Разработка технологий герметизации скважинного оборудования при комплексном термобарическом и сероводородном воздействии

• Автор: Шевяхов, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 25.00.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Астрахань
• Количество страниц: 170 с. : ил.

1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ПРОБЛЕМЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Техническое состояние подземного оборудования и уплотнительных элементов устьевого оборудования на эксплуатационных скважинах АГКМ

1.1.1 Классификация скважин по состоянию затрубного пространства

1.1.2 Классификация скважин по состоянию уплотнений устьевого оборудования

1.2 Анализ существующих решений

1.2.1 Водорастворимые полимерные составы

1.2.2 Вязкоупругие и геле образующие составы

1.2.3 Составы на основе синтетических смол

1.2.4 Гидрофобные эмульсионные растворы

1.2.5 Способы герметизации с использованием термического воздействия на химические вещества

1.2.6 Эластомерные составы

1.2.7 Греметики
1.2.7.1 Полимеризуемые герметики
1.2.7.2 Неполимеризуемые герметики
1.3 Анализ промыслового опыта восстановления герметичности уплотнений на Астраханском ГКМ
Выводы, определение цели работы и постановка задач исследований
2. ЛАБОРАТОРНЫЕ И СТЕНДОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕРМЕТИЗИРУЮЩИХ СВОЙСТВ ЭЛАСТОМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ
2.1. Физико-механические свойства эластомерных композиций, выбранных для исследований
2.2 Методика оценки герметизирующих свойств эластомерных композиций
2.2.1 Методы проведения исследований и определения физико-механических параметров эластомерных композиций
2.2.1.1 Контакт эластомерных композиций с пластовым газом
2.2.1.2 Определение условной прочности, относительного удлинения и остаточной деформации
2.2.1.3 Определение твердости полимеризованных эластомерных композиций
2.2.1.4 Определение пластичности неполимеризованных эластомерных композиций
2.2.1.5 Определение относительной остаточной деформации сжатия
2.2.1.6 Определение степени набухания полимеризованных композиций
2.2.1.7 Определение растворимости неполимеризованных композиций
2.2.1.8 Определение времени полимеризации и адгезионных свойств эластомерных композиций
2.2.1.9 Обработка результатов измерений
2.3. Лабораторные исследования по выбору базовой эластомерной композиции
2.3.1 Исследование совместного влияния пластового флюида, давления и температуры на физико-механические показатели
2.3.2 Определение растворимости неполимеризованных композиций
2.3.3 Определение степени набухания полимеризованных композиций
2.3.4 Исследование процесса полимеризации и определение адгезионных свойств составов "эластомер - растворитель"
2.4 Выбор базовой эластомерной композиции для разработки герметизирующих составов
2.5 Основные компоненты, выбранные для дальнейших исследований
Выводы
3. РАЗРАБОТКА ЭЛАСТОМЕРНЫХ СОСТАВОВ ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ УПЛОТНЕНИЙ УСТЬЕВОГО ОБОРУДОВАНИЯ
3.1 Выбор эффективных пластификаторов и наполнителей
3.2 Выбор оптимальной рецептуры герметизирующего состава
3.3 Определение степени усадки полимеризованной композиции
Выводы
4. РАЗРАБОТКА ЭЛАСТОМЕРНЫХ СОСТАВОВ ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ ЗАТРУБНОГО ПРОСТРАНСТВА
4.1. Разработка герметизирующего состава на основе гранулированной эластомерной композиции
4.2. Разработка состава для герметизации затрубного пространства на основе раствора эластомерной композиции в углеводородном растворителе
4.2.1 Регулирование скорости растворения эластомерной композиции в углеводородной среде
4.2.2 Исследование реологических свойств герметизирующих эластомерных составов
4.2.3 Оценка потерь состава в процессе закачки
В качестве наполнителя в смесях на основе СКВ применяют газовую, канальную, форсуночную, активные печные сажи. Для улучшения клейкости смесей в них вводят НК, нефтеполимерные смолы, канифоль. Вулканизацию смесей проводят серой с применением обычных ускорителей. Структурная формула СКВ имеет следующий вид:

Эластомерные композиции на основе СКВ характеризуются сравнительно невысокой прочностью, но отличаются хорошим сопротивлением тепловому старению и высокой термоокислительной стойкостью. Они применяются в производстве кислото-щелочестойких, некоторых морозостойких и пищевых резин, резиновой обуви, изоляции проводов и кабелей.
Бутадиен-стирольный (СКС) каучук получают радикальной полимеризацией исходных мономеров в водных эмульсиях [59].

Композиции на основе СКС характеризуются несколько повышенной по сравнению с НК адгезией к металлу. Вулканизуются серой с применением органических ускорителей, феноло-формальдегидными смолами, органическими перекисями (перекиси бензоила, дикумила и др.) и характеризуются большой усадкой. Резины на основе СКС характеризуются несколько большей стойкостью к подвулканизации, по сравнению с резинами из НК. Им свойственна малая стойкость к действию масел, алифатических и ароматических растворителей, топлив и других агрессивных сред и умеренной стойкостью к действию слабых кислот и щелочей. По газонепроницаемости резины из СКС превосходят резины из НК и уступают резинам из бутилкаучука [64, 65]. Из СКС изготавливаются шины, кабельная изоляция, обувь и другие изделия.