连续油管作业工艺

连续油管作业工艺
概述
目前,油气田已进入开发中后期,随着资源勘探力度加大，降低作业成本,规避作业风险已成为油气田开发的首要考虑因素,在老井加深侧钻挖潜增效、难动用储量增产措施开采,水平井及浅层石油天然气、煤层气资源开发,是提高油气采收率的最有效的途径,连续油管作业技术本身所具有的柔性刚度及自动化程度高、可带压作业等特性，非常适合于这种作业，并能够有效降低成本和对作业环境的损害,被认为是21世纪油气井修井作业方法的一项革命性新技术。

可以预见,连续油管技术必将成为未来修井作业行业的主导技术之一。

特别是在在小井眼、老井眼重入和带压作业中应用前景广阔，为连续油管技术提供了广阔的发展空间。

目前连续油管作业几乎涉及到了所有的常规钻杆、油管作业。

已广泛应用于油气田的修井、酸化、压裂、射孔、测井、完井、钻井以及地面输油气管道解堵疏通等多个领域，特别是应用于带压作业、水平井及大斜度井测井射孔、完井等作业，被誉为“万能作业”设备，使用连续油管作业机作业同使用常规油管作业相比，具有节省作业时间、减少地层伤害、作业安全可靠等优点，在油气勘探与开发中发挥越来越重要的作用。

随着勘探开发的不断深入，一批深井超深井陆续出现，对井下作业技术提了出了越来越高的要求，为适应工作需要，迫切需要超长度、大管径、高强度连续油管，为此开发了 D50.8m m X6500M连续油管装置并投入使用。

关键字：连续油管，修井，增产措施
一.连续油管装置设备主要规格及技术参数
（一）.连续油管装置技术参数
D50.8m m X6500M连续油管作业装置是一种移动式液压驱动的用于起下连续油管和运输连续油管的设备，主要由连续油管、液压注入头、井口防喷系统、液压动力系统等组成。

1.D50.8m m连续油管装置整体技术参数
⑴ 最大容管量： D50.8m m×6500m(2″ ×6500m)
⑵ 最大工作压力： 103M P a
⑶ 最大起下速度： 60m/m i n
⑷ 注入头最大上提力： 460k N
⑸ 整机外形尺寸： 21.3m×2.6m×4.4m
⑹ 整体装备总质量： 89t
⑺ 整车爬坡能力： 30%
⑻ 行车最小离地间隙： ≮300m m
2.注入头
注入头是连续油管下入和起出的关键设备，其主要作用是提供足够的推拉力起下连续油管并控制其起下速度，注入头在连续油管起下时承受下井部分的全部管串重量。

其通过一套摩擦驱动系统在正反向分别提供所需的推力、拉力，摩擦驱动系统包括环链、驱动块等部件，驱动块上有一凹槽，连续油管夹在两排相对的驱动块凹槽之间，驱动块由一系列的液压磙子向内推以夹紧连续油管，向磙子施加的负荷力是利用液缸通过杠杆实现的。

通过改变链条上驱动块凹槽总成可满足不同尺寸连续油管的使用。

注入头参数
型号：TI-100K
项目名称规格及技术参数备注
1 外形尺寸（长×宽×高）1696×1340×3035 mm
2 外形尺寸（长×宽×高）1696×1340×5086mm 带96 ″鹅颈导向器
3 重量5527Kg
4 重量6471Kg 带96 ″鹅颈导向器
5 连续提升力100,000lbs (45400Kg)
6 连续下推力50,000 lbs (22700Kg)
7 运转最大速度200ft/min (60m/min) 连续油管速度
8 最小连续低速0.5ft/min (0.15m/min)
9 注入头最高循环压力5000PSI（35Mpa）液压回路
10 注入头最高循环排量120GPM（540L/min.）
11 链条夹紧段长度35.5in(90cm)
12 夹紧段中夹紧块的数目7副
13 最大夹紧压力2800psi
14 涨紧油缸液压缸4个
15 制动模式手动/自动模式
16 驱动马达 2 台轴向柱塞变量液压马达
安装高流量平衡阀,用于马达同步。

