工具，他主要可替代常规裸眼封隔器，既可实现固井完井，也可用于非固井完井。
他作业简便，可靠性高，无传统封隔器的机械运动部件，可适应裸眼不规则井壁。
2000年这种自膨胀封隔器在挪威被发明并投入使用，tam、哈里伯顿、贝克等公司也相继推出不同型号的此类封隔器，售价昂贵。
随着我国油田开发不断深入，对这种工具的需求逐年增加。
我所长期从事油田橡胶、井下工具的研发、生产，具有先进的生产设备和检测仪器，决定开发这一产品。
1 实践部分1.1 主要原材料高分子聚合物；防老剂；补强剂；膨胀剂；交联剂；软化剂及其他助剂。
1.2 主要仪器设备xk-150双滚筒炼胶机；xk-400双滚筒炼胶机；x（s）f35×30橡塑密炼机；平板硫化机；分析天平；橡胶拉力试验机1.3 研究内容1.3.1主体材料的选择根据遇油膨胀材料在井下的使用要求，我们对氯丁胶，天然胶，丁二烯，丁腈胶，三元乙丙橡胶，以及丙烯酸酯橡胶等做了性能筛选。
经试验决定具有耐酸碱、耐温高的三元乙丙橡胶作为主体材料。
1.3.2 防老剂的选择为了使胶料具有耐高温老化性能，胶料配方中加入防老剂是必不可少的。
经老化性能筛，选用了无毒的防老剂rd和4010 na并用体系，防老效果显著。
1.3.3 膨胀剂的选择膨胀剂是使材料产生体积膨胀的主要添加剂，主要包括丙烯酸酯树脂类，苯乙烯共聚物等一些吸油材料，其中甲基丙烯酸酯类吸油量高、强度大是首选。
吸油膨胀橡胶的研究进展与应用
具有很好力学性能 、 封压性能和 该油箱 的内外部均有 由 ２ ３层吸油材料和橡胶交 备的遇油膨胀橡胶 ， 能够基本满足油 田使用要求。 替堆积构成 的包覆层 ，能够很好地减缓外界的冲击 吸油膨胀倍率 ，
力 并 能尽 快堵 住漏 油 点 。
王强［ ８ １ 等 自制合成了多元共聚的高 吸油性树脂 ， Ｏ ｇ ， ｇ 以上 ，将该类树脂作为改性剂 ， Ｇ ｏ ｏ ｄ ｗ ｏ ｒ ｔ ｈ ｔ ４ ￣ 设计 了一 种用于油箱外部 的塑料防 其吸油倍率在 ３
Ｅｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｎｏ ． １， ２ ０ １ ４
吸油膨 胀橡 胶 的研 究进展 与应 用
高 斌 ， 金 超
（ 海 装 重庆 局 ， 重庆 ４ ０ ０ ０ ３ ０ ）
摘 要： 综述 了吸油膨胀橡胶的吸油原理和研 究动 向 ， 阐述 了基体 、 吸油组分和聚合工 艺等 因素 对橡胶 吸 油性 能的影响 ，
３ 材料 的制备
酯作为单体 ， 单体来源广泛 ， 聚合工艺成熟 ， 故此类树
脂是国内外研究 的主要方 向。 而烯烃类树脂虽然分子 对油 品的亲和能力较强 ， 但 由于其 吸油膨胀橡胶 的制备方法主要有化学接枝法和 内不含极性基 团， 其研究较为困难。丙烯酸酯类树脂常 共混法。其 中化学接枝法存在着制备工艺不成熟 、 反 单体来源较少 ， 按 比例 应 进度 缓 慢 、橡 胶 吸 油膨 胀 性 能 欠佳 和 弹性 较 差 等 用的合成方法是悬浮聚合法。其合成原理是 ： 加入 溶 剂 和 分散 剂 ，加 热待 分 散剂 溶 解 之 后加 入 单 缺点 ，故该方法还未大规模应用于吸油膨胀橡胶 的 引发剂和交联剂的混合物 ， 经过一定的搅拌速率 、 生产之 中。共混法分为机械共混和乳 液共混两种方 体 、 经相应 的后处理即得到高吸油 式 。其共混过程均是采用物理混合方 式将 吸油组分 反应温度和持续时间 ， 任何原料的种类及含量改变和 均匀地散布于橡胶基体 之 中而制得 吸油膨胀 橡胶 。 性树脂 。聚合过程中，
