国产连续管设备在川渝油气田的推广应用与展望

邹先雄 卢秀德 黎宗琪 费节高

1.中国石油集团川庆钻探工程有限公司井下作业公司；2.中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司

国产连续管设备在川渝油气田的推广应用与展望

邹先雄1卢秀德1黎宗琪1费节高2

1.中国石油集团川庆钻探工程有限公司井下作业公司；2.中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司

川渝油气田在国内率先使用连续管设备，但受限于进口连续管设备成本和服务配套等因素，长期以来发展缓慢。随着国内首套连续管作业机和连续管的成功研制，国产设备在川渝油气田实现跨越式发展，推广应用中打破了技术垄断，降低了采购成本，解决了生产难题，提升了服务能力，降本增效显著。文章回顾了川渝油气田国产连续管推广应用过程，对采取的一系列有效措施进行了总结分析。这些措施包括：加强产研结合，院企合作，优势互补；安全为先，风险共担，逐步优化；市场导向，科研引领，技术助推；特色定制，集中配套，规范发展。并对发展中所面临的问题与挑战进行了分析、提出了建议，以期为国产连续管设备在川渝油气田进一步推广应用提供思路。

连续管；连续管作业机；川渝油气田；国产设备；推广应用

川渝油气田是国内最早使用连续管设备的油气田，1977年至今已有持续发展40多年的历史，这里首先成立了国内第一家连续管作业技术服务公司，组建了国内第一个连续管作业技术研究所，长期与Shell、Halliburton、 Schlumberger、 Baker Hughes、BJ、EOG、Weather Ford、CUDD及TTS等公司开展了广泛的技术与服务合作。多次在国内率先引进国外先进连续管设备，开发出众多新工艺、新技术。

然而在过去相当长时间里，由于川渝油气田连续管作业设备一直依赖于进口，成本居高不下、设备后期服务无法保障等因素，严重制约了连续管作业技术在川渝地区的发展和推广应用。连续管现场作业仅局限于气举排液、通井、洗井等简单修井作业方面，年作业量不到60井次。2009年6月亚洲第一盘连续管在中国石油宝鸡石油钢管有限责任公司（简称宝鸡钢管公司）顺利下线，11月在川渝油气田LG20井首次入井试验成功。2012年2月，由中国石油集团钻井工程技术研究院江汉机械研究所（简称江汉机械所）研制的首套国产连续管作业机在大港油田试验成功；同年，川渝油气田购置了首套该型号作业机。国产连续管设备的研制成功，不仅打破了国外技术垄断，而且大幅降低了连续管设备及生产作业成本，有效促进了连续管作业技术在川渝油气田的发展和推广应用，连续管设备数量、作业队伍、应用规模、企业创收等多方面实现了跨越式发展，短短7年多时间内产生了巨大的经济效益和社会效益，其成功推广的模式、方法、措施和经验等具有很好的应用和借鉴价值。

1 推广应用情况

1.1 连续管

2009年11月，亚洲首盘CT80钢级φ31.8mm×3.18mm、7600m长连续管在川渝油气田入井试验获得成功，中国石油集团川庆钻探工程有限公司井下作业公司（简称川庆井下公司）成为国内最早使用国产连续管的公司。2013年11月14日国产CT90钢级连续管在W206井试验成功；2015年9月17日国产CT100钢级连续管在W202H3-5井试验成功；2016年4月15日国产CT110钢级连续管在CNH4-6井试验成功。

伴随一次次试验成功，国产连续管在川渝油气田成功获得规模化推广应用，年作业井次、国产管材市场占有率总体高速增长，其中2014年、2015年由于川渝油气田页岩气平台井数量大幅增加，深井、高压井、长水平段井作业需要CT90以上钢级连续管作业，CT90钢级国产连续管2013年底才研制试验成功，由于采购和生产周期原因，这两年不得不引进了一定数量QT、Tenairs连续管，造成连续管国产化率有所降低。随着国内CT90、CT100、CT110钢级成功研制和现场试验，连续管国产化率实现50%以上幅度的高增长（表1），后续预期有望达到100%。

