連續(xù)油管在油田開采中的應(yīng)用

連續(xù)油管在油田開采中的應(yīng)用李宗田中石化股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院2006.04.23TheApplicationOfCoiledTubingInTheProductionOfVariousOilfields第一頁，共三十九頁。中國石化石油勘探開發(fā)研究院

主要內(nèi)容油氣開采面臨的挑戰(zhàn)與對策

連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用連續(xù)油管的發(fā)展與現(xiàn)狀連續(xù)油管裝備與技術(shù)服務(wù)

認(rèn)識與建議第二頁，共三十九頁。油氣開采面臨的挑戰(zhàn)與對策挑戰(zhàn)國際油價動蕩的挑戰(zhàn)。新發(fā)現(xiàn)油田的開采技術(shù)難度增大。油田開發(fā)中后期的穩(wěn)產(chǎn)和提高采收率。世界經(jīng)濟全球化的挑戰(zhàn)。愈來愈嚴(yán)格的環(huán)境保護要求。中國石化石油勘探開發(fā)研究院第三頁，共三十九頁。油氣開采面臨的挑戰(zhàn)與對策對策

加大科技創(chuàng)新力度，研究應(yīng)用油氣開采技新術(shù)，特別是海上油田、沙漠油田、稠油、低滲透油藏以及老油田的開采技術(shù)。加強信息技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，發(fā)展信息化、集成化、智能化技術(shù)，為科學(xué)決策提出信息保障。中國石化石油勘探開發(fā)研究院第四頁，共三十九頁。中國石化石油勘探開發(fā)研究院主要內(nèi)容

油氣開采面臨的挑戰(zhàn)與對策

連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用連續(xù)油管的發(fā)展與現(xiàn)狀連續(xù)油管裝備與技術(shù)服務(wù)

認(rèn)識與建議第五頁，共三十九頁。中國石化石油勘探開發(fā)研究院連續(xù)油管的發(fā)展與現(xiàn)狀連續(xù)油管設(shè)備集成的連續(xù)油管裝置

連續(xù)油管設(shè)備的基本部件

下管機頭油管卷軸井口防噴器液壓驅(qū)動裝置控制臺

第六頁，共三十九頁。

時間跨度 相應(yīng)階段20世紀(jì)60-70年代 產(chǎn)生與探索階段：強度低、技術(shù)不完善，僅用于洗井、打撈等簡單作業(yè)。

20世紀(jì)80-90年代 技術(shù)進步階段：井下工具配套，工藝技術(shù)得到改進，尺寸進一步增大。

20世紀(jì)90年代以來技術(shù)成熟和迅速發(fā)展階段：應(yīng)用在水平井鉆井、側(cè)鉆井、完井、試油、采油、修井和集輸?shù)阮I(lǐng)域。中國石化石油勘探開發(fā)研究院連續(xù)油管的發(fā)展與現(xiàn)狀3個發(fā)展階段第七頁，共三十九頁。中國石化石油勘探開發(fā)研究院連續(xù)油管的發(fā)展與現(xiàn)狀國外發(fā)展現(xiàn)狀世界三大連續(xù)油管生產(chǎn)公司：美國精密油管技術(shù)公司、優(yōu)質(zhì)油管公司和西南管材公司。連續(xù)油管的直徑從12.17-168.14mm共有100多種規(guī)格；屈服強度為48.213-96.416MPa；單根長度可達(dá)9000m，作業(yè)設(shè)備車的數(shù)量已達(dá)到600多臺，并且以每年20%的速度增長。僅美國普拉得霍灣西部作業(yè)區(qū)每年使用連續(xù)油管作業(yè)超過1000井次?，F(xiàn)在，全世界的年耗量近500*104m，作業(yè)工作量以每年25%的速度增加。第八頁，共三十九頁。中國石化石油勘探開發(fā)研究院連續(xù)油管的發(fā)展與現(xiàn)狀國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀1985年以來，國內(nèi)陸上各油田共引進連續(xù)油管作業(yè)設(shè)備20多臺，主要分布在大慶、勝利、中原、河南、大港、遼河、新疆等油田。大慶油田、塔里木油田、吐哈油田利用連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)進行了氣舉、清蠟、洗井、沖砂、測井、擠水泥作業(yè)，成功地解決了油田生產(chǎn)中的一些特殊難題，取得了良好的效果。與國外相比，國內(nèi)在連續(xù)油管和作業(yè)車的制造方面尚屬空白，技術(shù)不配套，作業(yè)服務(wù)范圍小，設(shè)備利用率低，接受和認(rèn)識程度不高。第九頁，共三十九頁。中國石化石油勘探開發(fā)研究院主要內(nèi)容

油氣開采面臨的挑戰(zhàn)與對策

連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用連續(xù)油管的發(fā)展與現(xiàn)狀連續(xù)油管裝備與技術(shù)服務(wù)

