關(guān)皓綸 王兆會 劉斌輝(

1. 中國石油集團工程技術(shù)研究院有限公司 2. 中國石油大學(北京)石油工程學院)

0 引 言

隨著油氣需求的增加和勘探工作的逐步深入，油氣藏資源的勘探開發(fā)逐漸轉(zhuǎn)向頁巖油、頁巖氣和致密砂巖油等非常規(guī)油氣藏，這對儲層改造提出了新的挑戰(zhàn)。水平井分段壓裂改造已經(jīng)逐漸成為非常規(guī)油氣藏高效開發(fā)的重要手段[1-2]。

經(jīng)過十多年的發(fā)展，水平井分段壓裂完井技術(shù)已經(jīng)在國內(nèi)外現(xiàn)場得到了廣泛應(yīng)用和推廣，成為儲層增產(chǎn)改造的關(guān)鍵手段。目前，水平井分段壓裂完井技術(shù)主要有裸眼封隔器分段壓裂技術(shù)、固井滑套分段壓裂技術(shù)、水力噴射分段壓裂技術(shù)以及橋塞射孔分段壓裂技術(shù)等[3]。國外壓裂技術(shù)在高效化、智能化和無限級方面較為領(lǐng)先，國內(nèi)與國外相比仍存在一定的差距[4]。

近期常用的水平井裸眼分段壓裂完井技術(shù)存在井壁穩(wěn)定性差、完井風險大的問題且分段級數(shù)有限，對巖性交錯的非常規(guī)油氣藏儲層，更適合采用固井套管壓裂完井技術(shù)進行經(jīng)濟、高效的增產(chǎn)改造。因此，研制安全、可靠、高效的固井壓裂滑套進行分段壓裂完井，對提升非常規(guī)油氣儲層開發(fā)改造效率和降低施工成本具有重要意義。

本文將對現(xiàn)有固井滑套分段壓裂完井技術(shù)及相關(guān)配套工具的研制現(xiàn)狀進行對比分析，以討論未來技術(shù)及工具的改進和發(fā)展方向，相關(guān)結(jié)論可為固井滑套分段壓裂完井技術(shù)的發(fā)展及固井壓裂滑套工具的改進設(shè)計提供參考。

1 固井滑套分段壓裂完井技術(shù)

采用固井套管進行壓裂完井的技術(shù)主要有水力泵送橋塞射孔分段壓裂技術(shù)、連續(xù)管拖動封隔器分段壓裂技術(shù)和固井滑套分段壓裂技術(shù)等[5]。其中，固井滑套分段壓裂技術(shù)常用于低滲油氣藏、頁巖氣和煤層氣等非常規(guī)油氣藏的增產(chǎn)改造。

1.1 技術(shù)原理

固井滑套分段壓裂完井技術(shù)是指在鉆井作業(yè)完成后，根據(jù)油氣藏的地質(zhì)層位信息在套管內(nèi)安裝多級壓裂滑套并一趟下入井內(nèi)，各級滑套抵達對應(yīng)目的層后實施常規(guī)固井施工[6]。壓裂作業(yè)時，利用液壓先打開第一級滑套(固井壓裂趾端滑套)，再通過特定的方式逐級開啟后續(xù)滑套，實現(xiàn)井眼與儲層的連通，完成多產(chǎn)層分段壓裂，最終實現(xiàn)油氣儲層的壓裂增產(chǎn)改造。

1.2 技術(shù)特點

固井滑套分段壓裂完井技術(shù)采用固井方式完井，對井眼穩(wěn)定性和規(guī)則性要求低，能夠滿足儲層鉆井難度大的復(fù)雜井況要求[7]。采用固井滑套分段壓裂完井技術(shù)固井后，井壁穩(wěn)定性好，井控風險小，可滿足后期施工要求；可對儲層進行定點壓裂，改造針對性極強；采用固完井壓裂一體化管柱，壓裂作業(yè)連續(xù)，無需額外射孔；套管作為壓裂管柱，管內(nèi)摩阻小，地面施工壓力低[8]；操作可靠且提高了施工效率，成本費用低。因此，固井滑套分段壓裂完井技術(shù)相比其他套管內(nèi)壓裂完井技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢，在現(xiàn)場應(yīng)用中展現(xiàn)出巨大的經(jīng)濟效益和技術(shù)優(yōu)勢。

