国产CT100连续油管在页岩气井储层改造中的应用

罗 鹏，卢秀德，汪海涛，李剑秋，李晨阳，李源源

(1.川庆钻探工程有限公司井下作业公司，成都610051；2.宝鸡石油钢管有限责任公司，陕西 宝鸡721008；3.国家石油天然气管材工程技术研究中心，陕西 宝鸡721008)

国产CT100连续油管在页岩气井储层改造中的应用

罗 鹏1，卢秀德1，汪海涛2,3，李剑秋1，李晨阳1，李源源1

(1.川庆钻探工程有限公司井下作业公司，成都610051；2.宝鸡石油钢管有限责任公司，陕西 宝鸡721008；3.国家石油天然气管材工程技术研究中心，陕西 宝鸡721008)

为了验证国产CT100级连续油管在页岩气井储层改造中的使用效果，结合某页岩气水平开发井(简称A井)的井况和现场应用情况，对国产CT100级连续油管在高温、高压环境施工的要点及关键技术等进行了试验和研究。结果表明：国产CT100级连续油管在高温、高压环境下的强适应性可保障页岩气井储层改造成功；该卷国产CT100级连续油管在A井和邻井的高温、高压的环境中累计安全起下油管60次，其中包括通井作业17次，下桥塞作业2次，射孔41次，充分验证了国产油管过硬的品质。

国产连续油管；CT100；页岩气井；储层改造；高温高压

随着油气田的开发和能源的耗竭，非常规油气将成为未来石油天然气能源的重要接替者。2011年国土资源部统计数据显示，目前我国页岩气技术可开采资源潜力为2 000×108m3，勘探开发潜力无限[1]。页岩气藏具有储层低孔、特低渗透等特征，使得储层改造成为提高单井产能的首选手段。连续油管作业机可建立独立循环通道、带压作业等特点[2-5]，使得其在页岩气藏储层改造中能够提供压裂前及压裂过程中所需要的通洗井，传输射孔、下桥塞等技术服务，以奠定储层改造基础。

作为国内最早使用国产连续油管的川渝油气田，自2009年11月开始使用由宝鸡石油钢管有限责任公司(以下简称宝鸡钢管)生产的CT80级别的等壁厚连续油管，相继又使用了CT90级别等壁厚及变壁厚连续油管。截止2016年4月的日常施工作业中，前后共使用宝鸡钢管生产的国产CT系列连续油管多达57盘。在酸液、高含硫和高温、高压等复杂环境中安全完成了368口井的施工作业，起下连续油管1 058次，广泛使用于气举、冲砂、通洗井、打铅印、注水泥塞封堵、打捞、切割、清蜡、拖动及喷射酸化、测井、传输及喷砂射孔、做速度管柱、分层压裂、下桥塞、钻磨水泥塞、桥塞、磨铣等20多种工艺。

依据多年连续油管现场应用的实践经验，将国产连续油管与国外连续油管对比可知，当前国产连续油管诸多性能优于进口连续油管，加之进口连续油管价格昂贵、供货周期长等现状，川渝油气田在38.1mm(1.5in)、44.45mm(1.75in)和50.8mm(2in)等规格连续油管的使用上已基本趋于国产化。随着国产连续油管制作工艺的完善、性能的提升，其在川渝油气田致密油气、页岩气开发过程的使用也越来越频繁、越来越广泛，而连续油管的国产化无疑将促进页岩气的低成本开发[6]。故在某页岩气水平开发井(以下简称A井)的施工作业过程中选用国产CT100连续油管，达到了施工作业目的，并取得了良好的作业效果。

1 A井基本情况及任务

A井是位于四川省内江市威远县威远中奥顶构造南翼上的一口页岩气水平开发井，完钻日期为2015年2月25日。该井为Φ139.7mm套管完井，水平段1 500m，人工井底4 286m。A井井身结构及套管参数如图1所示。