截至2017年8月，川渝油气田累计使用国产连续管66卷，其中作业管柱49卷、速度管柱17卷。使用最多的钢级为CT90，占比41%，其次是CT80，占比28%。采购数量最多的管径是φ50.8mm（2in），占比72%。

川渝油气田国产连续管广泛应用于页岩气井桥塞钻磨、射孔、打捞作业等20余种工艺和多种类型井况，性能达到进口同类产品水平，能满足磨铣作业复杂应力条件、酸化及低含硫气井作业腐蚀、压裂作业高冲蚀和高疲劳损伤等高要求、复杂工况作业需要，具有产品规格齐全、性能质量稳定、供货周期短、价格较进口油管低、售后服务便捷等优势。

1.2 连续管作业机

2012年川渝油气田首套国产连续管作业机投入使用，打破了进口设备的垄断。2014年，为满足长水平段页岩气井开发生产需要，首套国产φ50.8mm大管径连续管作业机在川渝油气田现场试验成功，2017年首套φ50.8mm大管径、大容量（6600m）连续管作业机投入使用，为川渝油气田深层、高压、超长水平段井开发提供了有力支撑。

目前，川渝油气田川庆井下公司共有连续管作业设备8套，其中国产5套，国产化率为62.5%。随着国产连续管作业机投入应用，川渝油气田作业机国产化率及作业井次也逐年快速增加（表1）。

国产连续管作业机在川渝油气田广泛应用于常规天然气和非常规页岩气、致密气开发，能满足连续管作业从通洗井、射孔到桥塞钻磨、打捞作业等近30种工艺和各种类型井况工艺需求，性能达到进口同类型号作业机水平，部分功能优于进口海德瑞设备，完全能满足5200m以上深井、1800m以上长水平段井修完井、测井及增产改造作业需要，具有特色定制、供货周期短、价格较进口设备低、后期技术服务有保障、服务便捷等优势。

表1 川渝油气田国产连续管与作业机年作业井次、国产化率统计表

2 推广应用成效

2.1 解决生产难题，有力助推油气开发

水平井和水力压裂改造是美国页岩气开发得以规模化、效益化的两项核心技术。页岩气水平井压裂改造的有效实施需要通洗井、桥塞置放、射孔、压裂、钻磨等一系列工艺技术，同时在实施压裂作业过程中，套管变形、砂堵、工具落井等紧急情况常难以避免，连续管作业技术是实施上述技术和解决生产紧急情况最有效、高效的技术手段。一套设备、一支队伍在一个平台可完成多口井、多项工艺作业，贯穿页岩气水平井压裂改造全过程，具不可替代性。

井筒准备阶段，连续管一趟管柱完成替液、通井、刮管、洗井多个工序作业；压裂改造阶段，完成首段射孔、桥塞置放、补射孔、冲砂解堵、打捞等应急处理作业；压裂结束后，完成钻磨桥塞、通洗井、测井作业。套管变形复杂情况下，完成套管修整、填砂压裂改造、小井眼磨铣作业。连续管设备和技术在页岩气开发中很好地发挥了生产支撑作用。

页岩气连续管配套作业技术适应性强、应用范围广泛，相比常规修井机作业效率提高60%、成本降低40%。近3年来川渝油气田页岩气开发国产连续管设备主要应用工艺类型及井次情况详见图1。

此外，国产连续管设备还有效解决了川渝油气田低渗透薄互砂岩储层和强非均质碳酸盐岩储层精细改造等多项生产技术难题，为安岳气田磨溪区块龙王庙组气藏大规模酸压改造、液体快速返排提供了有力的技术支撑，有效减少了地层二次伤害，增加了酸压改造效果，提高了单井产能。同时，为常规油气井新井完井、老井修完井及弃井隐患治理等提供了高效的技术解决手段。

