連續(xù)油管鉆井技術(shù)研究與應(yīng)用進(jìn)展

于洋(中國(guó)石油集團(tuán)長(zhǎng)城鉆探工程有限公司東部HSE監(jiān)督中心，遼寧 盤(pán)錦 124010)

連續(xù)油管鉆井技術(shù)經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段，上世紀(jì)60年代初步發(fā)展，70年代的發(fā)展瓶頸階段以及90年代初開(kāi)始至今的井噴發(fā)展階段。90年代初，連續(xù)油管鉆井技術(shù)發(fā)展形成一個(gè)相對(duì)成熟的技術(shù)。91年在美國(guó)連續(xù)油管鉆井試驗(yàn)獲得成功，并進(jìn)行三眼重鉆作業(yè)，驗(yàn)證了該項(xiàng)技術(shù)的可行性[1]。從此以后，連續(xù)油管鉆井技術(shù)井噴式的發(fā)展起來(lái)，究其技術(shù)不斷發(fā)展的根本原因?yàn)?，該?xiàng)技術(shù)的機(jī)電設(shè)備和主要的技術(shù)相對(duì)成熟；開(kāi)鉆壓力存在非平衡情況，該項(xiàng)技術(shù)存在很大的優(yōu)勢(shì)；相對(duì)其他鉆井技術(shù)，連續(xù)油管鉆井比較經(jīng)濟(jì)，得到油田企業(yè)的青睞。

1 創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)與需研究改進(jìn)的方面

連續(xù)油管鉆井技術(shù)經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，其技術(shù)及相關(guān)設(shè)備已經(jīng)相對(duì)比較成熟，與一般床柜鉆井技術(shù)比較，有4個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn):

首先，連續(xù)油管鉆井技術(shù)控制壓強(qiáng)能力很強(qiáng)，非平衡油井自身就有一定壓力，不可能完成那些較難的作業(yè)，連續(xù)油管不光可以進(jìn)行所有的壓力作業(yè)，而且對(duì)油層有一定的保障提升鉆井效率；其次，該項(xiàng)技術(shù)尤其適合于現(xiàn)有井的加深鉆井和老井側(cè)鉆作業(yè)，和一般常用鉆進(jìn)設(shè)備相比，同樣的技術(shù)參數(shù)，連續(xù)油管進(jìn)行的是過(guò)油管作業(yè)，節(jié)約成本30%左右，降低成本明顯；三是該項(xiàng)技術(shù)的相關(guān)的機(jī)電設(shè)備較少，占地小，噪音小，溢出物量小，對(duì)環(huán)境破壞程度小，所以比較適合海上平臺(tái)作業(yè)；最后還有就是該技術(shù)提高工藝的自動(dòng)化較快，減少一線(xiàn)工人的投入，設(shè)備裝卸較為容易，鉆井作業(yè)速率快，工作周期短，油管的撓性強(qiáng)，可以再?gòu)澏劝霃捷^小的水平井開(kāi)展作業(yè)[2]。

不論任何一項(xiàng)技術(shù)在發(fā)展中，都還會(huì)存在不同的缺陷，連續(xù)油管鉆井技術(shù)雖然歷經(jīng)的20多年的發(fā)展，但還是有一些不足需要進(jìn)一步研究改進(jìn)。該項(xiàng)技術(shù)使用的油管直徑較小，井口尺寸不大，泥漿等雜物排出較為困難；由于泥漿長(zhǎng)期高強(qiáng)度摩擦，該技術(shù)使用的油管使用周期比一般油管短[2]；使用的鉆頭的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力只能來(lái)自井下動(dòng)力源，自我控制能力不強(qiáng)，可能出現(xiàn)水平位移，可能造成卡鉆的危險(xiǎn)；受到部分作業(yè)裝置的限制，一般的連續(xù)油管鉆井技術(shù)不能進(jìn)行鉆井的所有操作，例如鉆井前的準(zhǔn)備工作，要先用常規(guī)鉆機(jī)或修井機(jī)作業(yè)。

2 涉及的機(jī)電裝備及有關(guān)系統(tǒng)

連續(xù)油管作業(yè)機(jī)是連續(xù)油管鉆井技術(shù)的主要設(shè)備之一，包括:注入及支架、滾筒、液壓動(dòng)力、控制室等部件組成，連續(xù)油管利用液壓驅(qū)動(dòng)，起出并運(yùn)輸，工作時(shí)，該設(shè)備將油管里進(jìn)入及起出油井，滾筒再把連續(xù)油管纏繞起來(lái)?，F(xiàn)在出現(xiàn)了一種新型復(fù)合連續(xù)油管作業(yè)機(jī)，它由連續(xù)油管注入頭、滾筒、動(dòng)力及帶桅桿的移動(dòng)式井架組成，連續(xù)油管作業(yè)自然不成問(wèn)題，普通的油管作業(yè)也是可以的，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性[3]。美國(guó)一公司已生產(chǎn)出一種兩層連續(xù)油管井口支架，該種支架采用保護(hù)裝置、特制平臺(tái)、頂部結(jié)構(gòu)，該種井架具有安裝簡(jiǎn)便快捷的特點(diǎn)，在6小時(shí)內(nèi)即完成安裝調(diào)試，且性能安全可靠[4]。

