连续管钻井技术在石油开发中的应用

2015-11-04 11:15:00

采用水平井技术开发油气藏,已成为提高单井产量和采收率的有效手段之一。目前,我国陆上油田已开始规模化应用水平井技术,水平井技术也将成为未来海油陆采的主要手段。预计未来几年,我国水平井修井作业和增产措施作业的工作量和作业类型将大幅度增加。但水平井特殊的井身结构,使得常规水平井修井作业和增产措施,难度大、效率低、费用高、易发生井下事故。

连续管技术应用于水平井修井作业和增产措施,有利于实现施工过程的简单快捷和安全可靠,提高作业效率,降低劳动强度和作业成本,减少对地层的伤害。

连续管又称挠性油管或柔性油管,被广泛应用于修井、测井和钻井等领域。连续管钻井的主要装备是一部连续管钻机,在钻机上装有动力系统和缠绕在滚筒上的连续管,连续管的端部连接有马达和钻头。连续管是一种高强度、高韧性的管材。钻井液通过连续管来驱动井下的马达,并带动马达下面的钻头旋转进行钻进。全部设备安装在一台可牵引的拖车上,钻机搬迁时由标准拖车牵引。

连续管钻井与常规钻井相比最大的优越性是:钻井省去了沿用多年的井架,钻井的地面设备少、占地面积小,设备搬迁安装方便、快捷、灵活,特别适合条件受限制的地面或海上平台作业,可降低井场的占地和搬迁费用;在钻进过程中不需要连接钻杆,可实现钻井液的连续循环,摆脱了过去转盘钻井常规的起下钻,提高了钻井起下钻的速度和安全性,并大大缩短了钻井周期;连续管钻井特别适用于小井眼钻井、老井的开窗侧钻、老井加深,由于小井眼使用的钻井液液量少,可减少钻井液对周围环境的污染;连续管是一体式的钻杆,没有接头,有利于欠平衡压力钻井的进行;连续管内设置电缆后,更为井下闭环钻井创造了条件。

这项技术始于20世纪90年代初。1991年,随着美国、加拿大、法国等国家相继试验了连续管钻井。近年来,随着高强度大直径连续管、小直径容积式马达和金刚石钻头的相继问世,极大地推动了连续管钻井技术的发展和应用。连续管钻井按钻井的类型可分为定向重钻和直井钻井两类,按工艺方式分为欠平衡钻井、近平衡钻井和过平衡钻井三种。

2003年至今,美国能源部先后资助了小井眼钻头导向技术、连续管钻井系统配套技术、小井眼连续管钻机、井下牵引工具、高研磨性泥浆喷射系统等16个项目,来推动小井眼技术向商业化及美国石油与天然气工业广泛应用迈进。

我国的连续管测井技术起步较晚,相应的装备也落后于发达国家。近年来,中国石油开始着手连续管技术的研发、应用与推广,并初获成功。

经过中国石油诸多科技人员多年的联合攻关,2007年,连续管技术在中国石油捷报频传:国家863计划重点课题“连续管技术与装备”及集团公司重大装备研制项目的主要研究内容之一,拥有自主知识产权的国内首台连续管作业机现场试验获得圆满成功;12月25日,被列入国家863计划和中国石油集团公司重大科研项目的亚洲首条连续管生产线,在宝鸡石油钢管有限责任公司开工建设。

截至2007年年底,全世界用连续管钻井技术钻井已经超过1万口。而且预计今后每年应用连续管技术钻新井数量将达到1000口左右。加拿大应用连续管技术钻井的数量占全世界应用连续管技术钻井总量的85%以上。目前,世界连续管钻井技术在油气田勘探与开发中发挥着越来越重要的作用,继续保持比较强劲的增长势头,用连续管钻井的数量在逐年增加。

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