認(rèn)識與建議第十頁，共三十九頁。中國石化石油勘探開發(fā)研究院連續(xù)油管技術(shù)服務(wù)增長情況在1980’S后期,連續(xù)油管技術(shù)服務(wù)快速增長,與石油其他油田服務(wù)相比較,形成了不對稱的膨脹;這種增長持續(xù)到1990’S早期,增長率為20%。自1997年以來,加拿大連續(xù)油管技術(shù)服務(wù)市場年增長25%,而美國在過去10年中雖然陸上鉆井縮減10%,但是對連續(xù)油管的需求增長8%。第十一頁，共三十九頁。中國石化石油勘探開發(fā)研究院連續(xù)油管技術(shù)服務(wù)連續(xù)油管裝備的數(shù)量根據(jù)hart/IRIfuelsinformationservices資料(2002年),全球連續(xù)油管裝置在過去10年增加1倍,2001年底達(dá)到1000臺套,其中美國544臺套,加拿大299臺套。到2003年美國用于服務(wù)的連續(xù)油管裝置就有近800臺套。第十二頁，共三十九頁。中國石化石油勘探開發(fā)研究院連續(xù)油管技術(shù)服務(wù)連續(xù)油管尺寸連續(xù)油管從1960年的0.5“發(fā)展到最近的6-5/8"。作業(yè)服務(wù)一般采用1-1/4"—1-3/4"的連續(xù)油管。壓裂改造一般采用1-3/4"—2-7/8"的連續(xù)油管。鉆井一般采用2-3/8"—3-1/2"的連續(xù)油管。尺寸隨年份變化示意圖第十三頁，共三十九頁。中國石化石油勘探開發(fā)研究院連續(xù)油管技術(shù)服務(wù)收益根據(jù)RaymondJamesandAssociates資料,2001年全球連續(xù)油管收入:技術(shù)服務(wù)10億美元連續(xù)油管裝置3億美元管材市場9千萬美元。

市場占有:Schlumberger31%。BJ

22%。Halliburton

16%。Superiorenergyservices5%。第十四頁，共三十九頁。中國石化石油勘探開發(fā)研究院主要內(nèi)容

油氣開采面臨的挑戰(zhàn)與對策

連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用連續(xù)油管的發(fā)展與現(xiàn)狀連續(xù)油管裝備與技術(shù)服務(wù)

認(rèn)識與建議第十五頁，共三十九頁。中國石化石油勘探開發(fā)研究院連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用連續(xù)油管技術(shù)的優(yōu)缺點節(jié)省時間和費用。不需要聯(lián)接，在井中運行速度快（11倍于常規(guī)油管）。連續(xù)油管應(yīng)用廣泛，洗井、措施、鉆井、測井、等作業(yè)。可以連續(xù)循環(huán)和帶壓作業(yè)，無需壓井,對地層傷害小。對環(huán)境影響?。ㄕ嫉孛娣e是常規(guī)鉆井的1/3）。

有限的疲勞期?？邸２荒苄D(zhuǎn)。操作技術(shù)要求高。優(yōu)點缺點第十六頁，共三十九頁。中國石化石油勘探開發(fā)研究院連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用主要應(yīng)用

開采地層能量低、供液不足的井中的應(yīng)用。電潛泵中的應(yīng)用。氣舉中的應(yīng)用。油井防砂中的應(yīng)用。起出井下橋塞等工具中的應(yīng)用。水平井中的應(yīng)用。洗井中的應(yīng)用。稠油開采中的應(yīng)用。

鉆井中的應(yīng)用。壓裂酸化中的應(yīng)用。第十七頁，共三十九頁。連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用鉆井中的應(yīng)用中國石化石油勘探開發(fā)研究院

