陈超 （中石油吐哈油田分公司工程技术研究院，新疆 哈密839009）

1 问题的提出

凝胶作为一种在石油、医药、食品、农业、建筑等多个领域广泛使用的特殊高分子材料［1］，其系统研究早在40年前就已经开始。凝胶的研究主要集中在凝胶的制备、凝胶结构等方面［2］。在针对凝胶物理特性方面，主要在凝胶的吸水性、缓释性、吸附与分离性输送与渗透性、负载性以及光学性质广泛开展研究［3，4］。在油气田开发工程领域，则主要在流变性方面开展研究，例如压裂液特性研究，此外还在封堵地层方面开展研究，比如调剖堵水技术，但此类研究比较笼统，仅从实验数据分析凝胶对地层岩石孔喉的封堵能力［5，6］。在油气田开发工程的一些特殊领域，需要凝胶封堵圆形钢管，并能实现一定的抗压差能力，而凝胶在圆形钢管中的抗压能力与钢管的直径、凝胶自身的长度是何种关系，国内外并无相关研究的报道。为此，笔者从理论研究的角度进行分析研究，量化钢管直径、凝胶长度对凝胶在圆形钢管中的抗压差能力。

2 模型建立及分析

通过室内试验发现，凝胶在圆形钢管中承受气体压差时呈图1所示状态：受力面整体成弧面，当凝胶本体强度相对其与钢管壁的黏附强度高，在承受大压差时凝胶整体向下移动；当凝胶本体强度相对其与钢管壁的黏附强度弱，凝胶在承受大压差时弧面角度越来越小，最后气体击穿凝胶本体。

当气体还未击穿凝胶时，凝胶处于平衡状态。……