连续油管修井技术应用探讨

李剑华

大庆钻探工程公司国际事业部哈法亚项目部 黑龙江大庆 163000

摘要：连续油管修井作业具有作业时间短、施工成本低、应用设备少、进行特殊作业不压井、不动管柱等优势, 目前连续油管技术在油气田勘探开发中应用得范围越来越广泛。本文着重对当前连续油管技术在井下作业方面的应用情况展开分析，具有一定借鉴意义。

关键词：连续油管；修井作业；应用

1前言

连续油管(Coiled-Tubing, 简称CT) 技术已经成为石油天然气勘探开发领域中一项日益完善的新技术, 连续油管技术装备由于其应用范围广, 使用方便, 而被誉为“万能作业装备”。上世纪60年代，美国研发了第一台连续油管作业机，其主要是设计用于修井作业。到了90年代之后，连续油管作业技术在更多领域得到了推广应用。经过近50年的发展，连续油管技术己经广泛应用在修井、钻完井、酸化压裂和管道运输等作业。随着连续油管应用领域的不断拓展, 连续油管正朝着管径更大、长度更长的方向发展。

2 连续油管作业机组成

连续油管作业机主要包括液压动力单元、控制室、连续油管滚筒、连续油管、起重机、注入头、井控设备。

（1）控制室。控制室为操作人员提供监控注入头、滚筒、防喷器等设备的场所, 配置所有必需的操作控制开关和仪表。目前常见的控制室均为液压式控制方式, 中控室内布满各种液压阀件, 噪声比较大, 而且有油污的存在。控制室大量采用了电子元器件替代了传统的液压控制阀, 控制室内清洁、无油污、噪声小, 具有可视化显示屏幕, 控制也更为精确。

（2）滚筒。滚筒由筒芯和边凸缘组成。滚筒的转动由液压马达控制, 液压马达的作用是在连续油管起下时在油管上保持一定的拉力, 使其紧绕在滚筒上。滚筒前上方装有排管器和计数器。滚筒所能缠绕连续油管的长度和直径的大小主要取决于滚筒的外径、宽度、滚筒筒芯的直径、运输设备及公路的承载能力的要求等。如何能够在以上种种限制条件下使得滚筒容量最大, 是世界上各大连续油管作业机生产商研发的重点之一。目前最新型的滚筒装置具有可升降机构, 即滚筒相对于卡车(拖车)底盘可以升降,对于有限高要求的路段, 可以将滚筒下降到限高指标之下, 卡车再通过;遇到路面情况不好的山路或泥泞小路时, 将滚筒升至最高, 以保持最大的离地间隙。有效地解决了道路对滚筒凸缘外径尺寸的限制, 可以使滚筒凸缘外径在道路限高条件下达到最大, 进而使滚筒容量达到最大。

（3）注入头。主要功能是提供井筒中起、下连续油管所需的动力和牵引力, 注入头是连续油管作业机的重要设备之一, 其作用和常规井下作业中的通井机类似。随着连续油管外径的不断增大和长度的不断增加, 对注入头提升能力的要求也越来越高, 注入头的体积也正在向着小型化发展。

（4）连续油管。连续油管是一种高强度、高韧性管材, 目前世界上应用的连续油管主要是高强度低合金碳素钢。正是由于连续油管材料的不断进步和连续油管生产工艺的不断提高, 才使得制造大直径连续油管成为可能, , 连续油管的快速发展使得其应用范围也快速扩展, 从最初的主要用于修井作业到目前的钻井、完井、试油、采油(气)、修井和集输等, 几乎涉及到石油开采的方方面面。

（5）液压动力单元。动力部分主要为作业机和各部件提供动力源。大多数连续油管作业机的动力部分是柴油机和水力泵。动力装置除在设备运行时提供液压动力外, 还装有储能设备, 能在发动机停机后在一定限度操作压力控制设备, 保证施工安全。

（6）起重机。起重机常用于将注入头吊装到井口防喷器的顶部, 然后保持吊着注入头, 直至作业结束再把注入头吊下来。起重机可以安装在连续油管卡车底盘上,也可以由施工方单独提供1 台车载起重机在连续油管作业时使用。

