連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)應(yīng)用與探索

連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)應(yīng)用與探索2584

連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)應(yīng)用與探索

目錄

1連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)應(yīng)用與探索

3第一章概述

4第二章連續(xù)油管性能

11第三章連續(xù)油管設(shè)備

16第四章連續(xù)油管摩阻損失的計(jì)算

16第1節(jié)連續(xù)油管摩阻

17第2節(jié)環(huán)空摩阻

18第3節(jié)摩阻計(jì)算的其它公式

22第五章連續(xù)油管技術(shù)研究與應(yīng)用

22第1節(jié)連續(xù)油管作業(yè)的特點(diǎn)

22第2節(jié)沖洗井作業(yè)

26第3節(jié)連續(xù)油管氣舉作業(yè)

28第4節(jié)水力鉆進(jìn)解堵

28第5節(jié)連續(xù)油管除垢作業(yè)

30第6節(jié)連續(xù)油管同心管注采技術(shù)

34第7節(jié)打撈及投撈作業(yè)

35第8節(jié)連續(xù)油管增產(chǎn)作業(yè)

35第9節(jié)大斜度井、水平井測(cè)井作業(yè)

36第10節(jié)井間地震探測(cè)

36第11節(jié)連續(xù)油管鉆井技術(shù)

38第12節(jié)連續(xù)油管常用井下工具

41第六章基本操作指南

41第1節(jié)工作計(jì)劃書

42第2節(jié)現(xiàn)場(chǎng)組織

43第3節(jié)安裝設(shè)備

46第4節(jié)正常作業(yè)

48第5節(jié)作業(yè)完成后的保養(yǎng)

50第七章連續(xù)油管技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

51參考文獻(xiàn)

概述

連續(xù)油管工業(yè)的起源可以追溯到1944年6月，第二次世界大戰(zhàn)期間的

“諾曼底登陸”的“PLUTO”（PipeLinesUnderTheOcean跨越英吉利海峽的

同盟軍輸油管線，該工程總共在海峽內(nèi)鋪設(shè)了23條管線，當(dāng)時(shí)使用的管線內(nèi)徑

為3;,預(yù)先制成長(zhǎng)度為4000ft的多根管子，然后通過(guò)焊接繞在直徑為40ft的

輪轂上，用浮筒支撐浮在水面，由海底電纜船拖動(dòng)鋪設(shè)；23條管線中有17條長(zhǎng)

達(dá)30英里，6條管線長(zhǎng)度達(dá)70英里。）工程，1963年開(kāi)始應(yīng)用于石油工業(yè)?，F(xiàn)

代科學(xué)研究與技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)了連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，連續(xù)油管作業(yè)技

術(shù)作為一種新穎的油氣井作業(yè)方式由初期的簡(jiǎn)單沖砂、洗井作業(yè)發(fā)展到目前的油

氣井修井、增產(chǎn)、完井、測(cè)井和鉆井等作業(yè)，在油氣田勘探開(kāi)發(fā)中發(fā)揮越來(lái)越重

要的作用，其設(shè)備數(shù)量和應(yīng)用范圍呈現(xiàn)增長(zhǎng)勢(shì)頭。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1992年世界上有533

套連續(xù)油管作業(yè)設(shè)備，1993年增加到561套，2004年全球統(tǒng)計(jì)1053套，2005

年則增加到H82套：其中美國(guó)257套，加拿大3n套。

中國(guó)，1978年四川石油管理局引進(jìn)第一套連續(xù)油管設(shè)備開(kāi)始起步，隨后大

慶、華北、遼河、河南、大港、中原、吉林、長(zhǎng)慶、新疆克拉瑪依和吐哈等油田

也陸續(xù)引進(jìn)，目前，全國(guó)約有30套連續(xù)油管作業(yè)設(shè)備，主要用于沖砂、洗井、

誘噴、拖動(dòng)酸化、除垢和磨銃解堵等作業(yè)。

連續(xù)油管性能

連續(xù)油管制造工藝的發(fā)展

“PLUTO”工程，由同盟軍的工程技術(shù)人員制造,較早時(shí)期的連續(xù)油管是美國(guó)

RepublicSteel公司通過(guò)TIG/MIG對(duì)焊技術(shù)制造。

SouthwesternPileInc3〉.公司于1969年開(kāi)始生產(chǎn)連續(xù)油管，所用材料的

強(qiáng)度只有50000?55000psi,最大直徑1〃，但是由于對(duì)連續(xù)油管加工工藝的革

新，連續(xù)油管應(yīng)用得到發(fā)展。

QualityTubingInc.公司于1976年也開(kāi)始加入制造連續(xù)油管的行列，最大

外徑1T/4〃。SouthwesternPileInc.和QualityTubingInc.兩家公司工

藝技術(shù)不斷改進(jìn)，80年代成功選用屈服強(qiáng)度70000psi的高強(qiáng)度低合金鋼(HSLA)

和焊接工藝的改進(jìn),使連續(xù)油管性能大大提高，1992年生產(chǎn)出外徑2-3/8〃、1997

年生產(chǎn)出外徑6-5/8〃的連續(xù)油管，屈服強(qiáng)度達(dá)lOOOOOpsio

目前，世界上有三家連續(xù)油管制造商：PTT(PrecisionTubeTechnology)^

QT(QualityTubingInc.)、SPI(SouthwesternPipeInc.),這三家公司對(duì)HSLA

連續(xù)油管的技術(shù)進(jìn)步發(fā)揮了主要作用。通過(guò)改變鋼的化學(xué)組成，以及采用淬火熱

處理工藝大大提高了連續(xù)油管強(qiáng)度。較為常用的材料是：碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼及鈦合金

材料等；近年又研制出玻璃纖維和碳素纖維等復(fù)合材料的連續(xù)油管，其重量和防

腐性能更好，但是制造成本高以及現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)困難。

連續(xù)油管特性

連續(xù)油管本身的質(zhì)量和性能對(duì)于連續(xù)油管作業(yè)的成敗至關(guān)重要，為了避免連

續(xù)油管在作業(yè)過(guò)程中失效，充分認(rèn)識(shí)其使用性能極限具有非常重要的意義。

幾種常用連續(xù)油管的化學(xué)成分A-6064#調(diào)質(zhì)鋼

型號(hào)

c

Mn

P

S

Si

Cr

Cu

Ni

V

Nb

N

QT-1000

max

0.15

max

1.65

max

0.025

max

0.005

max

0.4

0.5-0.7

max

0.25

max

0.2

min

0.01

min

0.005

max

0.02

QT-900

0.1-

0.16

0.7-0.9

max

0.025

max

0.006

0.3-0.5

0.5-0.7

max

0.25

max

0.2

Mo:

max0.21

QT-800

0.1-

0.16

0.7-0.9

max

0.025

max

0.006

0.3-0.5

0.5-0.7

max

0.25

max

0.2

Mo:

max0.21

QT-700

0.1-

0.14

0.7-0.9

max

0.025

max

0.005

0.3-0.5

0.5-0.7

max

0.25

max

0.2

HS-90

0.1-

0.15

0.6-0.9

max

0.025

max

0.005

0.25-

0.4

0.55-

0.7

0.2-0.4

0.14-

0.3

Mo:0.1-

0.15

Al:

max0.04

HS-80

0.1-

0.15

0.6-0.9

max

0.03

max

0.005

0.3-0.5

0.45-

0.7

maxO.4

maxO.25

HS-70

0.1-

0.15

0.6-0.9

max

0.03

max

0.005

0.3-0.5

0.45-

0.7

maxO.4

MaxO.25

連續(xù)油管的使用壽命

通常，連續(xù)油管的使用極限主要有三種類型：循環(huán)疲勞及腐蝕決定的壽命極

限、抗拉及耐壓屈服極限、直徑和橢圓度極限，這三者是相互影響的，一般認(rèn)為

腐蝕具有明顯地影響。

連續(xù)油管纏繞到絞盤時(shí)，連續(xù)油管會(huì)產(chǎn)生屈服變形，并承受彎曲應(yīng)力，彈性

極限內(nèi)的最小彎曲半徑：R=E（D/2）/Sy

式中，E為材料的彈性模量（Mpa）,D為管子外徑（mm）,Sy是材料屈服強(qiáng)