石油钻井完井遇油封隔器说明书
遇油膨胀套管外封隔器
使用说明书
AN-TWPSW型系列遇油膨胀套管外封隔器
使用说明书
1．产品简介
遇油或遇水膨胀式封隔器是基于聚合物材料在油气或水环境下的膨胀为基础，在热力作用下，液态烃或水进入高分子结构中，使遇油或遇水膨胀橡胶持续膨胀，以此密封套管外环形空间。
目前，这种新型工具已用于固井和完井，应用在裸眼和套管内，是一种新型的井下工具。
2．结构原理
密封元件直接粘接到任何尺寸的中心管上。
密封元件长度为1.0—9.0m，可供用户选择。
其外径尺寸可根据压差、操作条件以及其他尺寸要求进行调整。
较厚的胶层，可使橡胶获得更大的膨胀。
AN-TWPSW型遇油膨胀套管外封隔器结构示意图
AN-TWPSW型遇油膨胀套管外封隔器实体照片3．应用特点
（1）持续膨胀、自我修复。
（2）适用于高温高压条件。
（3）不占用钻机时间。
（4）无送放工具，无任何不良影响，无技术风险。
4．规格型号及技术参数
AN-TWPSW型系列遇油膨胀套管外封隔器技术参数
5．使用方法及注意事项
（1）封隔器下井前应进行通井作业，以确保封隔器的安全顺利下入。
（2）封隔器要轻拿请放以免损伤胶筒。
（3）下井过程中要注意控制速度，严禁猛提快放，以免损伤胶筒。
（4）确保套管在24小时内下完，以防胶筒提前膨胀。
6.典型的遇油膨胀封隔器座封外径和耐压差与时间试验关系曲线
试验条件：胶筒内径：Φ139.7mm，胶筒外径：Φ203mm ，胶筒长度：3000mm （1）遇油膨胀封隔器座封外径与时间关系曲线（80℃、原油）
（2）遇油膨胀封隔器在耐压差压力与时间关系曲线。
遇油自膨胀封隔器的研究与应用
１ 技 术 分 析
目前 ，自膨 胀封 隔器 主要包 括 遇油 自膨胀 封隔 器 Ｙ Ｆ和遇 水 自膨胀 封隔器 Ｓ Ｆ２个 系列 。笔 者主 Ｚ Ｚ 要 介绍 遇油 自膨 胀封 隔器 。
１ １ 结构 ．
进行 开发 ，完井 采用 遇油 膨胀 封 隔器 ，可有 效控 制
１２ 工作 原理 ．
自膨 胀 封 隔 器可 以随完 井 管 柱 一 同下 人井 内 ， 当封 隔 器 到 达 指 定 位 置 后 ，橡 胶 在 井 筒 内 液 体 （ 油 ） 的浸泡 下缓 慢 膨胀 ，直 到紧 紧 地贴 住 井壁 原 （ 眼壁或 套管 内壁 ） 裸 ，从 而达 到隔 离井段 的 目的 。
隔器进 行非 固井 完 井 ，有 效 地 开 发剩 余 油 资 源 。 自膨胀 封 隔器在 国外 的成 功应用 表 明 ，该 产 品是 降 低 油气 田开发 成本 、提 高采 收率 的有 效工 具 。 近 年来 ，国 内油 田引进 国外 公 司 的遇 油膨 胀封 隔器技 术 ，已成 功 下 井 ４ ０多 口 ，取 得 较好 应 用 效
１．．
基管 外径 １９ ７ ｒ ３ ． ｍ、材 质 Ｎ ０钢 ，胶筒 外径 ｎ ８ ２ ３ｍｍ、长度 ３０ ０ｍ ０ ０ ｍ，总长度 ４ １ ２ｍ ０ ｍ，耐温
压力是影 响材 料膨 胀速 度 的另一 因素 ，将 采集 数据进行 分析对 比发 现 ，压力 越 高 ，材料初 始膨 胀 速度越慢 ，但是 围压大会加快材料 吸收原油 的速度 ，
石 油
机
械
一 ３ 一 ９
２１ ０ ０年
第３ ８卷
第 １期
ＣＨＩ ＥＴ ＮＡ Ｐ ＲＯＬＥＵＭ ＭＡＣ ＮＥ ＨＩ ＲＹ
● 新产 品 开 发
长岭气田深层火山岩欠平衡水平井钻井完井技术
文 献标 识码 ： Ａ
