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1、连续油管应用调研连续油管应用调研 2008 目目 录录 连续油管发展概况连续油管发展概况1 应用现状应用现状7 一、国外应用现状 7 1、常规的作业项目稳步发展.7 2、新开发的作业项目迅速增加.7 二、国内应用现状 8 应用实例应用实例12 一、钻井 12 1、加拿大欠平衡连续油管钻井.13 2、英国连续油管钻水平井.16 3、澳大利亚欠平衡连续油管定向钻井.16 4、美国连续油管钻井.17 5、法国连续油管钻井.20 6、小井眼连续油管钻井.20 二、作为完井管柱 20 1、美国 Oklahoma 和 Alaska 油田实例.21 2、加拿大 Nowsco 公司气井实例21 3、North
2、 Sea Leman 油田实例21 三、压裂、酸化 22 1、Enron 气井连续油管多层压裂实例22 2、东德克萨斯州连续油管压裂实例.24 3、Gregg Lake10-27-52-26W5 井连续油管侧钻酸化实例25 4、KUSHK-2 井酸化实例.25 5、M75H 水平井连续油管酸化实例 .26 6、M50 水平井连续油管酸化实例 27 7、M38H 水平井连续油管酸化实例 .28 8、西南油气田连续油管水力喷射逐层压裂实例.29 四、排液 29 1、FS801 井实例 .29 2、大港油田实例.30 五、油气井测试 31 1、连续油管用于水平井生产测井.31 2、同心连续油管中途测
3、试.31 3、井下实时测量.32 六、采油采气 32 1、张 13 井连续油管深井排水采气.32 2、云和 11 井排水采气.34 3、连续油管用作小井眼抽油井的连续抽油杆系统.34 4、连续油管+射流泵抽油系统.34 七、修井 35 1、冲砂、洗井.36 2、钻磨、切割.44 3、用连续油管打捞落鱼.47 4、用连续油管压井.47 5、连续油管振动解堵.48 6、利用连续油管找漏找窜和分层挤注.49 八、用作输油管线 49 九、集输管线解堵 49 连续油管发展概况连续油管发展概况 连续油管(Coiled Tubing，简称 CT)又称挠性油管、盘管或柔管。相对于用 螺纹连接的常规油管而言，连
4、续油管(CT)是卷绕在卷筒上拉直后直接下井的长 油管。连续油管作业最初用于下入生产油管内完成特定的修井作业(如洗井、打 捞等)。到上世纪 90 年代，连续油管作业装置己被誉为“万能作业设备”，广泛 应用于油气田修井、钻井、完井、测井等作业，在油气田勘探与开发中发挥越 来越重要的作用。 连续油管是一项正在引起油气工业界高度重视的新技术。典型的连续油管 长达 7620m，是一根连续管状的高强度、低碳合金钢(杨氏模量 203.8GPa，屈服 强度 492.0632.2MPa)连续管柱。传统的油气井钻井作业中，操作者要使用平 均长度为 9m 多的钻杆一节一节地连接起来并通过井架支撑。使用连续油管则 可
5、将绕在(3180mm 卷筒上的连续管柱连续地从井中下入和起出。与常规技术 相比，连续油管技术经济实用且作业效率高，在油气工业中已获得广泛认可。 现代连续油管技术源于第二次世界大战期间盟军的“PLUTO”计划。该计划 完成后，盟军在英国和法国之间铺设了一条穿越英吉利海峡、总长近 49000m 的海底输油管道。这条输油管道共由 23 条管线组成，其中 17 条为缠绕在若干 个直径为 12m 滚筒上的铅质管线；另外 6 条是内径为 76.2mm、由数根 6m 长的 管节对缝焊接而成的钢管。40 年代后期，连续油管的发明专利已开始相继发布。 现代连续油管作业技术迄今己有 30 多年的历史，其发展过程大
6、致可分为三 个阶段，即：60 年代初至 70 年代初的初期快速发展阶段、70 年代初至 80 年代 的发展“停滞”阶段和 80 年代以后的扩大发展阶段。 (1)初期快速发展阶段 1962 年，美国加里福尼亚石油(California Oil)公司和波纹石油工具(Bowen Oil Tools)公司联合研制了第一台连续油管轻便修井装置，所用连续油管外径为 33.4mm，主要用于墨西哥海湾油、气井的冲砂洗井作业。由于连续油管作业技 术从一开始投入使用便显示了其诸如不需上卸扣、接单根，从而可节省起下油 管的时间，并可连续向井下循环液体，减少对地层的伤害等优点，连续油管作 业技术在 60 年代初至 7
7、0 年代初得到迅速发展，在油、气田生产中的应用不断 扩大。1964 年，美国布朗石油工具公司(Brown Tools Co.)建立了连续油管生产 线，生产外径为 19.05mm 的连续油管，此后不久又开始生产外径为 25.4mm 的 连续油管。波纹公司于 1967 年建立了连续油管生产线，主要生产外径为 12.7mm 和 19.05mm 的连续油管。到了 70 年代初，又开始生产外径为 25.4mm 的连续油管。西南管材公司(Southwesten Pipe Inc.)于 1969 年开始生产连续油管， 采用屈服强度为 345-379MPa 的钢板，并改进制造工艺，从各个方面提高了连 续油管的
8、性能。 在连续油管的发展过程中，其应用装备也随着不断发展和完善。继第一台 连续油管轻便修井装置之后，1964 年，布朗石油工具公司和埃索(ESSO)石油公 司共同研制出一种修井用注入头，使用的连续油管外径为 19.05mm，用于陆上 和海上油井清砂作业。1967 年，波纹石油工具公司研制出 12 台“5M”型连续油 管作业机，使用外径为 12.7mm 的连续油管，其提升能力为 22.3kN。1968 年， 波纹石油工具公司又开发出“8M”型连续油管作业机，使用外径为 19.05mm 的连 续油管，其提升能力为 35.6kN。至 70 年代初，已有 200 多台连续油管作业机 广泛用于油、气井的
