中国石化“井下全通径无级滑套系统”国际领先

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中国石化(600028，BUY)是压裂技术新改革的国际领先者，“井下全通径无级滑套系统”

中国石化西南石油局在实施创新驱动战略方面取得的重大成就，是取得油气成果关键环节的重要创新

本报记者丁

3月20日，在北京举行的第17届中国国际石油石化技术装备展览会上，中国石化西南石油局宣布“井下全口径无级滑套系统”研制成功，2016年10月，蒋莎33-19hf井实现了30段精细分段加砂压裂，创造了固定管柱分段压裂级数的世界纪录；2016年12月，中国石化科技部组织中国工程院院士及相关专家进行鉴定，系统整体达到国际先进水平，两项核心技术达到国际领先水平，优于目前国内外水平井压裂工具；截至2017年3月初，大规模工业应用表明，该系统能够大大提高气井产量和稳定产能，显著缩短施工时间，降低成本，可称为低渗透致密油气藏高效开发的“杀手”。

中石化西南石油局局长、西南油气分公司总经理甘表示，“井下全口径无级滑套系统”是一项新的技术体系，是取得油气成果关键环节的重要创新，是油气行业具有世界先进水平的“中国智力创造(爱基、净值、信息)”，打破了国外石油服务巨头的技术垄断。目前，该技术已获得2项国际发明专利、8项中国国家发明专利、12项实用新型专利和1项计算机软件版权。

四项关键创新

当油气井钻至目标层时，如何获得油气成果或开采油气？

钻头向下钻进，穿过数千米的地层，到达目标油气层。此时，许多井再次使用水平井技术，使钻头能够在油气藏中水平钻进而不是垂直钻进，目的是穿越更多的油气藏，增加油气藏的暴露面积，为下一阶段压裂创造条件。

分段压裂是取得油气成果的关键环节，可以开辟多条油气生产通道，释放地下油气产能，拉出油龙。分段压裂作业是“井下全口径无级滑套系统”开始发挥作用的时候。

简而言之，“井下全通径无级滑套系统”有四个核心特征或关键创新:

分割没有限制。在分阶段压裂、带出油气之龙、取得油气成果的关键环节，可以根据地下油气藏实施“无限阶段分割”，可以打开无数油气通道，根据目标层的油气情况实施精细分割，最大限度地释放地下油气产能，从而获得更高的油气产量，实现更持久的稳定生产。这也是“井下全通径无级滑套系统”的最大亮点。

生产全直径。采用全直径无级滑套实现油气生产管柱的全直径，为后期维护和操作提供了极大的方便。

单段可切换。如果某些部分(即油气生产通道)对生产有影响，可以有针对性地关闭或打开，以避免产水对油气生产的影响；如果进行排水作业或油气井维护，可以重新打开并重新投入生产。

管柱的整合。在常规无限期分段压裂中，施工管柱不同于油气井的生产管柱，因此分段压裂完成后需要重新下入生产管柱，这不仅增加了作业周期和作业成本，还会造成储层的二次污染，影响油气井的生产。然而，全井眼无级滑套分段压裂将施工管柱与油气井生产管柱集成在一起，施工完成后可直接投入生产，缩短了施工时间，降低了施工成本。

由于“井下全口径无级滑套系统”的“全智能匹配”，上述四项关键创新得以实现。它采用巧妙的设计和创新的结构。在施工过程中，钥匙和滑套通过编码智能匹配，无需人工干预。应该打开的是“永不放手”，不应该打开的是“一笑置之”，从而实现无限与独特的完美结合。

四大显著成就

大规模工业应用表明，“井下全口径无级滑套系统”优于国内外现有水平井分段压裂工具，整体达到国际先进水平，两项核心技术均达到国际领先水平。

“井下全直径无级滑套系统”具有“无限级”、“全直径管柱”、“生产层可封闭”、“连续施工”、“固定管柱”、“结构独特、可靠性高”、“成本低”的特点，而国内外其他类似技术或工具只有一些特点。

综上所述，该系统有四个显著的成就:

大大提高气井产量。与常规分段相比，分段压裂后气井的平均日产气量为99500立方米，比常规工艺中的平均单井日产气量高出60%。

大大提高了稳定生产的能力。与常规分段相比，气井的稳定生产能力大大提高。

显著缩短施工时间。与其他无限分段工艺相比，施工时间缩短了近40%。

显著降低建设成本。与目前主流的全井眼压裂技术相比，施工成本节约50%以上。

三个应用案例

蒋莎203-3hf井是位于川西气田中江-回龙构造的一口评价井，低于井场中江103d井的测试产量，未达到地质预期目的。2017年3月，该井采用“井下全通径无级滑套系统”技术，仅用10个小时就快速完成了202立方米陶粒的压裂作业和10段砂层的压裂作业，缩短了施工时间，减少了进入地面的液体量，尽可能减少了储层的滤失和伤害。在井口油压为16.2 MPa的情况下，天然气测试日产量为18.1万立方米。