度（Mpa）,得出R（mm）

對(duì)于HSLA材料屈服強(qiáng)度482Mpa,彈性模量200Gpa,得出一組連續(xù)油管的最

小彎曲半徑數(shù)據(jù)：

連續(xù)油管規(guī)格in

外徑mm

最小彎曲半徑m

1

25.4

5.26

1-1/4

31.75

6.58

1-1/2

38.1

7.9

2

50.8

10.54

2-3/8

58>9.69

12.38

事實(shí)上，連續(xù)油管絞盤一般不可能做的很大，通常在1.22?2.44m,所以絞

盤上的連續(xù)油管超出了彈性極限，將產(chǎn)生塑性變形。

連續(xù)油管作業(yè)過(guò)程，至少循環(huán)起下一次，連續(xù)油管要完成6個(gè)彎曲動(dòng)作：纏

繞在絞盤的連續(xù)油管被拉直一拉直的連續(xù)油管進(jìn)入導(dǎo)向架被彎曲（導(dǎo)向架也是不

可能做的很大，通常1.37?2.5m）一導(dǎo)向架連續(xù)油管被注入頭驅(qū)動(dòng)鏈條又拉直

進(jìn)入油井內(nèi)；起出連續(xù)油管發(fā)生反向的彎曲。

在不承受內(nèi)壓的條件下，上述6個(gè)彎曲動(dòng)作引起的塑性變形一般在應(yīng)力一應(yīng)

變包絡(luò)線內(nèi)，但是連續(xù)油管作業(yè)基本上是承壓的，這樣就會(huì)引起連續(xù)油管內(nèi)部結(jié)

構(gòu)發(fā)生物理及幾何變化，即連續(xù)油管發(fā)生“膨脹”現(xiàn)象，管徑變大，管壁變薄。

上述6個(gè)彎曲動(dòng)作有4個(gè)發(fā)生在導(dǎo)向架處，因此，連續(xù)油管一般疲勞破

壞發(fā)生在導(dǎo)向架處。

腐蝕對(duì)連續(xù)油管壽命的影響

在連續(xù)油管作業(yè)中，經(jīng)常要接觸酸化排液等腐蝕性介質(zhì)，雖然加入一定量的

緩蝕劑，但是仍然存在一定的腐蝕，影響連續(xù)油管的使用壽命。在生產(chǎn)流體中，

常常還有硫化氫的存在，比如塔里木、四川以及中亞國(guó)家油氣田，而高強(qiáng)度的管

材對(duì)硫化物特別敏感，試驗(yàn)證明，經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理的材料抗硫化物應(yīng)力開(kāi)裂性能比

回火處理的材料有明顯提高，因?yàn)檎{(diào)質(zhì)處理的管材內(nèi)部具有穩(wěn)定的回火馬氏體組

織，在應(yīng)力低于屈服極限達(dá)條件下，其抗硫化物能力較強(qiáng)。

常規(guī)腐蝕它使連續(xù)油管的壁厚均勻變??；通過(guò)使用化學(xué)劑、減少暴露時(shí)間

或管壁加厚可以有效的降低腐蝕程度。

點(diǎn)蝕它比常規(guī)腐蝕要嚴(yán)重的多，它使連續(xù)油管局部發(fā)生壁厚變薄；弱酸和

高溫環(huán)境促使點(diǎn)蝕的發(fā)生，還容易在自然條件下鹽水介質(zhì)中發(fā)生；點(diǎn)蝕產(chǎn)生的應(yīng)

力集中加速連續(xù)油管的疲勞破壞，又因?yàn)樗蝗菀讬z測(cè)，所以有效的緩蝕劑和精

細(xì)的檢查連續(xù)油管是十分必要的。

電化學(xué)腐蝕低合金的連續(xù)油管在常規(guī)井作業(yè)通常不存在電化學(xué)腐蝕，但是

在腐蝕性井筒里，井下工具類管柱可能是不銹鋼、鎂基類高溫材料或者鈦合金材

料，接觸到電解液體，連續(xù)油管變成陽(yáng)極加快腐蝕。

流體腐蝕地層產(chǎn)液包括C02、H2S,完井用的鹽水、酸化的殘酸等對(duì)連續(xù)

油管具有較強(qiáng)的腐蝕性。

H2s環(huán)境的腐蝕H2s液體對(duì)連續(xù)油管的侵蝕降低了連續(xù)油管的強(qiáng)度。這種

腐蝕產(chǎn)生的氫原子進(jìn)入管材結(jié)構(gòu)中導(dǎo)致連續(xù)油管氫脆發(fā)生斷裂等。當(dāng)然原因是多

方面的：H2s的局部壓力、連續(xù)油管暴露時(shí)間、材質(zhì)以及機(jī)械損傷等。目前沒(méi)有

更好的材質(zhì)滿足連續(xù)油管H2S工況作業(yè)。

連續(xù)油管的疲勞極限

為了研究連續(xù)油管在作業(yè)條件下的應(yīng)力變化，考慮各種外載荷因素對(duì)連續(xù)油

管使用壽命的影響，連續(xù)油管制造商進(jìn)行了一系列的模擬試驗(yàn)：

A、相同連續(xù)油管規(guī)格不同工作壓力承壓5000psi的連續(xù)油管管徑增加量

明顯大于承壓2500psi的連續(xù)油管管徑增加量；5000psi工作壓力的管子破裂時(shí)

循環(huán)次數(shù)為150次，2500psi工作壓力的管子破裂時(shí)循環(huán)次數(shù)達(dá)到500次。

B、相同連續(xù)油管外徑不同壁厚壁厚的增加降低了管壁的周向應(yīng)力，從而

提高了管子的疲勞壽命。

C、相同連續(xù)油管不同的工藝處理隨著屈服強(qiáng)度的增加疲勞壽命相應(yīng)提高;

另外，相同的屈服強(qiáng)度經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理的優(yōu)于回火處理的。

連續(xù)油管抗擠毀極限

連續(xù)油管纏繞到絞盤上時(shí)，幾乎全部處于彎曲狀況，變形后形成橢圓形（圓

度約99%）,圓度的降低相對(duì)地橢圓度增大，同時(shí)在導(dǎo)向架上也產(chǎn)生橢圓形。試

驗(yàn)資料表明橢圓度的微小變化對(duì)連續(xù)油管的擠毀能力影響不太嚴(yán)重；但是，軸向

載荷對(duì)擠毀能力影響很大。連續(xù)油管從井內(nèi)起出，軸向載荷則由于連續(xù)油管自重

和管壁之間的摩擦阻力、懸掛物產(chǎn)生的拉力而增大，擠毀能力下降。一旦軸向載

荷達(dá)到連續(xù)油管的屈服強(qiáng)度極限，管子將持續(xù)伸長(zhǎng)，在最大應(yīng)力點(diǎn)發(fā)生“頸縮”

現(xiàn)象，管子強(qiáng)度降低發(fā)生斷裂失效。

美國(guó)DOWELLSCHLUMBERGER公司就對(duì)連續(xù)油管的變形做了規(guī)定：標(biāo)準(zhǔn)直

徑的96%—106%范圍內(nèi)使用，否則不得使用。當(dāng)然，實(shí)際作業(yè)時(shí)還要考慮其它

不利因素的影響。

連續(xù)油管抗彎曲性能

當(dāng)連續(xù)油管在井底遇阻時(shí)，它受到軸向壓載載荷的作用，此時(shí)連續(xù)油管在井

筒就像是細(xì)長(zhǎng)桿，當(dāng)壓載超過(guò)臨界壓力，連續(xù)油管首先呈現(xiàn)正弦波形變化，隨著

載荷的增大，最后變成螺旋狀。

一旦連續(xù)油管變形成螺旋狀，入井所需壓力增大，連續(xù)油管和生產(chǎn)管柱的摩

擦阻力增大以至最終抵消地面入井壓力，通常稱這種狀態(tài)叫“鎖死”，它使連續(xù)

油管無(wú)法前進(jìn)，如果地面再加壓連續(xù)油管將在鎖死點(diǎn)發(fā)生剪切失效。即使連續(xù)油

管在不受力的情況下纏繞在絞盤上，仍然存在殘余的彎曲變形，所以連續(xù)油管失

效因素有許多方面。

連續(xù)油管設(shè)備

連續(xù)油管設(shè)備(CoiledTubingUnit,CTU)是一種輕便的、液壓系統(tǒng)控制的

連續(xù)起下油管裝置。

目前，全球制造連續(xù)油管設(shè)備的廠家以美國(guó)為代表，主要有BowenTool

Inc.、HydraRigInc.、NOWSCOWellServiceLtd.、HALLIBURTONSERVICES、

DOWELLSCHLUMBERGER以及STEWARTSTEVENSON等公司。

注入頭連續(xù)油管設(shè)備的關(guān)鍵部件，目前注入頭最大提升能力達(dá)到

2000001bs,主要功能有：

為克服油井壓力或者摩擦力提供更強(qiáng)勁的起下作業(yè)能力；

有效控制不同井況下的起下速度；

支撐全井筒連續(xù)油管重量。

包括連續(xù)油管弧形導(dǎo)向架、重負(fù)荷鏈條牽引總成、自封密封盒、變量液壓驅(qū)