可钻 性变 差 的情 况下 ，由于 井身 结构 的优化 岩 要求 ， 保证 起 下钻 通畅 。 ２ 钻井 液高 温润 滑技 术 ． ７ 提 高 了 平 均 机 械 钻 速 ，提 高 幅度 达 到 １ ４ ． １ 倍； 外， 另 由于技 术 套 管下 到 直井 段缩 短 了二 研 究 了高 温复合 性 润 滑剂 ，有 效 消除 泥 进 开施 工 时 间 ， 表 层 套管 下 深 由原 来 的 １０ 饼 并在 井壁 上形 成油 膜 ， 而达 到润 滑 作用 。 将 ２０ 米 缩 短至 ９０ ， 但 节省 材 料 消耗 ， 且缩 从 润滑 性评 价结 果看 ， 入 白油 和乳 化剂 后 ， ０米 不 而 加 短了２ 天施 工 时 间 ，平 均 每米 钻 井成 本 由原 泥饼 粘 附系 数和 极压 润 滑值 明显 降低 ，润 滑 来 的 １ 万元 以上 降 至 目前 的 １ 万 元 以下 。 性显 著 提高 ；泥 饼滤 失 和渗 透性 滤失 实 验结 ． ５ － ２ 果显 示 滤失 量和 渗透 滤 失量 均 比较 小 ，证 明 ２３螺杆 钻具 优 选技 术 ． 通 过 与 厂 家 合 作 优 选 了 选 择 输 出 扭 矩 泥饼 致 密 ， 泥饼 厚度 ０３ ｍ， 度较 好 。从现 ． ｍ 韧 大 ，滞 动扭 矩 高且 能 够抗 １０度 高温 的螺 杆 场施 工来 看 ， 工 中 泥饼 润滑 能力 较 强 ， 附 ３ 施 粘 钻 具进 行轨 迹控 制 。要 求设 计 螺杆 钻 具具 有 系数 较 好地 控 制在 １ 钟 ００ 分 ． ８以内 ，Ｏ分钟 １ 低 转速 大扭 矩特 性 ，尽 量低 于 钻头 允许 的最 ０１ 内 ； 向钻进 加 压 和摆 工具 面顺 畅 ， ． ５以 定 复 高 转速 。 合钻 进过 程 中扭矩 平 稳 ，表 明钻井 液 润 滑效 通 过 以上优 选 ，在 长深 平 １ 以及 后 期 果 明显 ，很 好 地满 足 了工 程上 井 眼轨 迹控 制 井 施 工 的水平 井 中应用 的 螺杆 钻具 纯 钻进 时 间 要求 。 都超 过 了 ７ ０小 时 ， 而且 性能 稳定 未 发生 螺 杆 ２ ． ８深层 火 山岩 水平 井 固井完 井技 术 钻具 失效 或 损坏 。 ２８１完 井工 艺技 术 ． ． ２ － 头 优选及 合 理使 用技 术 ４钻 ２８１ ． ． ． １为 了有 效 地保 护好 气 藏 ， 高 完 提 １２解 决对 策 ． 与钻 头厂 家进 行 合作 对 其进 行个 性 化设 井 效率 ，水 平段 采用 筛 管完 井或 裸 眼完 井 方 １ ． 择 输 出扭 矩大 ， 动扭 矩 高且 能 计 。 以满足 高 转 速 （０ｒｍ ， 应 不 同 井斜 式 ；为 了确 保完 井水 泥 返至 地 面和 提高 完井 ． １选 ２ 滞 ２０ｐ ） ￣适 在 井斜 超过 密封性 能 ，完井 采用 先 悬挂 再 回接 的完 井方 够 抗 １０ 高 温 以上 的螺杆 钻 具进 行 轨迹 控 井段 使用 要求 。 钻头 使用 过程 中 ， ３度 制。 ６ 度 以后 ， 只新 钻 头 下 至 井底 后 ， 先 要 式 。 ０ 每 首 ２８ ． 为 了确 保 完 井 管 材 具 有 防 Ｃ ．１ ．２ Ｏ １ － 通过 与休 斯 等 钻 头 厂 家 合 作 对 钻 进行 复合 钻进 一段 ，一 是 观察 记 录此 钻 进井 ．２ ２ 头 进行 个性 化设 计 。 段 的钻具扭 矩 ，为 钻 头使 用后 期 扭矩 变 化提 腐 蚀 性 能 ，采 气 封隔 器 以 下 的完 井 套 管 、 筛 １ － 当增 加 探顶 段 长度 ， 理设 计探 供 参考 ； 是对 钻 头进 行一 定 的磨 合 ， 理使 管 、 ．