配备96″液压折叠式鹅颈（可选72″, 96″和120″）
配有双作用机械/电子指重传感器
装有防跌落保护装置, 人行板可向下折叠.
夹紧回路上安装有气囊形状的储能器
3.连续油管
连续油管采用改进的碳素钢制造，材料的屈服强度为482~758M p a，硬度H R C22。

这种低碳钢具有特殊的弹性，以满足作业时连续油管产生塑性变形和韧性的要求。

各种连续油管的连接可用氩弧焊焊接。

连续油管规格及技术参数
4.防喷盒
防喷盒的作用是在连续油管的周围形成密封（环形密封），同时允许其仍能上下运动，是连续油管实现带压作业的最关键的设备部件。

防喷盒通过液力推动密封盘根组件屈胀变形而形成密封，其密封压力大小由液压控制。

密封盘根通常由腈化橡胶或氟化橡胶制成，磨损后可以更换。

防喷盒用由壬连接在注入头下端，另一端与防喷管连接。

防喷盒标称通经与连续油管相吻合，更换不同尺寸的密封盘根组件可满足相应尺寸的连续油管使用。

防喷盒技术参数
适用尺寸：2″（D50.8m m）连续油管
工作压力：15,000P S I
测试压力：18,000P S I
双向作用液压驱动，可移动的拼合法兰用于防喷盒密封盘根的随时更换。

5.多功能组合防喷器技术参数
多功能组合防喷器是液压操作的四功能防喷器组装置，必要时也可用手动关闭。

四个闸板自上而下是全封闭闸板、油管剪切闸板、油管半封闸板和卡瓦闸板，每组闸板之间都用平衡阀连接，使防喷器组压力平衡，中间两组之间有侧向出口可连接循环管线或放空出口。

防喷器的四副闸板分别完成如下功能：
全封闭闸板：当防喷器内没有连续油管或工具时，实现全封闭关井。

油管剪切闸板：当出现意外情况需丢开其内的连续油管采取措施时，实现切割连续油管。

一般情况下，很少使用剪切闸板。

油管半封闸板：用于封闭井内的连续油管外环形空间。

卡瓦闸板：用于悬挂井内的连续油管柱。

多功能组合防喷器技术参数
密封工作压力：15,000p s i（103M P a）
最大通径：3-1/16″(78m m)
连接法兰：3-1/16″×15,000P S I垫环 B X154
循环孔连接：2″×1502（可安装盲堵）
配置有中央循环孔，用于压井洗井循环作业。

适用于标准环境及酸性作业环境。

6.旋转接头和高压管汇
连续油管里端通过滚筒空心轴与安装在轴上的高压旋转接头相接，旋转接头的固定部分可与液体或气体循环泵系统连接，作业过程中可保持不中断循环。

旋转接头上安装有高压管汇，一闸阀供紧急情况下关闭使用。

配置循环压力传感器两个，一个为直感式，一个为电感式。

配置流量传感器一个。

旋转接头和管汇的最大工作压力为15000P S I。

连接方式为2″×1502
7.滚筒总成
滚筒总成由滚筒平台和滚筒驱动部分、连续油管滚筒、自动排管器组成。

滚筒平台设计用于支撑滚筒、连续油管的重量
连续油管滚筒为钢结构卷筒，两端带有钢制突沿，用以容纳连续油管，滚筒的排管量随其直径而定。

滚筒平台带有驱动连续油管滚筒的液马达，为将连续油管输送出去或缠绕回收提供动力。

自动排管器依附在滚筒上，装在万向支架上的导向滚轮系统，采用4个滚动旋转导向总成，由连续油管滚筒旋转时驱动一根可调节的导程螺杆运动而带动其运动，允许油管水平角度从最小10°到最大80°之间调节，并通过液压缸升降来调节高度，
在连续油管缠绕时能自动的排列整齐。

