Development and Application of Tools for CT-Conveyed Infinite-Stage Switchable Cemented Sleeve Fracturing with Bottom Packer

Yang Minjie; Xu Chuanyou; Wang Hao; Xu Delu; Zhang Yan; Lou Zeng; You Tianming

doi:10.12473/CPM.202506025

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Development and Application of Tools for CT-Conveyed Infinite-Stage Switchable Cemented Sleeve Fracturing with Bottom Packer

OIL AND GAS FIELD DEVELOPMENT ENGINEERING | 更新时间：2026-11-04

- Development and Application of Tools for CT-Conveyed Infinite-Stage Switchable Cemented Sleeve Fracturing with Bottom Packer
- China Petroleum Machinery Vol. 54, Issue 10, Pages: 101-108(2026)
- 作者机构：
  
  1.中国石油集团西部钻探工程有限公司井下作业公司
  2.中石油江汉机械研究所有限公司
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.12473/CPM.202506025
  CLC： TE934
- Received：10 June 2025，
  
  Revised：2026-06-10，
  
  Accepted：14 October 2025，
  
  Published：25 October 2026
- 稿件说明：
移动端阅览
杨敏杰，徐传友，王浩，等.连续管无限级开关固井滑套底封压裂工具研制及应用［J］.石油机械，2026，54（10）：101-108.

Yang Minjie，Xu Chuanyou，Wang Hao，et al.Development and application of tools for CT-Conveyed infinite-stage switchable cemented sleeve fracturing with bottom packer［J］.China Petroleum Machinery，2026，54（10）：101-108.
杨敏杰，徐传友，王浩，等.连续管无限级开关固井滑套底封压裂工具研制及应用［J］.石油机械，2026，54（10）：101-108. DOI： 10.12473/CPM.202506025.

Yang Minjie，Xu Chuanyou，Wang Hao，et al.Development and application of tools for CT-Conveyed infinite-stage switchable cemented sleeve fracturing with bottom packer［J］.China Petroleum Machinery，2026，54（10）：101-108. DOI： 10.12473/CPM.202506025.

摘要

针对常规压裂过程中大段多簇压裂进液不均匀、储层改造效果差等问题，开展了连续管无限级开关固井滑套底封压裂工艺研究及配套工具研制。该工艺将全通径压裂滑套随套管入井并注水泥固井，压裂时通过连续管下入压裂工具串，将封隔器坐封在滑套内筒，环空憋压打开滑套；然后经连续管与套管间环空进行主压裂，工具串一次入井，压裂级数不受限制，压后井筒全通径。系统阐述了该工艺的技术原理、工具技术参数及作业流程，并重点介绍了无限级开关固井滑套、双向坐封封隔器和滑套定位器等核心工具的结构设计及工作机理。对滑套进行了密封性能和开闭动作可靠性试验。试验结果表明：滑套内压力从0升至额定压力70 MPa，保压30 min，压降1 MPa；环空压力升至15 MPa时滑套成功开启，开启与关闭次数大于15次，室内试验结果达到设计技术要求。该技术于新疆油田KHW8304井成功应用，累计完成13级滑套关闭、5级滑套开启及6级压裂施工，封隔器坐封可靠、解封顺利，作业成功率100%，最高日增油8.3 t，71 d累计增油118.8 t。该滑套可承受70 MPa压差，室内液压开启压力约为15 MPa，现场实测开启压力25.4 MPa，具有施工排量大、压后井筒全通径及储层改造充分等优势。所得结论可为连续管无限级开关固井滑套底封压裂工具在新疆油田规模化推广应用提供技术支撑。

