基于井况的趾端滑套应用分析与结构改进

常规压差式趾端滑套主要用于水平井首段免射孔压裂施工,但受复杂井况条件及现场操作的影响,常常会出现滑套无法打开或者提前打开的问题;加之,依靠管内外压差开启滑套,无法实现压裂前全井筒试压。为了解决上述问题,通过分析滑套现场使用工况,改进趾端滑套结构,增加一套由爆破片、活塞及流量控制阀等组成的压差滑套打开控制系统;采用仿真分析了不同规格压裂孔眼对地层起裂压力的影响,以及含砂压裂液对滑套压裂孔眼冲蚀磨损情况,优化得到了长圆形孔眼结构尺寸。研究结果表明:①采用该控制系统,隔离环空压力,依靠井筒绝对压力延时打开滑套,满足了井筒试压要求;②经地面性能测试表明,改进后的趾端滑套打开压力为69 MPa,延时时间为28.4 min,压裂孔眼满足6 m^(3)/min施工排量、25%砂比、连续冲蚀4 h的要求;③获取了压降较小、易于压开地层的滑套孔眼尺寸,并进行了循环冲蚀磨损验证;④研选了具有耐高温高黏油脂进行压裂孔眼封堵,防止入井及固井施工过程中井内污物进入滑套。结论认为,该项研究成果为提高趾端滑套现场应用的稳定性与可靠性提供了指导。