在井的安全管理和性能管理方面，可靠、有效的环形封隔非常重要。注水泥（即水泥灌浆）是油气工业实现环形封隔的常规方法，已经有约100年的历史。但是，现代油气工业不能一直沿用100年前的钻完井技术和方法。随着钻井技术的进步，特别是与水平井相关的钻井技术的进步，钻井设计和完井环境常常超出水泥的环状封隔能力。如果只是通过改善水泥质量或使用方式来解决当下完井面临的这些问题，可能会导致钻完井作业变得更加复杂、更加昂贵和更多时耗。
可膨胀封隔器的出现为这个问题的提供了一个解决方案，最大的特点是节约时间。不过，在井底复杂恶劣的环境下，可膨胀封隔器的可降解聚合物有功能失效的可能。在已安装有可膨胀封隔器的井中，约有50％会在5年后出现渗漏现象。
由于全球半数以上的钻机钻的是大斜度井或水平井，并且含有枯竭井区域的成熟油田数目逐渐增多，上述大斜度井或水平井面临的最大挑战是需要一种封隔器，不仅要有较好的经济效益，而且还要求在井的整个生产周期内都保持有效性。
可膨胀环形封隔器
随着油气田开发技术的不断发展，涌现出一批安全性好、经济效益高以及优化效果好的完井新技术。其中，柔性单层完井系统是一名佼佼者。
美国Welltec公司的Flex－Well完井方案是一种能够实现完井设计目的的柔性单层（单孔）系统。它可以为最小或最复杂的油藏优化泄油面积，而无需使用水泥和可膨胀封隔器。
该系统的关键部件是Welltec环形封隔器（黑色环状部分）——一个拥有大膨胀比的全金属可膨胀封隔器：在井身结构设计中，它有全井段封隔、层段封隔等作用；在开钻前，它可以针对某一具体的井进行设置，不仅使封隔器提供可靠的封隔能力，并且能够较好地控制整个井筒的压力变化，使之在井的整个生产周期内不受井内因素的限制。
全金属封隔器是一个独特的单层完井衬管，经ISO14310V3标准检验合格，某些尺寸型号在V0标准检验下也能够合格，其主要作用是保持完整性，取代水泥环和防止常规固井方法隔离失效时在地表产生的环空压力。在设计上，它解决了常规完井方法在短期、长期时间内和极端环境下的诸多弊端。
在胶结和未胶结的井眼，全金属封隔器都能实现层段封隔，且可用于连接套管和衬管。考虑到储层控制和水平延伸距离超过9140米的多油层的再次增产的情况，全金属封隔器是从外表面开始膨胀的。由于封隔器的内径不会减小，因此它不会影响内部流体的流动状态，修井作业也可以简单快速地进行。
使用全金属封隔技术的无水泥完井方式有建井材料和时间成本低、减少储层表皮伤害程度等优点，在井被堵塞和废弃期间，持续的封隔压力保护可省去压力的估算工作，消除渗漏的风险。由于安装方便、省时，不存在等待可膨胀弹性体安装的时间，所以它也可以用于早期的生产。
在未凝固水泥中的应用
全金属封隔器也可安装在未凝固的水泥中，以衬管或套管组件的形式安装在水泥凝固困难的井段，为其提供固结保障。
在未凝固的水泥中，安装全金属封隔器会对井产生额外的压力，使井中的环形封隔器发生膨胀。水泥浆中的液压可确保封隔器与裸眼井之间密封良好，降低水泥固井窜槽破坏封隔的风险。
全金属封隔器可以消除套管和水泥环之间产生微小缝隙（微裂缝）的风险。可控的膨胀可将水泥挤开，使封隔器与地层或套管进行直接接触。与钢材相比，地层具有相对较高的塑性，因此在膨胀压力释放后，可使钢材与地层较好地贴合。
在顶替钻井泥浆时，封隔器与地层之间残留的水泥浆无法承受释放的压力，因此能够消除固结套管和衬管之后的、影响油或气流动的潜在微小环空。
深层完井方案
全金属封隔器足够坚固，能够满足旋转的要求，这对大位移井的安装过程非常重要。而且在完井过程中，连续衬管可根据需要利用浮力来减小其与井眼之间的摩擦。通径的连续衬管也可以通过预先安装在所需恰当位置的全井段封隔器，根据需要保障井的安全报废。
在深井段完井系统中，Welltec环形封隔器和井筒流动阀（螺旋沟槽部分）共同成为关键组件。
储层分隔
储层性质通常会在横向长度上发生变化，这既是一种自然现象也是井眼填充的一个后果。柔性单层完井系统通过在整个层段划分出无数个小层段，这些小层段可以进行开启或关闭，来优化产量和储层的泄油面积，从而降低上述风险。
利用全金属封隔器和井筒流量控制阀，柔性单层完井系统可以组建出一系列“分隔区间”。根据实现增注或者增产的需要，设计每一个分隔区间安装的流量控制阀，柔性单层完井系统就可以独立控制这些分隔区间，实现尽快投产，提高油气最终采收率。这样，无需使用钻井设备或进行修井作业，就可以使很好地控制井内产出流体、产水以及气窜等，降低运营成本。（文/辜富洋）