备有手动强制排管控制器。

连续油管长度计数器安装在排管器上，用以计量连续油管长度。

可用于机械式及电子式计数器记录油管深度。

可以适用1-1/4”到2-3/8”外径的油管。

滚筒参数
滚筒法兰盘外径： 159″（4038.6m m）
滚筒芯轴直径： 76″ (1930m m)
滚筒宽度： 70″(1778m m)
滚筒容量： 2″连续油管×6500m
8.连续油管数据采集与分析系统
型号：J R-C T D A S P
连续油管数据采集系统，能够从设备安装的传感器上接收和处理以下数据： l连续油管深度和速度
l油管重量（重管和轻管）
l循环压力
l井口压力
l液体瞬时流量/累计流量
具有无线/有线数据传输功能
（二）.工具配置及技术参数
1.外卡瓦式连续油管连接器
连接器用于连续油管与底端其它工具的连接，是连续油管作业的必备工具。

外部卡瓦卡紧式连接器利用开口卡瓦，通过楔进作用抓紧连续油管，拉力越大卡得越紧，卡瓦不能旋转。

特点是连接强度大，保持了与连续油管一致的通径，适合于大强度作业、大排量循环作业及有投球需求时的连接工具。

2.连续油管液压安全释放接头
连续油管释放接头是一种安全释放、连接连续油管与井下工具的装置，用于连续油管与底端其它工具的安全脱接、释放，当连续油管作业发生卡阻工具并无效处理时安全丢脱工具，是连续油管作业的必备工具。

液压释放接头工作原理是从是一种球控式，欲释放时，投球（或泵入）至球座上，打压剪断安全销钉，上提管柱，释放工具接头上下部分分离，完成释放。

这种工具接头如安装上方栓扭动销可用于安装螺杆钻等旋转工具
3.机械式安全释放接头
机械式安全释放接头主要用于压力传导不通、工具盲通或受内径限制而不能投球的管柱的丢手释放工作施工。

一般用于释放遇卡工具或管柱。

遇卡后，大力上提管柱剪断安全销钉丢手接头上下部分分离，即完成释放。

4.连续油管循环阀
一种管内管外连通工具。

连接在连续油管底部工具的上方，其作用是在连续油管工具被砂埋需要清除砂卡时循环，或需要建立连续油管管内管外循环工作时，投球或打压将其打开，建立循环。

5.连续油管工具旋转连接接头
类似于由壬连接接头，用于工具与工具的连接其两端的工具无需旋转，通过闭锁式旋转连接接头工具即可连接并锁定以传递扭矩等，这是由于连续油管较长的工具串连接时，通常情况下使用防喷管，需要较长的防喷管连接操作较为危险和难度大，所以使用闭锁式旋转连接接头工具。

6.旋转喷头总成
利用流体压力使使旋转头全方位旋转，在喷嘴作用下形成高压射流喷射冲刷冲洗，达到解堵等目的。

（三）.主要特性
D50.8m m连续油管装置具有以下特性和优点：
1.超长度：D50.8m m（2"）连续油管容量长度高达6500m，可连续下深6200m，超大的连续油管滚筒尺寸和下沉式滚筒设计为国内首创，滚筒直径为D4038m m，宽度为1778m m，使得连续油管容量长度达6500m；采用下沉式滚筒设计（即将滚筒一部分降到作业车主梁下面），避免设备超高超限。

在塔里木油田新垦7井创国内D58.02m m大管径连续油管连续下入最深记录。

2.高强度：安装配置的D50.8m m连续油管型号为H S90C M,壁厚为5.18m m。

抗拉强度为461K N，工作压力为103M p a，防硫和适应酸性环境使用；其注入头连续提升力为454K N、连续下推力227K N、最大上提速度60m/m i n、最小连续低速0.15m/m i n.。

这种配置基本上满足了连续油管大强度修井工作需要，解决了目前国内因连续油管强度和注入头负荷限制不能进行某些工况下的水平井作业及带压修井打捞工作的难题，是国内目前连续油管性能指标中抗拉强度最大、工作压力最高、可防硫和适应酸性环境使
用的最先进的装置。