動(dòng)馬達(dá)、指重傳感器以及支撐架、支撐腿等。

連續(xù)油管弧形導(dǎo)向架接受從絞盤來(lái)的連續(xù)油管并將其引導(dǎo)入注入頭。它根

據(jù)連續(xù)油管直徑大小由鋼材做成的弧形槽，槽內(nèi)裝有耐磨橡膠涂層的滾柱軸承，

通常60?72”曲率半徑的導(dǎo)向架適用于1-1/4”到1T/2”連續(xù)油管，1-3/4”

到2”連續(xù)油管則需要至少曲率半徑80”的導(dǎo)向架。

重負(fù)荷鏈條牽引總成通過(guò)雙向變量液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)兩盤反向旋轉(zhuǎn)的重負(fù)荷

鏈條，鏈條總成內(nèi)有適合連續(xù)油管用的一系列卡瓦，通過(guò)三套液壓缸調(diào)整卡瓦的

夾緊力來(lái)起下連續(xù)油管。

自封密封盒注入頭底部，沿連續(xù)油管中心線裝有液壓控制的橡膠密封盒，

使連續(xù)油管外部和地面隔離，防止井內(nèi)介質(zhì)噴出。一般設(shè)計(jì)工作壓力lOOOOpsi。

指重傳感器把信號(hào)傳到控制室，指示連續(xù)油管重量和提升力，同時(shí)還可以

指示作用于連續(xù)油管上的軸向上沖力。

幾種型號(hào)的注入頭性能

型號(hào)

適用油管

最大提升力

最快起下速度

HR560

1〃?2-3/8〃

60,000磅

190ft/min

HR580

1-1/2〃?3-1/2〃

80,000磅

170ft/min

HR5100

1-1/2"-3-1/2"

100,000磅

160ft/min

HR5200

1-3/4〃?5-1/2〃

200,000磅

160ft/min

絞盤

連續(xù)油管絞盤是由鋼板繞成，通常由直徑60?72”的筒芯和直徑9ft輪緣

組成，這種絞盤可以容納26000ft的1"連續(xù)油管或者22000ft的1-1/4"連續(xù)

油管。容納不同尺寸連續(xù)油管的能力取決于絞盤的筒芯、寬度和輪緣的尺寸，絞

盤的大小與當(dāng)?shù)剡\(yùn)輸法規(guī)的限制條件有關(guān)。

特大型滾筒拖車，用于不受公路限制的偏遠(yuǎn)地區(qū)連續(xù)油管作業(yè)。

絞盤的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)液壓馬達(dá)帶動(dòng)的，液壓馬達(dá)在連續(xù)油管起下時(shí)保持一定的拉

力使連續(xù)油管始終繞在絞盤上。絞盤中心有一空心軸，中間用高壓堵頭隔開(kāi)，軸

的一端裝有高壓旋接頭，連續(xù)油管通過(guò)空心軸與該接頭相連，并通過(guò)它連接到氣

體或液體泵注裝置上，全部部件可以承受lOOOOpsi的高壓。

另外，連續(xù)油管除泵送流體外，還可以用于穿電纜作業(yè)：電纜穿入連續(xù)油管

內(nèi)一起下入井內(nèi)，類似于流體旋轉(zhuǎn)接頭的連接方式，空心軸的另一端安裝有旋轉(zhuǎn)

電接頭，電接頭與軸中間的高壓堵頭有多芯電纜連接，電纜的首端與高壓堵頭相

連以傳輸電信號(hào)。

絞盤上方還裝有計(jì)數(shù)器，以計(jì)量連續(xù)油管入井深度；安裝的排管器以使連續(xù)

油管整齊地排在絞盤內(nèi)；其它還有固定底座和支撐架等輔助部件。

防噴器組

防噴器（BOP）系統(tǒng)是連續(xù)油管作業(yè)時(shí)的必備部件，通常有四組液壓控制的

防噴裝置，其工作壓力在5000?15000psi。四組防噴功能從上到下是：

全封用于油井失控時(shí)在地面將油井封住。

剪切用于B0P以下的連續(xù)油管卡死或油井失控（配合全封），或者有其它

需要時(shí)，機(jī)械切斷連續(xù)油管。

懸掛用于支撐連續(xù)油管管柱重量，以防止管柱落井或者井內(nèi)高壓把連續(xù)油

管從井內(nèi)沖出。

半封作用和注入頭自封功能相似，但是它只能在連續(xù)油管靜止?fàn)顟B(tài)下關(guān)

閉。

同時(shí)，在剪切和懸掛間裝有法蘭出口和旋塞閥，正常作業(yè)時(shí)關(guān)閉旋塞閥，油

井失控時(shí)打開(kāi)旋塞閥進(jìn)行外部壓井。

液壓動(dòng)力系統(tǒng)

液壓動(dòng)力系統(tǒng)為連續(xù)油管所有部件的動(dòng)作提供動(dòng)力支持，并根據(jù)液壓動(dòng)力的

需要提供各種動(dòng)力源。標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)力源包括柴油機(jī)和液壓泵以及液壓元件等組成。

控制室

控制室的設(shè)計(jì)多種多樣，但是主要立足于遠(yuǎn)程控制，一方面便于操作控制，

另一方面便于觀察井場(chǎng)。它可以安裝在底盤車的某一固定位置，也可以做成撬裝

式。

控制室裝有全部?jī)x表、控制閥件等，用以監(jiān)測(cè)和控制連續(xù)油管作業(yè)設(shè)備的部

件運(yùn)動(dòng)：操作絞盤、注入頭馬達(dá)確定連續(xù)油管的起下速度，以及自封封井器、防

噴器的動(dòng)作等。

輔助部件為了滿足連續(xù)油管作業(yè)的需要配備的底盤車、吊車以及平臺(tái)、梯

子等。

連續(xù)油管摩阻損失的計(jì)算

連續(xù)油管常常應(yīng)用于洗井、排液誘噴、酸化增產(chǎn)以及鉆井等作業(yè)，這里就涉

及泵送流體時(shí)的系統(tǒng)壓力問(wèn)題，而流體與其特性、系統(tǒng)壓力、管子形狀、流速等

密切相關(guān)；系統(tǒng)壓力可以通過(guò)流體在連續(xù)油管和環(huán)空內(nèi)的壓力損失來(lái)估算。

連續(xù)油管摩阻

摩阻損失的壓降4P,對(duì)于連續(xù)油管作業(yè)至關(guān)重要，不僅是沖洗作業(yè)考慮攜

砂能力問(wèn)題，而且涉及到地面施工排量和施工泵壓以及連續(xù)油管承受能力等一系

列問(wèn)題。

根據(jù)以下公式計(jì)算摩阻壓力的損失:

(5—1)

式中：D—油管內(nèi)徑，m；L—油管長(zhǎng)度，m；一流體密度，kg/m3；

Q一排量，m3/min；f—摩阻因子。

f通過(guò)計(jì)算雷諾數(shù)(Re),再查摩西圖版(Moody,1944)可以得到。

(5-2)

口=液體動(dòng)力粘度，mpa.s；V=流速，m/so

雷諾數(shù)(Re)

例如，1T/4"(①31.75mm)連續(xù)油管壁厚2.413mm,長(zhǎng)度4n4.8m,洗井液

密度1000kg/m3,動(dòng)力粘度1.05mpa.s,泵注排量0.0795m3/min,則摩阻的計(jì)算

步驟為：

雷諾數(shù)Re=59675,管子相對(duì)粗糙度(D/W,連續(xù)油管W=0.0456mm),查Moody

曲線f=0.0255；代入(5-1)式中得出:

△P=10.75Mpa。

環(huán)空摩阻

環(huán)空摩阻壓力的損失計(jì)算因?yàn)橐后w流動(dòng)不同于連續(xù)油管，截面為環(huán)形，所以

按照當(dāng)量直徑D當(dāng)來(lái)代入(5-1)式計(jì)算摩阻。

D當(dāng)=4R(5-3)

D當(dāng)=Dc-Db(5—4)

事實(shí)上，環(huán)空摩阻對(duì)于管柱的偏心度(EC)十分敏感。

EC=2o/(DC-Db)