按照现场施工任务的要求，因为该井在加砂压裂过程中发生了套管变形，Φ88.9mm的射孔枪下至井深3 218m时多次遇阻，无法下至射孔目的层位，因此需要连续油管携带Φ73mm的模拟射孔枪进行通井作业，若顺利通至目的层位，则携带装填有实弹的射孔枪进行射孔，否则再采取其他措施。

图1 A井井身结构图及套管参数

2 连续油管的选择

本次作业的施工井内介质中为压裂后的压裂液及返排液，其中压裂液含酸性介质，返排液温度高达100～120℃，且井口压力高达 34MPa。因其井下情况复杂，故需要多次重复作业，所以必须选择一盘全新、高品质的连续油管。

国产CT100连续油管，屈服强度大于689MPa(100ksi)、抗拉强度大于758MPa(108ksi)、硬度小于28 HRC(286 HV)。由于CT100连续油管具有强度高、耐抗压、疲劳寿命长等优点，因而在钻井、多段压裂等非常规作业和深井、超深井开发应用中具有较大优势。故本次施工选用宝鸡钢管生产的Φ50.8mm×4.44mm，长度4800m的CT100连续油管，其性能见表1。

表1 CT100级Φ50.8mm×4.44mm连续油管性能参数

3 A井连续油管施工过程及参数分析

3.1 连续油管传输射孔

在连续油管携带Φ73mm的模拟射孔枪顺利完成通井作业之后，换装带有实弹的射孔枪进行连续油管传输射孔作业。因为该井处于加压压裂施工作业过程中，所以不论是通井作业还是射孔作业过程中，连续油管在下入期间都不能敞开流程，避免因此造成地层出砂堆积、掩埋产层甚至引起连续油管无法下至射孔目的地层等多种复杂情况的发生；但是也因为不能敞开流程泄压，造成地层压力较高(33～34MPa)，因此下射孔枪前在充分考虑地层压力、液柱压力、安全附加压力等参数的情况下对射孔枪的起爆压力值设置的非常高，一般在55～63MPa。

在对该井第10段第4簇(3 170～3 171m)的射孔作业过程中，因射孔枪的压力起爆器出现问题，造成多次超设置值(原设置63MPa起爆，多次加压至75～77MPa均未能引爆)、超连续油管允许承压值(连续油管出厂试压值的80％，即73.68MPa)加压射孔失败。最终加压至78MPa才成功引爆射孔弹。

A井在第10段第4簇连续油管传输射孔数据曲线如图2所示。由图2可以看出，A井在该段连续油管多次超设置加压射孔均失败(见图2(a))，最终加压至78MPa射孔成功(见图2(b))；射孔枪到达目的层段后，泵注蹩压，多次超设置值、超连续油管允许承压值加压无法引爆射孔弹。最终加压至78MPa时，射孔弹引爆，压力瞬间释放。

图2 A井在第10段第4簇连续油管传输射孔数据曲线

3.2 连续油管下桥塞

井斜角较大(＞85°)或者水平段较长的施工井(本井水平段1 500m)，选择电缆泵送桥塞往往不能送达预定位置，情况严重时甚至造成电缆断裂、工具落井[7]。连续油管因其强度、硬度及受力程度远超过电缆，因此使用连续油管下桥塞是大井斜度或者长水平段井的最佳选择。

A井第12段(2 924m)连续油管下桥塞施工曲线如图3所示。由图3可以看出，下连续油管桥塞管柱到达目的层段投球后，泵送钢球。当钢球入座后此时泵注压力显著上升，同时随着桥塞座封胶皮胀开，隔绝上下层段。当座封工具内外压差到达桥塞丢手压差后，桥塞丢手，泵注压力和井口压力平衡。桥塞座封后，上提5m连续油管，复探桥塞，遇阻后加钻压(1～2)t即可达到验封的目的。

图3 A井第12段(2 924m)连续油管下桥塞施工曲线

4 结 语

A井的顺利施工为国产CT100连续油管在高温、高压及超高压井施工作业积累了宝贵的工作经验。该卷国产CT100级连续油管在A井和邻井的高温、高压的环境中累计安全起下油管60次，其中包括通井作业17次，下桥塞作业2次，射孔41次，充分验证了国产油管过硬的品质。

当前连续油管技术对加快非常规天然气资源开发起着举足轻重的作用，而连续油管的国产化无疑将促进非常规气藏的低成本开发。随着川渝油气田连续油管设备能力的提升、工艺的完善，以及非常规气藏的开放，对国产大管径、高强度连续油管的需求将越来越大。

[1]张大伟.页岩气发展规划(2011—2015年)解读[J].天然气工业，2012，32 (4)：6-8.