3.大通径：安装配置的D50.8m m连续油管壁厚为5.18m m，内径为40.4m m，是在满足最大下入深度和强度性能的前提下的最优最大内径尺寸配置。

大通径连续油管可以大大降低循环压力且提高了循环排量，这种特性使得因使用小管径连续油管的“泵压高、排量小”而不能进行的增产措施作业、水平井冲砂、带压修井磨铣等作业得以实现。

4.先进的数据采集及分析系统：配置有连续油管数据采集及分析系统，可采集作业过程的压力和流量等参数，具有灵活的记录、查看、回放打印等功能。

分析模拟系统（软件）可以用于施工前模拟作业过程，提供最合理的施工参数，可以细化分析连续油管的应力分布、管内摩阻等参数。

二.连续油管作业技术
（一）.连续油管修井工艺
连续油管修井作业内容包括冲砂、气举等循环作业；管内钻磨铣作业；带压清蜡清垢及水化物解堵作业；管内落物打捞；切割遇卡管柱；过油管作业；速度管排出井底积液等。

1.钻铣：在连续油管的下部安装上小直径液动力钻具，可进行管柱内钻磨铣工作，能解除管内硬性固结物及落物。

2.打捞：用连续油管下入各种工具，可以进行 “打捞断脱的杆管（包括连续油管）类落物”、“管柱内钢丝绳、电缆等软落鱼打捞”、“ 管柱内小件落鱼打捞”等施工，且可带压施工。

3.冲砂洗井：冲砂洗井是将清洗液通过下入井内的连续油管泵入井中，将冲洗物循环到地面上来，由于连续油管无接箍不需要接扣，所以冲洗速度快且可不间断循环，是一种非常有效的冲砂洗井作业技术。

