連續油管作業裝備現狀及針對超深井應用淺析
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摘 要：連續油管作業是當代世界油氣勘探開發具有前景和代表性的先進技術之一。連續油管作業具備占地面積小、搬遷安裝方便、保護油層、無需接單根等諸多不可比擬的優勢，在鉆進過程中保持等效循環密度和不間斷循環實現欠平衡鉆井。近年來，頁巖氣大規模開發，三北地區加快開采進程，作業井深增加，對連續油管作業能力要求不斷提高。本文淺析連續油管作業技術與裝備的發展現狀，針對超深井應用提出設備要求及方案。
關鍵詞：連續油管;連續油管作業機;發展現狀;超深井;頁巖氣
1 國外發展現狀
1962年，連續油管開始用于美國加利福尼亞州的油田，90年代后，連續油管設備及工藝快速發展，廣泛應用于油氣井修井、完井、測井、增注、老井重鉆、加深、側鉆、小井眼、欠平衡、過平衡、水平井鉆井以及常規管道集輸和生產油管等多種作業，解決了許多常規作業技術和方式難以解決的問題。
國際連續油管協會（ICoTA）發布2017年全球連續油管作業裝備數量為1955套，美國和加拿大數量占比達45%。連續油管作業油田服務單位連續油管作業裝備占有量前三位為斯倫貝謝、哈里伯頓、貝克休斯國際油服，所有裝備分別為267、206、175套。
英國Antech公司借助其在連續油管鉆井技術上的優勢，推出了為連續油管加裝內置電纜服務，將電纜實時數據傳輸和電力輸送功能與連續油管的優異機械性能相結合，為連續油管進入新的鉆完井和作業領域創造了條件，包括測錄井，定向裸眼側鉆，套管定向開窗側鉆，井下精確磨銑作業等。
連續油管技術也在進一步與光纖數據傳輸，電纜傳輸，井下水力脈沖數據傳輸技術相結合，借助于井下數據信號雙向傳輸能力的實現，連續油管能夠實現對井下作業工況的實時監控，包括油管內外壓力溫度，套管接箍定位，伽馬曲線，以及井下鉆壓等，并以此來實時調整優化作業參數，這意味著將進一步擴大連續油管在常規和非常規鉆井，測井，作業，壓裂等領域的應用范圍。
連續油管設備現階段主要生產廠家有：NOV（國民油井華高公司）Stewart&Stevenson（雙S公司）等。NOV Hydra Rig設備連續提升力最大達620kN（14萬磅），技術成熟度較高。地面設備的控制系統發展為電液控制系統、計算機控制系統，提高了控制能力和性能。反饋控制方式能夠保持恒定壓力，提高了操作的可靠性和安全性。國外現階段井下工具配套齊全，滿足現階段連續油管作業工藝要求。
2 國內發展現狀
國內開展連續管技術與裝備的研究與開發始于20世紀90年代初，目前國內連續油管裝備共計約200余臺。現階段我國連續管技術存在的主要問題有兩方面：一是2”以上的大直徑連續管作業裝備運輸無法解決。二是工藝及工具落后，國外對一些技術含量高的工藝和工具實行技術封鎖，只提供技術服務。
三北地區儲層平均埋藏深度平均在7000-8800米，井底溫度高達160度，壓力超過87兆帕，具有超深、高溫、高壓的特點，區域地質特征極為復雜。近幾年國內頁巖氣開采井深越來越深、水平段長度越來越長將達2500米，水平段長度和壓裂級數不斷增加對連續油管快速鉆塞和井眼清洗提出了更高更快的要求。
中石化四機石油機械有限公司現階段已形成車拖橇三種移運型式，注入頭提升能力達620kN（140萬磅），杰瑞石油技術公司，江漢機械研究所也同樣產出多種型號設備服務于各大油田開發。
3 超深井連續油管應用對策
3.1 大管徑、大容量連續油管裝備適應超深井作業要求
連續油管應用向2-3/8英寸，2-5/8英寸大管徑方向發展，可顯著地降低管內流動摩阻，提高環空流速，有利于清洗井筒內橋塞碎屑，避免連續油管遇卡;大管徑油管具有更大剛性，延伸水平段長度，提供更大扭矩，有利于提高連續油管鉆塞效率。受制于國內交通，大型連續油管裝備的運輸和應用頗為受限。中石化四機石油機械有限公司根據油管運輸要求提出動力車+滾筒拖組合設備，滿足超深井作業要求。動力車包含：運載底盤、液壓系統、操作室、注入頭等。滾筒運輸拖包含：大容量油管滾筒，加強型邊梁承載半掛車，專用牽引車。通過模擬分析，對常規連續油管進行定制改造，形成變壁厚連續油管：在直井段上部采用薄壁厚以降低流體摩阻，在直井段下部，造斜段和水平段根部采用標準壁厚油管來增加管柱剛性，在余下水平段逐步過渡到薄壁厚油管來減少重量。主要參數：最大額定拉力（kN）：620;油管容量：2寸-8800米。
動力車+滾筒運輸拖
3.2 配套工藝及工具延伸作業深度
在鵝頸管與注入頭之間安裝校直器，對進入注入頭之前的連續油管進行預校直，減小油管與井壁的摩擦，提高連續油管下入深度。泵注金屬減阻劑降低油管與井壁摩擦，降低流體與連續油管磨阻，降低泵注壓力提高連續油管使用壽命，配套井下牽引器、水力振蕩器等延伸連續油管下入深度。在連續油管無法到達的超長水平井（2000米以上水平段）端部采用可溶性橋塞，其余部分沿用復合材料橋塞，以此來實現整個水平段的產能。
參考文獻：
[1]賀會群，連續油管技術與裝備發展綜述[J].石油機械，2006 （34）.
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