固井壓裂趾端滑套和固井壓裂滑套是該技術(shù)中的關(guān)鍵工具。開展固井壓裂趾端滑套和固井壓裂滑套的研發(fā)工作，對于提升現(xiàn)場壓裂完井作業(yè)的工作效率以及降低施工成本具有重要意義。

2 固井壓裂趾端滑套的研制現(xiàn)狀

長水平段水平井使用連續(xù)管進行首段射孔作業(yè)受到深度因素限制，制約了非常規(guī)油氣的安全高效開發(fā)，而固井壓裂趾端滑套的成功研制則解決了上述問題。近年來該技術(shù)廣泛應(yīng)用于各大油氣田的施工現(xiàn)場。

國外油田公司對固井壓裂趾端滑套的研究起步較早，已取得一定的進展，形成了一系列具有優(yōu)勢和特色的工藝技術(shù)與配套產(chǎn)品，主要包括Smart趾端滑套和RapidStart TM Initiator CT滑套等[9]。這些產(chǎn)品使用時大多受到井深限制，開啟壓力不足，在國內(nèi)現(xiàn)場使用效果較差，且處于技術(shù)壟斷，供貨周期長、費用高。

國內(nèi)自主研發(fā)的代表性產(chǎn)品是中國石油集團工程技術(shù)研究院有限公司研制的DRCFT型固井壓裂趾端滑套，該滑套已在昭通頁巖氣田全面推廣應(yīng)用，突破了國外產(chǎn)品適用垂深的限制，總體技術(shù)國際先進，打破了國外公司的技術(shù)壟斷。

2.1 現(xiàn)場需求

隨著頁巖氣藏勘探開發(fā)的持續(xù)深入，水平井的水平段不斷延伸。由于連續(xù)管的一般作業(yè)長度有限，在井深較深的情況下難以下到指定位置，且對于井眼軌跡復(fù)雜、水垂比較大以及水平段末端呈“上翹形”等的水平井，連續(xù)管傳輸射孔易發(fā)生卡鉆、自鎖和落物等問題[10]。

針對水平井第一段射孔連續(xù)管傳輸及爬行器送入等存在的射孔槍難以下至井底[11]、施工風險大、作業(yè)時間長以及費用高等問題，多數(shù)油田選擇使用固井壓裂趾端滑套代替連續(xù)管射孔作業(yè)，建立第一段壓裂通道，從而對儲層進行增產(chǎn)改造。

目前固井壓裂趾端滑套在現(xiàn)場應(yīng)用中有以下技術(shù)需求：①要求固井壓裂趾端滑套能夠準確開啟，開啟壓力值誤差需控制在設(shè)計值的3%以內(nèi)；②在高溫、高壓的工作環(huán)境下保證良好的密封性；③能夠滿足固井及大排量壓裂施工要求；④能夠完成全井筒套管的密封完整性測試。

2.2 工作原理

中國石油集團工程技術(shù)研究院有限公司研制的固井壓裂趾端滑套是目前較有代表性的產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)如圖1所示[12]。

1—上接頭； 2—滑套本體； 3—下接頭； 4—高精準開啟閥。

固井施工前，將固井壓裂趾端滑套隨套管下入井底預(yù)定位置，正常開泵循環(huán)和固井注水泥作業(yè)等。壓裂前對井筒內(nèi)套管進行階梯式試壓，試壓壓力達到高精準開啟閥開啟壓力值，開啟閥打開，套管內(nèi)液體及液體壓力通過傳壓孔的傳遞作用于滑套，使其向下移動，露出壓裂孔，建立套管內(nèi)外連通通道，便可直接進行壓裂作業(yè)或泵送測井儀器、橋塞和射孔槍等后續(xù)作業(yè)工具。

2.3 主要技術(shù)參數(shù)

