塔里木油田連續油管技術應用現狀及前景分析

張士彬　楊高

摘 要：連續油管具有適應范圍廣、移運方便、安裝迅速、自動化程度高、安全性好、效率高、可連續循環、可帶壓作業、通過性好等優點，廣泛的應用于鉆井、修井、測井、完井等各種作業中，顯示出了巨大的優越性。目前，塔里木油田連續管技術的應用還基本局限于排液、沖砂、熱洗等簡單作業，而且年作業量也比較少，如果進行連續管技術的規模化應用，并大力研究和發展壓裂、酸化、鉆磨等高端作業工藝的應用，為塔里木油田油氣井的修井、測試、增產及試油作業服務，不但可提高作業效率，縮短油氣井的投產和復產周期，也可為解決高壓、深井和水平井的作業難題提供有效途徑。

關鍵詞：連續油管 水平井 帶壓作業 過油管作業

中圖分類號：TE35 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）06（a）-0099-03

自1962年第一臺連續油管作業機投入石油工業應用至今，連續管技術歷經了初級發展階段、發展停滯階段、高速發展階段和廣泛應用階段[1]，其間開展了大量的基礎技術研究工作。最初由于連續油管的使用壽命和工具問題，使得連續油管技術的應用效果不理想，成功率不高，連續油管應用一度處于停滯，經過大量的研究和試驗，連續油管材料得到了提高，并且形成了作業前期的方案評定和風險應對措施到施工程序、警告和事故處理以及作業后的效果評價等一整套工程系統，使連續油管技術的應用更加科學，提高了作業的成功率，逐步成為了解決作業和增產難題的有效手段。目前，國外連續管裝備注入頭最大提升力達到了200000lbs，連續管最大直徑114.3 mm[2]，連續管技術已經從最初簡單的修井作業擴展到了鉆井、完井、測井以及增產作業等眾多領域，未來的應用將會更加廣泛[3]。

近年來，在中國石油集團公司的大力支持下，我國連續油管作業技術的發展取得了長足的進步，連續油管裝備日趨成熟，開發了車載式、橇裝式、拖掛式以及復合式四種作業機結構形式；關鍵部件注入頭已經形成了系列化，最大體升力達到580 kN；作業機最大適應管徑達到3-1/2″，為壓裂、酸化、鉆井等高端作業工藝的應用提供了基礎；通過運輸底盤車的框架式和下沉式兩種大梁的改進，滾筒達到了大容量、超大容量的纏管能力，為深井、超深井作業提供了條件。為了加快我國連續油管技術的發展與應用，集團公司大力投資開展了連續油管技術現場試驗和國產連續油管裝備的推廣，取得了顯著的效果，連續油管技術在沖砂、氣舉排液、速度管柱等的常規作業中已經形成常態化，在分層/段壓裂[4-5]、拖動酸化[6]、定點酸化、鉆磨、射孔、測井和水平井作業中也獲得了成功。

塔里木油田作為新疆大慶建設的重點，推廣應用新型的先進技術，十分必要。連續管技術的推廣應用不但可大大縮短試油、修井周期，提前實現油氣井投產和復產，而且還將為深井、高壓、水平井、常規作業需動管柱等的復雜作業難題提供更加有效的解決途徑，必將成為塔里木油田提效增產的利器，為實現2014年達到3000萬噸的目標提供重要支持。

1 塔里木油田連續油管技術應用現狀

塔里木油田自1993年開始開展連續管作業，至今已作業1400多井次，其中2002—2013年期間井下作業896井次，試油作業548井次，見表1，作業量比較大的主要幾個區塊是輪南、塔中、哈得、輪古、哈拉哈塘、中古、英買。總體來看，連續管作業在2009年之前作業量相對還比較少，自2009年開始，作業量大幅度上升。

從塔里木油田的整個使用情況來看，連續管作業井深基本都在4000 m以內，大于等于4000 m深度的作業在2013年之前僅13口井，2013年作業井深超過4000 m的有39口井，最大作業深度達到7060 m，見表1、表2。這主要是受到連續管裝備的影響，在2010年以前我國引進的連續管裝備管徑小、長度小，使用范圍有限，國內連續管裝備也是在2010年后開始開發出了大管徑、大容量的連續管裝備。

從塔里木油田的連續油管應用工藝來看，基本作業工藝都是氣舉排液，約占連續油管作業的90%，還有部分熱洗解堵作業，大約占7%，作業工藝相對簡單。還有極少量的壓裂、酸化、測井、鉆磨、壓井作業，共占不到3%，連續油管作業工藝應用不多，如圖1所示。而且壓裂、酸化、測井、鉆磨等也都是在近幾年開展的作業，這也都受到我國連續油管裝備和連續油管工藝發展的影響，因為自2010年各鉆探服務公司開始有意識地引進大管徑連續油管裝備，同時國內也開始自主研發大管徑連續油管裝備，從而有了開展這些工藝應用的基礎（如圖1所示）。

