□ 江懷友 / 中國石油經濟技術研究院
李治平 郭建平 李勇 / 中國地質大學
齊仁理 / 大慶石油學院
連續(xù)油管鉆井(Coiled Tubing Drilling)技術的應用始于20世紀90年代初。隨著連續(xù)油管以及連續(xù)油管鉆井配套技術和工具的發(fā)展，連續(xù)油管鉆井技術得到了迅速推廣。近年，連續(xù)油管鉆井的數(shù)量增加了100多倍，應用領域也從當初的直井鉆井推廣到水平井鉆井、定向井鉆井及過油管鉆井等多個領域。
國外海上油氣典型技術及裝備現(xiàn)狀
目前連續(xù)油管鉆井的主要應用領域有：軟地層小井眼直井和水平井負壓重鉆井、海上平臺鉆井、過油管鉆井、加深井鉆井、勘探井鉆井和環(huán)境敏感區(qū)鉆井等。連續(xù)油管鉆井的工藝方式有欠平衡鉆井、平衡鉆井和過平衡鉆井 。
連續(xù)油管鉆井作業(yè)的主要設備包括連續(xù)油管作業(yè)機、連續(xù)油管、井下配套工具、隨鉆測量系統(tǒng)、制氮車和輔助設備(如井控系統(tǒng)、鉆井液循環(huán)及固控系統(tǒng)等)。下面就其中部分設備作簡要介紹。
連續(xù)油管作業(yè)機 連續(xù)油管作業(yè)機是連續(xù)油管鉆井作業(yè)的主要設備。它是一種移動式液壓驅動的連續(xù)油管起下運輸設備。作業(yè)時連續(xù)油管作業(yè)機將連續(xù)油管下入、起出油井，并把起出的連續(xù)油管纏繞在滾筒上。
連續(xù)油管作業(yè)設備組成
�、僮⑷腩^。注入頭是一套液壓驅動裝置。在下入連續(xù)油管時，它提供向下的推力，推動連續(xù)油管下井；在提升連續(xù)油管時，它提供拉力，將連續(xù)油管從井中取出來。連續(xù)油管的起下速度為0.1～60m／min。注入頭內的關鍵部分是鏈條牽引總成，其主要結構型式是液壓驅動的反向旋轉雙鏈條夾持牽引式油管起下機構。在注入頭上有多個夾緊液缸、張緊液缸和蓄能器，分別用于夾緊連續(xù)油管、張緊鏈條和平衡壓力。驅動馬達采用低速大扭矩液馬達。馬達剎車、連續(xù)油管起下速度、連續(xù)油管夾緊力和鏈條張緊力，由作業(yè)手在控制室集中控制。注入頭是連續(xù)油管鉆井作業(yè)的關鍵部件，開發(fā)商根據(jù)連續(xù)油管鉆井作業(yè)要求開發(fā)出一系列大功率注入頭，其中美國Hydra Rig公司開發(fā)的5000系列注入頭，最大拉力可達889.6KN，適用最大連續(xù)油管尺寸為139.7mm。
②滾筒。 滾筒是連續(xù)油管的儲運設備，帶有排管器，用以均勻地纏繞連續(xù)油管。滾筒所能纏繞連續(xù)油管的長度主要取決于滾筒的外徑、寬度、筒心的直徑等。
�、垡簤簞恿ρb置為整套連續(xù)油管機組提供液壓動力源，主要由液馬達、濾清器、油箱和液壓閥等組成。
④控制室。 控制室是操作人員監(jiān)控注入頭、油管滾筒和防噴器等設備的場所，是連續(xù)油管機組的操作控制中心。在操作臺上，有各種液壓件和氣動件操作控制儀表，以及發(fā)動機操作控制儀表等。在新型連續(xù)油管作業(yè)機中，還裝備有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和監(jiān)視系統(tǒng)，因此它是連續(xù)油管作業(yè)機的神經中樞。
�、葑⑷腩^支架。 注入頭支架用于承受連續(xù)油管在起下作業(yè)時注入頭上所產生的載荷，防止彎曲力矩由注入頭轉移到防噴器和套管法蘭上。
