國產CT100連續油管在頁巖氣井儲層改造中的應用

羅 鵬，盧秀德，汪海濤，李劍秋，李晨陽，李源源

(1.川慶鉆探工程有限公司井下作業公司，成都610051；2.寶雞石油鋼管有限責任公司，陜西 寶雞721008；3.國家石油天然氣管材工程技術研究中心，陜西 寶雞721008)

國產CT100連續油管在頁巖氣井儲層改造中的應用

羅 鵬1，盧秀德1，汪海濤2,3，李劍秋1，李晨陽1，李源源1

(1.川慶鉆探工程有限公司井下作業公司，成都610051；2.寶雞石油鋼管有限責任公司，陜西 寶雞721008；3.國家石油天然氣管材工程技術研究中心，陜西 寶雞721008)

為了驗證國產CT100級連續油管在頁巖氣井儲層改造中的使用效果，結合某頁巖氣水平開發井(簡稱A井)的井況和現場應用情況，對國產CT100級連續油管在高溫、高壓環境施工的要點及關鍵技術等進行了試驗和研究。結果表明：國產CT100級連續油管在高溫、高壓環境下的強適應性可保障頁巖氣井儲層改造成功；該卷國產CT100級連續油管在A井和鄰井的高溫、高壓的環境中累計安全起下油管60次，其中包括通井作業17次，下橋塞作業2次，射孔41次，充分驗證了國產油管過硬的品質。

國產連續油管；CT100；頁巖氣井；儲層改造；高溫高壓

隨著油氣田的開發和能源的耗竭，非常規油氣將成為未來石油天然氣能源的重要接替者。2011年國土資源部統計數據顯示，目前我國頁巖氣技術可開采資源潛力為2 000×108m3，勘探開發潛力無限[1]。頁巖氣藏具有儲層低孔、特低滲透等特征，使得儲層改造成為提高單井產能的首選手段。連續油管作業機可建立獨立循環通道、帶壓作業等特點[2-5]，使得其在頁巖氣藏儲層改造中能夠提供壓裂前及壓裂過程中所需要的通洗井，傳輸射孔、下橋塞等技術服務，以奠定儲層改造基礎。

作為國內最早使用國產連續油管的川渝油氣田，自2009年11月開始使用由寶雞石油鋼管有限責任公司(以下簡稱寶雞鋼管)生產的CT80級別的等壁厚連續油管，相繼又使用了CT90級別等壁厚及變壁厚連續油管。截止2016年4月的日常施工作業中，前后共使用寶雞鋼管生產的國產CT系列連續油管多達57盤。在酸液、高含硫和高溫、高壓等復雜環境中安全完成了368口井的施工作業，起下連續油管1 058次，廣泛使用于氣舉、沖砂、通洗井、打鉛印、注水泥塞封堵、打撈、切割、清蠟、拖動及噴射酸化、測井、傳輸及噴砂射孔、做速度管柱、分層壓裂、下橋塞、鉆磨水泥塞、橋塞、磨銑等20多種工藝。

依據多年連續油管現場應用的實踐經驗，將國產連續油管與國外連續油管對比可知，當前國產連續油管諸多性能優于進口連續油管，加之進口連續油管價格昂貴、供貨周期長等現狀，川渝油氣田在38.1mm(1.5in)、44.45mm(1.75in)和50.8mm(2in)等規格連續油管的使用上已基本趨于國產化。隨著國產連續油管制作工藝的完善、性能的提升，其在川渝油氣田致密油氣、頁巖氣開發過程的使用也越來越頻繁、越來越廣泛，而連續油管的國產化無疑將促進頁巖氣的低成本開發[6]。故在某頁巖氣水平開發井(以下簡稱A井)的施工作業過程中選用國產CT100連續油管，達到了施工作業目的，并取得了良好的作業效果。

1 A井基本情況及任務

A井是位于四川省內江市威遠縣威遠中奧頂構造南翼上的一口頁巖氣水平開發井，完鉆日期為2015年2月25日。該井為Φ139.7mm套管完井，水平段1 500m，人工井底4 286m。A井井身結構及套管參數如圖1所示。

按照現場施工任務的要求，因為該井在加砂壓裂過程中發生了套管變形，Φ88.9mm的射孔槍下至井深3 218m時多次遇阻，無法下至射孔目的層位，因此需要連續油管攜帶Φ73mm的模擬射孔槍進行通井作業，若順利通至目的層位，則攜帶裝填有實彈的射孔槍進行射孔，否則再采取其他措施。

圖1 A井井身結構圖及套管參數

2 連續油管的選擇

本次作業的施工井內介質中為壓裂后的壓裂液及返排液，其中壓裂液含酸性介質，返排液溫度高達100～120℃，且井口壓力高達 34MPa。因其井下情況復雜，故需要多次重復作業，所以必須選擇一盤全新、高品質的連續油管。

國產CT100連續油管，屈服強度大于689MPa(100ksi)、抗拉強度大于758MPa(108ksi)、硬度小于28 HRC(286 HV)。由于CT100連續油管具有強度高、耐抗壓、疲勞壽命長等優點，因而在鉆井、多段壓裂等非常規作業和深井、超深井開發應用中具有較大優勢。故本次施工選用寶雞鋼管生產的Φ50.8mm×4.44mm，長度4800m的CT100連續油管，其性能見表1。