通過連續油管在塔里木油田的應用情況調研分析，作業過程中，曾經出現連續油管斷裂、連續油管夾扁、連續油管刺漏、工具脫落，設備液壓系統故障、鏈條銷軸變形等各種事故及設備故障，同時也經常遇到連續油管下入遇阻的情況，如果操作不當，這種情況極易導致作業事故的發生，所以還很有必要形成連續油管操作規范和作業工藝規范，以減少和避免連續油管作業過程的事故發生，確保作業安全，增強油田使用連續管技術的信心。

2 應用連續油管技術，提高井下作業效率，實現安全、環保作業

連續油管裝備移運方便，可減少設備搬家的時間；連續油管作業過程中，設備安裝時間短，工序少；可以過油管作業，不動管柱，避免了常規作業所需的起下管柱作業；在作業過程中不用接單根，省去了接單根的時間；起下速度快，從而大大縮短作業時間，降低作業成本。連續油管作業比常規作業可節省作業時間2/3，每支隊伍減少一半作業人員，在不增加作業隊伍的情況下，作業工作完成量可增加1/3，降低平均施工費用50%以上。塔里木油田油氣井深度多數都在4000 m以上，對于這些深井作業，應用連續油管技術在節省作業時間上效果將更加顯著，可以很好地保障在不增加作業隊伍的同時增加作業量。

連續油管由于連續、無接箍的特點，作業過程中不需要接單根，免去了作業人員進行接卸管柱作業，這樣還可避免在接卸單根時人員的危險和井液在地面漏失造成的環境污染。

儲層經酸化或壓裂處理后，需要及時而徹底的排液，防止濾液、沉淀等傷害儲層。常規的抽汲排液、制氮車氣舉排液等工藝，排液速度慢、周期長，造成殘液對儲層的二次傷害。使用連續油管可及時、快速、有效返排出壓裂液破膠和酸化反應后的殘液及殘渣，大大縮短了其在地層的滯留時間，提高排液速度與效率、縮短投產周期，減少和降低對儲層造成的二次傷害，延長油井改造有效期、提高油藏最終采收率。

塔里木油田井下作業常有作業隊伍不足，排隊等候的情況，如果推廣使用連續油管技術，形成規模化應用，將有效緩解作業隊伍的壓力。

3 發揮連續油管優勢，解決塔里木油田水平井作業難題

水平井在塔里木油田的開發實踐中得到了廣泛應用，塔里木油田從1995年第一口水平井TZ4-17-H4井正式投入開發以來，水平井井數、水平井年產油量和產油占比逐年增加。目前塔里木油田有水平井470多口，約占油田總井數的22%。與直井相比，水平井平均單井產能是直井的3倍，水平井技術已經成為塔里木油田開發領域中一項成熟的關鍵技術，在塔里木油田實現跨越發展中發揮著舉足輕重的作用。

水平井由于其獨特的井身結構，在后期維護作業過程中由于井眼軌跡不規則、水平段長，常規油管難以進入造斜段和水平段進行作業，而且由于井中情況復雜，接單根停泵等存在不安全隱患。所以對于水平井的修井和增產作業，如果使用常規的手段不但周期長，而且難以達到理想的效果，甚至可能作業失敗。

水平井由于特殊的井身結構，常規作業管柱一方面不容易進入水平井；另一方面，很容易形成二次沉砂，在接單根停泵期間，容易造成砂卡和砂埋等事故。連續油管由于無接箍，柔性，外徑尺寸不變，可以方便的進入水平段，可以帶壓進行連續油管起下，不停泵，連續循環，可有效防止砂卡，在沖砂過程中可以拖動管柱，而且可以過油管進行沖砂作業，因此連續油管技術可以很好地解決塔里木油田水平井沖砂的技術難題。

首先，由于特殊的井身結構，水平井特別容易出砂，而且往往伴隨著井漏，常規作業管柱一方面不容易進入水平井；另一方面，很容易形成二次沉砂，在接單根停泵期間，容易造成砂卡和砂埋等事故。連續油管由于無接箍，柔性，外徑尺寸不變，可以方便地進入水平段，可以帶壓進行連續油管起下，不停泵，連續循環，可有效防止砂卡，在沖砂過程中可以拖動管柱，而且可以過油管進行沖砂作業，因此連續油管技術可以很好的解決塔里木油田水平井沖砂的技術難題。比如塔中區塊水平井篩管完井近40口，常規沖砂很難沖洗干凈，通過連續管帶旋轉噴射頭進行沖砂，可以更好的將井筒沖洗干凈，實現產能恢復。