2.2 打破技术垄断，降本增效显著，促进全面高 速发展

长期以来，国内连续管设备只能引进美国国民油井海德瑞、双S等公司作业机，以及QT及Tenairs等公司连续管，价格高、生产周期长、适应性不强、运输成本高，后期维修保养等服务基本没有保障。国产连续管作业机和连续管的成功研制、推广应用，打破了国外技术垄断，有效替代了进口设备，大幅降低了公司设备和耗损件购置成本。

由于国产设备平均费用仅为进口的60%～80%，从2009年首卷国产连续管试验成功至今，已累计为川庆井下公司节省购置和生产成本3800余万元，其中，节省连续管作业机费用2000余万元、连续管1200余万元、耗损件购置费用600余万元，有效降低了单井作业成本，连续管设备投入产出比大幅增加，在低服务费用市场环境下也有了一定效益，极大增强了公司采购连续管设备开发外部市场的动力和意愿。2012年采购首套国产连续管设备后，设备数量高速增长，作业能力显著提升，除满足中石油西南油气田、浙江油田、川渝油气田生产需求外，还成功开拓了中石化涪陵页岩气区、新场及元坝气田，壳牌富顺—金秋区块，以及延长油田、重庆地矿研究所页岩气区等市场，年作业井次规模、产值逐年成倍增长（表1）。国产连续管设备的推广应用，促使川庆井下公司破解发展瓶颈，在设备、队伍、人才、效益等方面全方位突破，迎来高速发展期（表2）。

图1 2014—2016年川渝油气田页岩气井国产连续管设备应用主要工艺类型、井次与占比

表2 川渝油气田2009年至今连续管业务发展概况统计

3 推广应用措施及经验

3.1 产研结合，院企合作，优势互补

江汉机械研究所从20世纪90年代开始跟踪连续管技术，2005年研制生产了小直径连续管排水采气装置；2006年承担国家863项目“连续管技术与装备研制”，成功研制了我国首台具有自主知识产权的连续管作业机和旋转射流冲砂洗井、拖动酸化等工具，是集团公司连续管作业机产业化单位。

宝鸡钢管公司创建于1958年，是我国第一个大口径螺旋埋弧焊管生产厂家，集科研、制管、防腐、套管和辅料加工于一体的国家大型一类企业，也是我国焊接钢管的生产工艺研究、试验检测和科技情报中心。2009年公司成功试制CT80连续管，使我国成为全世界第二个掌握连续管生产技术的国家，公司成为全世界第三家生产连续管的企业。

川渝油气田在国内最早使用连续管设备，具有近40多年的发展历史，率先开发形成了9大技术体系27种工艺技术，长期与国外Shell、Halliburton等公司开展广泛的技术与服务合作，对国外海德瑞作业机、QT及Tenairs连续管拥有丰富的操作和使用经验，连续管作业工艺开发和现场应用在国内具有显著优势，引领了技术发展。

正是基于上述3家单位在连续管作业设备、管材和连续管作业工艺现场应用3个领域的显著优势，通过强强联手、优势互补、科研与生产紧密结合的方式，打通科研成果与生产现场试验、技术示范培训与推广应用各环节，使得从生产需求提出、产品立项调研、研发生产、改进完善、技术储备全过程沟通及时、信息畅通、定位精准、思路清晰、创新频出，在较短时间内实现了追赶国外领先技术的目标。

3.2 安全为先，风险共担，逐步优化

国产连续管设备的研制、现场试验、推广应用，从无到有，从小范围使用到规模化推广应用，如何控制好安全风险，克服推广应用中的安全问题，成为院企合作、共同发展过程中绕不开的难题。通过多次、多方、多层次沟通，“风险共担”最终成为大家的共识，同时理清了责权，建立了有效的风险处置机制和办法，为国产连续管设备技术的成熟完善、推广应用奠定了坚实基础。

