连续油管简述

连续油管作业技术简述
1.连续油管简述
连续油管(coiled tubing,简称CT) 装置是一种有别于传统作业方式的特种作业设备, 自上世纪60年代初引入油田生产后,便以其高效、实用、经济的特点倍受使用者的青睐。

连续管也称柔性管，是一种强度高、塑性好、抗腐蚀较强的ERW 焊接钢管，单根长度可达几千米，在生产线连续生产并按一定长度缠绕在卷筒上交付使用。

进入2000 年后, 由于材质和设备制造技术的更新提高, 连续油管技术发展迅速,新型连续油管车各方面性能大为改进, 能够适应更加恶劣环境和从事更为复杂的技术。

2.连续油管设备组成
连续油管设备主要包括以下几部分：
（1）滚筒：储存和传送连续油管；
（2）注入头：为起下连续油管提供动力；
（3）操作室：设备操作手在此监测和控制连续油管；
（4）动力组：操作连续油管设备所要求的液压力源；
（5）井控装置：连续油管带压作业时的井口安全装置。

3.连续油管工作原理
其工作原理是：车辆停靠井口处,依次吊装防喷器、注入头于井口(防喷管)上,将CT 从绞盘上拉出经鹅颈管导向进入注入头, 由注入头链条拉紧后通过防喷器下入作业管柱中, 绞盘轴端的接头可与配套设备联接, 泵注液体或气体入井, 操作室内可远程控制CT 起下及相关部件的动作。

4.连续油管技术的应用
连续油管以其高效性、经济性以及对地层污染小等优点目前已广泛应用于钻井、完井、采油、修井和集输等各个作业领域，被称作“万能作业机”。

4.1连续油管的冲砂洗井
冲砂洗井是目前最常见的连续油管修井作业。

洗井是将洗井液通过连续油管泵入井内, 使砂粒松动并将其从生产油管与连续油管的环空冲到地面上来。

连续油管由于其具有良好的挠性等特点，除进行常规的冲洗作业外，还用于解决一些比较复杂的井下管柱被卡堵情况。

这类井既无法建立循环又不能起出井下管柱，常规方法处理起来难度大。

连续油管冲砂技术可以在不压井的情况下进行快捷作业，效率高，直径小，非常适合油管作业，还可以避免因压井而产生的地层损害。

但是，连续油管用于冲砂作业时，
大多是作为循环介质的通路，因此对于CT 的尺寸大小要求比较苛刻。

4.2 连续油管打捞
在连续油管打捞技术出现之前，传统的打捞方法是用电缆从油井和气井中回收井中落鱼。

油田打捞的定义是：“试图从井筒中捞出和回收不需要的、无用的或通常是被损坏的设备”。

一般情况下，井下落鱼可分为两类：一类是直接有害物，它们可使产量降低或增加操作难度和成本；但有些是如果井要想继续生产下去，为了安全和机械方面的原因就是必须捞出。

这些落鱼包括油管、套管、钻杆、桥塞、井底马达、钢丝绳段、电缆段及连续油管本身等。

用连续油管进行打捞作业, 可在连续油管下部接加重管柱,在加重管柱下方接桥塞打捞工具。

与电缆相比，CT 在打捞操作中有三大优点：
(1)它有能力在直井或大斜度井中产生较大的轴向力用以振动和(或)拉出对于电缆来说太重的落鱼；
(2)它有能力循环各种冲洗流体，包括氮和酸，可以高压冲洗、喷射或溶解砂子、泥、垢和其他碎屑，并将其冲离落鱼顶部；
(3)打捞所需作业周期短，打捞费用低。

4.3 连续油管压裂
连续油管压裂技术是在射孔压裂技术成功之后，为了改善其中的一些工艺而开发的。

在国外得到了一定程度的应用，其高效性和经济性已经得到很好的体现。

目前国内使用还很少。

目前利用连续油管进行分层压裂也已经开始应用。

其方法是在一次施工中对多个产层进行压裂作业,并逐一进行返排。

这样可减少残液与地层的接触时间,从而保持新增裂缝的高倒流能力。

整个作业的最大优点是修井和施工时间减少,产量提高,环境污染减少,投资回收迅速,还可减少射孔队和增产作业单位的施工量。

与常规压裂技术相比，连续油管压裂方式可节约大量的作业时间，减少事故发生的概率，大幅度降低成本。

4.4 连续油管钻井
连续油管钻井(CTD)是2O世纪9O年代国外发展起来的热门技术，由于连续油管无需接单根，能够保持井底压力稳定，不会对地层产生外来的压力波动。

连续不停地循环钻井液，井内欠平衡状态成为稳态流动状态，从而形成“真正的”欠平衡状态。

钻井过程无需钻机支持。

连续油管钻井具有以下特点：提高了作业的安全性，减少了需要的操作人员及伤亡事故；能连续循环钻井液；由于没有接头，在起下钻时，不需要上卸扣，在安全维持井眼压力和循环的同时，能够大大缩短起下钻时问；操作简便，污染小和占地少，作业效率很高，施工效果好。

