一種模擬人體創(chuàng)傷血流修復(fù)的負(fù)壓激活密封劑的研制

一種模擬人體創(chuàng)傷血流修復(fù)的負(fù)壓激活密封劑的研制

原油和天然氣生產(chǎn)系統(tǒng)中的油、氣、砂、水、鹽、酸、堿和表面活性劑存在，導(dǎo)致石油氣井管道、管道、管道安裝、安全生產(chǎn)系統(tǒng)等管道損壞。1u3000實驗部分1.1年—u3000實驗材料及設(shè)備膠乳,北新膠乳有限公司;氯化鈉、磷酸氫二鈉、醋酸鈉等鹽類激活劑、AOS、OP-40,天津市江天化工技術(shù)有限公司;1831、AES、K12、天津宏美化工有限公司;Gemini1231、Gemini1631,河南省道純化工技術(shù)有限公司。U-LH100L-3電子顯微鏡,日本東京奧林巴斯株式會社;堵漏模擬裝置,自制;氣密性實驗設(shè)備,大慶油田裝備制造公司。1.2模擬堵漏實驗和模擬實驗1)壓差激活密封劑配制。優(yōu)選出膠乳、激活劑、終止劑和懸浮劑后,取一定量膠乳,在攪拌過程中加入激活劑,反應(yīng)一段時間后加入終止劑和穩(wěn)定劑,即形成微米級的小顆粒乳液,即壓差激活密封劑。2)密封劑堵漏實驗。在布氏漏斗中放置孔徑為0.18mm的篩網(wǎng),將配制好的壓差激活密封劑,倒入布氏漏斗中,用真空泵模擬有壓差時的密封。3)模擬堵漏實驗。模擬實驗裝置如圖1所示。用壓差激活密封劑對套管進(jìn)行修復(fù),進(jìn)行水及氣密實驗來驗證壓差激活密封劑的密封效果。2u3000的結(jié)果與討論2.1膠乳的選擇及其復(fù)配橡膠是最常見的密封材料,考慮用橡膠密封泄漏點。膠乳易于注入井下,加入助劑后形成具有凝聚性能的膠粒,故選用膠乳為壓差激活密封劑的主劑,經(jīng)復(fù)配形成穩(wěn)定乳液,通過注入該乳液,在打壓的狀態(tài)下密封修復(fù)油氣井的管件。選出以下6種膠乳,其性能見表1。由表1可以看出,丁腈膠乳可以作為壓差激活密封劑的主劑。2.2電解質(zhì)種類及加量的篩選加入合適的電解質(zhì)溶液可以使膠乳失穩(wěn)破乳,而電解質(zhì)陽離子價位和電離度會對破乳效果產(chǎn)生較大影響,因此需要對電解質(zhì)的種類及加量進(jìn)行優(yōu)選,實驗結(jié)果見表2。由表2可知,CH2.3雙鏈季銨鹽表面活性劑的終止劑作用向體系加入激活劑后,顆粒持續(xù)長大,一段時間后膠乳便全部形成橡膠塊。要保持均勻的顆粒粒徑,需向體系中加入表面活性劑。表面活性劑能定向吸附在膠粒表面,保護(hù)已經(jīng)產(chǎn)生的膠粒不繼續(xù)發(fā)生激活反應(yīng),終止激活劑的作用,故稱為終止劑。不同終止劑的終止效果如表3所示。從表3可以看出,加入雙鏈季銨鹽表面活性劑Gemini后,可以立即停止激活反應(yīng),并可以長時間保持粒徑大小不變。故選擇Gemini作為終止劑。2.4膨潤土/cmc添加量對穩(wěn)定性的影響膠粒密度較水輕,長時間放置會產(chǎn)生分層,不利于體系的儲存,因此需要優(yōu)選穩(wěn)定劑,使體系均勻、不分層。要使體系穩(wěn)定不分層,有2個途徑:1提高水相的黏度,降低顆粒沉降的速度,羥丙基瓜膠和CMC都可以達(dá)到這一目的;2添加可以吸附在膠粒上的物質(zhì),增大膠粒的密度,可以使用膨潤土、超細(xì)碳酸鈣等。對不同加量膨潤土、CMC及羥丙基瓜膠對體系穩(wěn)定時間的影響進(jìn)行研究,結(jié)果見圖2。從圖2可知,鈉膨潤土的添加濃度為1%時穩(wěn)定時間最長,且分層后膠粒雖會下沉但分散疏松,不會黏接在一起。稍加攪拌后即可再次均勻分布,故鈉膨潤土是壓差激活密封體系的分散劑。2.5激活時間對膠粒粒徑的影響壓差激活密封劑中的膠粒和泄漏點存在一定的匹配關(guān)系,用與泄漏點尺寸相近的膠?？梢赃_(dá)到最佳的密封效果。研究發(fā)現(xiàn),激活時間可以控制粒徑的大小。不同激活時間所產(chǎn)生的膠粒分布,如圖3所示。從圖3可以看出,膠粒粒徑分布呈較寬的范圍,這樣膠粒在泄漏點凝聚時,大膠粒初步密封泄漏點,小膠?？梢赃_(dá)到彌補(bǔ)大顆粒間隙的作用,有利于密封修復(fù)。而且隨著激活反應(yīng)時間的增長,粒徑大的顆粒所占比例逐漸增多,可以實現(xiàn)粒徑的可控,以達(dá)到匹配不同的泄漏點的目的。2.6密封前后的狀態(tài)在最佳條件下制備密封劑,將粒徑為0.18mm的篩網(wǎng)加到布氏漏斗中模擬滲漏情況,用真空泵形成布氏漏斗里外壓差作用,密封劑密封前后的狀態(tài)見圖4。由圖4可知,密封劑在密封前為流動的液體,密封后形成緊貼篩網(wǎng)的具有彈性的固體密封劑,說明該壓差激活密封劑可以在有壓差的情況下聚集形成密封劑,有效密封漏點。而且真空泵可以穩(wěn)定在-0.1MPa的最大負(fù)壓下,說明在該壓力下已完全密封篩網(wǎng)。2.7泄漏產(chǎn)生的壓力降對套管進(jìn)行試漏,在壓力為零的狀態(tài)下,漏失量為600mL/min,試漏結(jié)束。將壓差激活密封劑灌入套管腔內(nèi),進(jìn)行打壓堵漏,通過泵上的壓力表記錄壓力的變化。模擬堵漏過程見圖5,壓力變化曲線見圖6。圖6中上升部分為人工打壓,下降部分為停止打壓后,由于泄漏而產(chǎn)生的壓力降。從圖5及圖6可知,剛開始打壓泄漏點漏速很快,對應(yīng)的壓力降很大;10min后漏速顯著減小,開始滴漏,壓力降也顯著減小,已形成初步密封;60min后壓力保持穩(wěn)定,不再下降,泄漏點也再無滴漏。將多余密封劑排出后,氣密封檢測結(jié)果見圖7,A段為打壓階段,B段為穩(wěn)壓階段,C段為泄壓階段。根據(jù)圖7可以看出,在穩(wěn)壓的15min中內(nèi)壓力共降了1.5MPa,小于API氣密封檢測標(biāo)準(zhǔn)中的15min內(nèi)壓降小于等于1.9MPa。且根據(jù)現(xiàn)場錄像可以看到,密封后套管在氣密封檢測過程中15min內(nèi)無氣泡冒出,說明壓差激活密封劑具有良好的氣密封性能。3激活時間對粒度分布的影響1.優(yōu)選出壓差激活密封劑配方的主劑為丁腈膠乳,激活劑為CH2.壓差激活密封劑的粒度主要受激活時間的影響