Abstract

To address the issues in conventional fracturing stimulations， such as uneven fluid distribution in multi-cluster fracturing of long intervals and poor reservoir stimulation effectiveness， we investigated the technology of coiled tubing （CT）-conveyed infinite-stage switchable cemented sleeve fracturing with bottom packer and developed corresponding tools. For this technology， the full-bore fracturing sleeve is landed in hole with the casing and then cemented. The fracturing tool string is conveyed via CT， and the packer is set inside the sliding sleeve before it is opened as the pressure builds up， to enable the process of primary fracturing through the CT–casing annulus. The tool string is landed in hole in one run， the number of fracturing stages is infinite， and the entire borehole is drifted after treatment. This paper systematically elaborates the technical principles， characteristic parameters， and operational procedures of this technology， and specifically introduces the structural design and working mechanisms of core tools including the infinite-stage switchable cemented sleeve， bidirectional-set packer， and sliding sleeve locator. Sealing performance and open/close operation reliability tests were conducted on the sliding sleeve. Test results show a pressure drop of 1 MPa after the sliding sleeve was applied with pressure rising from 0 to （rated） 70 MPa through a manual pressure test pump and then held for 30 min. When the annular pressure rose to 15 MPa， the sliding sleeve was successfully opened， and the number of opening and closing exceeded 15. The laboratory test results met the designed technical requirements. This technology was successfully applied in Well KHW8304 of the Xinjiang Oilfield， completing 13 stages of sleeve closing， 5 stages of sleeve opening， and 6 stages of fracturing operations cumulatively. The packer demonstrated reliable setting and smooth retrieval， achieving a 100% operational success rate. The maximum daily increment of oil was 8.3 tons， and the 71-day cumulative increment of oil reached 118.8 tons. The sliding sleeve could withstand a pressure difference of 70 MPa， corresponding to the hydraulic opening pressure of approximately 15 MPa in laboratory test and the measured opening pressure of 25.4 MPa on site. The process is superior for large displacement， post-frac full-hole drifting， and sufficient reservoir stimulation. This technology can enhance stimulation effectiveness and operational efficiency in multilayer fracturing， and provide a technical support for efficient development of the Xinjiang Oilfield.

关键词

Keywords

references

付玉坤，喻成刚，尹强，等 . 国内外页岩气水平井分段压裂工具发展现状与趋势［J］. 石油钻采工艺， 2017 ， 39 （ 4 ）： 514 - 520 .

Fu Yukun ， Yu Chenggang ， Yin Qiang ， et al . Development status and trends of staged fracturing tools for shale gas horizontal wells at home and abroad ［J］. Oil Drilling & Production Technology ， 2017 ， 39 （ 4 ）： 514 - 520 .

张鹏，程智远，刘志斌，等 . 水平井裸眼分段压裂坐封球座的研制与应用［J］. 石油钻采工艺， 2011 ， 33 （ 2 ）： 131 - 132 .

Zhang Peng ， Cheng Zhiyuan ， Liu Zhibin ， et al . Development and application of open-hole staged fracturing ball seats for horizontal wells ［J］. Oil Drilling & Production Technology ， 2011 ， 33 （ 2 ）： 131 - 132 .

周德华，焦方正，贾长贵，等 . JY1HF页岩气水平井大型分段压裂技术［J］. 石油钻探技术， 2014 ， 42 （ 1 ）： 75 - 80 .

Zhou Dehua ， Jiao Fangzheng ， Jia Changgui ， et al . Large-scale staged fracturing technology for shale gas horizontal well JY1HF ［J］. Petroleum Drilling Techniques ， 2014 ， 42 （ 1 ）： 75 - 80 .

雷林，张龙胜，熊炜，等 . 武隆区块常压页岩气水平井分段压裂技术［J］. 石油钻探技术， 2019 ， 47 （ 1 ）： 76 - 82 .

Lei Lin ， Zhang Longsheng ， Xiong Wei ， et al . Staged fracturing technology for normal-pressure shale gas horizontal wells in Wulong block ［J］. Petroleum Drilling Techniques ， 2019 ， 47 （ 1 ）： 76 - 82 .

