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浅谈石油开采中的滑套技术

2019-12-30 306 上传者：管理员

摘要：本文论述了石油开采技术中的滑套技术，同时提出了新型滑套技术方案。新型滑套分成以下几部分：上至下依次连接的上接头、中部接头和下接头，上接头、中部接头和下接头形成中空通道，中部接头上开设有传压孔，中空通道内设有内筒，内筒包括内筒本体和与内筒本体连接的凸部，凸部设于内筒本体下方并与开关工具相适配，内筒可在中空通道内移动用于打开或关闭传压孔。从技术应用效果反应出不仅能够助力油气高效开采，而且操作简便。

关键词：
开采技术
油气高效开采
滑套技术
石油
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现阶段，低渗油藏和超低渗油藏开采不断增加，加之水平井钻井工艺不断成熟，油气藏增产更加依赖多段压裂工艺。通过增加产层裂缝的面积，不断提高产层的渗透率，实现提高采收率的目标。这离不开滑套技术的支持。通过不断改进和完善滑套技术方案，为石油开采作业的开展提供技术保障，有着重要的意义。

1、课题研究的意义

石油开采作业固井环节，使用的开关滑套，利用套管扣实现和套管的连接，被布置在各个采油层。在开采作业中，利用开关工具控制，打开滑套，开展压裂增产作业；或者关闭滑套，开展选择性开采作业；再或者对部分层段，实施封隔堵水作业^[1]。由于常规滑套操作复杂，难以助力油气的高效开发，因此，对滑套技术进行研究，提出新的滑套技术方案。

2、石油开采技术中的滑套技术方案

2.1 技术方案

设计的滑套技术方案，其主要组成从上到下依次连接上接头、中部接头和下接头。上接头、中部接头和下接头形成中空通道，中空通道内设有内筒；中部接头上开并且设置了传压孔；内筒可在中空通道内自由移动，能够实现对传压孔的控制，比如打开或关闭。内筒的组成主要包括内筒本体和与内筒本体连接的凸部。其中，凸部布置在内筒本体下方，并且和开关工具相适配。滑套结构如图1所示。

2.2 滑套技术方案的具体实施

在井下作业过程中，将配套的开关工具与设计的滑套一起下入井中，内筒4受到开关工具的驱动能够在中空通道上下移动；上接头1、中部接头2、下接头3和内筒4形成第二中空通道，当内筒4移动至传压孔21与第二中空通道连通的位置时，滑套打开并且开始进行压裂工作。当内筒4移动至传压孔21与第二中空通道不连通的位置时，滑套关闭而结束压裂工作。设计的新型滑套，在实际应用中，不仅操作准确，而且效率较高，可以不开展射孔以及钻塞作业，能够一次性完成压裂作业，优化了压裂操作流程。除此之外，设计的此滑套能够反复开启，油气开发的效率比较高。图1滑套结构

滑套技术方案的实现分析：

(1) 凸部42内壁的直径小于内筒本体41内壁的直径。当内筒4在开关工具的驱动下在中空通道上下移动时，凸部42与开关工具上的凹槽配合，开关工具通过凸部42与凹槽的卡合连接实现驱动内筒4移动。

(2) 凸部42的下端设有用于与开关工具配合的斜面421，以便于开关工具能够顺利通过内筒4。

(3) 内筒4与中空通道的内壁卡合连接。中空通道的内壁上设有第一卡合槽（图未示），内筒4上设有与第一卡合槽相适配的卡合部（图未示）。中空通道的内壁上设有与卡合部相适配的第二卡合槽（图未示），第二卡合槽设于第一卡合槽下方，内筒4在外力作用下可由第一卡合槽与第二卡合槽之间移动，从而实现传压孔与第二中空通道连通或不连通。

(4) 内筒4与中部接头2之间设有密封组件5。密封组件5包括密封环51、挡环52和定位环53。密封环51、挡环52和定位环53套设于内筒4的外壁，用于实现内筒4与中部接头2之间的密封连接。

