连续管作业队伍专业化建设

正为了更好地推广连续管工艺技术,实现连续管作业安全高效,达到降本增效的目的,中国石油集团川庆钻探工程有限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实践,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、现场作业标准化四个方面进行队伍专业化梳理。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。截止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     

中国石油连续管作业技术进展及发展建议

中国石油连续管作业经过“十三五”持续攻关与示范推广,技术取得很大进步,作业量快速增长。在连续管径向钻井与侧钻、超深井及深部页岩/致密油气连续管作业、连续管定向喷砂射孔压裂、连续管悬挂完井与采油采气4个领域,连续管工艺技术与关键工具研究、装备研制与软件开发等方面均取得重要进展。依托连续管快速修井、连续管速度管柱与完井管柱、连续管储层改造与连续管测井测试4项主体工艺的示范推广,连续管作业量以每年递增22%的速度快速增长。随着油气开发向更深层、更长水平段发展,“十四五”期间连续管技术将面临一系列新的挑战,需进一步提升连续管装备水平与作业能力,加强全系列连续管作业技术的专项推广,推进技术共享服务平台和数字化智能化软件平台建设,为“稳油增气,提质增效”双重战略实施提供强有力的技术支持。     

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。     

连续管水力喷射压裂管柱力学分析及现场应用

连续管水力喷射压裂技术结合了水力喷射射孔定点压裂的优越性与连续管的拖动灵活性,极大地提高了水力喷射压裂作业的工作效率。为解决该技术存在的连续管作业稳定性较差的问题,以大庆油田2种水力喷射环空加砂压裂工艺管柱为例,对管柱进行了全作业过程受力分析及伸长量分析,主要包括:(1)分析管柱全作业过程受力及变形,并给出了相应的计算模型;(2)分析K344和Y211 2种常用封隔器压裂作业工况,给出了不同封隔器坐封时压裂管柱底部边界条件处理方法;(3)实例计算分析古龙南P井连续管压裂作业时管柱受力变形,并与现场实测数据进行了对比分析。分析结果表明:力学计算模型计算结果与现场实测数据偏差较小。研究成果能够为连续管水力喷射压裂作业设计施工提供理论指导。     

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。     

压裂气举排液及完井一趟管柱

根据让那若尔油田低压、高气液比的油藏特征,设计出一种压裂气举排液及完井一趟管柱。该管柱在常规压裂管柱上安装气举阀,在油井压裂施工结束后不起出压裂管柱,采用气举方式实现压裂液快速返排和连续气举完井生产,是压裂工艺和气举技术的结合,一趟管柱实现压裂、排液及连续气举完井生产3项功能。24口井的应用表明,该管柱承受压力高,排液速度快,不动管柱可实现连续气举生产,既简化了作业程序,又能达到增产增效的目的,在油田具有广阔的应用前景。     

超深油藏一体化气举完井管柱

哈萨克斯坦肯尼亚克油田属于低孔特低渗超深油藏,采用常规气举管柱生产面临较多技术问题,为此开发了一体化气举完井管柱。这种管柱结合了压裂工艺、排液工艺和气举工艺,一趟管柱可完成分层压裂、快速返排、油层保护、投捞及气举生产等多项作业。介绍了该管柱的结构和工作原理,分析了其主要配套工具可投捞式气举工作筒和可钻可取式封隔器的结构与性能特点。47井次的现场应用结果表明:该管柱气举深度最深达4 287.63 m,最高承压68 MPa,平均排液时间3 d,单井最高日产量130 t,作业效果十分显著。一体化气举完井管柱的设计为海外油田低成本高效开发提供了技术支持。     

一种多功能气举完井管柱

针对让那若尔油田低压、高气液比的油藏特征，设计出一种压裂气举排液及完井一趟管柱，该管柱在常规压裂管柱上安装气举阀，在油井压裂施工结束后不起出压裂管柱。采用气举方式实现压裂液快速返排和连续气举完井生产，是压裂工艺和气举技术的结合，一趟管柱实现压裂、排液及完井后连续气举生产等三项功能。现场24口井的应用表明，该管柱承受压力高，排液速度快，不动管柱可实现连续气举生产，既简化作业程序，又能达到增产增效的目的。     

不动管柱多层压裂及排液一体化工艺技术研究与应用

为满足探井试油需要,研究了不动管柱多层压裂及排液一体化工艺技术.该技术包括3种形式：压裂两层及排液一体化管柱、选择压裂一层及排液一体化管柱及选择压裂两层及排液一体化管柱.该技术利用一趟管柱,对一个或两个层实施压裂,并在不动管柱的前提下,实现压后排液求产;同时通过管柱的结构设计与井下工具的合理设计,实现井下压力监测与压后井温测试,形成了集压裂、排液、求产、测压、测井温等于一体的完整配套的工艺技术.应用该技术在大庆外围油田及海拉尔地区的5口井中进行了现场试验,成功率100%.该技术使试油工序衔接得更加紧密,既可减少压裂液对储集层的浸泡时间,降低储集层的损害程度,又可降低作业成本,改善作业环境,实现绿色施工,具有广泛的推广应用前景.图6表4参8     

连续管速度管柱带压起管工艺在川渝地区的应用

针对连续管速度管柱排液采气工艺中原起出速度管柱常用的先压井后作业方式,在致密气井中会造成压井液漏失并污染产层导致产能降低的问题,提出了一种新的暂堵方式——速度管柱带压起管工艺。介绍了该工艺的工作原理、关键装置及在现场的应用情况。应用结果表明,速度管柱带压起管工艺有效解决了带压起速度管柱必须压井的难题,同时保护了产层,提高了作业效率,降低了生产成本,可以确保生产井顺利投产。     

