Достоинствами пакеров с набухающими эластомерами являются: установка без специальных спусковых устройств, «самозалечивание», позволяющее использовать устройство в необсажденных стволах скважин с мягкими, рыхлыми почвами, скважинах с поврежденными обсадными колоннами; надежность и долговечность; экономические преимущества [1].
Исследования по созданию набухающих резиновых смесей в различных средах с целью импортозамещения были начаты совместными работами специалистов ООО «НТЦ «ЗЭРС» и ООО «ОЗ РТИ-Подольск» еще в 2008году [2]. А с 2013 года ООО «ОЗ РТИ-Подольск» уже массово производит и поставляет различные модели конструкций уплотнительных элементов пакеров (УЭНП) [3, 4], для которых были разработаны специальные резиновые смеси, способные набухать в водных и углеводородных средах.
Накопив достаточный опыт в производстве УЭНП, «Опытный завод РТИ-Подольск» начал разрабатывать для пакеров с набухающими эластомерами новые рецептуры резин для эксплуатации в различных условиях.
В данном направлении технологам завода пришлось столкнуться с рядом трудностей, одной из которых оказалось сопоставление результатов набухания резин. На предприятиях резиновой промышленности испытания проводятся по ГОСТ 269-66 [5] и ГОСТ 9.030-74 [6], в соответствии с которыми используются небольшие, плоские образцы, изготовленные методом прессования. У производителей набухающих пакеров, используются различные методики, либо самостоятельно разработанные, либо унаследованные от зарубежных фирм, имитирующие набухание изделия.
Учитывая этот фактор, ООО «ОЗ РТИ-Подольск» в сотрудничестве с заказчиками проводит работу по унификации методов испытания и набору данных показателей для поставляемых резиновых смесей, которые затем будут введены в техническую документацию.
Водонабухающая резиновая смесь для низкотемпературных пакеров
Санкционная политика Европы и США способствовала возникновению в России ряда предприятий, производящих пакеры в виде привулканизованных к металлической трубе набухающих резиновых смесей.
В 2022 году к технологам завода обратились специалисты одного из таких предприятий с просьбой создать водонабухающую резиновую смесь с жесткими техническими требованиями: температура ниже 16 °С и высокой минерализацией. Уже имеющиеся в ассортименте резиновые смеси были разработаны под температуру не ниже 30 °С и минерализацию 15–50 г/л (АГ-5 и Г-40-6к).
При этом необходимо было учесть, что новая смесь для низкотемпературного водонабухающего пакера должна при очень высокой степени набухания сохранять приемлемый уровень упруго-прочностных свойств, значительно ухудшаемый введением водонабухающих реагентов.
Решением стало разработка новой марки резины, отвечающей всем требованиям и учитывающей нюансы заказчика.
В результате работы специалистами ООО «ОЗ РТИ-Подольск» была изготовлена резиновая смесь АГ-150, которая при достаточно высоком набухании (см. рис. 1) по сравнению с резиной АГ-5 при температуре 10 °С практически не отличается от последней по физико-механическим показателям.
Преимущества по «приращению диаметра» и «объемному набуханию» резиновой смеси АГ-150 по сравнению с АГ-5 и Г-40-6к при низких температурах в минерализованных средах наглядно видно на рис. 2 и на рис. 3. Эти результаты получены при стендовых испытаниях «мини-пакеров» (длина 200 мм, диаметр по металлу 114 мм, диаметр по резине 136 мм) измерением приращения диаметра при набухании в свободном состоянии.
Новая марка водонабухающей смеси успешно прошла испытания уже на готовых изделиях заказчика и положительно зарекомендовала себя на объектах. В данный момент ООО «ОЗ РТИ-Подольск» продолжает стендовые испытания резины АГ-150 при разных условиях для статистического набора данных.
Ассортимент пакерных резин производства «Опытный завод РТИ-Подольск» насчитывает порядка десяти рецептур водо-, нефтенабухающих и гибридных резиновых смесей в виде каландрованных полотен различной толщины или в виде полос, что согласуется с каждым заказчиком индивидуально. Ведется непрерывная работа по усовершенствованию набухающих рецептур резиновых смесей с целью улучшения их долговечности, технологических и упруго-прочностных свойств.
Литература
1. Ш.П. Казымов, Э.С. Абдуллаева, Н.М. Раджабов – «Обзор конструкций набухающих пакеров и возможности их применения на месторождениях Азербайджана»; Proceedings Научные труды 43 – 2015, № 3.
2. В.В. Торопынин, В.И. Ванифатьев, А.В. Власов, А.Г. Фомин, А.М. Захаров – «Совершенствование технических средств для разобщения пластов и изоляции межпластовых перетоков.»; Бурение и нефть № 12, 2009 г.
3. А.В. Власов, А.Г. Фомин, В.И. Ванифатьев, В.В. Торопынин – Пакер // Патент РФ на полезную модель № 86650 – 2009 г.
4. А.В. Власов, А.Г. Фомин, В.В. Торопынин – Пакер //Патент РФ на полезную модель № 108095 – 2011 г.
5. ГОСТ 269-66 «РЕЗИНА. Общие требования к проведению физико-механических испытаний».
6. ГОСТ 9.030-74 ЕСЗКиС «Методы испытаний на стойкость в ненапряженном состоянии к воздействию жидких агрессивных сред».
LdtCKTmeW