川庆井下公司2012年采购的首套国产连续管作业机，在启用后先后出现密封盒刺漏、注入头提升力动力不足、液压系统散热不好、注入头异响、摄像系统不稳定等多处问题，一度造成设备推广应用停滞不前，但在双方共同努力下，通过派驻人员监造、定期回访、专项交流、售后保障服务等措施，上述问题均得到很好地解决。2014年由双方共同攻关研发的两套φ50.8mm大管径连续管作业机，从设计成熟度到质量可靠度都有了质的飞跃，投入使用后效果良好。据此，2016年川庆井下公司又定制了两套6600m大容量国产连续管作业机，国产连续管设备推广应用在川渝油气田走上了成熟、稳健的高速发展道路。

3.3 市场导向，科研引领，技术助推

川渝油气田国产连续管设备的推广应用一直坚持以市场为导向，市场需要什么样的设备，公司就购置什么样的设备，由此应用设备针对性强、适应性好、动用率高。

国产连续管设备的规模化推广应用中，“科研”发挥了重要的引领和支撑作用。从2010年起，在集团公司科技管理部的组织领导下，先后设立了“连续管作业技术与装备重大现场试验项目”和“连续管作业技术重大推广专项”项目。在这两个项目的引领与支撑下，组织上“产研结合，院企合作，优势互补”，连续管压裂、酸化系列技术得到完善和定型，国产连续管作业机、连续管、工具和工艺首次实现集成应用，部分作业工艺技术国产化率实现100%目标，并成功规模化推广应用于长宁—威远、昭通页岩气示范区、四川龙岗气田、合川区块、苏里格气田、塔里木油田等油气区。

川庆井下公司开发出连续管钻磨、打捞、射孔、测井、底封环空分级压裂、水力喷射逐层压裂、喷射酸化、填砂压裂等20多项新工艺及其配套工具和作业技术，成为川渝油气田包括页岩气井压裂改造在内的关键技术，年作业规模超过200井次。在“科研”引领下形成的系列新技术，大幅拓展和增加了国产连续管技术应用范围和井次，助推连续管行业发展作用显著。

3.4 特色定制，集中配套，规范发展

川渝油气田具有“三高、三低”典型特征，生产作业井基本为气井，作业区域80%以上位于山地，连续管作业和设备通行具有井深、水平段长、井口压力高、套管异常情况多，桥梁涵洞多、坡道多、道路狭窄、转弯半径小等特点，对连续管设备运移和作业性能参数、井控要求提出了更高要求。据此，江汉机械所、宝鸡钢管公司根据川渝油气田生产市场需求进行了特色定制设计、生产。川庆配套的国产大管径φ50.8mm、6600m大容量连续管作业机，CT90、CT100、CT110钢级等径和变径连续管，由于紧贴川渝作业特点和需求，连续管设备针对性强、适用性高、综合性能好，远超过进口设备，为国产连续管设备在川渝油气田的规模化推广应用奠定了坚实基础。

近年来，川渝油气田页岩气开发力度加大，对连续管作业技术需求也快速增加，为降低设备采购成本、缩短配套周期，采取了提前计划、集中配套的策略，通过集中采购为设备生产企业降低生产成本的方式，也进一步降低川庆井下公司的设备购置成本。2014年、2016年川庆井下公司均采购了2套连续管作业机，连续管单批次采购5～10卷，配件批量配套等，充分发挥了国产连续管设备售后服务保障、支撑便捷的优势，在保证设备质量和生产周期的前提下，有效控制和降低了生产作业成本。

采购配套国产连续管设备后，由于设备结构型式、零部件配置、操作方式等方面与进口设备均有较大变化和差异，为确保安全，用好国产设备，川庆井下公司按照标准化、规范化发展思路，及时组织力量对《连续管作业技术规程》、《连续管标准化作业程序》、《连续管标准化作业现场规范》等相关作业规程、规范进行了编制和修订。同时，还创新建立了施工出发前“三交会”、行驶过程中“三停四查”、施工作业前安全分析会议、作业中安全巡回检查等有效的风险预防及安全控制措施，丰富建立了《连续管施工设计审批管理办法》、《连续管井控规定实施细则》、《连续管现场作业突发事件及应急反应推荐做法》、《连续管作业车组保养规定》、《连续管设备管理处罚条例》、《连续管工具使用管理办法》等管理办法和规定。通过配套全方位、多层次的标准、规范、措施和管理办法，及时、精准地将国产连续管设备在现场试验和推广应用中可能出现的安全风险进行防范，做到了“早发现、早干预、早准备”，“有制度、有措施、有标准”，做到风险可知、安全可控，将生产风险降到了最低。

