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完井井下工具及工艺技术

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趾端滑套压裂工具

来源:石油工程学院破岩与高压水射流实验室 发布时间:2023-07-06 点击数:

随着页岩油气水平井压裂技术的发展,水平井桥塞分段分簇体积压裂技术逐步成为页岩油气藏、低渗透油气藏增储上产的重要手段,并在页岩油气、致密油气水平井中大面积应用。在水平井桥塞分段分簇体积压裂施工前,通常采用连续油管传输射孔或者爬行器带动射孔枪送入井底射孔的方式建立第一段压裂流通通道后,才能采用泵送方式带动测井仪器、桥塞、射孔枪等进行测井、封堵、射孔及后续的压裂作业。随着页岩气井水平段的不断延伸,越来越多的井水平段长超过2000m;同时随着页岩气藏勘探开发的持续深入,储层埋深超过3500m,井深已超过5500m。连续油管一般作业长度小于等于5500m,并且在井眼轨迹复杂、井斜角及狗腿度大、水平段末端呈“上翘型”等情况下,连续油管传输射孔易发生卡钻、自锁、落物等问题。针对水平井第一段射孔连续油管传输及爬行器送入等存在的射孔枪难以下至井底,施工风险大,作业时间长、费用高等问题,国内外众多石油装备厂商研发了趾端压裂滑套。

水平井趾端压裂滑套技术是在套管柱上预置趾端压裂工具,与套管柱一起下入井内,压裂施工时无需下入其他工具即可实现水平井首段压裂施工。该技术的优势主要体现在以下两个方面:一是套管柱预置密封锁紧座,可实现管内密封,管柱内加压进行压裂前套管试压作业,降低了因套管泄露产生的施工风险;二是套管试压结束后,趾端滑套立即打开,直接进行首段压裂,无需进行射孔作业,相比常规电缆射孔作业大大缩短了施工周期。

趾端压裂滑套是一种压差滑套工具。压差滑套靠油管柱内部和外部的压差实现油管与地层的通断,可节省一级投球。靠压差滑套打开前油管内的压力来坐封液压封隔器和悬挂封隔器。

工作机理:将趾端压裂滑套作为套管串的一部分下入井底预定位置,正常开泵循环、固井注水泥作业等,待固井施工作业后环空水泥石强度充分发展。压裂前使用压裂车对井筒内套管进行阶梯式试压。试压压力达到高精准开启阀开启压力值,开启阀被打开,套管内液体及液体压力通过传压孔传递作用在滑套本体外侧截面,使滑套本体产生向下滑动的压差,滑套向下移动,露出压裂液体流动槽,建立套管内外连通通道,便可直接进行压裂作业或泵送测井仪器、桥塞、射孔枪等后续作业工具。