如果連續(xù)油管位于生產(chǎn)油管中心，則EC=O,與生產(chǎn)油管內(nèi)切，則EC=1,

但是連續(xù)油管在井筒內(nèi)由于重力和殘余變形的存在，連續(xù)油管不在生產(chǎn)油管中

心，一般直井內(nèi)EC=O.5?0.75,水平井EC=0.75?0.95。

EC=2o/(Dc-Db)EC=0EC=1

大多數(shù)連續(xù)油管作業(yè)用于清洗裸眼井段，一般要求環(huán)空壓力與井底壓力平

衡，以盡可能的減少清洗液體對(duì)地層的傷害；但是環(huán)空流速的增加相應(yīng)的摩阻增

加，其當(dāng)量靜水壓頭增大，使部分液體進(jìn)入地層，同時(shí)返出地面的液體量將減小,

以維持摩阻損失與作用于裸眼段以上靜水壓頭的平衡。實(shí)際作業(yè)過(guò)程由于部分液

體進(jìn)入地層，環(huán)空流速減小，但是液體密度會(huì)因?yàn)橄淳戏档墓腆w物發(fā)生變化，

所以環(huán)空摩阻的計(jì)算需要綜合考慮。

摩阻計(jì)算的其它公式

哈里伯頓Halliburton推薦

SEQMTEqn\r\hSEQMTSec\r1\h

SEQMTChap\h\*MERGEFORMATMACROBUTTONMTEditEquationSection2方

程段(下一個(gè))節(jié)1(5—5)

式中，P=液體密度，kg/m3；Q=排量，m3/min;

口=動(dòng)力粘度，mpa.s；1=連續(xù)油管長(zhǎng)度，m;

口=連續(xù)油管內(nèi)徑，m

PTT和QT連續(xù)油管制造廠家推薦

(5—6)

f=摩阻因子；1=連續(xù)油管長(zhǎng)度，ft；P=液體密度，lb/ft3；

V=流速，吐/$刀=連續(xù)油管內(nèi)徑，in。

(5—7)

這里:

(5-8)

(5—9)

(5-10)

取W=0.0018〃

例子2〃連續(xù)油管(壁厚0.156”)12000ft,下入水平井中作業(yè)，泵注液

體清水，密度62.311b/ft3,動(dòng)力粘度0.9784cp,排量3bpm；計(jì)算垂直段壓力

降、水平段壓力降？從地面到井底的總壓力降？如果井底壓力3000psi,則地面

泵注壓力需要多少？

解答：連續(xù)油管內(nèi)徑D=2-2X0.156=1.688in,由(5-10)計(jì)算Re=

240824,式(5—8)、(5—9)得出A、B,(5-7)得出f=0.00265,代入(5-6)

得出：

Apl000ft=331.2psi；垂直段勢(shì)能增加Ap勢(shì)=PgLsin。=-3461psi；

則：

垂直段壓力降=—3461+331.2X8=—812psi；

水平段壓力降=0+331.2X4=1324psi；

總壓力降=1324+(-812)=512psi；

井底壓力3000psi時(shí)，地面壓力=3000+512=3512psi。

以下是常用連續(xù)油管的摩阻損失速查圖表:

連續(xù)油管技術(shù)研究與應(yīng)用

連續(xù)油管作業(yè)的特點(diǎn)

作業(yè)時(shí)間短井場(chǎng)準(zhǔn)備時(shí)間短，搬遷及安裝時(shí)間短、設(shè)備少，起下鉆快。

作業(yè)成本低減少配套設(shè)備費(fèi)用、降低管柱連接絲扣的維修、保養(yǎng)費(fèi)用。

作業(yè)效率高快速下入與起出，能在帶壓條件下作業(yè)；整個(gè)作業(yè)過(guò)程中隨時(shí)

可循環(huán)，消除了作業(yè)過(guò)程中連接油管時(shí)的井控問(wèn)題；施工人員少和配備工具少。

連續(xù)油管與常規(guī)修井機(jī)作業(yè)比較

連續(xù)油管與電纜鋼絲繩作業(yè)比較

沖洗井作業(yè)

沖洗作業(yè)是最常用的連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)，目的是沖洗井底沉砂、解除壓裂砂

堵、清除蠟堵及鹽堵和解除瀝青有機(jī)物等堵塞。

沖洗作業(yè)涉及的主要內(nèi)容是選擇合適的沖洗液體系，以便迅速攜帶出砂子或

固體顆粒等污物。

沖洗液的選取

綜合考慮以下幾個(gè)因素：

目前井底壓力準(zhǔn)確了解井底壓力對(duì)于安全沖洗作業(yè)十分重要，鹽水一般用

于正常壓力井(壓力梯度0.00982?0.0105Mpa),高壓井(壓力梯度

>0.0147Mpa)需要更大密度的液體，低壓井(壓力梯度<0.00985Mpa)則

應(yīng)選擇泡沫液或者氮?dú)鉀_洗。

泵注排量和環(huán)空流速

連續(xù)油管流速(6-1)

環(huán)空流速(6-2)

沖洗井作業(yè)時(shí)只有環(huán)空液體流速大于固體顆粒下沉速度才能將固體顆粒等

攜帶出井筒，這個(gè)環(huán)空流速就稱之為臨界流速。

雷諾數(shù)Re(ReyonldNumber)它是慣性力與粘滯力的無(wú)因次比值，主要用

來(lái)確定液體流動(dòng)時(shí)的流態(tài)。

液體流動(dòng)有三種基本流態(tài)：層流(Re<2000)、過(guò)渡流

(2000<Re<4000)和紊流(Re>4000)o采用現(xiàn)場(chǎng)采用的單位制，雷諾

數(shù)為:

(6-3)

式中，Db為管子直徑，m；u為流速，m/s；P為液體密度，kg/m3；P為液

體粘度，mpa.So

運(yùn)動(dòng)中的固體顆粒

除紊流狀態(tài)外，顆粒在一定流態(tài)下隨液體運(yùn)動(dòng)時(shí)，液體對(duì)其產(chǎn)生的拖曳力時(shí)

一致的，不管顆粒在液體中的運(yùn)動(dòng)狀況如何，因?yàn)橹亓妥枇咎幱谄胶猓?/p>

以以固定的速率在液體中下沉，即臨界沉降速率(TPSV：TerminalParticle

SettlingVelocity)o圓球狀固體顆粒在不可壓縮流體中的沉降阻力系數(shù)(Cd)

及雷諾數(shù)Re的計(jì)算如下：

(6-4)

式中，g重力加速度；Dp顆粒直徑，m；vt流速，m/s；

Ps——顆粒密度，kg/m3；PL——液體密度，kg/m3；

U液體粘度，mpa.So

Lappie等人提出了Cd?Re的關(guān)系曲線，并將液體流動(dòng)劃分為三個(gè)區(qū)，

給出了各個(gè)區(qū)域的摩阻系數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式：

①Stoke定律區(qū)(Re<0.1)

logCd=-logRe+log24(6-5)

②過(guò)渡流定律區(qū)(0.l<Re<500)

logCd=-0.61ogRe+logl8.5(6-6)

③牛頓定律區(qū)(500<Re<200000)

logCd^logO.44(6-7)

固體的沖洗

井筒內(nèi)砂子包括作業(yè)過(guò)程加的砂子(比如壓裂加砂)和地層出砂。通過(guò)砂子

的顆粒參數(shù)分析，確定出臨界沉降速度，為施工提高設(shè)計(jì)依據(jù)。

假設(shè)用不可壓縮牛頓液體沖洗剛性圓球狀顆粒，其臨界沉降速度可由阻力系

數(shù)與雷諾數(shù)平方的乘積近似給出初值，并通過(guò)方程聯(lián)立求解，確定出合理的雷諾

數(shù)范圍，由此得出臨界沉降速度。

示例：US30目的固體顆粒，Dp=0.59mm,Ps=2650kg/m3,PL=1000kg/m3,

P=1.05mpa.s,則臨界沉降速度計(jì)算如下：

Cd(Re)2=X()2

兩邊去對(duì)數(shù)得:

logCd+21ogRe=log4000(6—8)

按照不同流態(tài)進(jìn)行試算：

Stoke區(qū)(6-5)與(6-8)聯(lián)立求出Re=4000/24=166.7,顯然超出Stoke

區(qū)范圍；

過(guò)渡區(qū)(6-6)與(6-8)聯(lián)立求出Re=46.5,符合過(guò)渡區(qū)范圍，進(jìn)而求

出Cd=0.44o

將Cd=0.44代入(6-4)式得出ut=0.0853m/s。

在上述條件下，20目的砂子(Dp=0.833mm)計(jì)算出ut=0.128m/s；10目

的砂子(Dp=2mm)計(jì)算出ut=0.274m/s。如果現(xiàn)場(chǎng)使用的砂子有多種類型，

則按照最大顆粒直徑計(jì)算臨界沉降速度。

在直井或小斜度井，環(huán)空液體流速一般要求達(dá)到固體顆粒臨界沉降速度的兩

倍，而在水平井至少要求10倍以上才能保證固體顆粒沿流體方向運(yùn)動(dòng)。因此作

業(yè)時(shí)，環(huán)空流速必須足夠大以便攜帶固體顆粒上返。

當(dāng)環(huán)空內(nèi)最大截面處的液體流速不足以推動(dòng)固體顆粒上升時(shí)，則可以考慮高

粘度攜砂液體系。

沖洗速度

根據(jù)沖洗液性能和固體顆粒臨界沉降速度，計(jì)算出環(huán)空所需最小流速，根據(jù)