DRCFT型固井壓裂趾端滑套主要技術(shù)參數(shù)如下：內(nèi)通徑112～118 mm，本體外徑186 mm，開啟壓力50～160 MPa(可調(diào))，總長度1.53 m，耐高溫180 ℃。

2.4 技術(shù)優(yōu)勢

(1)采用特殊流體隔離屏蔽技術(shù)，隔離保護滑套運動部件和高精準開啟閥，防止水泥漿凝固后對滑套開啟造成的影響。

(2)滑套本體與下接頭間采用獨特的空氣腔結(jié)構(gòu)設(shè)計，開啟壓力由套管內(nèi)絕對壓力決定，不受套管內(nèi)外壓差限制。

(3)安裝3個相對放置為120°的高精準開啟閥，提供備份，確保至少一個高精準開啟閥始終布置在水平井眼的高側(cè)，不會被井筒雜質(zhì)封堵，確?；组_啟成功。

(4)滑套完全開啟后，流道面積基本等于套管流道面積，壓裂過程中無通道節(jié)流。

(5)滑套本體與上、下接頭間采用高溫高壓動密封，確?；组_啟前密封長久有效。

2.5 應(yīng)用現(xiàn)狀

據(jù)不完全統(tǒng)計，固井壓裂趾端滑套目前已在國內(nèi)非常規(guī)油氣井使用超150口井。截至目前，DRCFT型固井壓裂趾端滑套已在昭通頁巖氣井現(xiàn)場應(yīng)用超33口井，固井施工期間沒有發(fā)生提前打開的問題。固井到壓裂井筒試壓，最長放置509 d，壓裂時全部順利打開且滿足壓裂施工要求，開啟成功率100%。

近期中國石油集團工程技術(shù)研究院有限公司已經(jīng)升級研制出二代全井筒可試壓DRCHP型固井壓裂趾端滑套。二代產(chǎn)品在原有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增加了試壓短節(jié)，可進行180 MPa的全井筒試壓，目前已在現(xiàn)場應(yīng)用2口井，均順利打開且滿足現(xiàn)場施工要求。

3 固井壓裂滑套的研制現(xiàn)狀

目前，國外各大油田公司已研制出多種較成熟的固井壓裂滑套產(chǎn)品并在現(xiàn)場得到了較廣泛的應(yīng)用，取得了較好的效果，而國內(nèi)成型產(chǎn)品較少，且僅有少數(shù)油田引進了國外產(chǎn)品。

國內(nèi)外現(xiàn)有的固井壓裂滑套雖然能滿足一定條件下的現(xiàn)場需求，但不同種類的固井壓裂滑套尚存有各自的缺陷?，F(xiàn)有的滑套產(chǎn)品可大致分為投球憋壓開啟式、飛鏢憋壓開啟式、機械工具開關(guān)式、液壓封隔開啟式以及電磁智能開啟式等。

3.1 投球憋壓開啟式滑套

投球憋壓開啟式滑套是指在滑套內(nèi)置憋壓球座，在組合管柱下入井中并準確定位后，先進行常規(guī)固井作業(yè)，隨后投入不同直徑的壓裂球與對應(yīng)的球座配合，密封憋壓，向井口加壓，逐級開啟滑套完成壓裂，返排時，球隨液體返出井筒。

近幾年來，投球憋壓開啟式滑套及壓裂球發(fā)生了許多變化，特別是球的材料和球座的幾何形狀，都有了不少創(chuàng)新和改進[13-14]。例如，將常規(guī)球座改造成雙座球座，如圖2所示[15]，這樣可提高同尺寸壓裂球提供的憋壓壓力，進而提升同尺寸滑套可壓裂的級數(shù)。

圖2 雙座球座結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2 Structural diagram of two-seater tee

比較有代表性的投球憋壓開啟式滑套是Weatherford公司2012年研制的I-ball滑套。該滑套主要由計數(shù)單元、旋轉(zhuǎn)球籠、內(nèi)滑套、彈簧和可收縮球座等組成[16]，其具體結(jié)構(gòu)如圖3所示[17]。

滑套內(nèi)置的計數(shù)單元使球座在投入指定數(shù)量的球后收縮密封憋壓打開滑套，同尺寸的球完成壓裂作業(yè)后返排至井口，可收縮球座復(fù)原，因此該滑套可實現(xiàn)無限級壓裂，具有井筒全通徑的特點。