表1 CT100級Φ50.8mm×4.44mm連續油管性能參數

3 A井連續油管施工過程及參數分析

3.1 連續油管傳輸射孔

在連續油管攜帶Φ73mm的模擬射孔槍順利完成通井作業之后，換裝帶有實彈的射孔槍進行連續油管傳輸射孔作業。因為該井處于加壓壓裂施工作業過程中，所以不論是通井作業還是射孔作業過程中，連續油管在下入期間都不能敞開流程，避免因此造成地層出砂堆積、掩埋產層甚至引起連續油管無法下至射孔目的地層等多種復雜情況的發生；但是也因為不能敞開流程泄壓，造成地層壓力較高(33～34MPa)，因此下射孔槍前在充分考慮地層壓力、液柱壓力、安全附加壓力等參數的情況下對射孔槍的起爆壓力值設置的非常高，一般在55～63MPa。

在對該井第10段第4簇(3 170～3 171m)的射孔作業過程中，因射孔槍的壓力起爆器出現問題，造成多次超設置值(原設置63MPa起爆，多次加壓至75～77MPa均未能引爆)、超連續油管允許承壓值(連續油管出廠試壓值的80％，即73.68MPa)加壓射孔失敗。最終加壓至78MPa才成功引爆射孔彈。

A井在第10段第4簇連續油管傳輸射孔數據曲線如圖2所示。由圖2可以看出，A井在該段連續油管多次超設置加壓射孔均失敗(見圖2(a))，最終加壓至78MPa射孔成功(見圖2(b))；射孔槍到達目的層段后，泵注蹩壓，多次超設置值、超連續油管允許承壓值加壓無法引爆射孔彈。最終加壓至78MPa時，射孔彈引爆，壓力瞬間釋放。

圖2 A井在第10段第4簇連續油管傳輸射孔數據曲線

3.2 連續油管下橋塞

井斜角較大(＞85°)或者水平段較長的施工井(本井水平段1 500m)，選擇電纜泵送橋塞往往不能送達預定位置，情況嚴重時甚至造成電纜斷裂、工具落井[7]。連續油管因其強度、硬度及受力程度遠超過電纜，因此使用連續油管下橋塞是大井斜度或者長水平段井的最佳選擇。

A井第12段(2 924m)連續油管下橋塞施工曲線如圖3所示。由圖3可以看出，下連續油管橋塞管柱到達目的層段投球后，泵送鋼球。當鋼球入座后此時泵注壓力顯著上升，同時隨著橋塞座封膠皮脹開，隔絕上下層段。當座封工具內外壓差到達橋塞丟手壓差后，橋塞丟手，泵注壓力和井口壓力平衡。橋塞座封后，上提5m連續油管，復探橋塞，遇阻后加鉆壓(1～2)t即可達到驗封的目的。

圖3 A井第12段(2 924m)連續油管下橋塞施工曲線

4 結 語

A井的順利施工為國產CT100連續油管在高溫、高壓及超高壓井施工作業積累了寶貴的工作經驗。該卷國產CT100級連續油管在A井和鄰井的高溫、高壓的環境中累計安全起下油管60次，其中包括通井作業17次，下橋塞作業2次，射孔41次，充分驗證了國產油管過硬的品質。

當前連續油管技術對加快非常規天然氣資源開發起著舉足輕重的作用，而連續油管的國產化無疑將促進非常規氣藏的低成本開發。隨著川渝油氣田連續油管設備能力的提升、工藝的完善，以及非常規氣藏的開放，對國產大管徑、高強度連續油管的需求將越來越大。

[1]張大偉.頁巖氣發展規劃(2011—2015年)解讀[J].天然氣工業，2012，32 (4)：6-8.

[2]何東升，徐克彬，魏廣森，等.連續油管在水平井中作業的力學分析[J].石油鉆采工藝，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]盧秀德.國產連續油管在非常規氣藏開發中的應用[DB/OL].http：//wenku.baidu.com/link?url＝_gFpHPYpDBOvKtCNeMd-ZGStMc-CZ-_ZsQJMtXCbqyTAsl70SJL8YLBWLPjA-lcjjB-35jLv6MZIq5XPsVvWdFq9QSibn0ueelQr5DzJ_yYkm.

[7]向剛，盧秀德，宋丹，等.連續油管在頁巖氣井儲層改造中的應用—以威204井為例[J].天然氣工業，2014，34(S1)：100-105.

[8]郭彪，盧秀德，雍和毅，等.連續油管在某頁巖氣A井鉆磨解卡與認識[J].鉆采工藝，2015(4)：106-107.

[9]盧秀德，劉剛，楊光煉.50.8mm連續油管作速度管串在天然氣井的應用[J].油氣井測試，2010，19(3)：44-45.

[10]馮榮鮮，冷奇成，劉鈺.探討井下作業中連續油管技術的運用[J].工業，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

羅 鵬(1977—)，高級工程師，2002年畢業于重慶大學資源及環境科學學院，礦物資源工程專業，學士學位，現從事連續油管技術研發及應用工作。

2016-05-11

謝淑霞