其次，使用連續油管進行分段壓裂、或者進行拖動酸化，可以方便的進入水平段，連續移動，而且可以帶壓作業，不損害地層，提高采收率。繼2010年開展連續管壓裂使用后，2013年，又在MA4-10H等多口井開展了水平井連續管分段壓裂作業，隨著工藝技術的成熟，連續油管酸化、壓裂技術將是塔里木油田水平井持續穩產的重要技術保障。

最后，連續油管水平井測試、投撈及開關滑套等，由于水平井及大斜度井不能用常規鋼絲、電纜作業方法將換位工具等下入井內，利用連續油管將是較好的解決辦法。比如塔中區塊現有100多口水平井，還未開展產液剖面測試，目前油藏分析缺乏相關資料，如果通過連續管帶存儲式儀器進行測井，利用連續油管的剛度與柔性配合下入，可克服電纜進行水平井測試的缺陷；而且僅測試流量、井身不超過6000 m，采用連續管，工藝簡單可靠，可盡快為油藏分析和壓裂設計獲取相關數據。

總之，水平井作業及后期維護出現的問題，常規手段不易或者不能解決，而連續油管技術以其獨特的優勢可以很好地解決這些問題，為水平井的持續穩產提供技術和裝備手段，確保水平井的安全有效生產，為塔里木油田持續推廣應用水平井技術實現增儲上產提供有效手段。

4 連續油管過油管作業和帶壓作業，將復雜作業簡單化

連續油管由于管徑小，可實現過油管作業，不需要動管柱，既節省人力、物力，又節約時間，將作業簡單化。比如連續油管過油管沖砂、除垢、射孔、測井、開窗側鉆等。連續油管外徑相同，可在連續油管起下運動過程中進行井口密封，實現帶壓作業，消除了在起下管柱時可能產生的井噴事故，大大降低高壓深井作業的風險，不但降低了井口高壓帶來的潛在風險，也避免了常規方法作業需要壓井造成的地層污染和時間占用。所以采用連續油管技術可實現作業過程的簡單、安全、環保，為塔里木油田高壓深井以及氣井的安全快速作業提供保障。

連續油管過油管射孔。采用連續油管過油管射孔可以在不動生產管柱及井口設備的情況下進行射孔作業，射孔后直接投產，大大節省作業時間。同時連續油管傳輸射孔，可帶壓作業，不需要壓井，可實現負壓射孔，也減少了射孔對地層的二次污染，提高了作業效率。

塔里木油田改層、補層作業較多，大多都采用泥漿壓井補層，除需泥漿外，還要進行起下作業，增加人力及物力的浪費，施工周期較長，大大延緩了油井的復產時間。如果通過連續油管過油管射孔一般只要用清水或熱水進行一次洗井，即可射孔，提高作業效率，提前實現油井復產。四川油氣田曾在磨030-H9井成功進行了連續油管傳輸射孔，射孔深度2920 m，從入井到引爆只占用了108 min，加上準備時間47 min，總共只有155 min[7]。而且采用連續油管射孔全部作業過程不需要任何鉆具，在施工期間可防止井噴，如果用于塔里木油田的高壓氣井作業，其安全性高于油管輸送射孔和電纜射孔。連續油管還可實現負壓射孔，不必因井控而使用壓井液，在這種負壓差情況下，射孔時炮彈碎屑、巖屑及水泥塊等殘留物，很快流入井筒，孔道得到徹底清洗，而不會堵塞地層，故地層的滲透性及孔隙度也不會降低。

而且對于大斜度井、水平井以及無井架井的射孔作業，采用油管輸送射孔或電纜射孔難度較大時，采用連續油管過油管射孔可非常好的進入。2007年，在渤海某油田C-13井就采用連續油管傳輸完成了過油管射孔作業，該射孔目的是射開新的油層，射孔層長度達36 m。該井是一口開發生產井，2 in生產管柱最小通徑僅2.31 in，最大井斜度81°，由于井斜度大，如果采用電纜傳輸射孔無法下到射孔深度，而采用TCP傳輸射孔又無法通過生產管柱的最小內徑，為了節省時間和作業費用，在不需要起生產管柱的前提下，采用連續油管過油管射孔工藝，一次下井成功射孔全部油層[8]。連續油管過油管射孔將為解決塔里木油田大斜度井、水平井的射孔作業難題提供更好的選擇。