我國油田之前廣泛使用的固井壓裂滑套主要是常規(guī)的投球憋壓開啟式滑套。投球滑套的使用無需額外下入工具管串，具有施工周期短、施工難度低以及工作可靠的特點[18]。但是井眼內(nèi)徑有限，常規(guī)的投球滑套使用的壓裂球和球座的尺寸會隨著壓裂級數(shù)的增加而逐漸減小，對整體壓裂系統(tǒng)的排量要求較高，且井下壓力高，極大地限制了壓裂層數(shù)[19]。

1—上接頭；2—計數(shù)單元；3—旋轉(zhuǎn)球籠；4—內(nèi)滑套；5—彈簧；6—球座；7—下接頭。

3.2 飛鏢憋壓開啟式滑套

與投球憋壓開啟式滑套類似，飛鏢憋壓開啟式滑套也是通過向井下投入觸發(fā)工具與井下結(jié)構(gòu)配合密封的方式來憋壓開啟滑套。

Schlumberger公司2006年研制出的TAP-Lite滑套得到了廣泛應(yīng)用，該滑套主要由啟動閥、TAP閥和中繼閥等組件組成，其中TAP閥主要由閥體、內(nèi)滑套、活塞和C形環(huán)等部分組成?；缀惋w鏢的具體結(jié)構(gòu)如圖4所示[20-21]。當壓力沿著液壓控制管線由上一級傳至腔內(nèi)，C形環(huán)受擠壓變形縮徑，投入飛鏢與之配合密封，即可通過向套管內(nèi)加壓開啟滑套，進而將壓力傳遞給下一級滑套。

該滑套也不需要額外下入井下工具管串，節(jié)省了施工時間，且相比于投球憋壓開啟式滑套其施工壓力較低，無需鉆銑球座，提高了工作效率。

圖4 Schlumberger公司的TAP-Lite滑套及飛鏢Fig.4 TAP-Lite slide sleeve and dart from Schlumberger

我國長慶油田自2009年就開始和斯倫貝謝公司合作，將TAP-Lite滑套應(yīng)用于現(xiàn)場。該產(chǎn)品在應(yīng)用中，單井多層壓裂作業(yè)不停泵，提高了整體施工效率。但是由于連接每級滑套的液壓控制管線一旦被支撐劑堵塞或發(fā)生斷裂，后續(xù)的滑套將全部失效，且管柱下入過程中不可旋轉(zhuǎn)，所以這類滑套也存在一定的缺點[22]。

3.3 機械工具開關(guān)式滑套

機械工具開關(guān)式滑套常需要使用配套液控開關(guān)工具。實施常規(guī)固井后，在壓裂施工前，利用油管或連續(xù)管將配套液控開關(guān)工具下入到滑套指定位置，通過從井口向管柱內(nèi)加壓，液壓推動鎖塊向兩側(cè)撐出外凸，與滑套的開關(guān)臺肩配合，通過上提下放管柱開關(guān)滑套。完成壓裂作業(yè)后，停泵使鎖塊收回，將開關(guān)工具上提起出井口[23-25]。

雖然機械工具開關(guān)式固井壓裂滑套的工作原理大致相同，但是隨著對配套開關(guān)工具的不斷改進和創(chuàng)新，不同配合結(jié)構(gòu)的滑套相繼推出。Schlumberger公司于2020年推出的CoilShift Precision CT滑套配合其對應(yīng)的開關(guān)，工具既可以在高溫高壓環(huán)境下開關(guān)實現(xiàn)無限級的壓裂改造，也可以在投產(chǎn)后期關(guān)閉滑套阻隔水或氣體?；准芭涮组_關(guān)工具結(jié)構(gòu)分別如圖5和圖6所示。其主要技術(shù)參數(shù)如下：耐高溫141 ℃，耐高壓69 MPa，最大外徑176.8 mm，最小內(nèi)徑121.9 mm，總長872.2 mm，總質(zhì)量68 kg，壓裂孔面積95.5 cm2。

