淺談連續油管在頁巖氣開發中的應用

潘 江

中國石油化工股份有限公司江漢油田分公司采油氣技術服務中心

淺談連續油管在頁巖氣開發中的應用

潘 江

中國石油化工股份有限公司江漢油田分公司采油氣技術服務中心

伴隨著中國頁巖氣逐步進入商業開發，連續油管的應用越來越普及，現已成為頁巖氣開發的主體作業技術，主要用于復合橋塞分段壓裂改造后的鉆塞施工，以及壓裂施工過程中進行傳輸射孔、沖砂解堵和落物打撈等作業。而鉆塞作業屬于長時間帶負荷高壓作業，對連續油管損傷較大；且井底橋塞碎屑的堆積也容易造成連續油管井下遇卡等情況，連續油管作業風險較大。在頁巖氣井的連續油管實際應用中油管曾出現過大量復雜情況，如油管腐蝕或銹蝕嚴重，表面有砂眼、凹坑和劃痕，泄漏，卡斷或拉斷，皺折或癟脹鼓包等。

頁巖氣；連續油管；開發應用

1 應用連續油管技術的可行性

連續油管技術是當前國際上先進的作業技術，操作簡單省時，安全可靠，具有明顯的優越性。近幾十年來，連續油管技術的應用領域不斷擴大，在許多方面已能完全替代常規作業。對一些常規技術難于處理的問題，應用連續油管技術便可迎刃而解，被譽為“萬能作業設備”。目前，連續油管廣泛用于沖砂、洗井、誘噴助排、酸化、擴眼、完井、集輸、射孔、鉆井(側鉆水平井、小井眼井、定向井、欠平衡鉆井等)等井下作業，每年實施約1500井次，最大下入深度6248.4m。

2 連續油管技術分析

2.1 施工參數優化

實踐表明，選擇合理的施工參數可有效提高鉆塞效率，保障設備工具安全，降低施工風險。其中，鉆塞過程中的主要施工參數有鉆壓、泵壓、進出口排量、膠液使用量和工具單趟使用時間等。施工參數優化，從以下方面入手：

為有效提高鉆塞效率，進行了合理施工鉆壓研究，根據進入水平段長度和深度的不同，結合磨鞋及螺桿鉆具的最佳工作狀態進行軟件模擬，確定地表應施加的合適鉆壓(5～20kN)，確保鉆塞效率最高、返出碎屑最理想。為了確保施工安全，根據連續油管的承壓級別，降低連續油管的疲勞損耗，建議鉆塞泵壓在45MPa以下；根據螺桿鉆具及水力振蕩器的最佳工作排量，同時考慮提高攜屑能力的需要，鉆塞排量應為0.40～0.45m3/min。為了利于鉆進和鉆屑上返，應合理控制井口排液，使連續油管出口排量略大于進口排量，并及時打開捕屑器清理返出的鉆屑，防止碎屑堵塞捕屑器。每鉆磨完一個橋塞泵注5m3膠液攜帶碎屑，每鉆完3～4個橋塞需要進行一次短起，泵注適量膠液鋪滿水平段，清理水平段和造斜段的碎屑，防止卡鉆，保證施工安全。

2.2 CoilScan連續油管在線檢測

收到新的連續油管即進行檢測，這是質量控制的關鍵，以判斷連續油管在出廠時有無缺陷，及在運輸過程是否有機械性損壞或者嚴重的腐蝕。連續油管使用中應進行常規檢測。連續油管在頁巖氣井中主要應用于鉆塞及射孔作業。其中鉆塞作業對油管損傷較大，模擬常規連續油管鉆磨橋塞作業后(按4200m井深，18個橋塞，每3個橋塞進行一次短起，短起至2200m，鉆磨時井口回壓16MPa，連續油管內循環壓36～38MPa來模擬)，建議連續油管累計帶壓起下每80000m或鉆遇60個橋塞左右需進行一次檢測。井況比較苛刻、異常等非常規情形，建議作業完成后，進行再作業前進行一次檢測。非常規情形包括：帶負荷打撈作業，震擊器頻繁震擊，帶壓起下多次；長時鉆磨無進展，長時在同一深度鉆磨，頻繁馬達憋停，多次短起；長時帶壓沖洗作業；異常高壓作業，連續油管內循環壓超過55MPa；泵酸等腐蝕性液體；連續油管拖動式壓裂。發現異常情況時，需及時進行檢測。其他情況如連續油管閑置待命超過6個月的，使用前需進行檢測；連續油管使用滿1年的，建議至少需要進行1次檢測。

2.3 連續油管作業技術

涪陵頁巖氣田是中國首個大型頁巖氣田，同時也是全球除北美之外最大的頁巖氣田。在橋塞鉆除過程中，照搬國外技術存在著鉆塞效率低的問題，如平均單支橋塞的鉆除時間在2h左右，有的甚至達6h。因此，優化一套適合于我國頁巖氣鉆除橋塞的連續油管作業技術是當務之急。以國產設備工具為主對地面流程進行優化，將清水罐、過濾器、捕屑器、供液系統、壓裂車、單流閥、管線、彎頭、旋塞閥等準備齊全，用70MPa高壓管匯按與1臺2000型壓裂車進行連接，準備多種型號的油嘴以備鉆塞作業時調節井口壓力，通過優化為連續油管及井下工具傳輸動力和鉆塞液。對地面流程和井下鉆磨工具進行不斷優化，井下工具可以有效帶壓鉆磨橋塞并進行鉆屑打撈和井筒清理，現場應用表明橋塞鉆除率得到進一步提高。

2.4 油管腐蝕問題的控制措施

2.4.1 緩蝕劑

在對緩蝕劑進行綜合分析的過程中，相關技術人員主要是借助監控設備對整體管道進行及時的監督和系統管控，預防油管道內部出現嚴重的腐蝕問題，緩蝕劑能有效強化油管道的整體剛度，減少腐蝕因子對其產生的影響，并且能減緩不同因素的影響作用，應用的領域也越來越規范。

2.4.2 防腐層

油管道的防腐層設計技術也逐漸趨于完善，防腐材料的功效在項目運行過程中發揮的功用越來越大，施工的性能也逐漸增強，利用防風層結構能有效的提升油氣儲運能力，保證整體管控系統的優化發展。

綜上所述，頁巖氣開發將是我國非常規天然氣開發的重點。筆者簡要介紹了連續油管作業技術特點，并就連續油管在頁巖氣的應用作了可行性分析。我國的頁巖氣儲量豐富，應借鑒美國的開發經驗，加大連續油管作業技術研究及在頁巖氣勘探開發中的應用研究。

[1]呂選鵬,周承富,陳輝,茍景峰,肖德棟.連續油管技術在頁巖氣勘探開發中應用前景[J].石油礦場機械,2012,41(02)：67-70.

[2]熊江勇,王偉佳,趙銘,方俊明.CoilScan連續油管在線檢測儀在頁巖氣開發中的應用[J].長江大學學報(自科版),2015,12(14)：94-96+9.