连续油管水平井多簇滑套作业探索与实践

针对水平井压裂时经常遇到的砂堵现象,通过研究连续油管内压力损耗原理,建立了连续管摩阻计算模型,参考模型计算结果优选连续管,完善地面设备配置,形成一套连续油管水平井多簇滑套解堵工艺。利用该工艺可以在不起下井内管柱的情况下,实现油管或套管内解堵施工,工序简单有效,作业效率高,同时可有效避免因堵塞压力的突然释放带来的井控风险。该作业技术经吉林油田红平57－**井现场试验,成功实现解堵施工,为实现后续压裂提供了保障。     

高压分注井全过程带压作业管柱

针对高压分注井带压作业过程中存在的管柱内堵塞器投堵位置不确定、油管内密封工具耐压低、分注工具段内无法堵塞密封、不能实现全过程带压作业的问题,研发了高压分注井全过程带压作业管柱。该管柱下入后,无需投捞,双密封洗井阀地面加压即可启动注水阀;通过配套高压自密封配水器和预置式油管堵塞器等工具,解决了油管内分注工具段封堵问题,实现了分注管柱起出过程的整体密封;通过管柱底部配套双密封洗井阀,解决了分注管柱下入过程的密封问题,还可满足反洗井工艺要求。高压分注井全过程带压作业管柱在冀东油田累计应用60井次,最大施工井斜56. 7°,工具最大下深4 285 m,满足50 MPa内分层注水需求和21 MPa内带压作业需求。应用该作业管柱可缩短作业周期,提高作业效率,降低施工成本。研究结果可以为注水井带压作业管柱的设计提供参考。     

连续管穿芯解卡工艺技术研究与应用

针对连续管本体砂卡后上提吨位有限，且无法建立有效循环，贸然上提易造成连续管拉断落井而使复杂进一步扩大，常规解卡工艺处理时间长、处理难度大等问题，创新研究了连续管穿芯解卡工艺。基于穿芯下管和冲砂解卡的作业原理，采用双提升系统的修井机进行作业，悬挂卡钻连续管的同时，在油套环空之间下入穿芯管柱，重新建立循环通道进行冲砂，实现连续管解卡打捞。现场应用结果表明，连续管穿芯解卡工艺技术通过“一趟钻”实现井内沉砂的快速清理，避免井下多次套铣、切割、打捞等作业，可有效提高连续管砂卡事故的处理效率，该工艺安全性高、作业成本低、作业后井筒及连续管完整性等方面有突出优势。在长庆区域累计应用4口井，解卡成功率100%,其成功实施为连续管复杂处理提供了一种新的技术手段。     

我国连续管技术面临的挑战和发展建议

在客观分析我国连续管技术应用现状的基础上,对比国外先进水平,总结了在连续管设备、配套工具、作业工艺、应用规模、使用频率、思想理念及操作水平等方面存在的差距,并提出相应的对策和建议:做好连续管技术规划、加大研究力度、成立专业化队伍、建立培训基地以及制定相关政策等。     

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。     

Y341-70型小井眼压裂用封隔器的研制与应用

为了进一步提高小井眼井的开发效果,对于钻遇在低渗透储层和产量未达到经济开采指标的小井眼油井,需要进行压裂改造.吐哈油田公司开展了φ89mm套管小井眼压裂工艺技术研究,完成了Y341-70型封隔器的研制和改进,配套了井下工艺管柱,优化了压裂施工工艺,并完成了6井次现场试验,均顺利完成施工,增液、增油效果良好.     

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。     

高温高压含硫井气举采油注水一体化管柱研究

塔里木盆地塔中油田部分油井生产气油比高,为了实现原油的充分开发,设计了一种气举采油及注水一体化管柱。管柱设计时考虑了该区油藏高温高压及含硫的特性,管柱在常规注水管柱上安装气举阀及相关配套工具,在注水替油后可实现不动管柱进行气举生产,并且可在油层发生堵塞的情况下进行酸化作业,同时分析了一体化管柱及封隔器在气举采油、注水替油以及采取增产措施时的受力情况。现场应用中,该管柱能够成功实现不动管柱完成酸化解堵、注水替油及气举采油等工艺,并且注水替油过程中井口最大压力达18.8 MPa,实现了井口注入压力的提高,并且各种工艺过程中均未出现管柱窜漏现象,这表明设计的新型气举采油注水一体化管柱结构合理且可靠,并取得了良好的应用效果。该管柱的研制实现了注水、酸化工艺与气举技术的结合,在不动管柱的情况下可实现注水、酸化和气举采油3项功能,为设计者在复杂工艺设计、相关管柱的受力分析以及选择合理的设计方案提供了理论指导。     

连续油管旋转冲砂技术在水平井中的应用

采用常规方法对水平井进行冲砂作业,风险高,且冲砂效果不好。通过对冲砂机理理论研究,配套了连续油管旋转冲砂工艺管柱。经室内试验和现场作业证明：连续油管旋转冲砂技术解决了小排量地面设备在水平井段的冲砂难题;实现了水力自进、限速旋转、紊流携砂、深层解堵功能,解决了水平井冲砂作业沉砂、携砂、钻压传递、砂堵管柱的技术难题,取得了良好的经济效益和社会效益。