機械工具開關(guān)式滑套的結(jié)構(gòu)及原理較為簡單，可以進行無限級壓裂且壓后全通徑，無需后期處理。相比于其他種類的滑套，下入機械配套開關(guān)工具可以實現(xiàn)滑套的關(guān)閉，可以更好地滿足后期油氣藏選擇性生產(chǎn)控制和重復(fù)壓裂增產(chǎn)改造的需要[26]。因此，機械工具開關(guān)式固井壓裂滑套同時滿足未來壓裂工藝高效化和智能化的要求[4]，成為近年來國內(nèi)外先進智能壓裂技術(shù)的引導(dǎo)者。

1—上接頭；2—滑套本體；3—滑套；4—下接頭。

圖6 CoilShift Precision CT滑套配套開關(guān)工具Fig.6 Switch tools for CoilShift Precision CT slide sleeve

但這類滑套也存在問題：①利用連續(xù)管下入開關(guān)工具受到其自身長度的限制且難以精確定位；②難以判斷開關(guān)工具在井下的位置；③施工過程中需多次起下管柱，施工周期較長。

國內(nèi)多位學者也在積極地改進滑套結(jié)構(gòu)。周傳喜等[27]研制了一種液壓式機械卡爪開關(guān)工具，該工具無需精確定位即可開啟滑套。羅建偉等[28]研制了液控式固井滑套關(guān)閉工具，該工具可關(guān)閉液壓開啟的固井壓裂滑套。

3.4 液壓封隔開啟式滑套

液壓封隔開啟式滑套的工作原理是將滑套與套管一起下入井內(nèi)的預(yù)定位置，通過油管或連續(xù)管將管內(nèi)封隔器下入到某一級滑套處定位，相鄰兩級管內(nèi)封隔器坐封后，對連續(xù)管與套管之間的環(huán)空加壓，直至剪斷銷釘，滑套開啟。

這類滑套也同樣需要向井內(nèi)下入底部鉆具組合(BHA)工具管串配合滑套使用，以實現(xiàn)隔離不同產(chǎn)層和打開滑套等功能。其代表性產(chǎn)品是Baker Hughes公司的Opti Port滑套，該滑套具體結(jié)構(gòu)如圖7所示[29]。BHA工具主要由管內(nèi)封隔器、錨定裝置和接箍定位器組成，BHA工具通過接箍定位器進行定位，管內(nèi)封隔器坐封后，通過向連續(xù)管加壓，將封隔器之間的壓力傳導(dǎo)至內(nèi)滑套，剪切銷釘，內(nèi)滑套下行打開。

圖7 Baker Hughes公司的Opti Port滑套Fig.7 Opti Port slide sleeve from Baker Hughes

液壓封隔開啟式滑套高效、可靠且成本較低，但是也需要使用連續(xù)管下放井下工具來實現(xiàn)封隔，由于長度受限，只能進行有限級壓裂。這類滑套在國內(nèi)現(xiàn)場應(yīng)用較少，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品也較少，因此還有改進提升的空間。

3.5 電磁智能開啟式滑套

為了使滑套在井下的開啟更加智能，近年來國內(nèi)外企業(yè)將無線射頻識別技術(shù)和電磁通信技術(shù)應(yīng)用于滑套的開啟中。使用這兩種技術(shù)，都可以通過非接觸的方式打開滑套，工具通徑較大且不變，因此可實現(xiàn)井下無限級數(shù)的壓裂。

中國石油勘探開發(fā)研究院在2014年研制出一種使用無線射頻識別技術(shù)(RFID)的滑套[30]，如圖8所示。通過向滑套內(nèi)投入電子標簽，使控制單元輸出命令，啟動執(zhí)行單元正向運動，帶動動作單元移動，打開連接單元上的壓裂泄流孔，最終開啟滑套。其主要技術(shù)參數(shù)如下：總長度4 144 mm，外徑146.0 mm，承壓70 MPa，耐溫85 ℃。中石油西南油氣田公司也在2016年研制出一種基于電磁無線通信的液壓智能滑套[31]，如圖9所示。

