石油学报

作者：许林, 刘书杰, 许明标, 冯桓榰, 邢希金, 邓佳佳

单位：1. 浙江海洋大学石油化工与环境学院 浙江舟山 316022;2. 中海石油(中国)有限公司湛江分公司 广东湛江 524057;3. 长江大学非常规油气湖北省协同创新中心 湖北武汉 430100;4. 荆州嘉华科技有限公司 湖北荆州 434000;5. 中海石油(中国)有限公司北京研究中心 北京 100028

关键词：压差激活密封剂,微缺陷,自适应修复,复合液滴,射流变形,力学-化学耦合模型,数值模拟

基金：许林,男,1979年12月生,2003年获江汉石油学院学士学位,2011年获浙江大学博士学位,现为浙江海洋大学海洋油气工程系副教授,主要从事油田化学、材料化学、计算化学等领域教学及研究工作。Email:xuhu_14@zjou.edu.cn

摘要： 压差激活密封剂是一种适用于油气井管柱微泄漏快速、安全修复的新技术，目前关于该体系的应用及理论研究报道较少。采用室内实验、结构表征、理论分析及数值模拟相结合的方法，开展了压差激活密封剂制备、微形貌检测、密封性能评价、压差激活机理分析、自适应密封动力学模拟等方面的应用基础研究。研究结果显示：制备的压差激活密封剂是一种多分散相体系，分散相为水化胶粒，具有微米级层状体型结构，是确保压差激活密封性能的关键组分；在5~15 MPa压差范围内，密封剂能够在150 s内穿透丝扣滑脱及漏缝孔隙形成韧性固体屏障，有效封堵不同类型微缺陷；基于水化胶粒的分子形态与稳定性间关系，提出了压差激活密封流体的液-固转化构效假设，建立了漏点压差的自适应密封力学-化学耦合模型；分析了复合液滴在环境液体压差下的受力状态，采用LES-VOF方法模拟了复合液滴在环境液体射流场的变形与破碎动力学行为，研究了水化胶粒的去水化动态演化过程，表层水化膜的射流变形显著大于胶核，可发生振荡破裂使胶核活化聚结，进而充填固化封堵微缺陷。模拟结果与理论分析基本一致，为进一步研究压差激活密封剂提供了理论支持。

来源：2021年第5期

《石油学报》期刊编辑部

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