（7）井控设备。井控设备是连续管作业不可缺少的功能和安全设备。油气井作业所需的井口压力控制设备的结构很大程度上取决于作业类型和预料作业可能遇到的最恶劣的作业条件。

3 连续油管在井下作业中的应用

3.1 连续油管提高井下作业效率

连续油管装备移运方便，可减少设备搬家的时间；连续油管作业过程中，设备安装时间短，工序少；可以过油管作业，不动管柱，避免了常规作业所需的起下管柱作业； 在作业过程中不用接单根，省去了接单根的时间。起下速度快，从而大大缩短作业时间，降低作业成本。连续油管作业比常规作业可节省作业时间2/3，每支队伍减少一半作业人员，在不增加作业队伍的情况下，作业工作完成量大大增加，降低平均施工费用大大降低。

连续油管由于连续、无接箍的特点，作业过程中不需要接单根，免去了作业人员进行接卸管柱作业， 这样还可避免在接卸单根时人员的危险和井液在地面漏失造成的环境污染。容易造成砂卡和砂埋等事故。连续油管由储层经酸化或压裂处理后，需要及时而彻底的排液， 防止滤液、沉淀等伤害储层。常规的抽汲排液、制氮车气举排液等工艺， 排液速度慢、周期长，造成残液对储层的二次伤害。使用连续油管可及时快速、有效返排出压裂液破胶和酸化反应后的残液及残渣，大大缩短了其在地层的滞留时间， 提髙排液速度与效率、缩短投产周期，戚少和降低对储层造成的二次伤害， 延长油井改造有效期，提高油藏最终采收率。

3.2 水平井作业中优势明显

水平井由于其独特的井身结构，维护作业过程中由于井眼轨迹不规则、水平段长， 常规油管难以进入造斜段和水平段进行作业， 而且由于井中情况复杂， 接单根停泵等存在不安全隐患。所以对于水平井的修井和增产作业， 如果使用常规的手段不但周期长， 而且难以达到理想的效果， 甚至可能作业失败。

水平井由于特殊的井身结构，常规作业管柱一方面不容易进入水平段；另一方面，很容易形成二次沉砂，在接单根停泵期间，容易造成砂卡和砂埋等事故。连续油管由于无接箍，柔性，外径尺寸不变，可以方便的进入水平段，可以带压进行连续油管起下，不停泵，连续循环，可有效防止砂卡，在冲砂过程中可以拖动管柱，而且可以过油管井下冲砂作业，因此，连续油管技术可以很好的解决塔里木油田水平井冲砂的技术难题。

水平井由于井身结构特殊，特别容易出砂，同时伴随出现井漏等情况。由于常规作业管柱一方面不易进入水平井，另一方面，容易造成二次沉砂，在接单根停泵期间，容易出现砂卡等事故。连续油管无接箍，外径尺寸不变，具有柔性的特点，能够很方便的进入水平段，进行带压作业，起下过程中不停泵，连续循环作业，能够有效防止砂卡。在冲砂过程中可以拖动管柱，可以过油管进行冲砂作业，通过连续油管带旋转喷射头进行冲砂作业，能够达到较好的清砂效果。

3.3 连续油管简化作业流程

连续油管管径小，可以实现过油管作业，无需转动管柱，既节省人力物力，还缩短作业时间，净化作业流程。在进行连续油管冲砂、除垢过程中，由于连续油管外径相同，作业过程中可以封闭井口，实现带压作业，避免起下钻过程中导致井喷事故的发生，大大降低了高压探井作业的风险，避免常规作业需要压井造成地层污染及时间占用。因此，采用连续油管作业简化施工流程，并且安全、环保，为油气井安全快速作业提供保障。

4 结束语

随着连续油管钢材性能和制造工艺水平的不断提升, 连续油管的应用领域不断拓展, 连续油管正在向着管径更大、长度更长的方向发展, 这就要求连续油管作业机能够适应大管径和大长度连续油管作业的要求。 近年来连续油管的发展非常迅速, 应用领域几乎涉及油田开发的各个方面，在油田勘探开发中发挥重要作用。

参考文献：

[1] 贺会群. 连续油管技术与装备发展综述[J]. 石油机械，2006，34（1）：1-6.