井下鉆進(jìn)設(shè)備是連續(xù)油管鉆井技術(shù)關(guān)鍵設(shè)備，直接影響著鉆井的工作效率及出油率，主要組成有:鉆頭、馬達(dá)、連續(xù)油管及斷開(kāi)接頭，還有其他工具等。其中鉆頭是井下鉆具設(shè)備的關(guān)鍵，不同的鉆頭用于不同的油井結(jié)構(gòu)；井下的動(dòng)力裝置——馬達(dá)有高速底扭矩、中速中等扭矩和低速高扭矩三種，不同的馬達(dá)適用于不同的鉆頭[3]；連續(xù)油管接頭相當(dāng)于“聯(lián)軸器”，將油管和鉆進(jìn)設(shè)備連接起來(lái)；斷開(kāi)接頭就是“離合器”，在特定的情況下，實(shí)現(xiàn)連續(xù)油管與井下工具斷開(kāi)。

輔助設(shè)備也是連續(xù)油管鉆井技術(shù)不可缺少的一部分，由井控、鉆井循環(huán)及固控三個(gè)系統(tǒng)組成。

3 應(yīng)用方向及發(fā)展前途

連續(xù)油管鉆井技術(shù)，現(xiàn)在可以適用范圍:1、深度1千米范圍的淺層新井，在Canada的部分地區(qū)常有應(yīng)用。2、老井再開(kāi)采，包括重新深鉆、平鉆等作業(yè)。連續(xù)油管半徑較小，可進(jìn)行側(cè)鉆，不要重新起出油管，節(jié)約成本，適應(yīng)老井重鉆這一市場(chǎng)對(duì)成本控制的要求。3、非平衡鉆井，連續(xù)油管的壓力可以達(dá)到70 MPa，能夠?qū)崿F(xiàn)很好的非平衡作業(yè)。該項(xiàng)鉆井技術(shù)對(duì)于地質(zhì)情況復(fù)雜，壓力不均衡的儲(chǔ)層十分理想和有效，有著很大的市場(chǎng)。英國(guó)石油公司在阿聯(lián)酋一氣田利用連續(xù)油管水平側(cè)鉆，大幅度提升產(chǎn)量，甚至有一些井的產(chǎn)量翻了2翻。

當(dāng)今社會(huì)發(fā)展日新月異，對(duì)能源的需求也是越加明顯，油氣鉆井技術(shù)也向著提高采集率及作業(yè)自動(dòng)化方向發(fā)展，連續(xù)油管鉆井技術(shù)有利于鉆井自動(dòng)化發(fā)展，還可以大幅度降低企業(yè)作業(yè)成本，提高勞動(dòng)效率并降低對(duì)周?chē)h(huán)境的破壞，該技術(shù)將成為以后一段時(shí)期鉆井作業(yè)的主要方式方法，開(kāi)辟了鉆井新路徑，將一些以前難開(kāi)采，經(jīng)濟(jì)成本高的油氣田(例如老井重鉆、非平衡井等)的開(kāi)采變成了可能[5]。由此可以推斷，連續(xù)油管鉆井技術(shù)將在新世紀(jì)大有可為，將會(huì)主導(dǎo)油氣田開(kāi)采行業(yè)。我國(guó)的油氣田經(jīng)過(guò)幾十年的開(kāi)采，逐步呈現(xiàn)運(yùn)作成本高、老井增效、作業(yè)危險(xiǎn)系數(shù)高等不利狀況。這些問(wèn)題都可以通過(guò)連續(xù)油管鉆井技術(shù)得到有效解決。在中國(guó)，連續(xù)油管鉆井技術(shù)也定將成為突破油氣田開(kāi)采瓶頸的一個(gè)有效抓手。

[1]謝國(guó)明.鉆井前沿技術(shù)新進(jìn)展[J].江漢石油科技，2005，(1).

[2]孫振純，何立新.新興的連續(xù)油管鉆井技術(shù)[J].石油與裝備，2010，(4).

[3]熊革，南麗華，張洪川，韓興.連續(xù)油管鉆井作業(yè)主要裝備[J].石油機(jī)械，2009，(增刊).

[4]江先雄.新型多功能連續(xù)油管鉆井井架[J].石油機(jī)械，2008，(12).

[5]蘇新亮，李根生等.連續(xù)油管鉆井技術(shù)研究與應(yīng)用進(jìn)展[J].天然氣工業(yè)，2008，(8).