郭新超，张新文，李勇龙，等 . 多次开关循环堵漏工具的研制与应用［J］. 新疆石油天然气， 2017 ， 13 （ 4 ）： 79 - 81 .

Guo Xinchao ， Zhang Xinwen ， Li Yonglong ， et al . Development and application of a multi-cycle opening/closing lost circulation control tool ［J］. Xinjiang Oil & Gas ， 2017 ， 13 （ 4 ）： 79 - 81 .

关皓纶，沈明，曹嘉 . 新型水平井可开关固井压裂滑套研制［J］. 石油机械， 2022 ， 50 （ 8 ）： 33 - 39 .

Guan Haolun ， Shen Ming ， Cao Jia . Development of a novel switchable cementing and fracturing sleeve for horizontal wells ［J］. China Petroleum Machinery ， 2022 ， 50 （ 8 ）： 33 - 39 .

丁庆新，侯世红，杜鑫芳，等 . 国内水平井压裂技术研究进展［J］. 石油机械， 2016 ， 44 （ 12 ）： 78 - 82 .

Ding Qingxin ， Hou Shihong ， Du Xinfang ， et al . Research progress on horizontal well fracturing technology in China ［J］. China Petroleum Machinery ， 2016 ， 44 （ 12 ）： 78 - 82 .

孙鑫 . 连续油管带底封喷砂射孔及无限级滑套分段压裂技术研究［D］. 成都：西南石油大学， 2019 .

Sun Xin . Research on coiled tubing-conveyed bottom-hole packer sand jetting perforation and infinite-stage sleeve staged fracturing technology ［D］. Chengdu ： Southwest Petroleum University ， 2019 .

王汤 . 连续油管无限级滑套分段压裂技术在页岩气开发中的应用［J］. 江汉石油职工大学学报， 2020 ， 33 （ 2 ）： 26 - 28 .

Wang Tang . Application of coiled tubing-conveyed infinite-stage sleeve staged fracturing technology in shale gas development ［J］. Journal of Jianghan Petroleum University of Staff and Workers ， 2020 ， 33 （ 2 ）： 26 - 28 .

赵博 . 连续油管开关套管滑套压裂工艺的应用探讨［J］. 云南化工， 2021 ， 48 （ 5 ）： 85 - 87 .

Zhao Bo . Application study of coiled tubing-actuated casing sleeve fracturing technology ［J］. Yunnan Chemical Technology ， 2021 ， 48 （ 5 ）： 85 - 87 .

侯洪涛，邹群，段志刚，等 . 先进的多层压裂技术［J］. 国外油田工程， 2007 ， 23 （ 2 ）： 7 - 10 .

Hou Hongtao ， Zou Qun ， Duan Zhigang ， et al . Advanced multi-layer fracturing technology ［J］. Foreign Oilfield Engineering ， 2007 ， 23 （ 2 ）： 7 - 10 .

刘巨保，黄茜，杨明，等 . 水平井分段压裂工具技术现状与展望［J］. 石油机械， 2021 ， 49 （ 2 ）： 110 - 119 .

Liu Jubao ， Huang Qian ， Yang Ming ， et al . Status and prospects of multi-stage fracturing tools for horizontal wells ［J］. China Petroleum Machinery ， 2021 ， 49 （ 2 ）： 110 - 119 .

平恩顺，王林，解同川，等 . 套管压裂井不压井完井工艺技术研究及应用［J］. 石油机械， 2022 ， 50 （ 5 ）： 113 - 118 .

Ping Enshun ， Wang Lin ， Xie Tongchuan ， et al . Research on snubbing completion technology for casing fracturing wells and its application ［J］. China Petroleum Machinery ， 2022 ， 50 （ 5 ）： 113 - 118 .

Mauchien T ， Kishore S ， Olivio A ， et al . Efficiently shifting sliding sleeves in extended reach horizontal wells with electric-line： a case study ［C］∥ SPE/ICoTA Well Intervention Conference and Exhibition . The Woodlands， Texas ： SPE ， 2021 ： SPE-204400-MS.

