淺談套管固井滑套壓裂工藝及其在紅河油田的展望

席旭東

摘 要：紅河油田屬于典型的裂縫系低孔超低滲儲層，目前主要采用的壓裂工藝普遍存在施工流程復雜、配合隊伍多、施工壓力高、施工周期長等現象，針對以上問題，建議采用套管固井滑套壓裂工藝。本文重點介紹了國外套管固井滑套的結構及滑套啟閉原理，并總結了各種工具的優缺點，為進一步高效開發紅河油田提供技術支撐。

關鍵詞：低滲透油氣藏；分段壓裂；套管固井滑套

1 紅河油田地質特征

紅河油田位于鄂爾多斯盆地西南緣，構造上位于天環凹陷南端，局部發育低幅隆起和斷裂，圈閉以巖性圈閉為主，油藏資源豐富。且該區域地質構造活躍，為斷裂+孔隙型、裂縫+孔隙型油藏，具有很好的開發潛力，是華北分公司增儲的主力區塊之一。

紅河油田目前采用可鉆橋塞分段壓裂工藝和連續油管水力噴射壓裂工藝。這些工藝普遍存在工藝繁瑣，施工困難；施工程序復雜，作業周期長等現象，不能達到高效地開發紅河油田的目的。而套管固井滑套分段壓裂工藝因其施工流程簡單、施工周期短、施工可控性強等優點，已經被勝利、大港、長慶、吐哈、青海等油田應用，且效果顯著。若引進該工藝，可有效地提高紅河油田的開發效益。

2 套管固井滑套壓裂工藝原理

套管固井滑套壓裂工藝是近年來興起的一種儲層改造技術，根據油氣藏產層情況，將滑套與套管連接一并下入井內，實施常規固井，再通過投球＼飛鏢或下入開關工具，逐級打開各段滑套進行壓裂改造的一種工藝。其改變了傳統的套管射孔壓裂思路，廣泛應用于低滲透油氣藏、薄油藏、頁巖氣、煤層氣及致密氣藏等非常規氣藏的增產改造中。

3 工具結構特點

3.1 投鏢式固井滑套壓裂完井系統

目前投鏢式固井滑套的TAP滑套即一種飛鏢打開式滑套。TAP閥壓裂完井系統主要包括爆破閥、啟動閥、TAP閥、飛鏢及后期關閉滑套的連續管工具。TAP閥主要由閥體、內滑套、活塞和C形環等組成。爆破閥和啟動閥內無活塞和C形環。壓裂時，第一級采用射孔或爆破閥開啟，第二級采用啟動閥，第三級以后采用TAP閥。啟動閥投鏢啟動后，上一級閥體的壓力傳導至活塞腔時，活塞下行擠壓C形環并使其閉合，形成飛鏢座并控制下一級C形環，飛鏢坐入后隔離下部儲層，重復“控制線-C形環閉合”過程完成后續滑套的打開過程，由于該滑套的飛鏢尺寸都相同，理論上壓裂段數不受限制，可實現無級差壓裂。

3.2 投球式固井滑套壓裂完井系統

投球式固井滑套的研發公司主要為Schlumberger和Halliburton。為了將套管固井滑套壓裂工藝用于水平井，Schlumberger基于TAP閥技術研發了TAP Lite工具，該系統采用投球的方式開啟滑套，相比于TAP閥壓裂完井系統，該系統采用固定球座，沒有控制線，在固井過程中，可以旋轉套管。但由于受憋壓球和球座尺寸的限制，不能實現無級差壓裂，目前最多可用于7級分段壓裂的水平井。

3.3 液控式固井滑套壓裂完井系統

液控打開式固井滑套完井系統的研發公司主要有BakerHughes和BJ兩家。HCM套管滑套主要由液控管線、內套及 組件組成。內套上下兩端設有液缸，分別與液控管線連接，將液控管線引至地面與控制設備連接，在地面通過控制管線加壓即可實現井下滑套的開關操作。該滑套的優勢在于結構簡單，無需下特定工具啟閉滑套。此外，當某個滑套出現液控失效時，滑套內設有臺肩，可通過下入連續管工具與內套臺肩配合進行滑套啟閉補救措施。有效的提高工具的密封性能，增加工作壽命。

3.4 機械式滑套壓裂完井系統

Weatherford公司的ZoneSelect Monobore分段壓裂系統主要分為套管滑套和開關工具，該套管滑套屬于機械式開關滑套，主要由本體和內滑套組成，內滑套帶有鎖定機構，分為上行和下行兩種開啟模式。本體泄流孔外側覆有復合材料的保護層，可有效阻止固井時的水泥漿和巖屑進入滑套影響其靈活性。在壓裂施工時，用過油管或連續管下入開關工具，通過上提下放管柱使開關工具鎖塊外突或收回來啟閉滑套進行壓裂施工，待施工結束后，提出管柱即可。

4 結論與建議

①套管固井滑套分段壓裂技術是一種高效開發低孔低滲油氣藏得利器，就目前投入商業應用的幾種套管滑套壓裂完井系統來說，液壓開啟方式的滑套響應靈敏，而投球式和投飛鏢式開啟的滑套壓裂流程簡單，施工成本較低；

②套管固井滑套分段壓裂工藝已經在國內外多個油田施工過多口井，大港油田、大牛地氣田、東勝氣田等均成功試驗過。實踐證明：該工藝施工安全、可靠、高效，壓裂級數不受限制、壓裂裂縫起裂位置明確、改造地層針對性強，減少了作業時間和降低作業成本。目前紅河油田采用的分段壓裂工藝存在工藝復雜、施工隊伍多、施工困難等問題，套管固井滑套分段壓裂工藝可有效解決以上問題，低成本高效率地開發紅河油田。

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