青海油田连续管作业技术推广示范

青海油田自然环境恶劣、社会依托条件差,急需依靠先进的设备和工艺弥补自然条件的不足。借助集团公司连续管新技术推广专项平台,从油田实际情况出发,积极发挥连续管作业周期短、事故率低、地层伤害小和重入性好等优点,转变发展模式,持续技术创新,促进规模应用。建立起高水平的专业化技术服务队伍,形成了低压气井连续管氮气泡沫冲砂作业工艺、连续管通洗井一体化作业工艺、连续管注水井除垢等特色工艺,年作业量连续4年实现国内领先,达到国际规模应用的先进水平,实现了高原井下作业由低端劳务型向现代井下作业技术服务模式的转变,取得了显著的综合经济效益,推动了油气工程技术发展。连续管作业技术的成功推广,为油田推广高端技术成果、提升自主创新能力和工程技术服务水平、实现良好的经济效益提供了借鉴。     

青海油田连续管作业技术推广应用的启示

连续管作业机可广泛应用于油气工业的钻井、完井、采油、修井等多个技术作业领域,具有作业周期短、事故率低、地层伤害小和重入性好等优点。我国自20世纪70年代引进至今,因种种原因推广应用发展速度不快。近年来,中国石油集团将这项自主研发的技术设备与工艺的推广应用设立为重大推广专项,统一协调、配套完善、联合推广。青海油田作为参与单位之一,从油田实际情况出发,推广应用中做好5个坚持,即:坚持把转变观念放在首位、坚持技术的不断发展和完善、坚持用字当先、坚持专业化服务、坚持规模化应用取胜。建立起高水平的专业化技术服务队伍,形成了低压气井连续管氮气泡沫冲砂作业工艺和连续管通洗井一体化作业工艺两项特色工艺,单车年作业量平均超120井次,达到国际规模应用的先进水平,实现井下作业由低端劳务型向现代井下作业服务模式的转变,取得了显著的综合经济效益,推动了油气工程技术发展。     

连续管作业技术在青海高原油气田的应用

为了使连续油管作业技术在我国油田得到更广泛的推广应用,借助中石油集团重大推广专项连续管新技术推广平台,青海油田充分利用连续油管作业设备,开展了钻井、完井、采油、修井等27个作业技术领域的试验应用,积极发挥了连续管作业周期短、事故率低、地层伤害小和重入性好等优势,取得了显著的综合经济效益。在应用的基础上,总结了连续管作业技术在青海油田的使用经验,重点包括:推广应用中坚持企业文化引导观念转变、立足油田需求持续技术创新、促进规模应用、借助专项平台转变发展方式;建立高水平的专业化技术服务队伍,形成了低压气井连续管氮气泡沫冲砂作业、连续管通洗井一体化作业、连续管注水井除垢等特色工艺,实现高原井下作业由低端劳务型向现代井下作业技术服务模式的转变。最后,对青海油田连续管技术的应用进行了展望,指出下一步应继续拓展连续管在投产维护、大修、压裂酸化等方面的应用。     

连续管作业队伍专业化建设实践

近年来,中国石油集团各油田工程技术服务企业在连续管设备数量、工具配套及连续管技术推广应用等方面均取得长足进步。为了更好地推广连续管工艺技术,实现安全高效作业、降本增效的目的,中国石油川庆钻探工程公司长庆井下技术作业公司从长庆油田工艺需求出发,进行了连续管队伍专业化建设,主要从组织结构及人员专业化、设备配套特色化、支撑体系完善化、现场作业标准化4方面进行梳理,初步建成连续管压裂专业示范队4支及苏南速度管柱作业示范队2支。截至2017年8月,已累计完成连续管带底封拖动压裂84口井、242层(段),累计完成速度管柱作业241口井,实现了两种工艺的规模应用,取得了显著的综合经济效益,推动了连续管作业技术的发展。     

