石油開采技術(shù)的滑套技術(shù)方案

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1課題研究的意義

石油開采作業(yè)固井環(huán)節(jié)，使用的開關(guān)滑套，利用套管扣實(shí)現(xiàn)和套管的連接，被布置在各個(gè)采油層。在開采作業(yè)中，利用開關(guān)工具控制，打開滑套，開展壓裂增產(chǎn)作業(yè)；或者關(guān)閉滑套，開展選擇性開采作業(yè)；再或者對(duì)部分層段，實(shí)施封隔堵水作業(yè)[1]。由于常規(guī)滑套操作復(fù)雜，難以助力油氣的高效開發(fā)，因此，對(duì)滑套技術(shù)進(jìn)行研究，提出新的滑套技術(shù)方案。

2石油開采技術(shù)中的滑套技術(shù)方案

2.1技術(shù)方案

設(shè)計(jì)的滑套技術(shù)方案，其主要組成從上到下依次連接上接頭、中部接頭和下接頭。上接頭、中部接頭和下接頭形成中空通道，中空通道內(nèi)設(shè)有內(nèi)筒；中部接頭上開并且設(shè)置了傳壓孔；內(nèi)筒可在中空通道內(nèi)自由移動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)傳壓孔的控制，比如打開或關(guān)閉。內(nèi)筒的組成主要包括內(nèi)筒本體和與內(nèi)筒本體連接的凸部。其中，凸部布置在內(nèi)筒本體下方，并且和開關(guān)工具相適配。

2.2滑套技術(shù)方案的具體實(shí)施

在井下作業(yè)過程中，將配套的開關(guān)工具與設(shè)計(jì)的滑套一起下入井中，內(nèi)筒4受到開關(guān)工具的驅(qū)動(dòng)能夠在中空通道上下移動(dòng)；上接頭1、中部接頭2、下接頭3和內(nèi)筒4形成第二中空通道，當(dāng)內(nèi)筒4移動(dòng)至傳壓孔21與第二中空通道連通的位置時(shí)，滑套打開并且開始進(jìn)行壓裂工作。當(dāng)內(nèi)筒4移動(dòng)至傳壓孔21與第二中空通道不連通的位置時(shí)，滑套關(guān)閉而結(jié)束壓裂工作。設(shè)計(jì)的新型滑套，在實(shí)際應(yīng)用中，不僅操作準(zhǔn)確，而且效率較高，可以不開展射孔以及鉆塞作業(yè)，能夠一次性完成壓裂作業(yè)，優(yōu)化了壓裂操作流程。除此之外，設(shè)計(jì)的此滑套能夠反復(fù)開啟，油氣開發(fā)的效率比較高。1.上接頭；2.中部接頭；21.傳壓孔；3.下接頭；4.內(nèi)筒；41.內(nèi)筒本體；42.凸部；421.斜面；5.密封組件；51.密封環(huán)；52.擋環(huán)；53.定位環(huán)滑套技術(shù)方案的實(shí)現(xiàn)分析：（1）凸部42內(nèi)壁的直徑小于內(nèi)筒本體41內(nèi)壁的直徑。當(dāng)內(nèi)筒4在開關(guān)工具的驅(qū)動(dòng)下在中空通道上下移動(dòng)時(shí)，凸部42與開關(guān)工具上的凹槽配合，開關(guān)工具通過凸部42與凹槽的卡合連接實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)內(nèi)筒4移動(dòng)。（2）凸部42的下端設(shè)有用于與開關(guān)工具配合的斜面421，以便于開關(guān)工具能夠順利通過內(nèi)筒4（3）內(nèi)筒4與中空通道的內(nèi)壁卡合連接。中空通道的內(nèi)壁上設(shè)有第一卡合槽，內(nèi)筒4上設(shè)有與第一卡合槽相適配的卡合部。中空通道的內(nèi)壁上設(shè)有與卡合部相適配的第二卡合槽，第二卡合槽設(shè)于第一卡合槽下方，內(nèi)筒4在外力作用下可由第一卡合槽與第二卡合槽之間移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)傳壓孔與第二中空通道連通或不連通。（4）內(nèi)筒4與中部接頭2之間設(shè)有密封組件5。密封組件5包括密封環(huán)51、擋環(huán)52和定位環(huán)53。密封環(huán)51、擋環(huán)52和定位環(huán)53套設(shè)于內(nèi)筒4的外壁，用于實(shí)現(xiàn)內(nèi)筒4與中部接頭2之間的密封連接。（5）中部接頭2與上接頭1螺紋連接，中部接頭2與下接頭3螺紋連接。（6）中部接頭2與上接頭1的連接處設(shè)有第一密封圈（未標(biāo)示），中部接頭2與下接頭3的連接處設(shè)有第二密封圈（未標(biāo)示），這種結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)中部接頭2與上接頭1和下接頭3的密封連接。