9、清砂和注氮作业。1964-1967 年，油、气工业用连续油管外 径为 19.05-25.4mm，1967 年至 70 年代初则主要使用外径为 12.7-25.4mm 的连 续油管。这一期间，连续油管主要用于浅井作业。 (2)发展“停滞”阶段 20 世纪 70 年代初，人们将外径为 25.4mm 的连续油管从常规浅井的冲砂和 喷射作业扩大应用到深井作业，但由于当时连续油管的材料强度(屈服强度为 345379MPa)及其直焊缝强度不能满足重复循环及深井作业时所需要的高轴向 载荷要求，连续油管在深井中无法得到成功应用。进入 70 年代后，由于连续油 管焊缝失效、设备故障及井下连续油管作业事故增多等多
10、种综合因素，人们开 始对连续油管作业技术的可靠性及安全性持怀疑态度，连续油管作业技术的发 展受到严重阻碍。 70 年代是连续油管技术发展史上的“灰色岁月”，但到了 70 年代末至 80 年 代初，美国连续油管作业机的制造厂商开始针对其设备在现场的应用情况，着 重在连续油管作业设计和制造上进行技术改进，进而提高了设备的性能，扩大 了连续油管作业机的适用管径范围，并大大降低了设备的失效率。与此同时， 美国连续油管制造厂商也开始投入力量改进连续油管制造技术，并于 1978 年开 发出外径 31.75mm 的连续油管。 (3)扩大发展阶段 进入 20 世纪 80 年代后，连续油管作业技术出现了新的转机
11、。随着钢材材 质和管材制造技术的改进，以及连续油管作业设备性能的不断更新，各连续油 管制造厂商抓紧时机，不断开发新的连续油管投入市场应用。1980 年，开始采 用屈服强度为 482.3MPa 的钢板轧制连续油管，明显地改善了连续油管的性能。 1983 年，在阿拉斯加，连续油管开始被用于挤注水泥作业。到了 80 年代中期， 连续油管己被应用于各类泵送作业、输送井下工具及替换生产管柱，各连续油 管制造厂商致力于较大直径连续油管的开发。80 年代后期，外径为 38.1 mm 和 44.5mm 的连续油管相继问世。 进入 20 世纪 90 年代后，连续油管作业技术发展迅速，连续油管作业已涉 及所有常规
12、修井作业领域，并向更广、更复杂的应用领域扩展。至 1993 年底， 全世界在用的连续油管作业机数量已达 561 台，连续油管的年消耗量达 426 万 米，连续油管的最大作业深度达 7125m，并且更大直径的连续油管不断问世。 1990 年，外径为 50.8mm 的连续油管投入完井作业；1992 年 1 月，外径为 60.3mm 的连续油管问世；1993 年，外径为 88.9mm 的连续油管已用于深井试油； 1994 年，连续油管的最大直径已达 114.3mm。 至今，连续油管作业已涉及钻井、完井、试油、采油、修井和集输等多个 作业领域。1992 年初，美国石油学会开始编制“连续油管作业和应用”
13、作为 API 的推荐作法，以宣传和规范有关连续油管的工程、设计、制造、配套、安装、 试验及操作。 目前，世界上几大主要连续油管与连续油管作业机的制造厂商均集中在美 国，它们是精密油管技术公司(Precision Tube Technology)、优质油管公司 (QualityTubing Inc)和西南管材公司(Southwesten Pipe Inc)三大连续油管制造公司 及 Bowen， Hydra Rig(1991 年与 Drexel 公司合并)和 Otis 等连续油管作业机制 造公司。常用的连续油管性能参数如表 1-1。 表 1-1 常用的连续油管性能参数 外径 mm 壁厚 mm 内径
14、 mm 单位重量 kg 最大载荷 kN 屈服强度 MPa 试验压力 MPa 爆破极限 MPa 25.41.702221.02458.948.660.8 25.41.90521.591.10365.854.868.5 25.42.2120.991.2627664.180.1 25.42.41320.571.36682.570.287.8 25.42.59120.221.45587.474.993.6 25.42.76919.861.5439380.3100.3 31.751.90527.941.40083.543.854.8 31.752.2127.331.60996.651.264.1 31.
15、752.41326.921.744105.256.270.2 31.752.59126.571.860111.659.974.9 31.752.76926.211.976118.964.280.3 31.753.17525.42.241133.272.891.1 31.753.40424.942.377143.27998.8 31.753.96223.832.738162.791.4107.3 38.12.41333.272.21212846.858.5 38.12.59132.922.265135.849.962.4 38.12.7693.552.409144.853.566.9 外径 mm
16、 壁厚 mm 内径 mm 单位重量 kg 最大载荷 kN 屈服强度 MPa 试验压力 MPa 爆破极限 MPa 38.13.17531.752.732162.761.276.5 38.13.40431.292.909175.265.882.3 38.13.96230.183.341199.876.195.2 44.452.76938.922.842170.845.957.3 44.453.17538.13.259192.15265 44.453.40437.643.442207.156.470.6 44.453.96236.533.959236.565.381.6 50.82.76945.2633.275205.7482.339.962.1 50.83.17544.453.725233.7482.346.172.3 50.83.40443.9933.975249.4482.349.677.9 50.83.96242.8754.572287482.357.992.1 50.84.77541.2505.414340482.370.3113.1 50.85.51640.4885.79
