井漏通常会引起钻井风险和增加钻井成本,理论上来说,预防漏失是最佳的选择,但往往实施起来较为困难。哈里伯顿公司研发的弹性石墨封堵材料STEELSEAL具有特殊的弹性性能,井下压力增加的情况下弹性石墨变形进入到地层裂缝中,当压力释放后,材料恢复原来的形状,从而封堵裂缝防止漏失。图1为不规则STEELSEAL材料嵌入地层孔隙防止漏失。

图1 不规则形状STEELSEAL镶嵌在孔隙中
(1)加工过程
STEELSEAL弹性石墨封堵材料是一种经过高温处理而结构发生改变的石油焦,首先在提纯电热炉中进行连续煅烧,在惰性工作环境中加热到2400℃,这种特殊煅烧方法使焦炭得到更高纯度的碳(99.5%)和更有序晶体结构,从而具有更好的弹性性能。
(2)弹性测试
大多数堵漏材料不具有弹性这个特性,弹性性能必须使用专门的测试设备和方法进行准确评价,弹性测试所使用的液压压力最高至70MPa,测试方法以现有高性能石墨测试方法为基础并进行改进,测量石墨在压缩状态下和移除压力后的两个高度。经过测试评价结果显示,弹性石墨的形状恢复性能要远好于其它常规石墨产品。
(3)主要特性
真实密度:比常规石墨具有更低的真实密度,更高的负荷值、减少钻井液中的沉降。
润滑性:在提纯过程中弹性石墨表面部分石墨化,从而具有足够的润滑能力,减少颗粒间的摩擦力。固体润滑剂通过物理作用进行表面分隔,而液体润滑剂则不能。此外,固体润滑剂还可显著的减少工具的磨损,有助于尾管下入。
非磁性:弹性石墨没有磁性。
抗破碎性:弹性石墨具有较好的抗破碎能力,经过测试,STEELSEAL封堵材料较其它封堵材料具有更好的抗破碎性,如碳酸钙、常规石墨。
(4)现场应用
弹性石墨的多功能性已被证实,在中东、北美和其它地区的海上均有应用,与水基、合成基和油基体系具有较好的配伍性,在多种施工环节中均可使用,具有较好的堵漏和润滑效果,降低作业风险,节约钻井时间。
(来源:石油工程科技动态)
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