近年来，我们经常会听到“专精特新”这个热词。它在技术和产业领域具有重要的意义，是推进科技创新、提高产业竞争力、促进经济转型升级的重要手段。

“专精特新”技术以其自身的特殊性和专业性为特点，往往针对特定的领域，对特定的技术进行深度的研发和运用，对技术水平和专业技能的要求都比较高。

为了能够让大家进一步了解油气行业内的“专精特新”企业和技术，石油同学专门为大家推出“解码专精特新”系列推文。本期就让我们走进深圳凤皇能源发展有限公司，了解他们的WellSealTM 超低粘度、耐高温、耐超高压力封堵体系。

伴随世界石油工业勘探与开发的进程，越来越多的油气田进入高温、高压开发阶段，页岩油气开采的实施为世界化石能源的利用和发展带来了新的生机和活力。但大排量、高砂比、超高压力的水平井复杂缝网、密切割压裂工艺的实施，带来了生产套管的大量损坏。套管丝扣漏失、变形、错断是四川盆地页岩气、东部页岩油压裂施工中普遍存在且非常严峻的问题。

截至2023年6月，国内页岩气、页岩油区块共压裂水平井超过2400口，发生套管漏失、变形的超过500口，压裂导致的套管损坏的几率达到了20.8%。大批的页岩油气的压裂施工不得被迫停止，造成的丢段、丢井现象极其严重，水平段的储层温度已经超过150℃，这个温度已经达到了水泥、树脂、凝胶体系等产品的施工使用极限，压裂的施工限压已经超过80~90MPa，部分区块超过了100MPa，采用连续油管作业的方式使得化学封堵的工艺实施又增加了难度，因此，研究开发适应连续油管快速作业施工需要的低粘度、耐超温度、耐超高压力的化学封堵体系已经迫在眉睫。

针对国内页岩气、页岩油区块压裂过程中发生的套管损坏的位置统计，跟部（A靶点）附近发生率高于53.0%，页岩气区块达到68.1%，页岩油区块达到了46.9%，跟部和趾部之间套管损坏的几率约32.6%，其他14%的几率发生在趾部及垂直段。

从页岩油气压裂施工过程中套管损坏的分布特征不能看出：

①“A”靶点附近360m范围内套管损坏的位置数量远远高于其他套管位置的损坏数量；

② 套管损坏位置往往发生在天然裂缝和断层附近；

③ 套管损坏的起始时间往往多发生在3~5段次压裂施工后；

④ 从水平井的趾部到跟部的逐段压裂过程中，套管损坏点不断增加；

⑤ 套管损坏程度随着压裂施工时间的延长而逐渐加重。

伴随页岩油气压裂的实施，大量的套管损坏井导致了人力、物力、财力损失，带来了丢段、丢井现象严重，导致了国家页岩油气区块投资和开发的影响，亟需解决这一困扰的严峻问题。作为世界范围高温高压高分子合成领域重要的开拓者与引领者，欧洲高分子合成著名实验室的三名博士近日基于独特的合成机理，领先的分子设计，独创出低粘度及双重抗温结构，研制开发出这套耐超高温度、耐超高压力、单组分机构的WellSealTM体系。该体系已经开始批量生产。

WellSealTM封堵体系是以酚类、胺类和醛类高分子材料为原料合成的一类含氮氧杂环结构的中间体，在加热和催化剂作用下开环聚合，聚合过程中无小分子释放，生产含氮且多维网络结构、双重抗温性能的特种聚合物体系。

WellSealTM体系属于下一代高交联的热稳定性聚合物，由于独特的分子结构和卓越的物理化学性能，远远超过了传统的高温高压聚合物网络。该体系的分子结构中伴随交联之间的聚丙二醇/聚乙二醇嵌段分子量的增加，体系的热稳定性明显增加。通过分子量的调节，为聚合物分子运动提供了足够的自由度，从而形成了可调节交联时间的独特性能。

WellSealTM是一套单组分封堵体系，基液粘度较低，解决了树脂、凝胶产品粘度较高使用连续油管泵送存在的作业风险；体系具有低吸水性能，地层水对其凝固过程不存在影响；具有初凝时间可控、固化速度快的特点，相比树脂类产品，缩短了候凝时间；具有固化后较低孔隙率、无固化收缩率、体系固化微膨胀的特点，耐候性强于树脂类产品；具有较高的拉伸强度和耐温性能，耐温可以超过370℃；具有更好的承压强度，满足封堵后压裂施工的要求。

● WellSealTM为单组分体系，无需配液，可直接泵送作业；

● 不含任何颗粒物质，不溶于水、不受地层水矿化度影响；

● 体系比重：基础密度为1.19 SG，根据需要可以调整密度；

● 基液粘度：16 ~ 24 mPa.s，适用连续油管泵送作业；

● 只需加温固化；适用温度：120~240°C（储层温度）；

● 高温初凝时间：150℃下3~4小时初凝，可控时间；

●双重抗温网络结构，固化后长久耐温超过370℃；

● 固化过程无收缩，固化后体积微膨胀，膨胀率<1.0%；

●固化后Ti（TGA）：370~450℃；Tg：240~450℃；

● 固化后耐压强度：>140MPa，封堵后成压差强度：>90MPa；

●固化后拉伸强度：120~160MPa；模量：2.8~3.1 GPa；

●固化后伸长率：2.3~2.9%；断裂能：168 J/M2；

● 固化后耐强酸、强碱，高温下耐H2S、CO2腐蚀；

●固化后封堵地层（产层内）承压差超过80MPa；

● 对海洋生物、地面环境无伤害、无污染。

WellSealTM高强度封堵体系具有广泛的应用，如下：

● 压裂过程中套管微漏失封堵；

● 压裂过程中套管破损严重修复；

● 压裂过程中套管外高压窜流通道封堵；

● 压裂过程中压窜事件导致套管损坏修复；

● 压裂后裂缝前端封堵出水段或严重漏失段；

● 钻井过程中漏失堵漏、随钻封堵、桥堵；

● 封堵误射层段，提高套管承压等级；

● 封堵射孔产层，提供井筒承压支撑能力；

● 热采井堵水、堵漏、封窜、井口汽窜封堵；

● 水平井堵水、堵漏、ACP、封堵射孔段；

● 水平井出砂段控砂、固砂作业；

● 热采井注汽过程中井口环空带压治理；

● 其他特殊井况处理。