(5) 中部接头2与上接头1螺纹连接，中部接头2与下接头3螺纹连接。

(6)中部接头2与上接头1的连接处设有第一密封圈（未标示），中部接头2与下接头3的连接处设有第二密封圈（未标示），这种结构能够实现中部接头2与上接头1和下接头3的密封连接。

3、石油开采技术中的滑套技术方案的应用效果

传统压裂工艺在开展作业中，采用裸眼完井，使用的管柱结构从上到下主要包括浮鞋、承压短节，以及滑套、生产套管等。在开采作业下，下入传统的管柱之后，通过投球的方式，关闭承压短节，实现密封的目标，继续打压开启压差滑套，进行第一段的压裂，之后投入第一级压裂球，将第一个压裂滑套给开，进入第二段的压裂操作，反复执行此流程，完成所有的压裂作业。传统压裂工艺，具有以下局限性：①从压裂的最大级数来说，其上限受到球座级差的影响较大，因为滑套球座不仅要便于钻磨，还必须有较高的抗冲蚀性能，所以本体的强度不可以过高，进而影响着压裂的级数^[2]。②在后期作业中，反复开展压裂作业，必须要先进行钻磨球座操作，或者打捞球座，然后使用相应的工具开展压裂作业。因为压裂通道比较窄，而且钻磨的风险以及压裂操作砂堵的风险很高，所以具有较大的缺陷。③若后期施工作业时，出现了产层出水的情况，那么必须要关闭滑套。在具体操作时，要先进行球座钻磨，或者下入相关的开关工具，开展开关作业，操作成本比较高^[3]。

文中提出的石油开采技术中的滑套技术方案，在井下作业过程中，将配套的开关工具与设计的滑套一起下入井中，内筒4受到开关工具的驱动能够在中空通道上下移动；上接头1、中部接头2、下接头3和内筒4形成第二中空通道，当内筒4移动至传压孔21与第二中空通道连通的位置时，滑套打开并且开始进行压裂工作。当内筒4移动至传压孔21与第二中空通道不连通的位置时，滑套关闭而结束压裂工作。设计的新型滑套，在实际应用中，不仅操作准确，而且效率较高，可以不开展射孔以及钻塞作业，能够一次性完成压裂作业，优化了压裂操作流程。除此之外，设计的此滑套能够反复开启，油气开发的效率比较高。

从现场的应用情况来说，设计的石油开采技术中的滑套技术方案，滑套结构设计科学合理。在实际应用中，封隔器能够成功开启或者关闭，密封比较稳定，滑套打开比较明显，管柱的承压能力比较强，可以达到石油开采作业的要求。通过设计中空通道，便于封隔器以及滑套的开启，不仅节约了操作时间，而且操作比较简便。通过优化滑套结构，合理减少了封隔器装置反复坐封的次数，极大程度上降低了作业的风险，增强了开采的安全性和稳定性，具有推广应用的价值^[4]。

4、结束语

石油开采技术中的滑套技术方案，设计比较新颖，应用到石油开采作业中，能够替代传统的投球压裂滑套。从实际应用的效果来说，不仅能够实现降本增效，还能够减少重复压裂产生的成本，操作效果比较好，有着不错的应用前景。设计的滑套具有操作简单的优势，而且使用成本比较低，具有推广应用的价值。

参考文献:

[1]黄伟,詹鸿运.逐级开启式封隔器及滑套多级压裂管柱的研制与应用[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(2):178-179.

[2]储婷婷,朱德泉,朱宏,等.基于近似模型的螺旋轴式移箱机构多学科设计优化[J].安徽农业大学学报,2018,45(6):1147-1153.

[3]王伟佳.页岩气井无限级固井滑套压裂技术[J].油气井测试,2018,27(5):37-41.

[4]王帅,李军亮,解婷.ReFRAC~(TM)滑套技术在水平井重复压裂工艺上的应用研究[J].广东化工,2018,45(6):113-115,123.

吴其明,吴敦胜,宋阳.石油开采技术中的滑套技术方案[J].化工设计通讯,2019,45(7):44-45.