部分完井工具如壓裂球、球座、橋塞等,在其功能實(shí)現(xiàn)后留在井內(nèi)會影響油氣井的產(chǎn)能。為此,Baker Hughes公司研制了一種可分解納米結(jié)構(gòu)混合物(DNC)。該材料具有低密度、高強(qiáng)度、分解速率可控和低成本的特點(diǎn),已用于制備完井工具。
DNC主要由基質(zhì)和增強(qiáng)組分組成?;|(zhì)一般選取低密度、高強(qiáng)度和低電勢的材料。低密度金屬有鈹、鎂和鋁,其他較重金屬可采用中空結(jié)構(gòu)滿足低密度要求。增強(qiáng)組分可選取陶瓷、部分氧化物、氮化物。另外,部分金屬材料如鎳、鋁、鎂、鈷、鐵、鋅和錳等既能同特定金屬基質(zhì)形成固溶體或金屬間化合物,提高其強(qiáng)度,又能與金屬基質(zhì)產(chǎn)生較高電勢差,加速腐蝕。DNC的抗壓強(qiáng)度高達(dá)830 MPa,腐蝕速率高達(dá)430 mg/(cm2·h)(3% KCl溶液,65 ℃),可在82 h 內(nèi)完成分解。該材料還展現(xiàn)出超強(qiáng)韌性,破裂伸長率為8%~12%,密度為1.5~2.0 g/cm3。用DNC材料制成的壓裂球已在多級壓裂作業(yè)中大量應(yīng)用,取得了很好的效果。