4.带压清蜡清垢：在连续油管的下部安装上清刮蜡工具，可以在油井不停产情况下进行带压清刮蜡作业，并能结合不间断热循环使清刮蜡工作更彻底、更有效。

5.注气排液气举：连续油管可作为小直径管柱内的循环通道，进行注气排液，特点是井口易于控制且管理调节比较方便，多用于诱喷油流、压裂酸化后的排液、气井的排水作业等。

6.过油管作业：使用连续油管可在带压条件下，通过穿越完井管柱下入和坐封液
力膨胀式桥塞、液力封隔器，对生产井段实施卡堵水、分层等作业。

7.气井井底积液排采诱喷：含水气井或底水气藏生产井，在生产过程中地层水随气流产出，随之导致生产管柱中产生滑脱损失，使井底段井筒积液。

管柱内形成一定高度的液柱，对地层产生较大回压，致使气产量下降甚至停喷停产。

利用连续油管可以在不动井内管柱、不压井的情况下，下入底部积液区，通过气举方式排出积液，使气井恢复生产。

这种方式是快速恢复气井生产的最有效的手段，目前尚未有其它有效手段可以替代。

8.速度管柱：在气井生产管柱内下入连续油管并悬挂于原井口装置上，以缩小气体流通管径，作为“速度管柱”，提高排水采气效率。

9.切割遇卡管柱：通过连续油管将切割工具下入管柱内，用于切割被卡管柱。

管柱组合有锚定工具、动力螺杆钻、内割刀总成。

依靠上提下放使锚定工具锚定，通过连续油管在地面打压推动内割刀总成内活塞下行使刀翼展开，同时动力螺杆钻旋转，带动展开的刀翼旋转切割管柱。

10.其它修井作业：事故压井、高压气井/注水井带压作业、找窜封窜和分层挤注等作业。

（二）.连续油管大斜度井、水平井作业工艺
利用连续油管所具有的刚度和柔性挠度、井口易控制等特性，可在大斜度井、水平井进行射孔、测井、找堵水等作业。

可实现带压测井、产液剖面测井等，也可用于稠油井的试井、测压、工程测井施工。

1.射孔测井：在复杂井、水平井及大斜度井用常规电缆起下方法已不能将测井仪器、射孔枪送入下部井段。

连续油管测井射孔技术是以连续油管为基础，内装传输电缆，将连续油管的刚度与电缆测井射孔技术结合在一起。

可将测井仪器送到任何井段进行测井并可随时循环泥浆，同样也可将射孔工具送到任何井段进行射孔。

适用于复杂井、水平井及大斜度井、小直径完井管柱内射孔、测井。

可实现水平井及大斜度井的用于带压测井、产液剖面测井。

水平井测井测试主要采用电子存储式测井。

2.投捞作业 ：连续油管可代替各类钢丝作业,其工作强度远远优于钢丝。

连续油管在水平井及大斜度井作业中可代替直井中的钢丝作业,使得直井中使用的各种钢丝工具在水平井及大斜度井得以应用,如:开关各种移动式滑套、投捞各种流动控制工
具、起下桥堵工具、冲砂洗井、注入测试及措施作业等工作。

连续油管是水平井作业不可缺少的工艺技术。

（三）.连续油管增产措施
1.均匀布酸酸化：使用连续油管管柱酸化，在注入酸液的同时,可上下前后移动,将酸处理液均匀注入到某一特定的层段。

用连续油管选择性局部均匀注酸，比常规酸化作业或分流酸化作业更精确、成功率更高，特别适用于生产井段较长的水平井酸化作业时布酸.
2.分层压裂：连续油管底带一液力封隔器，下至最下端目的层上部，首先打压坐封封隔器，然后泵入压裂液及支撑剂实施压裂，顶替时增加一定砂量以埋住刚被压完的目的层为压另一层做封堵准备。

再上提管柱至接邻要压裂层的上部，重复上一施工程序实施第二层压裂，依次类推，实现连续油管分层压裂。

3.选择性酸化压裂： 采用连续油管输送跨隔封隔器和定压喷射嘴管柱，对水平井的水平各段分层（段）、有针对性的选择性压裂酸化。

4.旋转喷射（水力喷射）酸化 将连续油管带旋转头的喷嘴组合下入目的层段，利用流体压力使喷嘴全方位旋转并喷射冲洗，通过连续油管拖动同时旋转高速喷射并挤酸，地层在喷头旋转喷射和酸液双重作用下，得到改造达到增产目的。

5.连续油管水力喷砂射孔压裂技术 连续油管水力喷砂射孔压裂技术整合了水力喷砂射孔定点分段压裂的优越性与连续油管的拖动灵活性 ，通过连续油管水力喷砂射孔，从连续油管外环空加砂配合压裂施工，利用砂塞分隔各压裂层。

适合对深井大规模加砂及多产层、薄层油气井的分层措施改造。

具有一次性施工分别对多个产层进行射孔、压裂作业，不需压井作业，施工周期短，地层伤害小。

（四）.连续油管辅助作业
1.高压水射流钻技术：利用连续油管下入工具串，先用小钻头在油层部位的套管上开窗，随后使用伸缩管带喷嘴进入地层，借助高压射流的水力破岩作用在油层中的不同方向上钻出多个孔眼，从而增加原井的泄流半径，实现增加产量的目的。

2.清洗地面集输管线：油气水地面集输管线会因积蜡或结垢而发生堵塞，目前解决的方法是挖开堵塞段修复或更换。

利用连续油管可进行地面集输管线积蜡、结垢清洗等工作，节约费用。

3.负压作业技术 在钻井、修井作业过程中，为克服井漏失，可利用连续油管注
气技术在压井液液柱内，混入部分气体，以减轻液柱压力，并能在需要恢复时很容易将气体排掉。

4.特殊处理技术：利用连续油管作为柔性管通道，可以用惰性气体进行吹洗、排空易燃易爆有毒容器的余气及残余物，消除了爆炸、中毒等危害。

三.连续油管作业应用与分析
目前开展的连续油管修井作业技术包括压裂后冲砂解卡、带压清蜡及钻磨铣、注气排液、水平井投捞作业等。

（一）.连续油管应用情况
部分井的应用情况、有关参数及应用效果分析如下：
1.X K7井连续油管布酸酸化及D H20平4井选择性酸化工作。

在塔里木油田成功地进行了布酸酸化工作，并创造了国内大管径连续油管最大下深记录。

通过连续油管拖动旋转喷射对目的层段进行酸化措施处理，实现了提高产量的目的。

说明水平井连续油管拖动旋转喷射酸化工艺是可行的，
2.任平2井选择性完井投劳作业
水平井“选择性”完井工艺技术采用管外封隔器实现水平井层(段)的分层、分段隔离，而沟通井筒和地层则需用采用滑套，亦即对产层(段)的开启和封堵。