３适 ２ 合 二 合 完井 工具 及 附件全 部采 用 １Ｃ 材质 。 ３ｒ 顶 段井 斜角 ， 同时探 顶段设 计低 造 斜率 。 用 钻 头 ； 外 ， 理 控 制 轨 迹 ， 钻 头使 用 后 另 合 给 ２ ．３在 防 Ｃ 蚀 水泥 浆 未 成 熟 前 ， ．１ ８． Ｏ腐 １ ． 合 理钻 井 液配 方 ， 高 温复 合性 期 预 留更 多 的复合 钻进 机 会 ，以便 对 钻具 扭 为 了防 止产层 流 体直 接 与水 泥环 接触 ，在筛 ．４ ２ 研究 润 滑剂 ， 有效 消 除泥 饼并 在井 壁 上形 成 油膜 ， 矩 进行 随钻 监 测 ，增加 对钻 头 磨损 情 况 的及 管上 部 、固井 封 隔器 以下 管 串部 分安 放 防腐 进 而达 到润 滑作 用 。 时分析 判断 ， 定合 理 的起钻 时 间。 确 遇油 膨胀 封 隔器 ，以有 效 阻止 产层 气 体 直接 ２ 气井 欠平 衡水 平 井压 力控 制技 术 ． ５ 接触 水泥 环 。 ２钻 完井 技术 研究 与 应用 情况 通过 近 两年 的研 究 与试 验 ，形 成 了长岭 通 过理 论 研究 与实 践 ，形 成 了欠平 衡 水 ２ ． 固井技 术 ．２ ８ 地 区深层 天 然气欠 平 衡水 平 井钻 井 完井 配套 平 井 压 力 控 制 技 术 。使 井 底 欠 压 值 控 制 在 重点 开展 了 防腐水 泥 配方 研究 ，通 过 先 ． Ｐ以 ０ 保 技术 ，为松南 深层 天 然气 的 高效 开 提供 了技 １ Ｍ ａ 内 ， 证 地 层 流体 总 是流 人 环 空 即 期 Ｃ Ｏ 腐蚀 机 理 、 防腐 途径 、 价方 法研 究 基 评 可 。为此 在水 平 井欠 平衡 中采 用 以下技 术 ： 础上 ，研制 了防 Ｃ 蚀水 泥 浆配 方提 高 水 Ｏ腐 术保 障 。 ２１井 身 剖面优 化设 计 技术 ． ２． ．１合理 使 用 和及 时调 整 钻井 液 密度 ， 泥 防腐 性 能 。 ５ 针对 地层 造斜 难 点 和入 靶特 点 ，优选 了 控制 欠 压值 ， 控制 井筒 进气 量 。 进而 该 种 防腐水 泥浆 体 系与 国外 防 腐水 泥浆 三增 井身 剖 面 。 ２ ． 采 用 随 钻 钻 井 液 当量 密 度 监 测 技 性 能基 本 接 近 ，但 每 方 水 泥 浆 成 本 仅 是 其 ．２ ５ 第 一增斜段 ３ ０米 ，设 计 造 斜 率 为 ４／ 术 ， 行井 底 钻井 液 当量 密度 时 时监 测 ， 。 进 并通 ３ ％。 准备 在 长深 平 ３ 平 ４及 以后 施 工 的 ０ 和 ３ ｍ； 二 增斜 段 设计 造 斜 率 为 ６ ７／ ｍ， ０ 第 — 。 ０ 为 过调 节节 流 阀 ，控制 套 压 ，进 而控 制井 底压 营成组 气井 固井 中进 行应 用 。 ３ 中 曲率 下 限 ， 三增 斜段 采用 ２ ３／０ 的 ８ 力 。 第 —。 ｍ ３ ６ ２ 火 山岩气 藏保 护技 术 ． ９ 米 微增 探 顶 ，可满 足 Ａ点垂 深提 前 １ 米 、 ５ 滞 ２ 大斜 度 下 的钻 井 液高 温 抗 污 染 和携 ． ６ 针对 损 害 因素开 发 出了 以理 想填 充技 术 岩技 术 和 高温 隔离 膜 保护 技术 为 主 的” 伤 害 ” 井 低 钻 后 ３ 米 的要 求 。 ０ ２２井 身结 构优 化设 计技 术 ． 