Материали за каучукови елементи на нефтени находища

При нефтени операции в сондаж, пакерите са основни инструменти за зонално производство, разбиване, инжектиране на вода и запушване. Гуменият елемент, като единственият уплътнителен еластичен компонент на пакера, служи като негово „сърце“.

Суровата среда в сондажа-, характеризираща се с висока температура, високо налягане, висока соленост, киселинна-основна корозия и нефт-газова ерозия-поставя изключителни изисквания към материалите на гумените елементи. Дали изборът на материал е точен, пряко определя надеждността на настройката на пакера, издръжливостта на уплътнението и в крайна сметка влияе върху успеваемостта на операциите, строителните цикли и производствените разходи.

Индустриалните данни показват, че над 80% от повреди на място, като повреда на уплътнението, преждевременно изключване, издуване или напукване на елемента и постоянно залепване, произтичат от несъответствия между материалите и работните условия. Тази статия предоставя-задълбочен анализ на масовите гумени елементи на пакерите, техните експлоатационни характеристики, подходящи приложения и ключови разлики в подкрепа на избора на оптимален инструмент и вземането на-оперативни решения.

Изискванията за запечатване в сондаж се въртят около четири критични показателя за ефективност:

Четири типа каучукови материали са най-широко използвани в нефтената промишленост: нитрилен бутадиен каучук (NBR), етилен пропилен диенов каучук (EPDM), хидрогениран нитрил бутадиен каучук (HNBR) и флуороеластомер (FKM), обхващащи приложения от конвенционални плитки кладенци до ултра-дълбоки, високи-температури, кладенци с високо{2}}налягане.

NBR е най-рано възприетият, с най-ниска-цена и най-универсален каучуков материал за пакер, който служи като стандартен избор за рутинно инжектиране на вода и операции в плитки кладенци.

Отлична маслоустойчивост и устойчивост на износване, стабилно механично възстановяване, зрели процеси на формоване и ниски производствени разходи. Подходящ за конвенционални плитки кладенци, инжектиране на вода при нормална-температура/налягане и прости операции за запушване, с възможност за многократна настройка.

Слаба устойчивост на високи температури, киселини/основи и газова корозия. Не е подходящ за кладенци, съдържащи H₂S или CO₂. Бързо стареене, втвърдяване и загуба на еластичност при високи-температурни условия. Недостатъчна устойчивост на екструдиране при свръх-високо налягане.

Ниско{0}}разходни операции в плитки кладенци с температури под 120 градуса, без киселинна корозия и условия на средно-до-ниско налягане.

 

EPDM предлага отлична водоустойчивост, устойчивост на стареене и киселинно/алкална устойчивост, което го прави предпочитан материал за наводняване с вода със средна-температура, операции за подкисляване и повторно инжектиране на добита вода.

Превъзходна устойчивост на хидролиза, устойчивост на пара и устойчивост на киселинна/основна корозия в сравнение с NBR. Отлични свойства против-стареене и анти{2}}озон. Добра издръжливост при ниски-температури без крехкост. Минимално подуване или деформация по време на продължително потапяне във-среда на водна основа.

Лоша устойчивост на масло. Контактът със суров нефт или кондензат с висока-концентрация може да причини подуване, омекване и намаляване на якостта. Не е подходящ за чисти нефтени кладенци или условия с високо-нефт-съдържание. Слаба устойчивост на проникване на газ под високо{6}}налягане.

Операции-базирани на вода в средно-дълбоки кладенци под 150 градуса, включително инжектиране на вода, повторно инжектиране на произведена вода, подкисляване и запушване на вода.

 

HNBR е подобрена версия на NBR, модифицирана чрез хидрогениране за подобряване на молекулярната структура, насочена към ограниченията на NBR при висока-температура и устойчивост на корозия. Понастоящем това е най-широко използваният-универсален материал за средно-дълбоки кладенци и кладенци с висока-температура/високо-налягане/нефт.

Наследява превъзходната устойчивост на износване и масло на NBR, като същевременно значително подобрява толерантността към високи-температури, устойчивостта на сяра и устойчивостта на корозия на CO₂. Висока механична якост, отлична устойчивост на екструзия, разкъсване и постоянна деформация. Подходящ за многократно настройване и дългосрочни-запечатващи операции, с експлоатационен живот далеч надхвърлящ NBR и EPDM.

Сравнителните данни от теста показват, че при кисели условия при 120 градуса, проникването и устойчивостта на стареене на HNBR значително превъзхождат обикновените гумени материали.

По-висока цена от NBR и EPDM. Не може да издържи на ултра-високи температури или силно концентрирана силна киселинна среда.

Ямки с висока-температура (150 градуса -180 градуса), средно{4}}до-високо налягане със следи до умерено съдържание на H₂S/CO₂. Подходящ за усъвършенствани операции като зонално разбиване, прецизно зонално производство и дългосрочно водно запушване.

 

Флуороеластомерът представлява най-добрият избор-за гумени елементи на пакерите, специално разработен за екстремни условия в сондажа. Това е единствената надеждна опция за ултра-дълбоки кладенци с ултра-високи температури и силна корозия.

Максимална устойчивост на температура, налягане и корозия, съвместим с почти всички сурови среди в сондажа. Стабилната молекулярна структура е устойчива на омекване, разлагане и стареене при високи температури. Отлична устойчивост на екструзия, разкъсване и проникване под високо налягане, което позволява дългосрочно-запечатване в ултра-дълбоки кладенци.

Тетрапропил флуороеластомер, чрез технология за модификация, допълнително оптимизира устойчивостта на сяра и въглеродна корозия, служейки като специализиран материал за високо-температурни, високо-сярни газови кладенци.

Изключително висока цена-10 до 100 пъти по-висока от тази на обикновения NBR. По-висока твърдост и като цяло по-ниска издръжливост при ниски-температури. Не е необходимо за приложения с ниско-налягане и нормална температура.

Ultra-high-temperature (>180 градуса), високо-налягане, високо-сяра, високо-CO₂ дълбоки и ултра-дълбоки кладенци. Подходящ за дълбоко-разбиване на кладенци, запушване на газови кладенци и дългосрочни изолационни операции при висока-температура-.

 

Полевите казуси показват, че повечето повреди на гумени елементи не са резултат от проблеми с качеството, а от грешки при избора. Трябва да се избягват три често срещани грешки:

Въпреки че е малък по размер, гуменият елемент на пакера е критичният компонент за успешното уплътняване на сондажа.

Няма универсален гумен материал-само оптимален избор за всяко конкретно работно състояние. Чрез точно съпоставяне на трите основни параметъра температура, налягане и среда и преминаване отвъд подходите за-обусловен от цената или един-размер-подходящ-всички, операторите могат фундаментално да намалят повредите на уплътненията, инцидентите с изключване и заседналите тръби, като по този начин подобрят успеваемостта на операциите в сондажа, понижават разходите за строителство и удължават експлоатационния живот на низа. За по-подробна информация, моля, не се колебайте да се свържете с екипа на Vigor за по-подробна информация за продукта.