张熙雯，张道鹏，潘勇 . 投塞（球）式多次开关滑套的研制与应用［J］. 石化技术， 2022 ， 29 （ 9 ）： 55 - 57 .

Zhang Xiwen ， Zhang Daopeng ， Pan Yong . Development and application of a multiple-switch sliding sleeve by pitching plug （ball）［J］. Petrochemical Industry Technology ， 2022 ， 29 （ 9 ）： 55 - 57 .

Yu J ， Cao Y F ， Ma Y W ， et al . Numerical investigation of water-control performance of AICDs and intelligent sliding sleeve systems in offshore horizontal wells ［C］∥ Offshore Technology Conference . Houston ： OTC ， 2026 ： OTC-37120-MS.

Li Binwung ， Wang Zhiming ， Zeng Quanshu . A skin factor model of sliding sleeve and its production optimization ［C］∥ International Petroleum Technology Conference . Dhahran ： IPTC ， 2024 ： IPTC-23705-MS.

刘海龙，陈刚，蒋建华，等 . 无限级固井滑套分压技术现场实践与适用性分析［J］. 石油和化工设备， 2023 ， 26 （ 1 ）： 97 - 101 .

Liu Hailong ， Chen Gang ， Jiang Jianhua ， et al . Field practice and applicability analysis of infinite-stage cemented sleeve staged fracturing technology ［J］. Petro-Chemical Equipment ， 2023 ， 26 （ 1 ）： 97 - 101 .

罗建伟，刘鹏，霍宏博，等 . 无限级压裂固井滑套及关闭工具的研制［J］. 石油机械， 2020 ， 48 （ 6 ）： 105 - 110 .

Luo Jianwei ， Liu Peng ， Huo Hongbo ， et al . Development of infinite-stage fracturing cemented sleeve and its closure tool ［J］. China Petroleum Machinery ， 2020 ， 48 （ 6 ）： 105 - 110 .

赵玉东 . 连续油管+固井滑套分段压裂工艺应用研究［J］. 化工管理， 2017 （ 8 ）： 52 .

Zhao Yudong . Applied research on coiled tubing with cemented sleeve staged fracturing technology ［J］. Chemical Enterprise Management ， 2017 （ 8 ）： 52 .

赵铭，王伟佳，刘洪彬，等 . 国外页岩气井连续油管固井滑套压裂完井方式研究［J］. 钻采工艺， 2017 ， 40 （ 2 ）： 59 - 62 .

Zhao Ming ， Wang Weijia ， Liu Hongbin ， et al . Research on coiled tubing cemented sleeve fracturing completion methods for overseas shale gas wells ［J］. Drilling & Production Technology ， 2017 ， 40 （ 2 ）： 59 - 62 .

Views

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Packer Failure Analysis and Optimization in Coiled Tubing Fracturing

Dynamic Evolution Characteristics Analysis and Model Validation of Gas-Liquid Two-Phase Flow in Coiled Tubing

Research on Winding Force of Coiled Tubing

Coiled Tubing Nitrogen Foam Sand-Cleanout Based on Formation Energy Replenishment

Cuttings Transport by Supercritical CO₂ in Enlarged Sections during Coiled Tubing Horizontal Drilling

Related Author

Zeng Yongfeng

Chu Hongjin

Zhao Wei

Hu Guangming

Hao Zhitong

Liu Fengxia

Liu Zhiliang

Hu Dapeng

Related Institution

中石油江汉机械研究所有限公司中石化江汉油田分公司基建工程部设备管理部中国石油集团测井有限公司制造公司川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司

School of Chemical Engineering， Dalian University of Technology

State Key Laboratory of Fine Chemicals， Dalian University of Technology

PetroChina Coalbed Methane Co.， Ltd.

CNPC Engineering Technology R & D Company Limited

AI问答

⁰