3石油開采技術(shù)中的滑套技術(shù)方案的應(yīng)用效果

傳統(tǒng)壓裂工藝在開展作業(yè)中，采用裸眼完井，使用的管柱結(jié)構(gòu)從上到下主要包括浮鞋、承壓短節(jié)，以及滑套、生產(chǎn)套管等。在開采作業(yè)下，下入傳統(tǒng)的管柱之后，通過投球的方式，關(guān)閉承壓短節(jié)，實(shí)現(xiàn)密封的目標(biāo)，繼續(xù)打壓開啟壓差滑套，進(jìn)行第一段的壓裂，之后投入第一級(jí)壓裂球，將第一個(gè)壓裂滑套給開，進(jìn)入第二段的壓裂操作，反復(fù)執(zhí)行此流程，完成所有的壓裂作業(yè)。傳統(tǒng)壓裂工藝，具有以下局限性：①從壓裂的最大級(jí)數(shù)來說，其上限受到球座級(jí)差的影響較大，因?yàn)榛浊蜃粌H要便于鉆磨，還必須有較高的抗沖蝕性能，所以本體的強(qiáng)度不可以過高，進(jìn)而影響著壓裂的級(jí)數(shù)[2]。②在后期作業(yè)中，反復(fù)開展壓裂作業(yè)，必須要先進(jìn)行鉆磨球座操作，或者打撈球座，然后使用相應(yīng)的工具開展壓裂作業(yè)。因?yàn)閴毫淹ǖ辣容^窄，而且鉆磨的風(fēng)險(xiǎn)以及壓裂操作砂堵的風(fēng)險(xiǎn)很高，所以具有較大的缺陷。③若后期施工作業(yè)時(shí)，出現(xiàn)了產(chǎn)層出水的情況，那么必須要關(guān)閉滑套。在具體操作時(shí)，要先進(jìn)行球座鉆磨，或者下入相關(guān)的開關(guān)工具，開展開關(guān)作業(yè)，操作成本比較高[3]。文中提出的石油開采技術(shù)中的滑套技術(shù)方案，在井下作業(yè)過程中，將配套的開關(guān)工具與設(shè)計(jì)的滑套一起下入井中，內(nèi)筒4受到開關(guān)工具的驅(qū)動(dòng)能夠在中空通道上下移動(dòng)；上接頭1、中部接頭2、下接頭3和內(nèi)筒4形成第二中空通道，當(dāng)內(nèi)筒4移動(dòng)至傳壓孔21與第二中空通道連通的位置時(shí)，滑套打開并且開始進(jìn)行壓裂工作。當(dāng)內(nèi)筒4移動(dòng)至傳壓孔21與第二中空通道不連通的位置時(shí)，滑套關(guān)閉而結(jié)束壓裂工作。設(shè)計(jì)的新型滑套，在實(shí)際應(yīng)用中，不僅操作準(zhǔn)確，而且效率較高，可以不開展射孔以及鉆塞作業(yè)，能夠一次性完成壓裂作業(yè)，優(yōu)化了壓裂操作流程。除此之外，設(shè)計(jì)的此滑套能夠反復(fù)開啟，油氣開發(fā)的效率比較高。從現(xiàn)場的應(yīng)用情況來說，設(shè)計(jì)的石油開采技術(shù)中的滑套技術(shù)方案，滑套結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)科學(xué)合理。在實(shí)際應(yīng)用中，封隔器能夠成功開啟或者關(guān)閉，密封比較穩(wěn)定，滑套打開比較明顯，管柱的承壓能力比較強(qiáng)，可以達(dá)到石油開采作業(yè)的要求。通過設(shè)計(jì)中空通道，便于封隔器以及滑套的開啟，不僅節(jié)約了操作時(shí)間，而且操作比較簡便。通過優(yōu)化滑套結(jié)構(gòu)，合理減少了封隔器裝置反復(fù)坐封的次數(shù)，極大程度上降低了作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)，增強(qiáng)了開采的安全性和穩(wěn)定性，具有推廣應(yīng)用的價(jià)值[4]。

4結(jié)束語

石油開采技術(shù)中的滑套技術(shù)方案，設(shè)計(jì)比較新穎，應(yīng)用到石油開采作業(yè)中，能夠替代傳統(tǒng)的投球壓裂滑套。從實(shí)際應(yīng)用的效果來說，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)降本增效，還能夠減少重復(fù)壓裂產(chǎn)生的成本，操作效果比較好，有著不錯(cuò)的應(yīng)用前景。設(shè)計(jì)的滑套具有操作簡單的優(yōu)勢(shì)，而且使用成本比較低，具有推廣應(yīng)用的價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]黃偉，詹鴻運(yùn).逐級(jí)開啟式封隔器及滑套多級(jí)壓裂管柱的研制與應(yīng)用[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2019，39（2）：178-179.

[2]儲(chǔ)婷婷，泉，朱宏，等.基于近似模型的螺旋軸式移箱機(jī)構(gòu)多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化[J].安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2018，45（6）：1147-1153.

[3]王偉佳.頁巖氣井無限級(jí)固井滑套壓裂技術(shù)[J].油氣井測試，2018，27（5）：37-41.

作者：吳其明 吳敦勝 宋陽 單位：海力德工業(yè)（湛江）有限公司