此環(huán)空流速計(jì)算出連續(xù)油管下放速度。但是，井筒內(nèi)往往有砂橋存在，地面不容

易觀察到，幾個(gè)砂橋之間相互作用，如果沒(méi)有足夠的循環(huán)時(shí)間，要么因?yàn)榄h(huán)空水

力壓頭的增加造成固體顆粒進(jìn)入地層，要么由于循環(huán)不到位造成連續(xù)油管和生產(chǎn)

油管之間的新的砂卡。

接上例1-1/4"連續(xù)油管下入2-7/8”（內(nèi)徑①62mm）3048m的油管內(nèi)，計(jì)算

的US30目的固體顆粒（基本接近實(shí)際生產(chǎn)中所用陶粒規(guī)格）：Dp=0.59mm,ps

=2650kg/m3,PL=1000kg/m3,u=1.05mpa.s,則臨界沉降速度計(jì)算為ut=

0.0853m/so按照環(huán)空流速是臨界沉降速度4倍計(jì)，則

環(huán)空流速u=0.3412m/s=20.4m/min,即下放速度控制在20.4m/min以內(nèi)，

實(shí)際操作還要降低一些（10?15m/min）。

由此計(jì)算出泵注排量Q=u（Dc2-Db2）/0.02122=401/mino

沖洗方式通常采取連續(xù)油管注入，環(huán)空（連續(xù)油管和生產(chǎn)油管之間）排出

的循環(huán)方式進(jìn)行作業(yè)，是解決卡封井作業(yè)的有效手段。另外，根據(jù)連續(xù)油管下入

深度確定施加于連續(xù)油管的額外載荷，由此保證沖洗作業(yè)時(shí)連續(xù)油管應(yīng)力不得超

過(guò)其屈服強(qiáng)度。

連續(xù)油管氣舉作業(yè)

油氣井生產(chǎn)過(guò)程中，常常出現(xiàn)靜水壓力大于地層壓力的過(guò)平衡現(xiàn)象，從而導(dǎo)

致井底流入性能降低，甚至油氣井不能正常生產(chǎn)；通過(guò)降低靜水壓力的方法可以

使油氣井重新激活，恢復(fù)生產(chǎn)。

連續(xù)油管是理想的氣舉作業(yè)設(shè)備，具有不壓井、不動(dòng)管柱、減小對(duì)地層的傷

害等。1992年NOWCAM研制的整體式可纏繞氣舉閥工作筒推動(dòng)了連續(xù)油管氣舉革

命，但是實(shí)際生產(chǎn)中，氮?dú)鈿馀e是最常用的氣舉技術(shù)。

氮?dú)獾奈锢硇阅艿獨(dú)?N2)是一種惰性氣體，微溶于水，基于安全考慮，

目前油氣田明確氮?dú)庾鳛槭走x氣體?？諝庵泻?8%的氮?dú)?，即可以通過(guò)空氣

分離獲取氮?dú)饣蛘叩蜏胤蛛x獲取液氮。

氮?dú)獾奈锢硇阅?/p>

重量密度11.59kg/m3

氣體比重0.9672

臨界壓力3.39Mpa

分子量28

臨界溫度T27°C

水中溶解度16.6°C2.35N2：100H20

比熱1.4?37.7°C,0.IMpa

37.7°C1.55N2：100H20

液氮的性能

分離溫度-196°C

密度808kg/m3

液氮：氮?dú)?/p>

1：696

氮?dú)鈿馀e注入方式

連續(xù)注入：這種方式是低排量連續(xù)注入，氮?dú)膺B續(xù)分散在井筒液體內(nèi)，環(huán)空

液面液體密度逐漸降低，便于控制誘發(fā)地層的流動(dòng)。

間歇注入：首先將連續(xù)油管下入到液面以下的預(yù)定深度，然后開(kāi)始?xì)馀e，這

種方式氮?dú)獾谋米毫Ω撸ù笥谧⑷朦c(diǎn)靜水壓力）。

氣舉要點(diǎn)：氣舉的目的是在不產(chǎn)生壓力震蕩的條件下，誘發(fā)地層內(nèi)的流動(dòng)，

有時(shí)也用于不同程度地清除完井井段的表皮傷害；一旦根據(jù)計(jì)算選定最大生產(chǎn)壓

差，氣舉作業(yè)過(guò)程就在此范圍施工。

設(shè)備狀況：連續(xù)油管車、制氮裝置（額定排量14m3/min,最大工作壓力

35Mpa）、液氮泵車（額定排量170m3/min,最大工作壓力105Mpa）、液氮罐車（20m3）

等。

實(shí)例

吐哈油田臺(tái)參xx井，用連續(xù)油管從2-7/8”生產(chǎn)油管（內(nèi)徑①62nlm）

內(nèi)邊下邊用制氮裝置進(jìn)行氣舉至4500m,制氮裝置排量14m3/min,最高施工泵壓

18Mpao

水力鉆進(jìn)解堵

油氣井開(kāi)發(fā)過(guò)程中，常常發(fā)生油氣井結(jié)蠟、水合物堵塞，甚至輸油管道的堵

塞等，使用連續(xù)油管帶井下工具可以有效地、快速安全地解決這類問(wèn)題。

地面集輸管線解堵

施工設(shè)備：連續(xù)油管車、水泥車

實(shí)例：吐哈油田丘陵XXX計(jì)量站與某井的900m計(jì)量管線不通，多次化學(xué)解

堵不通，并且無(wú)法判斷哪一段被堵；為此技術(shù)部門認(rèn)真分析后，從被堵管線閥門

處入手，模擬油井施工并安裝施工井口和防噴設(shè)施，2天內(nèi)順利完成了被堵管線

的疏通。

解除油井堵塞

解除水合物堵塞

對(duì)于天然氣混項(xiàng)驅(qū)油氣井，生產(chǎn)周期半年左右后，生產(chǎn)管柱受壓縮天然氣的

影響，容易發(fā)生不明物質(zhì)（暫定位水合物）的堵塞，為此開(kāi)展了連續(xù)油管不壓井

解堵技術(shù)研究并實(shí)施。

實(shí)例：吐哈油田葡北XX—XX、XX—XXX井，測(cè)試作業(yè)時(shí)，工具不能通過(guò)；后

上連續(xù)油管進(jìn)

行水力鉆進(jìn)作業(yè)，解除油管內(nèi)壁的堵塞，測(cè)試工作順利開(kāi)展。

配套工具通常只需配套連續(xù)油管連接短節(jié)、螺桿鉆和鉆頭即可開(kāi)展施工。

連續(xù)油管除垢作業(yè)

作業(yè)優(yōu)點(diǎn)

不需要起下水井內(nèi)的注水管柱，實(shí)行不壓井作業(yè)，施工時(shí)間短，節(jié)省作業(yè)費(fèi)

用，提高清洗套管射孔道的效率，并且大大減少了水井停注時(shí)間。

連續(xù)油管清洗工具

該工具是以常規(guī)的方式連接在連續(xù)油管柱上，沿連續(xù)油管清洗工具的徑向分

布著一系列直徑相同的噴嘴，每一圓周上的噴嘴數(shù)目不超過(guò)3個(gè)，這些噴嘴分布

在垂直于連續(xù)油管清洗工具中心線的一系列平面上,噴嘴的噴射方向與連續(xù)油管

清洗工具的內(nèi)徑相切。

液體射流產(chǎn)生的反作用力能使連續(xù)油管扭轉(zhuǎn)，其扭轉(zhuǎn)扭矩（或角度變化）與

液體射流產(chǎn)生的反作用力（通過(guò)噴嘴的壓力降乘以噴嘴數(shù)目）、連續(xù)油管直徑及

懸掛在注入頭下部的油管長(zhǎng)度（工作長(zhǎng)度）成比例變化，引起角度變化的主要因

素是壓力；當(dāng)角度改變到某一特定值時(shí)，連續(xù)油管柱可以一定的速度作上下移動(dòng)

