高膨胀式金属密封封隔器
在停井和作业过程中通常会用到传统的弹性密封材料，最近，国外开发了一种新型金属密封的扩张式封隔器，它能解决作业过程弹性密封件固有的缺陷。
这种金属密封封隔器由贝克休斯公司旗下的Zeroth科技公司（Zertech）研制，该技术用扩张式金属元件代替了弹性橡胶件，能在管壁上实现高压密封。
该技术的出现及其优势受到了业界的高度关注，事实上，这种金属密封技术已在今年（2006年）的海上石油技术研讨会上获得了新技术奖，它也是该奖项的十三个奖项中的一项。
结构原理
金属密封封隔器工作原理是金属密封元件扩张后与管体内径密切接触，据Zertech公司介绍，该技术的密封理念主要是通过施加载荷，使金属密封件扩张并对管体内径实现完全的压力封阻。通过这种工作机理，密封件最大可扩张到原始尺寸的160%，相比之下，传统的弹性橡胶密封元件只能达到大概10%的扩张。
扩张式金属密封封隔器结构比传统的橡胶密封件更小巧，因此，密封元件在管体中能够更容易到达目标位置。解封时，直接将上提力施加在金属密封件上，即可使其从膨胀状态回复得到原有小直径状态。相较而言，橡胶密封元件在某种程度上却只能依靠记忆效应实现解封。
金属密封元件能够与不规则的管体完全适配，如密封表面是椭圆的，有凹痕的，带槽的或畸形的，密封件都能与井筒紧密配合，实现金属对金属密封，且能避免肩部突出。
Zetech公司表示，由于密封设计中完全摒弃了弹性橡胶密封，传统的弹性橡胶失效问题得以避免或缓解，比如橡胶件常见的破裂，气化，化学和温度降解，以及多次压力循环下的动态疲劳等。金属密封封隔器通过Z-Seal金属密封，使高温高压等恶劣条件下（原来难以实现的）停井和作业成为可能。另外据报导，这种技术尤其适用于高达370ºC地热井。
井例研究：储层分隔
Zertech公司经过了四年的研究和开发，才于2004年将Z-Seal金属密封封隔器投放市场。初期现场应用主要是北海地区的各种修井作业。例如，在挪威大陆架地区的一个经营者需要一种密封方案，可以永久性地封隔油藏下部四个层段，以便对上部层段实施加砂压裂。由于完井结构限制，无法使用传统的全通径修井桥塞。此外，井内衬管可能不太规则。
作业井资料：
·油管：5 ½英寸，20.50磅/英尺×4 ½英寸，12.6磅/英尺
·衬管：6.625英寸, 65.80 磅/英尺Q 125
·坐封内径：4.375英寸
·坐封深度：3513 m (11,713 ft)
·最小缩径：3.833英寸
·井底压力：29 MPa
·井底温度：93 ºC
·井口压力：3.8 MPa
对井下条件下适用桥塞进行可行性分析之后，Zertech公司确定最佳的方案是采金属-金属密封桥塞，外径3.6"，额定工作压力51.8 MPa，工作温度177 ºC。先通过连续油管下入桥塞并坐放在设定位置；对桥塞上层进行射孔，之后对上层进行支撑剂压裂。接着用连续油管洗井返排，投产后产量达到1800桶/日。
Zertech公司称，该技术除了可以用作桥塞外，还有多种用途，包括用作跨式系统、衬管悬挂器，海下立管和密封组件等。
__________江汉油田采油院译
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