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石 油 机 械 一 96 一 CHINAPETROLEUMMACHINERY 2009年 第37卷 第8期 ●国外石油机械 遇油气膨胀封隔器在智能完井系统中的应用 王兆会 曲从锋 (中国石油集团钻井工程技术研究院) 摘要 遇油气膨胀套管外封隔器可辅助、增强水泥环对地层的封隔或直接代替水泥环对套管 与地层之间的环空进行封隔。这种封隔器的橡胶具有 自愈合能力，可将智能完井系统中的控制线、 传输线预先埋入封隔器胶筒中而不需要切割、拼接，这样既节省时间又增加系统的稳定性。沙特 阿拉伯一美国石油公司用EasyWell遇油气膨胀封隔器代替固井，地层中的油气流出后封隔器即可 膨胀密封各分支井，实现 趟完井管柱完井，既保证控制线和传输线直达地面，又简化了完井程 序、节约了资金，并且大大提高系统的稳定性。阿曼石油公司采用膨胀式封隔器与开、关控制阀 相结合来进行流体剖面控制，结果表明，这种遇油气膨胀封隔器的密封性能比普通生产封隔器更 优 良。 关键词 封隔器 智能完井 自愈合能力 电缆穿越 固井 0 引 言 1 技术分析 随着智能完井技术的发展，越来越多的新技术 1．1 结构 被应用到智能完井中来。以封隔器技术为例，前期 遇油气或水膨胀封隔器结构如图1所示，包括 的封隔器主要以机械式和液压式为主，用于封隔油 基管、端环、保护层和高速膨胀橡胶层。基管一般 套环空。近年来，国外在普通套管外封隔器的基础 用钢管制作，当用在套管外密封时，套管即为基 上，研究出遇油气或水膨胀的套管外封隔器，来辅 管；端环也是刚性材料，可防止可膨胀橡胶向两端 助、增强水泥环对地层的封隔或直接代替水泥环对 膨胀，一般用螺栓固定在基管上；保护层可防止封 套管与地层之间的环空进行封隔。由于这种遇油气 隔器在下人过程中提前膨胀，一般为低速膨胀的橡 或水膨胀的套管外封隔器的橡胶具有 自愈合能力， 胶材料 。 可将智能完井系统中的控制线、传输线预先埋人封 隔器胶筒中而不需要切割、拼接。所以，现在国外 一 些公司已经开发了用于智能完井系统的系列封隔 器产品，例如Swellfix公司于2002年就将其生产的 首批EasyWell遇油气膨胀封隔器投放市场，经过 近 10年的研究和推广，至今已有近5000套运用 于多种多样的陆地和海洋环境 ¨J。 图1 膨胀式封隔器结构示意图 国内研究人员也一直致力于研究遇油气膨胀的 1—保护层；2一高速膨胀橡胶层 ；3一端环 ；4一基管。 橡胶材料，但由于遇油气或水膨胀材料的复杂性， 另外，有些膨胀封隔器为了增加强度，在橡胶 仅有一些遇油气或水膨胀封隔器的初步结构设计， 内加入刚性支撑，如 Haliburton用于智能完井的小 研究进展缓慢 ，一直没有形成生产力。 型膨胀式封隔器 (见图2)。 基金项 目：中国石油集团 “十一五”科技攻关课题 “钻井新技术新方法研究”的子课题 “等直径钻井及智能完井技术研究” (2008A一2305)。 2OO9年 第37卷 第8期 王兆会等：遇油气膨胀封隔器在智能完井系统中的应用 一 97一 能完井电缆可以被完整地放入封隔器槽 内穿过封隔 器，不需要切割、拼接，不仅节省时间，而且系统 较稳定。 在井场安装过程