井下鉆具組合 井下鉆具組合是影響連續(xù)油管鉆井效率的關鍵。根據(jù)鉆井工藝的不同，連續(xù)油管鉆井對井下鉆具組合的要求也有所不同。
輔助設備 與常規(guī)鉆井相同，連續(xù)油管鉆井輔助設備包括井控系統(tǒng)、鉆井液循環(huán)系統(tǒng)和固控系統(tǒng)。
①井控系統(tǒng)
井控系統(tǒng)主要由防噴器組、節(jié)流管匯及遙控系統(tǒng)、氣液分離器和油水分離器組成。連續(xù)油管防噴器組由全封閉式閘板、剪切式閘板、帶卡瓦閘板和連續(xù)油管閘板組成。防噴器是連續(xù)油管作業(yè)不可缺少的功能和安全設備，整套防噴器組由液壓傳動控制和操作。用連續(xù)油管作業(yè)裝置鉆井時，為安全地進行欠平衡鉆井，除連續(xù)油管防噴器外，還需安裝井下鉆具組合防噴器，以有效密封連續(xù)油管和井下工具。
②鉆井液循環(huán)及固控系統(tǒng)。與常規(guī)鉆井相同，只是用連續(xù)油管鉆井，井徑小，所需鉆井液量少，因此鉆井液循環(huán)系統(tǒng)的容積比常規(guī)鉆井所要求的小。固控設備包括振動篩、除砂器、除泥器和離心機。鉆井泵的功率應滿足井下鉆井液馬達和清洗井眼的要求 。因鉆井液要通過整個連續(xù)油管柱才能到達井底，而繞在滾筒上的那部分連續(xù)油管中的壓力損失較大，故選擇泵壓時必須考慮這一點。
國外海洋油氣開發(fā)連續(xù)油管技術發(fā)展趨勢
為了進一步降低海洋石油作業(yè)成本對現(xiàn)有連續(xù)油管作業(yè)技術(主要有連續(xù)油管沖砂洗井、鉆橋塞、氣舉、清蠟、排液擠酸和配合測試等技術)進行深入挖潛，重點發(fā)展過油管（TTS）技術，在過油管壓裂和過油管側鉆方面進行重點研究。
連續(xù)油管壓裂技術 針對層狀油藏、不連續(xù)油藏等需要進行的多級分層壓裂以及分支井壓裂，利用連續(xù)油管壓裂技術，有選擇性地進行支撐劑填充，實現(xiàn)在作業(yè)費用允許范圍內有效地進行邊際油藏壓裂作業(yè)，提高油藏經濟開發(fā)效果。在連續(xù)油管壓裂車的基礎上，重點開展適用于連續(xù)油管壓裂的低摩阻無損害壓裂液、支撐劑研究和施工作業(yè)配套工具、工藝技術研究，形成低成本、高效益的壓裂工藝技術。
連續(xù)油管側鉆技術 針對套管損壞井復產需求，以應用連續(xù)油管進行老井側鉆為目標，連續(xù)油管側鉆車，配套井下動力鉆具或電動連續(xù)管鉆井系統(tǒng)，研制配套工具，開展連續(xù)油管側鉆綜合配套技術研究，形成低成本的側鉆工藝技術。
中國海洋油氣開發(fā)連續(xù)油管技術發(fā)展建議
應用連續(xù)油管技術進行海上修井作業(yè)，不受水深的限制，其主要的限制是連續(xù)油管的長度。也就是說應用連續(xù)油管進行修井作業(yè)績可在淺海進行也可在深水進行。影響連續(xù)油管在國內廣泛應用的主要原因是國內沒有研發(fā)機構，無制造企業(yè)，技術不配套以及對連續(xù)油管技術認識不夠。為了在海上修井作業(yè)中進一步降低開發(fā)作業(yè)成本，應用連續(xù)管進行修井作業(yè)是一種趨勢。因此大力發(fā)展連續(xù)油管修井作業(yè)技術，對我國海上油井修井作業(yè)具有深遠的意義。
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