4.5 连续油管测井
连续油管可应用于测井作业中。

受成本和环境等多种因素的影响,水平井和大斜度井越来越多。

由于连续油管有一定的刚度,能用来推动井下仪器,在井下任何一个区段进行连续测井, 用循环液提高测井质量,消除电缆的拉伸影响。

4.6 连续油管的酸化作业
连续油管可应用在选择性酸化施工作业中。

采用膨胀式封隔器与连续油管配合进行选择性酸化施工,是将带有膨胀式封隔器的连续油管从常规油管内下入,使其达到目的层段然后坐封封隔器进行施工。

不需修井机和有关设备;在不动任何井下设备情况下,通过油管进行选择性酸化作业;并且用连续油管挤酸,效果更精确。

补充资料1 连续油管钻井装备与技术简介
连续油管钻井设备
C T
D 设备主要包括: 连续油管装置、井下工具仪器和循环除砂装置三大部分。

（一）连续油管装置
主要包括连续油管(Coiled Tubing)、注入头(Inje CTD or Head)、操作控制装置(Operation Control unit)和井口防喷装置(Wellhead Blowout Preventer)四部分。

组装方式主要为两种，一种是四部分组装于一台车上，称为连续油管车; 另一种采用撬装方式。

目前, 国内没有连续油管制造厂，世界上几大连续油管主要制造商均集中在美国，它们是Quality Tubing 公司(优质油管公司),Precision Technology公司(精密管技术公司)Southwestern Pipe 公司(西南管子公司) 。

用以制造连续油管的材料有碳素钢、调质钢和稀有材料 3 种。

其中稀有材料，例如钛合金, 有质量轻和强度高等优点，但价格贵，是普通钢制连续油管的6倍。

( 1 ) 直接从国外进口连续油管，作为连续油管作业机配套部件。

( 2 ) 从国内外找合作厂家生产连续油管。

连续油管装在的专用的绞盘上，其规格型号较多，油管的规格尺寸越大，最小弯曲半径也就越大。

（二）井下工具仪器
连续油管钻井井下工具仪器主要包括钻头( B i t ) 、马达( M o t o r ) 、推进器(Thruster)、开窗工具、扩眼器和随钻测试仪MWD (Measurement While Drilling)。

1 、钻头
钻头主要用金刚石钻头，包括P D C 钻头，T S D 钻头及天然金刚钻头，很少使用牙轮钻头。

有时为了扩大井眼，使用井下扩眼器。

2 、马达
马达用来给钻头提供旋转扭矩，为了便于增斜和顺利通过短半径曲率段，井下马达制造成外径小、长度短、扭矩大、能弯曲( 单弯、双弯和绞链式) 的容积式马达。

美国Drelex 公司井下动力马达，具有气液两种介质驱动方式，使用方便，性能优越。

3 、随钻测量仪
随钻测量仪是随马达下入井中边钻进边进行井眼倾斜角和方位角测量的仪器，
有直读式和储存式两种。

多数采用无线传输直读方式，定时将测量结果传达到地面，以便地面进行钻井参数调整和控制井眼轨迹。

近年来又出现了随钻地震测量技术S W D ，边钻进边进行地震测量，确定井下岩性，与地面计算机系统配套处理，实现自动导向。

随钻测井L W D ，在钻进的同时，随钻进行伽玛、电位和成相测井。

4 、推进器
推进器是给钻头加压的液压工具，由于连续油管重量轻，刚度小，不能用其给钻头施加钻压，一般用专门的井下推进器(Do whole Thruster)实现加压钻进目的。

5 、引斜器
引斜器是从直井开始在套管内引斜侧钻开窗的工具，其类型很多，有液压座封，液力座封和火药爆炸座封等多种形式，应用较为广泛的是液压座封式。

（三）循环处理装置
连续油管钻井循环处理装置与普通钻井的区别很大，其特点一是轻便，由于连续油管所钻井眼小，应用排量小；钻井液用量少，整个系统比较轻便，大大节约了井场征地面积；二
是密闭, 为了保证油基钻井液、泡沫钻井液和欠平衡钻井安全，在分离脱气前的循环系统部分是密闭的；三是脱气，连续油管常采用欠平衡钻井，钻井液返出后，含有油气或循环气，为了保证安全，不但要除砂，而且要脱气，一般要配除砂器和分离器进行除砂和脱气。