（沖洗工具隨之上下移動(dòng)）。

由于連續(xù)油管清洗工具的距嘴數(shù)量及每個(gè)噴嘴的噴射軌跡不同，所以，連續(xù)

油管柱需作多次上下往復(fù)移動(dòng)，每次移動(dòng)時(shí)，壓力值都略有變化，從而擴(kuò)大或重

疊了噴射范圍，確保清洗徹底。

使用范圍

在有些情況下，連續(xù)油管清洗工具的工作效率較低，尤其是當(dāng)連續(xù)油管清洗

工具在進(jìn)出通道的油管直徑較小，而所需清洗套管直徑較大的油井中或者待清除

的堵塞物需要較高的清洗能量(大于0.74kN.m/cm2)時(shí)，其清洗效率更低。各

種不同沉積物的清洗能量見(jiàn)下表。

沉積在生產(chǎn)尾管和油管柱中的各種沉積物具有不同的清洗特性，這取決于沉

積物對(duì)油管和自身的粘合性能、油氣中間層的沉積特點(diǎn)以及產(chǎn)生沉積物的條件

等。

各種沉積物的清洗能量值

材料類型

清洗能量值(KN.m/cm2)

材料類型

清洗能量值(KN.m/cm2)

硫酸領(lǐng)

1.47

焦碳與混合物

0.53

硅酸鹽

1.26

蠟與混合物

0.42

碳酸鈣

1.16

石蠟

0.25

硫酸鈣

0.95

污泥

0.21

碳酸鹽、硫酸鹽、硅水垢

0.8

鉆井液和膠液

0.17

碳?xì)浠衔?/p>

0.67

半液體

0.105

焦油瀝青

0.63

深井作業(yè)時(shí)，若油管和環(huán)空內(nèi)的液面到達(dá)井口，則不存在靜水壓力差，因此,

噴嘴的有效壓力較低;在高壓油井中也不存在有靜水壓力差，此時(shí)，系統(tǒng)的工作

速度慢，效率降低;長(zhǎng)鏈高分子聚合物具有增大噴嘴射程、減少液體流經(jīng)連續(xù)油

管所產(chǎn)生的壓力降(減阻)等特點(diǎn)。在進(jìn)行清洗作業(yè)時(shí)，通常在清洗液中添加

0.3%的聚合物；平均降阻為51%；噴射清洗系統(tǒng)適用于大多數(shù)不可壓縮性清洗

液，其清洗效率達(dá)到90%,能滿足油水井清洗作業(yè)的要求。

實(shí)例

??吐哈油田葡北X-XX(2-7/8"X3500m)井①54nlm的井下工具不能通過(guò)，

通過(guò)「1/4”連續(xù)油管帶①54mm噴嘴除垢后①56mm的切割彈順利通過(guò)，達(dá)到了

除垢目的。

哈薩克斯坦扎拉若爾油田xxxx、xxx兩口井下①44nlm通井時(shí)遇阻，通過(guò)

「1/2”連續(xù)油管帶①54mm噴嘴除垢后通井作業(yè)順利開(kāi)展。

連續(xù)油管同心管注采技術(shù)

連續(xù)油管充當(dāng)油氣井生產(chǎn)管柱，實(shí)現(xiàn)自噴接替，例如2-7/8”油管完井的自

噴井，停噴前，可在2-7/8”油管內(nèi)下如連續(xù)油管，實(shí)現(xiàn)自噴接替作業(yè);

連續(xù)管用作地面輸油管道，由于其焊接工作量少，施工速度快，在地面輸油管道

應(yīng)用占很大比例，連續(xù)管也可做到內(nèi)防腐和外部保溫；使用廢舊2-3/8\2-7/8\

3”連續(xù)油管作為側(cè)鉆井的完井尾管。

同心注采管柱就是將連續(xù)油管下入普通油管中，用封隔器封隔上下層位,連

續(xù)油管注采下部層位,從普通油管與連續(xù)油管的環(huán)形空間注采上部層位，實(shí)現(xiàn)分

層注采的目的。

該管柱油管和環(huán)空均具有兩級(jí)安全控制系統(tǒng)。油管安全系統(tǒng)由井下安全閥和

采油樹(shù)一號(hào)主閥構(gòu)成，兩者配合使用；環(huán)空安全系統(tǒng)由封隔器和套管頭配合構(gòu)成,

連續(xù)油管安全系統(tǒng)由連續(xù)油管底部帶單流閥構(gòu)成。

下部封隔器為雙插管封隔器，2-7/8〃注水管柱下到位后插在外管內(nèi)，1-3

/4〃連續(xù)油管下入插入內(nèi)管內(nèi)，密封筒實(shí)現(xiàn)連續(xù)油管與內(nèi)管之間的密封，上部

封隔器用液壓封隔器，封隔油管與套管的環(huán)形空間，并有利于注保護(hù)液。

打撈及投撈作業(yè)

連續(xù)油管通過(guò)配備不同的工具打撈落魚(yú)如電纜、堵塞器、壓力計(jì)等。

優(yōu)點(diǎn)：安裝快、成本低，系統(tǒng)具有液體循環(huán)能力。

缺點(diǎn)：不能旋轉(zhuǎn)。

連續(xù)油管增產(chǎn)作業(yè)

連續(xù)油管壓裂

用連續(xù)油管進(jìn)行壓裂施工的優(yōu)越性在于：通過(guò)連接流體控制閥、皮碗（壓差）

封隔器等特殊的井下工具，可以精確地實(shí)現(xiàn)一次多層壓裂施工。由于壓裂施工要

添加支撐劑，需要一定的排量，選擇2〃以上的連續(xù)油管，受管柱摩阻的影響，

施工井深<2000m。

連續(xù)油管酸化

用連續(xù)油管進(jìn)行酸化作業(yè)，配置流體控制閥、跨隔封隔器等特殊井下工具，

可以有目的地進(jìn)行選層酸化。由于酸化作業(yè)對(duì)施工的排量和壓力要求不高，用1

-1/2〃的連續(xù)油管即可滿足要求，施工井深可達(dá)6000m以上。

實(shí)例1四川油田某油井實(shí)施連續(xù)油管水平井拖動(dòng)酸化：人工井底3275m,水

平段520m,射孔分三段：2750?3001m,3105?3138m,3177?3270m,孔密166

孔/米，預(yù)計(jì)地層壓力22Mpao若按照常規(guī)酸化很難達(dá)到均勻布酸，而使用連續(xù)

油管可以實(shí)現(xiàn)從最底段開(kāi)始分段注酸，一次完成三個(gè)孔段的施工。該井施工后增

產(chǎn)2倍以上。

實(shí)例2哈薩克扎拉若爾xxxx井：該井是扎那若爾油藏新完鉆的一口水平

井，水平位移510.51m;本次通過(guò)連續(xù)油管拖動(dòng)酸化技術(shù)，解除水平井段的污染,

提高該井產(chǎn)能。施工中分5段注酸，累計(jì)注入90m3酸液，施工排量160?

2501/min,施工壓力15-25Mpa；施工結(jié)束繼續(xù)使用連續(xù)油管進(jìn)行氮?dú)鈿馀e排液,

后自噴完井，產(chǎn)量有當(dāng)初的2m3升到50m3,到達(dá)了增產(chǎn)目的。

大斜度井、水平井測(cè)井作業(yè)

常規(guī)測(cè)井井斜大于45。，測(cè)井就有困難。當(dāng)井斜大于60。，或水平井水平

段小于1000m的水平井，用連續(xù)油管測(cè)井，成功率高，速度快，相對(duì)常規(guī)測(cè)井節(jié)

約成本。主要技術(shù)參數(shù)，使用1-1/4?的連續(xù)油管（油管內(nèi)穿電纜）和

輔助工具（電纜連接頭，扶正器），測(cè)井儀器及地面采集計(jì)算機(jī)等。

井間地震探測(cè)

常規(guī)井間地震探測(cè)為地面探測(cè)，而應(yīng)用連續(xù)油管技術(shù)可進(jìn)行地下探測(cè)，在不

同的兩口井分別下入連續(xù)油管和相關(guān)儀器，其中一口井發(fā)出地震信號(hào)，另一口井

儀器接收信號(hào)，實(shí)現(xiàn)地下精確地震探測(cè)。

連續(xù)油管鉆井技術(shù)

連續(xù)油管鉆井（CoiledTubingDrilling簡(jiǎn)稱CTD）技術(shù)隨著現(xiàn)代連續(xù)油管

和鉆井技術(shù)的重大發(fā)展，上世紀(jì)90年代開(kāi)始得到發(fā)展。大直徑、高強(qiáng)度的連續(xù)