在高 温 、 密 度 以及大 井斜 情 况 下 ， 钻 液 体系 。 低 对 该气 藏保 护钻 井液 体系 ， 在钻井 液 是 在 长 深 平 １ 钻 井 工 程 方案 设 计 时 ， 井 将 井 液 高 温抗 污 染 和 携 岩 能 力 提 出 了 更 高 要 中同时加 入理 想 充填 复合 暂堵 剂 和成 膜 剂 。 技 术 套 管下 至 登娄 库 组 气层 上 部 ， 深 ３７ 求 。 此研 究 了新 型钻井 液 配方 ， 井液 在 从储 层损 害评 价 实验 结果 可看 出 ，两类 岩 心 下 ４５ 为 使钻 长 深井 区欠 平 衡水 平井 钻 井存 在诸 多 技 术 难 题 ， 工 难度 较 大 ， 过 钻 井 技 术攻 关 ， 施 通 现 已在 长岭 地 区成 功实 施 了两 口深 层火 山岩 天 然气 欠平 衡水 平井 一 长深 平 １ 和平 ２ ， 井 展 示 了水平 井钻 井 技术 的 良好应 用 效果 。 目 前 ，该 地 区 正在 施工 的两 口水 平 井 长深 平 ３ 和 平 ４ 都 已进入 了水 平段 。 井 １钻 完井 技术 难点 及解 决 对策 １ ． １技术难 点 １． ． １井深 、 眼摩 阻大 ， 传 递 困难 ， １ 井 钻压 下部 地层 硬 、 温度 高 ， 易 出现 螺杆 滞动 。 容 １１ 长 岭 火 山 岩气 藏压 力 高 、产 气 量 ．２ ． 大 ， 用水 平 井钻井 ， 喷控 制难 度 增加 。 采 井 １１ 裸 眼 段 长 、 具 重 力 大 ， 柱 摩 擦 ．＿ ３ 钻 钻 阻力 大 ， 高温 条 件下 ， 高钻 井 液 高温 携岩 且 提 能力 和润 滑性 ， 层 水平 井钻 井 的关键 。 是深 １ ． 长岭 火 山岩 气 藏高 含 Ｃ 对 固井 ．４ １ Ｏ， 完 井 的防腐 技 术要 求较 高 。
膨胀型封隔器EPDM弹性体坐封性能分析
30典型的膨胀封隔器由内管、膨胀弹性体和支撑膨胀弹性体的端环组成。
有时，溶胀弹性体内部会出现几层——高溶胀强度芯、低溶胀强度芯和扩散阻挡层。
外层通常延迟膨胀的开始，这取决于运行膨胀封隔器管柱所需的时间。
膨胀封隔器一般分为两大类：水膨胀封隔器和油膨胀封隔器。
在本文中，由于弹性体聚合物和烃类分子的天然亲和力，当烃类分子进入橡胶基体时，油膨胀封隔器元件被引入并通过扩散过程膨胀。
本文主要研究三元乙丙橡胶（EPDM）弹性体的测试和表征，以期为封隔器设计合适的膨胀元件。
为此，制备了6种不同的橡胶样品。
1 实验设计1.1 实验材料生三元乙丙橡胶（Dutral TER 4437–87%；Nordel IP 4725 P–13%）。
溶剂-原油（ρ=0.832 kg/m 3）。
1.2 复合与硫化样品制备的第一步是在所有成分均化后进行的橡胶硫化-生三元乙丙橡胶，硫作为交联剂、硫化促进剂，氧化锌（ZnO）作为硫化活化剂，硬脂酸作为增塑剂，氧化钛（TiO 2）、黏土和二氧化硅填料，再生橡胶和膨胀剂。
在硫化实验室中制备硫化化合物，在硫化实验室中使其均匀化并进一步将其置于硫化机中保持180℃温度7分钟。
从获得的2 mm片材上切下样品（80mm×40mm×2 mm）进行溶胀试验。
1.3 溶胀试验方法室温下，在玻璃皿中。
通过干燥和称重，观察橡胶样品在原油溶剂中的溶胀强度，直至达到热力学平衡状态。
当未发现实质性膨胀时，已达到该状态。
OFITE动态线性膨胀仪是一种测量装置，其包含四个单元，位于膨胀过程发生的位置（图1）。