連續(xù)油管鉆井于1991年開始應(yīng)用（3口井），自那以后，快速增長。主要是淺層油氣直井[深度小于2000ft(609.6m)]。定向小井眼（欠平衡鉆井）。第十八頁，共三十九頁。連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用鉆井中的應(yīng)用中國石化石油勘探開發(fā)研究院由于井場占地少，連續(xù)管鉆井技術(shù)適合于地面條件受限制的地區(qū)或海上平臺作業(yè)。從工藝上講，連續(xù)管鉆井特別適用于小井眼鉆井。在老井重鉆(加深鉆或側(cè)鉆)作業(yè)中，因連續(xù)管直徑小可進行過油管作業(yè)，無需取出老井中現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備，從而實現(xiàn)邊鉆邊采的目的，可顯著節(jié)約成本，適應(yīng)老井重鉆的這一潛在的大市場。利用連續(xù)管可安全地進行欠平衡鉆井作業(yè)，其最大的優(yōu)勢是可以確保井下始終處于欠平衡狀態(tài)，減少泥漿漏失，防止地層傷害的發(fā)生。由于是鉆小井眼，減少了硬件和人力的需求，連續(xù)管鉆井能降低作業(yè)成本。目前的連續(xù)管作業(yè)裝置還不能完成從開鉆到完鉆的所有作業(yè)，而主要用于現(xiàn)有井的加深和側(cè)鉆作業(yè)。用連續(xù)管作業(yè)裝置鉆井之前，需要借助于常規(guī)鉆機或修井機做下井前的準(zhǔn)備工作，如起出生產(chǎn)油管和封隔器、清洗井眼等。連續(xù)管不能旋轉(zhuǎn)，在定向鉆進作業(yè)中，為控制井眼軌跡，需要頻繁起下鉆，以更換井底鉆具組合或調(diào)整井下馬達(dá)的彎曲角度。鉆壓、轉(zhuǎn)矩、水力參數(shù)和井底鉆具組合受到限制。連續(xù)管卷在滾筒上，不能像常規(guī)鉆桿那樣旋轉(zhuǎn)，鉆頭的旋轉(zhuǎn)動力只能來自井下馬達(dá)，隨著裸眼段的延長，摩擦阻力不斷增加，使其水平位移受到限制。

優(yōu)點缺點第十九頁，共三十九頁。連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用壓裂酸化中的應(yīng)用概述中國石化石油勘探開發(fā)研究院用于淺井多層陸上油氣藏，用于分層壓裂酸化和小井眼壓裂。第一次連續(xù)油管壓裂作業(yè)開始于于1993年，加拿大阿爾伯塔省東南部淺氣層，通過2-7/8連續(xù)油管注入25噸支撐劑，排量3.0m3/min。在過去幾年，在北美有1千多口井通過連續(xù)油管壓裂改造；到目前為止，5000多口井進行了連續(xù)油管壓裂。第二十頁，共三十九頁。連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用壓裂酸化中的應(yīng)用情況與專利中國石化石油勘探開發(fā)研究院應(yīng)用最多的國家：加拿大。其次，在美國的Colorado,Texas,Alabama,Virginia。第三是英國（英格蘭、愛爾蘭）。SCHLUMBERGER公司注冊為：CoilFRACTM。HALLIBURTON公司注冊為：CobraFracTM。第二十一頁，共三十九頁。連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用壓裂應(yīng)用中的經(jīng)濟優(yōu)勢中國石化石油勘探開發(fā)研究院對每個層進行改造。降低作業(yè)時間。不需要作業(yè)架、橋塞和井口裝置。不需要打水泥。減少一些設(shè)備的租賃時間。縮短了作業(yè)時間和排液時間，加速了生產(chǎn)速度。比常規(guī)壓裂NPV提高35-110%。第二十二頁，共三十九頁。連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用壓裂應(yīng)用中的限制中國石化石油勘探開發(fā)研究院摩阻高。地面施工壓力高。注入排量低。第二十三頁，共三十九頁。連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用多層壓裂的常用方法中國石化石油勘探開發(fā)研究院多層壓裂示意圖使用跨式皮碗-封隔器總成應(yīng)用步驟：對全部層位射孔下通井規(guī)針對改造層下跨式碗-封隔器總成壓裂結(jié)束后反循環(huán)，上提總成到下一個改造層位座封壓裂最后返排壓裂液并投產(chǎn)第二十四頁，共三十九頁。連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用單層壓裂的應(yīng)用方法中國石化石油勘探開發(fā)研究院單層壓裂示意圖使用單封隔器總成和橋塞等應(yīng)用步驟：下通井規(guī)對改造層位射孔針對改造層下橋塞和單封隔器總成壓裂結(jié)束后提出連續(xù)油管和封隔器回收橋塞最后返排壓裂液并投產(chǎn)。第二十五頁，共三十九頁。連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用壓裂現(xiàn)場應(yīng)用實例之一中國石化石油勘探開發(fā)研究院地理位置：加拿大Alberta東南，MedicineHat淺氣藏。埋深：1000—2000ft。地層：白堊西砂巖地層，分成MilkRiver組和MedicineHat。物性：MilkRiverΦ=15-25%，K=0.1-50.0md。MedicineHatΦ=20-35%，K=10-100md。地理位置圖第二十六頁，共三十九頁。連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用壓裂的現(xiàn)場應(yīng)用中國石化石油勘探開發(fā)研究院