油管不斷研制應(yīng)用，以及井下螺桿鉆、定向工具和牙輪鉆頭等井下工具的不斷開(kāi)

發(fā)，大大推動(dòng)了連續(xù)油管鉆井技術(shù)的進(jìn)步。

加拿大是應(yīng)用CTD技術(shù)最早、發(fā)展最快的國(guó)家之一，上世紀(jì)70年代用CTD

完成15口井，80年代完成30口井，1990T994五年完成145口井。全球CTD

技術(shù)發(fā)展非常迅速，到1995年已發(fā)展到340口；近年來(lái)，連續(xù)油管鉆井技術(shù)在

淺層和海上油田發(fā)揮則積極作用。

CTD優(yōu)勢(shì)：

欠平衡鉆井時(shí)的安全性；

縮短作業(yè)周期；

多側(cè)向、小井眼、短半徑；

用人少，節(jié)約勞動(dòng)力成本；

泥漿溢出少，利于保護(hù)環(huán)境。

CTD缺點(diǎn)：

鉆前準(zhǔn)備需要常規(guī)鉆機(jī)的配合，比如開(kāi)窗；

需要常規(guī)鉆機(jī)起出生產(chǎn)油管或下入套管等；

井眼尺寸小;

連續(xù)油管疲勞破壞。

應(yīng)用范圍：

現(xiàn)有直井、水平井的加深；

現(xiàn)有直井定向側(cè)鉆以連通非均質(zhì)地層中未波及區(qū)域；

現(xiàn)有老井加鉆分支井；

小井眼鉆井等。

CTD工程連續(xù)油管鉆井是一套系統(tǒng)工程，包括地面設(shè)備、井下工具和技術(shù)

研究試驗(yàn)等。

連續(xù)油管CTD宜采用大直徑的連續(xù)油管（2-3/8”以上），具有水力性能好,

承受載荷高；但是由于道路運(yùn)輸限制，連續(xù)油管直徑和長(zhǎng)度因此受到約束。

連續(xù)油管車通常制造成拖掛式，安放注入頭、防噴器、控制室、動(dòng)力源等;

由于CTD鉆具長(zhǎng)，安裝時(shí)需要單獨(dú)的起吊設(shè)備。

液體循環(huán)系統(tǒng)泥漿罐、泥漿泵以及除砂除泥設(shè)備等。

鉆井液體系重點(diǎn)考慮攜帶能力強(qiáng)、摩阻損失小、地層傷害低的優(yōu)質(zhì)鉆井液。

井控設(shè)施常規(guī)鉆井基本屬于過(guò)平衡作業(yè)，井筒內(nèi)靜水壓力大于地層孔隙壓

力；而CTD處于欠平衡狀態(tài)作業(yè)，防噴器組在鉆井過(guò)程中處于工作狀態(tài)，保持一

定的井筒壓力。通常需要兩組防噴器，一組用于控制連續(xù)油管，另一組用于控制

井下工具組合。

井下工具

連續(xù)油管有井下造斜、穩(wěn)斜工具組合。定向工具組合取決于造斜率：雙彎工

具適用與20°/m更大的場(chǎng)合，單彎工具適用于造斜率較小的場(chǎng)合。

隨鉆測(cè)量MWD同樣適用于連續(xù)油管鉆井。

鉆頭需要旋轉(zhuǎn)快、鉆壓低的低扭矩鉆頭。PDC適用于中層或軟地層，TSD

熱穩(wěn)定金剛石鉆頭適用于硬地層。

螺桿鉆與所用鉆頭匹配使用，低速高扭螺桿鉆與TSD鉆頭配合鉆井，中高

速螺桿鉆與PDC鉆頭配合。

定向工具實(shí)現(xiàn)定向井、水平井需要井下旋轉(zhuǎn)和工具控制井眼方位的功能。

連續(xù)油管常用井下工具

連接頭的作用：連接井下工具和連續(xù)油管，不同的尺寸，不同的絲扣，接頭

的結(jié)構(gòu)和尺寸各不相同。

雙閥回壓閥：連接在連接頭下部，允許從連續(xù)油管正循環(huán)，而不允許從連續(xù)

油管回流。保證使用安全。

液壓丟手：與許多下入工具或打撈頭一同使用時(shí)，可通過(guò)液壓作用將其下部

工具串與連續(xù)油管脫開(kāi)。

拉力丟手（機(jī)械丟手）：在大多時(shí)候作為緊急丟手使用。當(dāng)液壓丟手無(wú)法脫

開(kāi)時(shí)，可直接上提，拉斷拉力丟手。使其下部工具串與連續(xù)油管脫開(kāi)。

打撈頭：連續(xù)油管工具串的最下部工具。與落魚(yú)打撈頸相匹配，連接后通過(guò)

連續(xù)油管提到地面。根據(jù)要打撈的落魚(yú)的形狀不同，內(nèi)卡式，外卡式，脹扣式幾

種。

注意：各個(gè)工具要根據(jù)連續(xù)油管的尺寸選擇不同的型號(hào)和結(jié)構(gòu)。

切刀擴(kuò)眼器：用于切割油管或套管；還可以擴(kuò)眼。

換位工具：有機(jī)械和液壓兩種。通過(guò)上提下放或循環(huán)泵壓使下部工具（打撈

頭，對(duì)接器等等轉(zhuǎn)換某一角度，便于完成對(duì)接。每上提下放一次，工具可旋轉(zhuǎn)1

20度。該設(shè)計(jì)用于當(dāng)工具通過(guò)套管回接筒，開(kāi)窗窗口等等有臺(tái)階部位時(shí)，旋轉(zhuǎn)

可使工具串通過(guò)。

機(jī)械改錐：與換位工具作用相同，但他每上提下放一次可旋轉(zhuǎn)三圈。

液壓馬達(dá)：在旋轉(zhuǎn)作業(yè)時(shí)井下的動(dòng)力工具。地面泵入液體循環(huán)時(shí)，馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng),

使下部工具串旋轉(zhuǎn)。

除垢磨鞋：當(dāng)井下套管或油管結(jié)垢后可通過(guò)連續(xù)油管工具，井下馬達(dá)和除垢

磨鞋一同清理結(jié)垢。

震擊器：當(dāng)打撈或回收工具被卡時(shí)可通過(guò)震擊器產(chǎn)生震擊力時(shí)工具解卡；或

解封封隔器或橋塞時(shí)需要上提連續(xù)油管，震擊器的使用可減少連續(xù)油管的拉伸

力。

液壓扶正器：通過(guò)液體循環(huán)，液壓力作用活塞使得扶正片將管柱扶正，用于

打撈對(duì)接。

機(jī)械扶正器：作用與液壓扶正器相同，但它扶正片上下端均固定在本體上.

定位接頭：機(jī)械定位接頭，在過(guò)油管后回拉連續(xù)油管，該接頭回卡住生產(chǎn)油

管底部，使懸重增加，以此為基準(zhǔn)定位，下放到設(shè)計(jì)深度。

在旋轉(zhuǎn)作業(yè)時(shí)，油管錨定器可錨定連續(xù)油管，產(chǎn)生反扭矩。

單向萬(wàn)向節(jié):在工具需要彎曲或?qū)訒r(shí)，萬(wàn)向節(jié)的應(yīng)用可提高作業(yè)的成功率,

和可操作性。

雙向萬(wàn)向節(jié)：功能與單向萬(wàn)向節(jié)相同。

液壓彎曲工具：也可彎曲工具，但彎曲程度可由液壓力控制。

單向/雙向旋轉(zhuǎn)短節(jié)：可使得工具下部的工具隨意轉(zhuǎn)動(dòng)，而不受連續(xù)油管的

控制。

可鎖定旋轉(zhuǎn)短節(jié)：需要下部工具轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以轉(zhuǎn)動(dòng)，而不需要轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以鎖定。

旋轉(zhuǎn)沖洗工具：在一些沖洗作業(yè)時(shí)，使用該工具可在循環(huán)時(shí)，工具自動(dòng)旋轉(zhuǎn)

沖洗。

流動(dòng)旁通短節(jié)：在一些循環(huán)量需要控制時(shí)使用。當(dāng)循環(huán)量大于需要量時(shí)，多

余的量將通過(guò)旁通短節(jié)分流.