[2]何东升，徐克彬，魏广森，等.连续油管在水平井中作业的力学分析[J].石油钻采工艺，1999，21(3)：61-64.

[3]CASTANEDA J，SCHNEIDER C，BRUNSKILL D，et al.Coiled tubing milling operations：successful application of an innovative variable water hammer extended-reach bha to improve end load efficiencies of a pdm in horizontal wells[J].Process Biochemistry，2013，38(8)：1213-1221.

[4]SCHNEIDER C，CASTRO L，CRAIG S，et al.The effects of fluid hammer tools on the efficiencies of coiled tubing plug milling a comparative best practices study[DB/OL].http：//dx.doi.org/10.2118/147158-MS.

[5]SRGRD E，STVIK E，GRNNERD N，et al.Coiled tubing milling and temporary plug and abandonment operations[DB/OL].http：//dx.doi.org/10.2118/54472-MS.

[6]卢秀德.国产连续油管在非常规气藏开发中的应用[DB/OL].http：//wenku.baidu.com/link?url＝_gFpHPYpDBOvKtCNeMd-ZGStMc-CZ-_ZsQJMtXCbqyTAsl70SJL8YLBWLPjA-lcjjB-35jLv6MZIq5XPsVvWdFq9QSibn0ueelQr5DzJ_yYkm.

[7]向刚，卢秀德，宋丹，等.连续油管在页岩气井储层改造中的应用—以威204井为例[J].天然气工业，2014，34(S1)：100-105.

[8]郭彪，卢秀德，雍和毅，等.连续油管在某页岩气A井钻磨解卡与认识[J].钻采工艺，2015(4)：106-107.

[9]卢秀德，刘刚，杨光炼.50.8mm连续油管作速度管串在天然气井的应用[J].油气井测试，2010，19(3)：44-45.

[10]冯荣鲜，冷奇成，刘钰.探讨井下作业中连续油管技术的运用[J].工业，2015(2)：79.

Application of Domestic CT100 Coiled Tubing in Shale Gas Well Reservoir Restruction

LUO Peng1,LU Xiude1,WANG Haitao2,3,LI Jianqiu1,LI Chenyang1,LI Yuanyuan1
(1.CNPC Chuanqing Drilling Engineering Co.,Ltd.Downhole Service Company,Chengdu 610051,China;2.Baoji Petroleum Steel Pipe Co.,Ltd.,Baoji 721008,Shaanxi,China;3.Chinese National Engineering Research Center for Petroleum and Natural Gas Tubular Goods,Baoji 721008,Shaanxi,China)

In order to verify the using effect of domestic CT100 coiled tubing in shale gas well reservoir restruction,combined with well condition and field application situation of a certain horizontal shale gas well(hereinafter referred to as A well),the main points and key technology of domestic CT100 coiled tubing in high temperature and high pressure environment were tested and studied.The results showed that domestic CT100 Coiled Tubing can adapt to a high temperature and high pressure well,therefore it can guarantee shale gas reservoir restruction success;the accumulated safety down well operation 60 times in A well,including drifting 17 times,running bridge plug 2 times,perforating 41 times,fully verified the quality of domestic coiled tubing.

domestic coiled tubing； CT100； shale gas well； reservoir restruction； high temperature and high pressure

TE933.8

A

10.19291/j.cnki.1001-3938.2016.09.004

罗 鹏(1977—)，高级工程师，2002年毕业于重庆大学资源及环境科学学院，矿物资源工程专业，学士学位，现从事连续油管技术研发及应用工作。

2016-05-11

谢淑霞