连续油管钻井技术研究与应用进展

于洋(中国石油集团长城钻探工程有限公司东部HSE监督中心，辽宁 盘锦 124010)

连续油管钻井技术经历了三个发展阶段，上世纪60年代初步发展，70年代的发展瓶颈阶段以及90年代初开始至今的井喷发展阶段。90年代初，连续油管钻井技术发展形成一个相对成熟的技术。91年在美国连续油管钻井试验获得成功，并进行三眼重钻作业，验证了该项技术的可行性[1]。从此以后，连续油管钻井技术井喷式的发展起来，究其技术不断发展的根本原因为，该项技术的机电设备和主要的技术相对成熟；开钻压力存在非平衡情况，该项技术存在很大的优势；相对其他钻井技术，连续油管钻井比较经济，得到油田企业的青睐。

1 创新优势与需研究改进的方面

连续油管钻井技术经过20多年的发展，其技术及相关设备已经相对比较成熟，与一般床柜钻井技术比较，有4个方面的优点:

首先，连续油管钻井技术控制压强能力很强，非平衡油井自身就有一定压力，不可能完成那些较难的作业，连续油管不光可以进行所有的压力作业，而且对油层有一定的保障提升钻井效率；其次，该项技术尤其适合于现有井的加深钻井和老井侧钻作业，和一般常用钻进设备相比，同样的技术参数，连续油管进行的是过油管作业，节约成本30%左右，降低成本明显；三是该项技术的相关的机电设备较少，占地小，噪音小，溢出物量小，对环境破坏程度小，所以比较适合海上平台作业；最后还有就是该技术提高工艺的自动化较快，减少一线工人的投入，设备装卸较为容易，钻井作业速率快，工作周期短，油管的挠性强，可以再弯度半径较小的水平井开展作业[2]。

不论任何一项技术在发展中，都还会存在不同的缺陷，连续油管钻井技术虽然历经的20多年的发展，但还是有一些不足需要进一步研究改进。该项技术使用的油管直径较小，井口尺寸不大，泥浆等杂物排出较为困难；由于泥浆长期高强度摩擦，该技术使用的油管使用周期比一般油管短[2]；使用的钻头的旋转动力只能来自井下动力源，自我控制能力不强，可能出现水平位移，可能造成卡钻的危险；受到部分作业装置的限制，一般的连续油管钻井技术不能进行钻井的所有操作，例如钻井前的准备工作，要先用常规钻机或修井机作业。

2 涉及的机电装备及有关系统

连续油管作业机是连续油管钻井技术的主要设备之一，包括:注入及支架、滚筒、液压动力、控制室等部件组成，连续油管利用液压驱动，起出并运输，工作时，该设备将油管里进入及起出油井，滚筒再把连续油管缠绕起来。现在出现了一种新型复合连续油管作业机，它由连续油管注入头、滚筒、动力及带桅杆的移动式井架组成，连续油管作业自然不成问题，普通的油管作业也是可以的，具有很强的适应性[3]。美国一公司已生产出一种两层连续油管井口支架，该种支架采用保护装置、特制平台、顶部结构，该种井架具有安装简便快捷的特点，在6小时内即完成安装调试，且性能安全可靠[4]。

井下钻进设备是连续油管钻井技术关键设备，直接影响着钻井的工作效率及出油率，主要组成有:钻头、马达、连续油管及断开接头，还有其他工具等。其中钻头是井下钻具设备的关键，不同的钻头用于不同的油井结构；井下的动力装置——马达有高速底扭矩、中速中等扭矩和低速高扭矩三种，不同的马达适用于不同的钻头[3]；连续油管接头相当于“联轴器”，将油管和钻进设备连接起来；断开接头就是“离合器”，在特定的情况下，实现连续油管与井下工具断开。

辅助设备也是连续油管钻井技术不可缺少的一部分，由井控、钻井循环及固控三个系统组成。

3 应用方向及发展前途

连续油管钻井技术，现在可以适用范围:1、深度1千米范围的浅层新井，在Canada的部分地区常有应用。2、老井再开采，包括重新深钻、平钻等作业。连续油管半径较小，可进行侧钻，不要重新起出油管，节约成本，适应老井重钻这一市场对成本控制的要求。3、非平衡钻井，连续油管的压力可以达到70 MPa，能够实现很好的非平衡作业。该项钻井技术对于地质情况复杂，压力不均衡的储层十分理想和有效，有着很大的市场。英国石油公司在阿联酋一气田利用连续油管水平侧钻，大幅度提升产量，甚至有一些井的产量翻了2翻。

当今社会发展日新月异，对能源的需求也是越加明显，油气钻井技术也向着提高采集率及作业自动化方向发展，连续油管钻井技术有利于钻井自动化发展，还可以大幅度降低企业作业成本，提高劳动效率并降低对周围环境的破坏，该技术将成为以后一段时期钻井作业的主要方式方法，开辟了钻井新路径，将一些以前难开采，经济成本高的油气田(例如老井重钻、非平衡井等)的开采变成了可能[5]。由此可以推断，连续油管钻井技术将在新世纪大有可为，将会主导油气田开采行业。我国的油气田经过几十年的开采，逐步呈现运作成本高、老井增效、作业危险系数高等不利状况。这些问题都可以通过连续油管钻井技术得到有效解决。在中国，连续油管钻井技术也定将成为突破油气田开采瓶颈的一个有效抓手。

[1]谢国明.钻井前沿技术新进展[J].江汉石油科技，2005，(1).

[2]孙振纯，何立新.新兴的连续油管钻井技术[J].石油与装备，2010，(4).

[3]熊革，南丽华，张洪川，韩兴.连续油管钻井作业主要装备[J].石油机械，2009，(增刊).

[4]江先雄.新型多功能连续油管钻井井架[J].石油机械，2008，(12).

[5]苏新亮，李根生等.连续油管钻井技术研究与应用进展[J].天然气工业，2008，(8).