液壓油管穿孔：可使用連續(xù)油管進(jìn)行油管的打孔作業(yè)，而不需射孔。

基本操作指南

工作計(jì)劃書

連續(xù)油管作業(yè)的成功關(guān)鍵是充分的工作準(zhǔn)備，制定詳細(xì)得出工作計(jì)劃書時(shí)，

考慮以下項(xiàng)目：

油井資料連續(xù)油管作業(yè)涉及許多行業(yè)內(nèi)容，包括：

套管規(guī)格、型號(hào)，鋼級(jí)、深度

油管規(guī)格、型號(hào)，鋼級(jí)、深度

完井設(shè)施的尺寸、深度等技術(shù)描述

必要時(shí)的測(cè)井資料

井筒液體密度、型號(hào)等性能

管柱結(jié)構(gòu)圖

井筒通井情況

井口設(shè)備技術(shù)參數(shù)

井筒存在的問(wèn)題

油套管目前承壓能力

以前的作業(yè)情況

地層油藏特征

原始和當(dāng)前的井口壓力

原始和當(dāng)前的地層壓力

含H2S或者C02情況

預(yù)計(jì)的施工壓力

同一區(qū)塊油井存在的問(wèn)題等。

施工參數(shù)計(jì)算上修之前，根據(jù)施工要求通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬查、圖表或者手工

計(jì)算出施工參數(shù)：

計(jì)算連續(xù)油管、工具串和施工井筒的間隙，只有足夠的安全間隙方可施工

(>6mm)；

計(jì)算連續(xù)油管預(yù)計(jì)下入深的重量以及可能的摩擦力和管柱允許的拉伸載荷

之間的安全值；

計(jì)算連續(xù)油管摩阻損失，選取合適的泵注壓力；

計(jì)算沖洗等作業(yè)的泵注排量；

計(jì)算作業(yè)時(shí)的井口壓力或者井底壓力，由此對(duì)連續(xù)油管的上頂力，防止連續(xù)

油管發(fā)生彎曲失效；

使用螺桿鉆時(shí)，施工參數(shù)與螺桿鉆技術(shù)參數(shù)相匹配；

設(shè)備設(shè)施的策劃根據(jù)施工工藝要求確定滿足施工的設(shè)備設(shè)施：

連續(xù)油管規(guī)格尺寸的確定;

連續(xù)油管的清洗;

連續(xù)油管的壓力測(cè)試（通常30Mpa）,穩(wěn)壓5min；

進(jìn)入井場(chǎng)設(shè)備的防火；

防噴器組的檢修、試壓；

注入頭支撐架和繃?yán)K的準(zhǔn)備；

其它配套的檢查。

動(dòng)員操作連續(xù)油管之前有許多程序值得考慮：

甲方是否有特別的安全要求

土地使用、環(huán)境保護(hù)以及政府的法律法規(guī)

收集相關(guān)作業(yè)信息

傳達(dá)相關(guān)信息到每一位作業(yè)人員

相關(guān)設(shè)施的需求

道路狀況及經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

預(yù)期施工周期及相關(guān)食宿條件

天氣狀況。

現(xiàn)場(chǎng)組織

一旦到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，連續(xù)油管作業(yè)監(jiān)督和甲方代表應(yīng)該仔細(xì)檢查、落實(shí)作業(yè)內(nèi)容,

所有涉及雙方的事情在開(kāi)始作業(yè)前加以明確并使雙方滿意。

場(chǎng)地規(guī)劃場(chǎng)地的進(jìn)出口、排出管線的位置、井口位置、風(fēng)向等應(yīng)該在連續(xù)

油管設(shè)備安裝之前重申一次，確保安全作業(yè)。當(dāng)然，在以后的作業(yè)周期內(nèi)因?yàn)樘?/p>

氣原因等，設(shè)備不一定處理理想位置，但是每次必須重申這些事情，把安全做到

最佳。

進(jìn)入連續(xù)油管安裝場(chǎng)地不應(yīng)有障礙，并處于上風(fēng)口；

盡可能使連續(xù)油管操作者在控制室里看到排出管線、井口以及泵注設(shè)備；

高壓元件、腐蝕性液體、揮發(fā)性液體等盡可能遠(yuǎn)離操作人員。

現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)計(jì)算：井筒管柱和施工參數(shù)等，以及事先沒(méi)有得到的新的重量信

息。

施工程序的核實(shí)不管事前雙方有無(wú)提高正式程序，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)再次核實(shí)施工程

序，以最大限度地確保安全施工。

備足作業(yè)所需的液體；

排污罐的到位情況；

雙方十分清除作業(yè)內(nèi)容；

現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)后更改的程序向所有作業(yè)人員交底；

設(shè)備全部到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)；

應(yīng)急預(yù)案編制審批。

甲方的交流很多時(shí)候，甲方代表對(duì)連續(xù)油管不是很熟，可能問(wèn)操作人員一

些技術(shù)問(wèn)題，包括：

連續(xù)油管的直徑、厚度、長(zhǎng)度等規(guī)格型號(hào)；

本次作業(yè)的最大深度；

連續(xù)油管的使用情況（作業(yè)小時(shí)）；

注入頭最大起升能力;

連續(xù)油管起下速度;

防噴器工作壓力；

作業(yè)內(nèi)容等。

安全事項(xiàng)作為操作人員應(yīng)知道：

發(fā)生事故時(shí)，應(yīng)急預(yù)案是如何表達(dá)的（比如，最近的醫(yī)院，交通工具，合適

的司機(jī)，應(yīng)急電話等）？

雙方安全方針有什么不同？

作業(yè)設(shè)備的工作性能；

急救訓(xùn)練；

本次施工的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和預(yù)防措施。

安裝設(shè)備

連續(xù)油管設(shè)備的安裝正確穿戴勞動(dòng)保護(hù)用品，遵守安全吊裝規(guī)范，制定專

人操作吊車和專人指揮吊裝:

停車根據(jù)前期勘查的路線和井場(chǎng)狀況，將連續(xù)油管設(shè)備停放在平整堅(jiān)硬的

地基上，后保險(xiǎn)杠距離井口2±0.5m,吊車懸臂與井口中心保持1m左右的偏差,

防止連續(xù)油管和吊車懸臂的碰撞。

根據(jù)井口連接實(shí)際安裝井口短接。

吊裝防噴器于井口短接處，絲扣上到位后回1/4圈，便于拆卸時(shí)松扣。

吊裝導(dǎo)向架于注入頭上方的固定架上。

吊裝注入頭（連同導(dǎo)向架）于井口短接處，絲扣上到位后回1/4圈，便于拆

卸時(shí)松扣；吊裝時(shí)栓好引繩，確保吊裝平穩(wěn)。

調(diào)整好注入頭和絞盤的方向，安裝注入頭支撐架（至少前面2個(gè)）和拉緊繃

繩（至少前面1根，后面2根）。

控制室操作注入頭運(yùn)行，將連續(xù)油管引入注入頭鏈條內(nèi)運(yùn)行至自封封井器

內(nèi)。

井控設(shè)施對(duì)于連續(xù)油管作業(yè)來(lái)說(shuō)，井控設(shè)施是十分重要的，其工作壓力必

須在控制壓力之內(nèi)，開(kāi)始作業(yè)之前必須對(duì)井口設(shè)施井下確認(rèn)：防噴器的技術(shù)參數(shù)

和功能盡管我們以前清楚這些，但是作業(yè)前還是必須重申工作壓力，操作原則

和順序，做到遇事不慌。

常規(guī)井作業(yè)的安裝（井口壓力<15Mpa）安裝方式：自封+4功能防噴

器，防噴器和井口的連接采取由壬連接。腐蝕性介質(zhì)（H2S、C02）作業(yè)井的安裝

（15&It;井口壓力<25Mpa）安裝方式：自封+4功能防噴器+循環(huán)三通，

防噴器和井口的連接采取法蘭連接，以提高連接強(qiáng)度。

高壓井作業(yè)的安裝（井口壓力>25Mpa）安裝方式：自封+4功能防噴

器+循環(huán)三通十單閘板封井器，防噴器和井口的連接采取法蘭連接，并且相關(guān)配

套設(shè)施技術(shù)參數(shù)到達(dá)要求，增加的單閘板封井器遠(yuǎn)控操作，壓井閥遠(yuǎn)控開(kāi)關(guān)或者

裝有單流閥。

帶有防噴管作業(yè)井的安裝所有連接為法蘭連接，井口和防噴管之間必須安

裝有防噴器。

設(shè)備安裝時(shí)的安全考慮

施工前召開(kāi)安全會(huì)議并記錄下來(lái)；

H2s井場(chǎng)作業(yè)時(shí)，為作業(yè)人員提高監(jiān)測(cè)儀和呼吸器，并培訓(xùn)使用；

正確穿戴勞保用品;

高于2米的作業(yè)必須穿戴安全帶;

應(yīng)急演練一次；

第三方作業(yè)人員的安全培訓(xùn)等。

正常作業(yè)

下放連