我国连续管技术的发展与展望

2007年以前,由于受管材、装备及工具工艺等因素影响,我国连续管技术发展较为缓慢。2007年,中国石油天然气集团有限公司开展了连续管重大新技术推广专项,于2009年由宝鸡石油钢管有限责任公司建成了国内首条连续管生产线,实现了从模仿到自主创新。之后通过引进、研发、持续完善连续管作业装备和井下工具,形成了满足油气田需求的连续管系列设备,实现了降本增效。连续管作业从单一的工艺发展到多种作业类型,复杂作业增多,规模应用的工艺种类增多,研发出了连续管压裂、水平井钻磨等工艺。施工作业从引进服务过渡到引进工具,实现了自主配套工具并提供专业化服务。连续管作业技术在为油气田提供新的技术手段的同时,创造了良好的经济效益。最后,对连续管作业技术进行了展望。     

连续管作业技术专项推广应用与发展

为了充分发挥连续管作业优势，提升我国连续管作业技术水平，2011年以来，中国石油天然气集团有限公司陆续组织实施了三期连续管作业技术重大推广专项。截至2021年，已完成两期专项推广，累计推广连续管作业机80余台、井下作业工具5 000余套、连续管管材30 000余吨，应用了7大类50余项作业工艺和技术，建立了86支连续管作业专业化队伍，自有的连续管作业机装备接近130套，连续管作业数量每年以40%的速度增加。通过专项推广，目前连续管作业技术覆盖了中石油所有油气田，形成了较为完善的地面装备、连续管产品、井下工具及作业工艺、专用配套装置。连续管作业技术应用领域也在不断拓展，从常规修井作业扩展到大修作业，并延伸到钻井、完井、储层改造作业等领域，展示了广阔的应用前景，推动我国连续管作业配套技术进入国际先进水平。     

连续管作业技术与装备研发及应用推广

我国连续管技术发展经历了技术引进、自主研发和应用推广3个阶段,期间中国石油钻井院江汉机械研究所始终跟进研究,并自2006年起作为项目牵头单位,先后承担了国家和集团公司的一系列攻关、试验与推广项目,形成了多项连续管作业技术与装备自主技术和成果:一是攻克了连续管作业机关键技术,形成了适应山地和复杂条件的国产连续管系列成套装备,全面替代进口;二是自主研发4个系列24类连续管作业工具和7大类35种工艺,完善了工具与修井工艺配套,实现了连续管作业的提速增效;三是形成了连续管压裂与完井成套工艺技术,实现连续管作业低成本增产;四是牵头或参与制定了一系列相关技术标准,规范产品和服务,通过开展售后保障服务、人员培训和现场技术示范等体系建设,初步建立了连续管技术产业链,促进了连续管技术推广应用。技术自主化有力推动了我国连续管作业技术水平的提升和应用规模的增长,促进了井下作业主体技术方式的持续转变。     

连续管作业技术专项推广回顾与展望

2011年以来,中国石油天然气集团公司持续开展连续管作业技术专项推广工作,现已取得显著成效。连续管作业机作为"万能作业机"的功能得到充分体现;利用连续管作业技术解决了页岩气水平井作业等生产难题;形成了将连续管技术用于常规作业实现大幅提速增效的"青海经验";连续管作业设备、工具和专用管材等自主产品实现系列化;连续管作业队伍专业化水平和工程服务能力全面提升。在国际油价持续低迷和国内环保要求更加严苛的背景下,集团公司利用"专项推广模式"发挥整体优势,加快推广进程、加大推广力度,扩大推广应用范围,有利于促进井下作业方式的持续转变,充分发挥其降本增效的作用。     

