连续油管作业装备现状及针对超深井应用浅析
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摘 要：连续油管作业是当代世界油气勘探开发具有前景和代表性的先进技术之一。连续油管作业具备占地面积小、搬迁安装方便、保护油层、无需接单根等诸多不可比拟的优势，在钻进过程中保持等效循环密度和不间断循环实现欠平衡钻井。近年来，页岩气大规模开发，三北地区加快开采进程，作业井深增加，对连续油管作业能力要求不断提高。本文浅析连续油管作业技术与装备的发展现状，针对超深井应用提出设备要求及方案。
关键词：连续油管;连续油管作业机;发展现状;超深井;页岩气
1 国外发展现状
1962年，连续油管开始用于美国加利福尼亚州的油田，90年代后，连续油管设备及工艺快速发展，广泛应用于油气井修井、完井、测井、增注、老井重钻、加深、侧钻、小井眼、欠平衡、过平衡、水平井钻井以及常规管道集输和生产油管等多种作业，解决了许多常规作业技术和方式难以解决的问题。
国际连续油管协会（ICoTA）发布2017年全球连续油管作业装备数量为1955套，美国和加拿大数量占比达45%。连续油管作业油田服务单位连续油管作业装备占有量前三位为斯伦贝谢、哈里伯顿、贝克休斯国际油服，所有装备分别为267、206、175套。
英国Antech公司借助其在连续油管钻井技术上的优势，推出了为连续油管加装内置电缆服务，将电缆实时数据传输和电力输送功能与连续油管的优异机械性能相结合，为连续油管进入新的钻完井和作业领域创造了条件，包括测录井，定向裸眼侧钻，套管定向开窗侧钻，井下精确磨铣作业等。
连续油管技术也在进一步与光纤数据传输，电缆传输，井下水力脉冲数据传输技术相结合，借助于井下数据信号双向传输能力的实现，连续油管能够实现对井下作业工况的实时监控，包括油管内外压力温度，套管接箍定位，伽马曲线，以及井下钻压等，并以此来实时调整优化作业参数，这意味着将进一步扩大连续油管在常规和非常规钻井，测井，作业，压裂等领域的应用范围。
连续油管设备现阶段主要生产厂家有：NOV（国民油井华高公司）Stewart&Stevenson（双S公司）等。NOV Hydra Rig设备连续提升力最大达620kN（14万磅），技术成熟度较高。地面设备的控制系统发展为电液控制系统、计算机控制系统，提高了控制能力和性能。反馈控制方式能够保持恒定压力，提高了操作的可靠性和安全性。国外现阶段井下工具配套齐全，满足现阶段连续油管作业工艺要求。
2 国内发展现状
国内开展连续管技术与装备的研究与开发始于20世纪90年代初，目前国内连续油管装备共计约200余台。现阶段我国连续管技术存在的主要问题有两方面：一是2”以上的大直径连续管作业装备运输无法解决。二是工艺及工具落后，国外对一些技术含量高的工艺和工具实行技术封锁，只提供技术服务。
三北地区储层平均埋藏深度平均在7000-8800米，井底温度高达160度，压力超过87兆帕，具有超深、高温、高压的特点，区域地质特征极为复杂。近几年国内页岩气开采井深越来越深、水平段长度越来越长将达2500米，水平段长度和压裂级数不断增加对连续油管快速钻塞和井眼清洗提出了更高更快的要求。
中石化四机石油机械有限公司现阶段已形成车拖橇三种移运型式，注入头提升能力达620kN（140万磅），杰瑞石油技术公司，江汉机械研究所也同样产出多种型号设备服务于各大油田开发。
3 超深井连续油管应用对策
3.1 大管径、大容量连续油管装备适应超深井作业要求
连续油管应用向2-3/8英寸，2-5/8英寸大管径方向发展，可显著地降低管内流动摩阻，提高环空流速，有利于清洗井筒内桥塞碎屑，避免连续油管遇卡;大管径油管具有更大刚性，延伸水平段长度，提供更大扭矩，有利于提高连续油管钻塞效率。受制于國内交通，大型连续油管装备的运输和应用颇为受限。中石化四机石油机械有限公司根据油管运输要求提出动力车+滚筒拖组合设备，满足超深井作业要求。动力车包含：运载底盘、液压系统、操作室、注入头等。滚筒运输拖包含：大容量油管滚筒，加强型边梁承载半挂车，专用牵引车。通过模拟分析，对常规连续油管进行定制改造，形成变壁厚连续油管：在直井段上部采用薄壁厚以降低流体摩阻，在直井段下部，造斜段和水平段根部采用标准壁厚油管来增加管柱刚性，在余下水平段逐步过渡到薄壁厚油管来减少重量。主要参数：最大额定拉力（kN）：620;油管容量：2寸-8800米。
动力车+滚筒运输拖
3.2 配套工艺及工具延伸作业深度
在鹅颈管与注入头之间安装校直器，对进入注入头之前的连续油管进行预校直，减小油管与井壁的摩擦，提高连续油管下入深度。泵注金属减阻剂降低油管与井壁摩擦，降低流体与连续油管磨阻，降低泵注压力提高连续油管使用寿命，配套井下牵引器、水力振荡器等延伸连续油管下入深度。在连续油管无法到达的超长水平井（2000米以上水平段）端部采用可溶性桥塞，其余部分沿用复合材料桥塞，以此来实现整个水平段的产能。
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）.
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