4 问题与建议

由于历史原因，国内连续管现场作业服务费用普遍偏低，大多参照常规作业结算标准，企业盈利现状和前景不甚乐观，亟待探索和寻求进一步降低成本、提高效率、增加利润的新工艺、新技术、新作业、新服务模式。

与此同时，国标《汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸、轴荷及质量限值》（GB1589—2016）的颁布执行，对车宽2.55m、车高4m提出强制性要求，给连续管作业机及连续管的运输带来极大影响，成为国产连续管设备发展中的新瓶颈。尤其是川渝油气田龙王庙组等6000m以上深井、页岩气2000m以上水平段井作业将是下步连续管作业规模扩大的重要增长点，现有国产连续管设备的技术和产品还无法满足上述生产技术需求，如何在执行国标的规定下，研制出国产连续管新设备、新工具、新工艺，将是我们面临的难题和挑战。

另外，连续管作业新工艺、新技术发展趋缓，对领先技术发展方向、进展等信息掌握欠缺，自主首创能力不足，连续管作业技术进一步发展方向不明朗，需要科技管理部门加大科研和人才投入，着眼长远，确定发展目标和路线。

川渝地区天然气资源丰富，随着页岩气、常规含硫天然气规模化开发，作为水平井增产改造作业关键技术的连续管作业技术，将有望迎来新的发展机遇期。伴随着开发规模逐步扩大，对国产连续管设备的需求仍有较大上升空间，但也存在页岩气及含硫天然气开发效益、增产改造技术发展等不确定性因素，需要认真研究、应对。

Promotion and Application of Domestic Coiled Tubing in Oil and Gas Fields in Sichuan-Chongqing Area

Zou Xianxiong1,Lu Xiude1,Li Zongqi1,Fei Jiegao2
(1.Downhole Service Company,CNPC Chuanqing Drilling Engineering Co Ltd,Chengdu 610052,China; 2. Changqing Downhole Technology Company,CNPC Chuanqing Drilling Engineering Company Limited,Xi’an 710003,China)

The oil and gas fi elds in the Sichuan-Chongqing region take the lead in use of coiled tubing equipment in China.However,development in this area used to be sluggish for long time owing to the cost for import of coiled tubing equipment and the related services. With China’s fi rst set of coiled tubing unit and coiled tubing developed successfully,the domestic equipment found wide applications in the oil and gas fields in the Sichuan-Chongqing region,thus breaking foreign technological monopoly,reducing the purchase cost,solving the production bottlenecks,improving service ability and achieving remarkable economic performance. This article reviews the process for application of domestic coiled tubing in the Sichuan-Chongqing oil and gas fi elds and summarizes and analyzes a series of adopted effective measures. They include combination of production with research,cooperation between research institutes and enterprises,reciprocation of each other’s advantages,putting safety fi rst and sharing risks,optimization step by step,market-oriented,guided by technological research,characteristic tailored service and standardized development. The article also analyzes the issues and challenges for the business development and comes up with the related suggestions on further application of domestic coiled tubing in the oil and gas fi elds in the Sichuan-Chongqing area.

coiled tubing,coiled tubing unit,oil and gas fi elds in the Sichuan-Chongqing region,domestic equipment,promotion and application

10.3969/j.issn.1002-302x.2017.05.009

TE358；TE935

A

中国石油天然气集团公司重大推广专项“连续管作业技术推广专项”（编号：2011B-1711）。

邹先雄，1979年生，工程师，2009年毕业于中国石油大学（北京），获硕士学位，长期从事连续管作业技术研究和现场技术服务工作。E-mail：xianxiongzou@126.com

2017-09-12）