1—蓄電池；2—天線；3—磁性傳感器；4—壓力傳感器；5—控制器；6—電動控制滑套。

1—上接頭；2—安裝支架；3—電纜；4—先導(dǎo)接頭；5—壓裂接頭；6—內(nèi)滑套；7—下接頭；8—外滑套壁；9—內(nèi)滑套外壁；10—先導(dǎo)內(nèi)壁；11—儲層內(nèi)壁；12—GM外壁；13—電子內(nèi)壁。

該液壓智能滑套利用電磁波控制井下的液壓系統(tǒng)，進而對滑套動作進行控制，實現(xiàn)了更快、更有效的壓裂完井。其主要技術(shù)參數(shù)如下：適用井深3 000 m，井眼外徑190.0 mm，內(nèi)徑106.0 mm，承壓140 MPa，耐高溫150 ℃。

相比其他開啟方式的滑套，通過地面遠程控制的電磁智能開啟式滑套更加自動化、智能化，具有廣闊的應(yīng)用前景，但是該技術(shù)依舊存在問題，如滑套的控制元件在井下的電力問題、通信元件傳遞信息在高速泵送下的捕獲率以及井下電子元器件的長期耐溫性能等，還需要進一步的探索和研發(fā)。

3.6 各類固井壓裂滑套性能特點對比

縱觀以上各類固井壓裂滑套，不同種類的滑套由于工作原理不同，其性能特征也存在差異。國外水平井油氣開采經(jīng)過多年的發(fā)展，各類固井壓裂工具研究已經(jīng)比較全面。國內(nèi)在這方面的研究起步較晚，近些年也開發(fā)研制出一些新型固井壓裂滑套產(chǎn)品，能夠初步滿足現(xiàn)場使用需求。但是目前固井壓裂滑套的研制技術(shù)尚未成熟，現(xiàn)場應(yīng)用依舊存在問題。各類固井壓裂滑套性能特點對比情況如表1所示。

表1 各類固井壓裂滑套性能特點對比Table 1 Comparison of performance characteristics of various cementing fracturing sleeves

4 技術(shù)發(fā)展方向

隨著勘探開發(fā)的不斷深入，未來的油氣開采將面臨更加復(fù)雜的井下環(huán)境，對于更高效率、更低風險的技術(shù)實施提出了要求。因此，固井滑套分段壓裂完井技術(shù)未來將會更加廣泛地應(yīng)用于油田現(xiàn)場。為了更好地滿足現(xiàn)場的技術(shù)需求，現(xiàn)對固井滑套分段壓裂完井技術(shù)未來的發(fā)展方向提出展望。

國內(nèi)外對于非常規(guī)油氣藏的開發(fā)最早利用滑套是采用裸眼封隔器+滑套的方式進行壓裂完井的，在國內(nèi)外油田得到了較廣泛的應(yīng)用。后來由于采用這種方式壓裂井壁穩(wěn)定性較差、完井風險較大，近年來便多采用固井滑套分段壓裂完井技術(shù)進行完井改造。

最早應(yīng)用較為廣泛的是投球憋壓開啟式滑套，但是由于壓裂球尺寸限制和起裂壓力較高導(dǎo)致可壓裂層數(shù)受限，其推廣受到了嚴重制約，所以這種滑套現(xiàn)在只常用于對壓裂層數(shù)要求不多的油氣井。通過不斷改進和創(chuàng)新，各大公司又開發(fā)出可下入配套機械工具的可開關(guān)的固井壓裂滑套，實現(xiàn)了出水層封堵和選擇性儲層改造，在淺層頁巖氣及致密砂巖產(chǎn)層的開發(fā)中取得了較好效果。近年來，為了實現(xiàn)更加智能化的壓裂改造，液壓封隔開啟式滑套及無線電磁開啟式滑套被研發(fā)出來，并逐漸在各大油田進行了現(xiàn)場試驗。

從整體層面來看，國外大多數(shù)的水平井壓裂正在朝著無限級、多層次、智能化的方向發(fā)展，我國的壓裂完井技術(shù)與國外相比還存在一定差距，在壓裂層數(shù)和壓裂效果方面還存在著很多的不足。