通过加热器保持所需的系统温度。
每个测试单元都有磁力混合系统，样品夹头下方有一个聚四氟乙烯支架。
通过连接试样的金属销的垂直移动和移动记录仪的增量来记录溶胀强度。
图1 OFITE动态线性膨胀仪2 实验结果及分析由于三元乙丙橡胶样品有不同的交联密度，研究结果表明每个样品都以不同的强度和程度溶胀。
EPDM-6的溶胀度最高（164.64%），溶胀14d后达到热力学平衡-正在打开另一方面，EPDM-3的溶胀程度最低（72.96%），仅持续6天。
TAM 遇油遇水自膨胀封隔器
TAM INTERNATIONALTAM INTERNATIONALSetting new standards for inflatable & swellable packers FREECAP遇油/遇水膨胀封隔器技术FREECAPF luid R eactive E xpanding E lastomerC asing A nnulus P acker封隔器类型•遇水膨胀封隔器和遇油膨胀封隔器两类–FREECAP I•胶筒直接胶结在套管上•每一个胶筒部分的末端都有防挤出保护•典型长度3’, 5’, 10’, 15’, 20’•耐压差：12.5K Psi•耐温：普通型190°C，用于热采302°CFREECAPFREECAP 胶筒的耐温范围胶筒类型最高耐温封隔器类型FSC-06375 degF-190 degC 遇油膨胀封隔器375degF-190degCFSC-11375 degF-190 degC遇水膨胀封隔器FSC-14150 degF-65 degC遇油膨胀封隔器FSC30375 degF190 degC遇水膨胀封隔器FSC-30375degF-190degCFSC-34375 degF-190 degC遇水、遇油封隔器g g油膨胀封隔器FSC-56110 degF-43 degC遇油膨胀封隔器** FSC-66575 degF-302 degC地热、热采* Swell slowly in oil based fluids** Fast swell –can be supplied with backups封隔器类型•遇水膨胀封隔器和遇油膨胀封隔器两类–FREECAP II•胶筒固定在滑套上•安装简便，与安装套管扶正器相同安装灵活随意选着安装位置•安装灵活，可随意选着安装位置•典型长度3’, 5’遇油、遇水复合胶筒膨胀封隔器Combination PackerCombination Packer遇水遇油Combined Water and Oil Swellable FREECAPC bi d W t d Oil S ll bl FREECAP膨胀介质：钻井液完井液地层水挤注液凝析油遇油、遇水膨胀封隔器膨胀机理–膨胀介质：钻井液、完井液、地层水、挤注液、凝析油、柴油、重油、原油等介质–膨胀机理：胶筒通过吸收膨胀液，体积增大，产生密封•遇油膨胀封隔器: 橡胶遇油自然膨胀•遇水膨胀封隔器: 胶筒内的吸水高分子材料吸水使胶筒膨胀影响封隔器膨胀的因素温度膨胀液组分胶筒的组分–影响封隔器膨胀的因素：温度、膨胀液组分、胶筒的组分胶筒的最佳膨胀体积500500%400(%)300体积增大200保持最佳物性体积200%10080604020硬度模拟井下工况的实验装置胶筒的截面积与膨胀速度–英寸筒膨胀胶Zone CZone A Zone B天数Zone A遇油膨胀封隔器膨胀液里炭烃含量对膨胀速度的影响12% Light Ends 75%Light Ends 积FAST7.5% Light Ends