连续油管主要优势钻井技术
C T
D 的主要优势钻井技术是小井眼钻井、大位移钻井、欠平衡钻井、多侧向钻井、短半径钻井和重进入钻井等技术。

稠油油藏所具有的特殊性, 不采用大幅度的增产措施，达不到经济开采产量，稠油开发将成为难题，水平井是大幅度提高单井产量的唯一手段。

同时，由于稠油油藏边底发育，采用CTD技术钻短半径多层多侧向水平井开采，不仅有利于防止边水水窜和底水推进，更有利于提高单井产量和采收率。

连续油管钻井，便于进行短半径、小井眼、欠平衡钻井，以利于解决以下在勘探开发中的一些特殊问题。

(1)对于低压易漏失层的钻探，可以安全方便的进行负压钻井，提高钻探成功率。

(2)对于水敏易塌地层的钻探, C T D 可以采用氮气钻井、油基洗井液钻井等方法，为泥页岩、石膏盐层和煤层等水敏易塌地层钻井提供安全可靠的钻井手段。

(3)对于已下小套管的老井，在进行加深钻井。

因钻具规格的限制，常规钻井的难度很大，但利用C T D 技术进行加深钻井则非常方便。

(4)上部地层复杂的情况下，采用常规钻井技术钻水平井，成本高、风险大、工艺复杂；利用CTD技术的短半径、小井眼可以有效的避开上部复杂地层，实现从油层进入油层，减小风险，降低成本。

连续油管钻井技术的优缺点
连续油管钻井技术（CTD ）作为一项替代传统钻井技术的新型钻井技术得到了迅速发展。

随着连续油管钻井工艺及技术进步与革新，在不同的地质类型的地层中，连续油管钻井技术都获得了成功。

并且不论是在直井还是水平井，连续油管技术都是一种更加经济的作业手段。

与常规工艺相比，连续油管钻井技术主要具有以下优点：
1）在老井重钻（加深钻或侧钻）作业中，因连续油管管径小，可进行过油管作业，无需取出老井中现有的生产设备，从而可以边钻边采，显著节约钻井成本。

2）利用连续油管可安全地进行欠平衡钻井作业，减少泥浆漏失，防止地层伤害的发生；起下钻过程中能够连续循环泥浆，减少起下钻时间和作业周期，提高了起下钻速度和作业的安全性。

3）连续油管可内置电缆，改善信号的随钻传输，实现完全的随钻测井，有利于实现闭环钻井；地面设备少，岩屑废料少，噪音低，污物溢出量小，减少了环境污染；软地层快速钻井（不接管），最小限度地冲蚀地层，有良好的录井质量（连续进行，无接管）。

4）装备的机动性好，安装、拆卸容易，节约时间，安全性高；由于井场占地小，连续油管钻井技术适合于地面条件受限制的地区作业；从工艺上讲，连续油管钻井特别适用于小井眼钻井，容易提高钻井工艺自动化水平，减少了对装备和人力的需求，降低了作业成本。

5）据国外的经验，与常规钻井或修井设备达到同样的目标相比，用连续油管可节约费用25%～40% 。

在钻机动迁费高的地区，用连续油管进行无钻机过油管重钻甚至比常规重钻节约50% 以上的成本。

6）连续油管钻井技术可应用于钻小井眼井。

现有老井侧钻定向井，老井加深钻井，钻浅井，钻水平井，欠平衡（负压）条件下钻井，过油管钻井，钻救援井；环境敏感区（降底
噪音、场地限制、防止漫溅、光学干扰）钻井等方面。

7）连续油管钻井技术还可用于解决在勘探开发中的一些特殊问题，如对低压易漏失层的钻探，对泥页岩、石膏盐层和煤层等水敏易塌地层的钻探。

上部地层复杂的情况下，利用CTD 技术的短半径、小井眼可以有效的避开上部复杂地层，实现从油层进入油层，减小风险，降低成本。

8）另外，在老油田的开发中，采用CTD 技术，能够有效的进行油田封水、封窜、调剖、实施增产工艺。

对于水窜复杂的井，进行侧钻水平井，改变注水水驱方向，能够达到封水与调剖同步的效果。

对于低含水油田小井距油田，可以用CTD 技术进行老井水平井侧钻，增大泄油面积，提高单井产量和采收率。

与常规钻井技术相比，连续油管钻井虽有许多优点，但由于其尚处于发展的初级阶段，远未成熟：
1）用连续油管钻井之前，通常需要借助常规钻井或修井机作好钻前准备工作，如起出油管和封隔器等。

2）尽管连续油管可以用来下入较短的衬管，但如果要下入较长的套管柱或尾管柱，则需要借助常规钻机或修井机才能完成。

因此，目前的连续油管作业装置还不能完成从开钻到完井的所有作业。

3）因连续油管不能像常规钻杆那样旋转，无法搅动可能形成的岩屑床，增大了卡钻的风险。

4）连续油管内径较小，泥浆在管内摩擦压耗太高，限制了泥浆排量。

5）钻压，转矩，水力参数和井底钻具组合受到限制。

6）连续油管使用寿命较短。