連續(xù)油管壓裂首先對氣藏所有氣層進行射孔，然后一次作業(yè)對每個層進行改造、排液、投產(chǎn)；常規(guī)壓裂是首先對下面MedicineHat層組射孔，采用投球進行壓裂、排液，然后下橋塞對上面MilkRiver層段采用投球進行改造，排液，然后回收橋塞，再對整個井投產(chǎn)。30口加密井：A公司對22口加密井用連續(xù)油管壓裂（CTF）；B公司對8口井用常規(guī)壓裂方法(SFT)進行壓裂。兩家公司都使用Wireline公司對井進行射孔，具有類似的射孔孔眼參數(shù)；施工液體相同（增能的水基交聯(lián)壓裂液），排量不同；支撐劑相同20/40目壓裂砂；連續(xù)油管壓裂排量1.5-2.0m3/min，支撐劑體積5.0-30.0噸，地面壓力35-40MPa。第二十七頁，共三十九頁。連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用壓裂現(xiàn)場應(yīng)用的經(jīng)濟評價中國石化石油勘探開發(fā)研究院評價結(jié)果表明：連續(xù)油管壓裂僅多花41,500加元，但壓后初始產(chǎn)量增加54.8百萬方/天[Mcf/D],比普通壓裂增加37.6%，折現(xiàn)為10%時的凈現(xiàn)值多3200萬，比普通壓裂增加57.1%，而稅后投資回報率達(dá)到36%，比普通壓裂增加16.9%。經(jīng)濟評價結(jié)果表第二十八頁，共三十九頁。連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用壓裂的現(xiàn)場應(yīng)用之二目標(biāo)區(qū)：美國Virginia州Buchanan縣的淺層煤層氣。地質(zhì)特點：煤層深度1500-2500ft。[457.2-762.0m]。層多（12-25層）。層薄（0.5-6.0ft）?？缍却?000ft[304.8m]。氣含量450-650[標(biāo)方]scf/噸。層位圖中國石化石油勘探開發(fā)研究院第二十九頁，共三十九頁。連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用壓裂的現(xiàn)場應(yīng)用封隔器總成以往壓裂改造歷史：該煤層氣改造從最早的合壓開始，發(fā)展到限流壓裂與多段改造，目前，煤層分成3-4段進行改造，每段包括6-8個煤層，流體為低稠化劑硼交聯(lián)的70%泡沫壓裂液，規(guī)模在15000—60000lbm[6818.2—27272.7噸]。以往改造存在的問題：費時、經(jīng)濟性差，有些煤層得不到改造。2001年Halliburton公司使用連續(xù)油管進行壓裂改造[CTF]，包括集成的連續(xù)油管裝備[2-7/8”,7500ft,壁厚0.203”]，特殊的井下封隔器總成[上下跨度為5—25ft，19ft,跨度至少比射孔井段長4ft]。中國石化石油勘探開發(fā)研究院第三十頁，共三十九頁。連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用壓裂的現(xiàn)場應(yīng)用施工：5口井單井施工10—19段，有效的改造了每個煤層。排量平均為1.3m3/min，平均地面壓力為3200—4500psi,支撐劑為16/30，20/40砂，由導(dǎo)流能力的實際需要進行選取。中國石化石油勘探開發(fā)研究院第三十一頁，共三十九頁。連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用壓裂現(xiàn)場應(yīng)用的經(jīng)濟評價連續(xù)油管多花100完萬/井，多處理了10ft產(chǎn)層，NPV提高了260萬/井。中國石化石油勘探開發(fā)研究院第三十二頁，共三十九頁。連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用壓裂后的認(rèn)識中國石化石油勘探開發(fā)研究院與常規(guī)壓裂方法比較，連續(xù)油管壓裂改造的層數(shù)多、程度高，增加了單井的產(chǎn)量。連續(xù)油管壓裂增加了可采儲量。雖然連續(xù)油管壓裂費用高，但整體經(jīng)濟效益好于常規(guī)壓裂。連續(xù)油管壓裂能降低對環(huán)境的影響以及對后勤的要求。第三十三頁，共三十九頁。中國石化石油勘探開發(fā)研究院主要內(nèi)容

油氣開采面臨的挑戰(zhàn)與對策

連續(xù)油管技術(shù)的主要應(yīng)用連續(xù)油管的發(fā)展與現(xiàn)狀連續(xù)油管裝備與技術(shù)服務(wù)認(rèn)識與建議第三十四頁，共三十九頁。認(rèn)識與建議認(rèn)識中國石化石油勘探開發(fā)研究院連續(xù)油管技術(shù)服務(wù)得到了廣泛的應(yīng)用，涉及的領(lǐng)域有洗井、鉆井、作業(yè)、測井、射孔、儲層改造等，預(yù)計連續(xù)油管市場將進一步擴大。連續(xù)油管壓裂技術(shù)取得了巨大進展，現(xiàn)場實踐證明，該技術(shù)與常規(guī)壓裂技術(shù)相比較，具有更好的經(jīng)濟效益；同時可以增加可采儲量，降低對環(huán)境的影響。第三十五頁，共三十九頁。認(rèn)識與