MEDIUM胶筒膨胀体2% Light Ends SLOW时间遇水膨胀封隔器膨胀液矿化度对膨胀速度的影响淡水2% NaCl, CaCl (%)%,5 % NaCl, CaCl, KCl膨胀体积10% NaCl, CaCl0 5 10 15膨胀天数@ 180 degF使封隔器膨胀的因素160 degC–遇水膨胀封隔器(320 degF)高温5060degC非常容易可以50-60 degC (122-140 degF )低温容易困难75%20 degC(70 degF)低矿化度高矿化度0%7.5%30%20%25%胶筒的长度与封隔器承压的关系胶筒的长度与封隔器承压的关系50005,000s i )10ft.20 ft.胶筒隔器承压(p 5 ft. 胶筒10 ft. 胶筒封0 10 20膨胀天数–28 API gravity oil, 180 degF结论─胶筒的截面积大小与膨胀速度无关─胶筒膨胀的最佳体积极限为200%，能保持最佳物性及使用寿命─胶筒长度与封隔器承压有关，胶筒越长，封隔器承压越大─温度影响封隔器的膨胀速度，温度越高，遇油/遇水封隔器膨胀速度越快─膨胀液中矿化度与遇水膨胀封隔器的膨胀速度有关，矿化度越高，遇水封隔器膨胀速度越慢结论─石油里的炭烃链中的碳原子数与遇油膨胀封隔器的膨胀速度有关即在中膨慢轻质中膨快度有关，即在重油中膨胀慢，轻质油中膨胀快井下工况的改变对封隔器密封效果的影响应力试验装置FREECAP封隔器套管套管内应力计应力计井下油气发生变化遇油膨胀封隔器胶筒膨胀甲烷气体Zone A Zone BZ A力应时间遇油膨胀封隔器井下温度变化温度@ 160 F 温度@ 70 FZone AZone B 应力Zone B时间井下油气发生变化遇水膨胀封隔器膨胀甲烷气体膨胀A CB力应时间膨胀液矿化度发生变化遇水膨胀封隔器3% KCl10% BRINE3% KCl力Zone B Zone C应Zone A时间300遇油/遇水封隔器的使用寿命预期B遇油/遇水封隔器的预期使用寿命(F )C温度A200已证明的打压膨胀封隔器的使用寿命时间(年)1005102015使用打压膨胀封隔器的经验看遇油结论─ 从TAM 使用打压膨胀封隔器的经验看，遇油/遇水膨胀封隔器的使用寿命在18-19年─ 遇油/遇水膨胀封隔器膨胀完全后，井下温度发生变化，不影响封隔器的密封效果─遇油膨胀封隔器膨胀完全后，如果井下产生伴生气，胶筒会有临时性收缩但还会继续膨胀不影响封隔器的密封会有临时性收缩，但还会继续膨胀，不影响封隔器的密封效果─遇水膨胀封隔器膨胀完全后，如井下为干气，胶筒会收缩，封隔器承压将略微减小，遇水膨胀封隔器可以用在气井内结论─遇水膨胀封隔器膨胀完全后，井下液体的矿化度发生变化，胶筒会有临性收缩但会续膨影胶筒会有临时性收缩，但还会继续膨胀，不影响封隔器的密封效果抗化学剂和抗温度能力¾抵抗油田各种化学剂在井下条件（150C）进行的实验表明，以下物质对产品没有影响：在井下条件（150°C）进行的实验表明以下物质对产品没有影响•酸；•各种盐水；•H2S, CO2。
管外封窜剂的研究及应用
20内蒙古石油化工2014年第4期管外封窜剂的研究及应用温栋良1，高申领1，李翠平2，李堪运2(1．中石化河南油田分公司石油工程技术研究院，河南南阳473132；2．中石油长庆油田公司第一采油厂．陕西西安)摘要：高强度管外封窜技术主要针对河南油田高压水井、稠油热采井管外窜的特点及对封窜工艺技术的要求，自主研发的高强度管外封窜剂及其配套工艺。