高庙33-10hf井是位于川西气田高庙子构造的一口水平开发井，水平长度为865米。该井采用“井下全井眼无级滑套系统”技术，成功实现了固定管柱19级分段加砂压裂，充分释放了地层产能。在23 MPa的油压下，天然气测试日产12.6万立方米，远远超过地质预测效果。与测井油气显示较好相比，与邻井高庙33-7hf相比，采用常规7段分段压裂，测试油压和产量较高；与邻井高庙33-11hf采用常规10级压裂相比，高庙33-11hf井在单位油压下的累计产气量(即稳定产能)是高庙33-11hf井的1.7倍。

新沙21-46hf井是位于川西气田新场构造的一口开发井，水平井段571米，储层条件差，含水边缘。在它周围的同一层位有许多生产井，生产时间长(3-10年), 空.的储层赤字大该井采用“井下全井眼无级滑套系统”技术，实施13次分段压裂，间隔13-75m，平均28.7m，在12.3mpa的油压下，日产天然气测试26000立方米。投产后，在13.1兆帕的油压下，日输气量为28900立方米。生产压力和产气量高于试验油压和产量，生产稳定。

技术、设备和性能

全面可靠

“井下全通径无级滑套系统”由中国石化西南石油局的顶尖创新团队经过五年的研发完成。项目组长由中石化西南石油局局长、西南油气分公司总经理甘博士担任，成员包括一大批在气田开发和压裂技术方面有丰富经验的高级工程师、医生和专家。

在过去的五年里，R&D团队经历了数百次实验。该技术去年取得重大突破后，252滑套现场应用成功近18井次。滑套打开率和打捞成功率均为100%。重复开关功能可实现“四开三关”和管柱100%全直径。

“井下全通径无级滑套系统”在油气开发中发挥了重要作用。中国石化西南石油局川西气田位于四川省最具活力的高密度经济走廊“成都-德阳-绵阳”，工业发达，人口密集，对石油工程建设的安全性和环保性要求很高。该技术在川西气田近20口井成功应用，大量井实现高产，其中蒋莎33-19hf井实现了30级分段压裂，创下了固定管柱套管封隔器分段压裂的世界纪录。

2016年3月，中石化西南石油局与中石化石油机械公司签署合作协议，中石化石油机械公司负责工具加工制造。一年来，双方完成了“井下全通径无级滑套系统”的产业化和生产化任务。下一步，双方将紧密合作，生产出高质量的“井下全口径无级滑套系统”设备，用一流的技术和一流的产品为下一步的大规模推广应用打下良好的基础。

为加快“井下全口径无级滑套系统”的应用和推广，中国石化西南油气公司将组建一支高水平的专业技术队伍，从工程设计、现场技术服务、压裂后生产评价、压裂全过程管理等方面开展一揽子工程建设和技术服务。，确保低渗透致密油气藏的低成本高效压裂开发。此外，“井下全通径无级滑套系统”在页岩气领域的应用研发已经启动，并有望取得新的重要进展。

市场应用前景广阔

在全球油气行业，“美味肥肉”越来越少，易于开发的油气资源已经开发出来。石油和天然气工业正在向深海、沙漠、山区和其他环境复杂的地区进军，并正在向困难的油气储藏区进军，例如致密气(即低渗透致密油气储层)、致密油、煤层气和页岩气。在这种情况下，如何高效、低成本地开发是一个现实问题。

特别是在全球油气行业低迷的“寒冬”，更需要革命性的技术创新和高效低成本的开发，迎来新的春天。

“井下全通径无级滑套系统”是具有国际先进水平的“中国智力创造”，其成功研发将为许多油气田的高效低成本开发提供新的选择。

在低渗透致密气藏中，“井下全口径无级滑套系统”是“杀手”。低渗透致密油气藏是全球天然气开发的重点领域。近年来，鄂尔多斯(600295，Buy)深盆含气区、松辽断陷含气区和淮南深埋含气区的储量和产量均有快速增长。然而，随着开发的深入，储层物性条件越来越差，水平井需要越来越多的分段技术。可采用“井下全井眼无级滑套系统”来提高水平井的生产储量和最终采收率，提高水平井的开发效益。

在页岩气领域，利用全通径无级滑套的设计原理和方法，开发了喷雾、密封、加压一体化工具，成功进行了中试，解决了现有页岩气储层压裂技术工序多、施工周期长、运行成本高的问题。它具有工序少、级数不限、管柱全径、油套管同时大排量注入、井眼更清洁、改造更有利、改造后直接投产等特点，将带来页岩气开发新的技术革命。

此外，“井下全通径无级滑套系统”还可用于油气井生产管理，在堵水、调剖和产能测试方面具有广阔的应用前景。

来源：荆州新闻