多功能KSL—100滑套式井下水力开关

油田常用的井下开关控制工具只有开启或关闭一种功能 ,若要实现关闭 -开启 -关闭过程 ,必须重新起下管柱 ,因此施工时作业时间长 ,效率低。鉴于此 ,吐哈石油勘探开发指挥部钻采工艺研究院研制出多功能KSL— 10 0滑套式井下水力开关 ,采取液压控制 ,通过连接部分、控制部分和滑套关闭总成三者的有机结合 ,在井下一趟管柱即能成功实现关闭 -开启 -关闭过程。应用工艺和现场应用情况表明 ,KSL— 10 0滑套式水力开关适用于机械卡封、找堵水一趟管柱和选层酸化等多种作业 ,能简化管柱结构 ,降低作业难度和作业成本 ,提高作业效率。已在现场近5种工艺措施中成功应用 30余井次     

连续管作业综合管理系统开发与应用

针对连续管应用过程中存在诸多不足的情况,开展了连续管装备信息化管理相关技术研究,研制了连续管作业综合管理系统.该系统基于连续管作业数据诊断技术和连续管寿命综合评估技术,实现了连续管装备及作业多层级、多角色的信息化管理.完成了该系统在长庆井下作业技术公司3台作业机上的部署及应用.现场应用结果表明,连续管作业综合管理系统稳...     

新型连续管侧钻装备可行性研究

连续管侧钻技术凭借其一系列优势在国外得到了广泛的应用，但国内至今没有大规模推广。通过对比分析国内外连续管侧钻装备进展，发现国内与国外的差距还非常大。为早日实现国内连续管侧钻工艺的规模化应用，需要研发配套更适合我国国情的连续管侧钻装备。长城钻探井下作业公司技术团队经过对连续管侧钻装备关键部件的优化设计后提出了一种“1+1+1”三模块组合方案，即：连续管设备模块+液压举升机模块+辅助设备模块。该方案将三个单独的模块有效的统一起来，既能联合作业，也能够单独作业。具有占地小、价格低、安装组合快、操作简单、工序转换时间短等优势。通过与常规修井机和裸眼连续管钻机的比较，可知：液压举升复合连续管钻机在生产时效、作业成本等方面均优势明显，具有较大的推广价值。但该装备配套方案尚未付诸实施，还需要进一步的研究和试验。     

国外页岩气井连续油管固井滑套压裂完井方式研究

固井滑套压裂完井是在固井技术的基础上结合了开关式固井滑套而形成的多层分段压裂完井技术。该技术利用可开关式固井滑套选择性的放置在气层位置,固井完成后,利用连续油管携带井下工具将滑套打开,然后采用环空泵注,进行压裂改造作业。该技术的创新点在它不需要依赖传统的复合式桥塞、投球系统或投球作业,因此在作业后即可进行全通径求产。文章主要将传统桥塞射孔压裂方法与利用连续油管固井滑套压裂方法进行对比,对比了固井、压裂、产量等多个方面,得出连续油管固井滑套压裂较在完井成本和效率上较传统多级桥塞射孔压裂方法有所提高,且产量更高。     

连续管水平井作业下入深度计算及应用

针对连续管水平井作业易产生螺旋屈曲,通过设计一种用于连续管水平井作业时的摩阻计算方案以确认连续管的最大安全下入深度。青海油田按此摩阻计算方案优化设计连续管水平井作业下入深度,成功应用了14井次,施工类型包括氮气泡沫冲砂、钻磨、测井、射孔和开关滑套等。现场应用结果表明,在连续管作业前进行下入深度预测和优化连续管材选择,可有效预防作业事故的发生,保证了连续管作业安全。     

连续管水平井作业下入深度计算及应用

针对连续管水平井作业易产生螺旋屈曲,通过设计一种用于连续管在水平井作业时的摩阻计算方案以确认连续管的最大下入深度,保证连续管作业安全。青海油田按此摩阻计算方案优化设计连续管水平井作业下入深度,成功应用了14井次,施工类型包括:氮气泡沫冲砂、钻磨、测井、射孔、开关滑套等。现场应用结果表明,在连续管作业前进行下入深度预测和优化连续管材选择,可有效预防作业事故的发生,保证了连续管作业安全。     