高强度管外封窜荆具有强度高、抗拉伸性能好、与套管界面胶结强度高、封堵率高、体系粘度低、易泵注、施工安全简便等特点。
河南油田先后开展了楼8201、楼3904、王E W40等80多井次的现场应用试验，工艺成功率100％，有效率100％，措施井阶段累计增油46158．3t，降水53156．i m3，该技术的成功应用，形成了适合河南油田高压水井、稠油热采井管外窜封堵的新技术。
关键词：管外窜I封窜剂；矿场试验；河南油田中图分类号：T E358文献标识码：A文章编号：1006--7981(2014)04—0020—03河南油田已进入高速开采开发后期，由于稠油热采井高周期吞吐、水井高压注水和频繁酸化增注等原因，管外窜槽井逐年增多。
据统计，油田近年发生管外窜槽井220多口，其中东部老区稀油田近三年发现管外窜井130多口，稠油热采区块近两年发现管外窜井90多口，井下管外窜槽已严重制约油田生产和影响油田开发效果。
结合河南油田油藏物性特征和现场对管外窜封堵技术的需求，自主研发的高强度封窜剂主要由结构形成剂、抗拉伸材料、偶联剂等复合而成，其水灰浆极易进入窜流通道，在窜流通道和漏失层段快速形成具有连续性网架结构的承压层，在油藏温度条件下可发生水化固化反应形成高强度的网架结构，具有强度高、抗拉伸性能好、析水量少、体积不收缩等特点，从而为河南油田高压注水井和稠油热采井管外封窜提供了技术支撑。
1管外封窜剂封窜机理高强度管外封窜剂由结构形成剂、抗拉伸材料、偶联剂及其它助剂组成。
结构形成剂为多孔微细材料，水化反应可生成具有一定强度的固化体，加入的抗拉伸材料主要功能是改善硬化浆体的微观结构，对微裂纹阻裂，并能起到搭桥作用，提高了封窜剂的韧性与耐力；同时偶联剂主要增加封窜剂与套管钢体界面胶结强度，使其与套管胶结性能更强，最终实现封堵管外窜槽的目的。
遇油膨胀封隔器的封隔性能研究
遇油膨胀封隔器的封隔性能研究
马明新;步玉环;曹成章;李硕
【期刊名称】《润滑与密封》
【年(卷),期】2012(037)007
【摘要】基于封隔器的密封性判据和结构设计方法,在对遇油膨胀封隔器的吸油膨胀进行热膨胀描述的基础上,通过ANSYS有限元计算遇油膨胀封隔器在井下的接触压力,建立封隔器封隔性能分别与胶筒长度、厚度关系的计算模型.结果表明,遇油膨胀橡胶的热膨胀与吸油膨胀相一致,通过膨胀橡胶的热膨胀分析可以合理描述出膨胀橡胶吸油膨胀后的状态.有限元分析表明,随着胶筒长度和过盈厚度的增大,封隔器的封隔性能都呈指数规律增大.
【总页数】5页(P56-59,63)
【作者】马明新;步玉环;曹成章;李硕
【作者单位】胜利石油管理局钻井工艺研究院山东东营 257000;中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛 266555;胜利石油管理局钻井工艺研究院山东东营257000;胜利石油管理局钻井工艺研究院山东东营 257000
【正文语种】中文
【中图分类】TB42
【相关文献】
1.遇油遇水自膨胀封隔器在水平井完井中的应用 [J], 张国文;沈泽俊;童征;郝忠献;张卫平;钱杰
2.遇油遇水自膨胀封隔器的研究与应用 [J], 徐鑫;魏新芳;余金陵
3.遇油膨胀封隔器胶筒密封性能有限元分析 [J], 罗伟;付建红;杨兰田;贾晓斌;宋科雄
4.遇油膨胀封隔器与地层的适应性研究 [J], 马明新;步玉环;曹继飞;孔华;郭胜来
5.遇油、遇水膨胀的新型封隔器 [J],
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。