目前，我國使用固井滑套進行多級分段壓裂完井尚未形成有針對性的壓裂施工工藝，因此為了滿足降本增效的要求，我國的固井滑套分段壓裂完井技術(shù)一定會朝向自動化和智能化方向發(fā)展。

5 結(jié)論與建議

5.1 固井滑套分段壓裂完井技術(shù)的發(fā)展建議

建議大力開發(fā)固井滑套分段壓裂完井技術(shù)配套的計算模型和軟件，在每次固井和壓裂施工前，根據(jù)地質(zhì)情況和已有設(shè)備適用的施工條件進行分析計算，對各種類型的固井壓裂滑套進行合理的匹配選擇，對滑套的安放位置、使用數(shù)量及滑套的不同開啟方式進行優(yōu)化計算及優(yōu)選，爭取做到“一井一案”，縮短施工時間，降低開發(fā)成本。

5.2 固井壓裂趾端滑套的改進建議

隨著固井壓裂分段壓裂完井技術(shù)的不斷成熟，油田對于固井壓裂趾端滑套的質(zhì)量及功能提出了更高要求。根據(jù)現(xiàn)有的各類固井壓裂趾端滑套產(chǎn)品，提出如下改進建議：

(1)采用高精準度開啟閥，使固井壓裂趾端滑套的開啟壓力準確且可調(diào)，實現(xiàn)壓力等級系列化，滿足埋深4 500 m以內(nèi)頁巖氣及致密油氣水平井技術(shù)需求。

(2)提升固井壓裂趾端滑套的最高試壓壓力，保證套管試壓穩(wěn)定和足夠的試壓時間，滿足全井筒試壓要求，用于檢驗各類井筒的密封完整性。

(3)保證固井過程中固井壓裂趾端滑套與水泥漿之間的隔離，對滑套運動部件和高精準開啟閥實現(xiàn)充分的保護，不會被水泥封固住。

(4)保證固井壓裂趾端滑套在井下高溫高壓環(huán)境下的動密封，保證滑套打開前長久密封，滿足不同垂深水平井的使用要求。

5.3 固井壓裂滑套的改進建議

經(jīng)過對各類固井壓裂滑套性能特點的對比，不論是國內(nèi)還是國外的滑套產(chǎn)品，每種滑套都有自己獨特的優(yōu)點，但是在現(xiàn)場應(yīng)用中仍存在一定的缺陷。建議未來固井壓裂滑套的改進能夠消化吸收不同種類滑套的優(yōu)點，取長補短，更好地滿足現(xiàn)場施工需求。針對各類固井壓裂滑套現(xiàn)存的問題，提出如下改進建議：

(1)對于投球憋壓開啟式滑套壓裂級數(shù)受限的難題，可以繼續(xù)優(yōu)化球座與球的匹配關(guān)系[32]，研制各種可收縮球座，實現(xiàn)壓裂后球座的還原。另外可對壓裂球及球座的材料進行可溶性改進[33-34]，以解決球的返排難問題，節(jié)省鉆銑球座的時間。

(2)對于機械工具開關(guān)式滑套上提下放配套開關(guān)工具管柱耗時較長的問題，可以在豎直井段預(yù)設(shè)開關(guān)工具駐留筒，減小開關(guān)工具不完全起出時對壓裂過程的影響，從而減少配套開關(guān)工具上提下放的時間耗損，提升工作效率。

(3)可在固井壓裂滑套內(nèi)預(yù)置可開關(guān)結(jié)構(gòu)并加裝各類傳感器，以實現(xiàn)后期油氣藏選擇性生產(chǎn)控制和重復(fù)壓裂改造。

(4)對于井下無線控制開關(guān)滑套等智能滑套，應(yīng)加大研發(fā)力度，解決井下供電及高溫高壓環(huán)境下電子元件的使用難題。

總體看來，未來的固井滑套分段壓裂完井技術(shù)將會在配套關(guān)鍵工具和建模軟件的支撐下，滿足井下固井及大排量體積壓裂施工要求，更加高效、智能、安全地逐步實現(xiàn)產(chǎn)層的無限級體積壓裂改造。