水平井“选择性”完井采用C M D滑套是一种勾通管内外循环的工具，密封芯套可用专门工具打开或关闭。

芯套在换位工具下移，则打开滑套，沟通管内外；芯套上移则关闭滑套由于水平井及大斜度井之特殊结构，已不能用常规钢丝、电缆作业方法将换位工具等下入井内打开滑套，利用连续油管的刚度与柔性配合下入是较好的解决办法。

使用连续油管在任平2井水平井C M D滑套的开启、关闭
3.苏桥潜山凝析油气藏水化物堵塞解堵作业
在华北油田苏桥凝析气田，利用连续油管作业的“井口易于控制可带压作业且可随时连续进行循环”等特性， 进行了多次水化物解堵作业。

水化物(N a t u r a l G a s H y d r a t e)是在一定条件下，由气体或挥发性液体与水相互作用过程中形成的白色固态结晶物质，它是一种水与烃类气体构成的结晶状的笼形晶格包络物，其中水分子以氢键构成晶格骨架，而气分子被包围在晶格的笼形孔室中，并依靠分子间的范德华力来保持晶体的稳定。

金刚石属性结构 。

在凝析油气藏开发生产过程中,随着井底到地面系统沿程的压力减低，高压气流经节流阀或减压阀，因
等焓膨胀而产生J o u l e—T h o m s o n节流效应，降低压力的同时也降低了温度，在温度低于7℃以及压力大于6.5M p a的条件下，水分子与天然气分子形成水合物，致使在井口甚至于井筒内形成固结,堵塞流经通道,阻碍了气体的正常流动，导致油管堵塞,无法进行生产、测试。

因此凝析油气藏生产必须施行水合物的抑制与预防措施。

一旦出现井内管柱堵塞，则要进行解堵作业。

其作业方式有两种：一是直接下入连续油管，底带循环喷嘴或直接斜角，配合地面热洗车热水循环解堵；二是在连续油管上连接螺杆钻+钻头，地面泵车循环清水，钻铣硬结水化物。

效率高。

4.安20-6井清蜡及打捞钢丝作业
在井口安装防喷管、防喷器及在连续油管的下部连接清刮蜡工具，可以在油井不停产情况下进行带压清刮蜡作业，并结合不间断热循环使生产管柱内清蜡刮蜡更彻底、更有效。

廊南地区自喷采油井含蜡量较高，需经常清蜡。

利用常规的钢丝带刮蜡器工艺很难奏效，且常常堵死管柱和发生拔断钢丝等事故,利用连续油管带刮蜡器+热水循环在带压生产情况下，较好地解决了其清蜡难题。

5.家29-2井连续油管气举冲砂
对压裂过程管内沉砂造成埋油层、卡管柱时，往往形成没有循环通道，管柱提放遇卡等情况。

通过在压裂管柱内下入连续油管，建立新的循环通道，将沉砂冲洗循环到地面上来，或以连续油管内注气方式，气举冲砂，达到清理砂埋油层或解除被卡压裂管柱目的。

6气藏生产井底积液排采诱喷
含水气井或底水气藏生产井，在生产过程中地层水随气流产出，随之导致生产管柱中产生滑脱损失，使井底段井筒积液。

管柱内形成一定高度的液柱，对地层产生较大回压，致使气产量下降甚至停喷停产。

利用连续油管可以在不动井内管柱、不压井的情况下，下入底部积液区，通过气举方式排出积液，使气井恢复生产。

这种方式是快速恢复气井生产的最有效的手段，目前尚未有其它有效手段可以替代。

此外，还可以在气井生产管柱内下入连续油管并悬挂于原井口装置上，以达到缩小气体流通管径，作为“速度管柱”，提高排水采气效率。

（二）、应用工艺分析。