连续管技术研究现状与发展趋势

连续管及其作业技术是石油天然气资源开发的一项技术利器，自2009年连续管实现国产化以来，通过不断深入研究、快速突破及应用，连续管制造技术实现了跨越式发展，为油气田大批量、规模化应用创造了条件，也有力推动了我国连续管作业技术的进步。详细介绍了低碳微合金连续管、耐蚀合金连续管、非金属复合连续管、多通道连续管、大功率电加热管缆、智能连续管等管材的研究现状、技术难点和发展方向，指出我国连续管在油气集输和海洋应用方面仍有较大的发展空间，大直径、高强度、高塑性、高耐蚀、非金属、多通道、智能化等是未来连续管制造技术的发展方向。     

大庆外围油田井下作业环保技术

针对大庆外围油田井下作业特点,研制、应用相关环保技术装备以解决污染问题。主要研制了轻便型井口防喷器、滑套式泄油器、泵下开关、水井防喷堵塞器、污油污水综合回收处理装置、油水井管杆自动清洗装置、井口循环接油盘、油管清蜡池和水井污水回注干线装置。这些技术在大庆外围油田的部分区块进行了应用,取得了很好的效果,为完全实现井下作业环保施工打下了坚实的基础。     

水平井裸眼分段压裂工具

苏里格气田属地层岩性圈闭性低压、低孔、低渗气藏,采用常规开发方式开发效果不佳。针对苏里格气田压力下降快、砂体连通性差等特点,开发了水平井裸眼分段压裂工具。对裸眼完成的井,在预定井段悬挂裸眼封隔器、压力开启滑套、投球开启滑套等工具,实现压裂作业井段横向选择性分段隔离。根据压裂段数进行分段压裂,一趟管柱实现全井段的压裂作业,从而扩大渗流面积,沟通更多的含气砂体,实现高效开发的目的。介绍了相关配套工具与室内试验、现场试验及作业应用情况,逐渐实现了规模化应用。     

水平井裸眼分段压裂工具

苏里格气田属地层岩性圈闭性低压、低孔、低渗气藏,采用常规开发方式开发效果不佳。针对苏里格气田压力下降快、砂体连通性差等特点,开发了水平井裸眼分段压裂工具。对裸眼完成的井,在预定井段悬挂裸眼封隔器、压力开启滑套、投球开启滑套等工具,实现压裂作业井段横向选择性分段隔离。根据压裂段数进行分段压裂,一趟管柱实现全井段的压裂作业,从而扩大渗流面积,沟通更多的含气砂体,实现高效开发的目的。介绍了相关配套工具与室内试验、现场试验及作业应用情况,逐渐实现了规模化应用。     

大修井作业中的技术经济学

大修井施工是井下作业中比较复杂的一项工程，整个工程的实施，需要各种资源的优化配置，本文就大修作业前的经济分析评价、大修作业的工艺技术应用和过程控制等方面作了实质性的应用分析，通过分析认为，工程技术始终围绕经济效益服务，否则，大修井作业的工艺技术就无法实现科学的可持续进步和发展。     

可开关压裂滑套关键技术研究与应用

针对常规投球多级滑套存在的后续储层改造困难的难题,研制了一种新型分段压裂工具——可开关压裂滑套。相比常规压裂滑套,可开关压裂滑套可在井下进行多次开关。在压裂后期,根据储层改造需要,下入开关工具并对可开关压裂滑套进行开关作业,满足后期储层二次改造作业需求。研制了用于水平井裸眼分段压裂作业的可开关压裂滑套及配套开关工具。开展了工具耐冲蚀技术、反复过孔高压密封技术、滑套锁紧限位技术、开关工具定压节流启动技术、开关显示技术等关键技术研究。通过模拟试验,证明可开关压裂滑套的性能达到设计要求。现场应用20多井次,取得了良好的效果。