5 開展連續油管壓裂酸化，為儲層改造提供利器

連續油管壓裂技術是把連續油管技術和水力壓裂技術結合到一起產生的新技術。該技術利用連續油管在水力壓裂施工過程中傳送流體，豐富了水力壓裂施工工藝，使其與傳統壓裂相比具有更多的優點。

連續油管壓裂技術既可以替代傳統的可回收式橋塞隔離技術對新井進行施工，也可對老井進行修復。此外，以前由于套管老化或尺寸過小而不能進行增產作業的地層，現在也可作為連續油管壓裂的施工對象。高壓連續油管分層壓裂隔離技術可在一次施工中對多個產層進行壓裂作業，并逐一進行返排。這樣可減少殘液與地層的接觸時間，從而保持新增裂縫的高導流能力，減少和降低對儲層造成的二次傷害，達到延長油井改造有效期、提高油藏最終采收率的目的。與傳統壓裂工序相比，整個作業的最大特點是施工時間少，壓后產量高、環境污染小、投資回收快。另外，一次起下管柱的工作可減少射孔隊和增產作業單位的工作量。

在單井多層壓裂中，若井況較好，即可使用跨式封隔器又可用水力噴射，不僅提高施工精度，而且減少了對地層的污染，提高了壓裂的儲層改造效果。

對水平井壓裂，如采用籠統壓裂的方法，會造成裂縫的聚集，裂縫位置不合理，而下封隔器等其他分層方法，由于水平井井身結構的特殊性，極易造成砂卡等問題，封隔工具難以定位及取出。采用水力噴射+連續油管進行壓裂，則不存在這些問題，是目前極為推薦的水平井的壓裂方式。

對于老井，由于生產時間較長，套管局部位置脆弱的井段，可以用連續油管跨式封隔器分段壓裂，在那些有可能損壞現存井筒而不能進行有效壓裂施工的地方，保護井筒管柱，以免其在壓裂施工期間承受過高的壓力。

連續油管酸化與傳統酸化相比也有著較大的優勢，可過油管進行選擇性酸化作業，在必須鉆掉永久式封隔器的情況下，這種方法特別有效。如果用連續油管定點局部注酸，比常規選擇性酸化作業或分流酸化作業更精確，成功率更高，具有更強的可實施性及安全性。連續油管還可進行拖動酸化，通過連續油管的拖動將酸液用機械的方式較為均勻地分配到連續油管所拖過的全部井段，提高酸化效果[9]。

2010年12月11日，在輪古701-H1井進行了塔里木油田水力射孔酸壓的首次應用。該井水力噴射酸壓后取得了顯著效果，用5 mm油嘴定產，油壓13.57～13.71 MPa，產油125.21 m3/d，天然氣9270 m3/d，綜合含水0%，而同區塊同為表層儲層的輪古2-H1井采用裸眼封隔器+滑套分段酸壓后效果較差，用12 mm油嘴放噴，日產油僅為5 m3[10]。

塔里木和田河氣田在2010年至2011年完鉆新井5口，對其中三口井瑪4-H6、瑪4-H4、瑪5-H1實施了連續油管噴射酸壓，對瑪4-H6分15段實施體積改造，對瑪5- H1分16段采取連續油管拖動旋轉噴射酸化+定點噴射酸壓改造。采用連續油管拖動噴射酸壓3口井比采用裸眼封隔器分段改造的瑪4-H2井，單井和單層施工周期都大大縮短，提高了作業效率和安全性。從壓后求產效果看，實施連續油管拖動噴射酸壓改造井產量大大提高，增產效果顯著[11]。

塔里木油田許多井特別是水平井在新井投產時，就需要進行儲層改造，還有很多井進行改層、補層作業，也需要實施增產措施，連續油管酸化壓裂技術無疑為塔里木油田的儲層改造提供了更好的選擇。

6 認識

（1）推廣應用連續油管技術，發揮連續油管作業時間短，作業效率高的優勢可有效緩解塔里木油田作業量大的壓力。

（2）連續油管具有連續、無接箍的特點，可以帶壓作業、過油管作業，是有效解決塔里木油田高壓、深井復雜作業難題的途徑。

（3）連續油管具有剛柔并濟的特點，水平井作業中，容易進入水平段，將成為塔里木油田水平井沖砂、測試、射孔、分段壓裂、拖動酸化等的最佳選擇。

（4）塔里木油田目前連續油管應用范圍較小，工藝類型不多，大力推廣連續油管技術的應用，開展各種作業工藝的研究十分必要。

參考文獻

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