连续油管钻井技术
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连续油管钻井技术连续油管钻井技术是一种新型的钻井技术,与传统的钻杆钻井不同,它使用油管作为钻杆,通过连续加长和替换油管,实现钻井作业。
这种技术在许多情况下可以更加高效地实现钻井作业,提高生产效率。
本文将介绍连续油管钻井技术的工作原理、应用领域以及优劣势。
工作原理连续油管钻井技术的工作原理主要分为两个方面:钻头的转动和油管的增长。
钻头的转动连续油管钻井技术使用的钻头是与传统钻杆钻井相同的,它通过钻杆传递转动力量来实现钻孔。
因此,在使用油管进行钻井时,也需要考虑如何让钻头具有转动能力。
钻头的转动主要通过钻头转子实现。
钻头转子是一种特殊的设备,可以将旋转的动力传递到钻头,在钻孔时实现转动。
油管的增长连续油管钻井技术使用的油管是一种可加长的管道。
使用时,通过向油管内加入一节节的油管,逐渐将钻杆的长度拉长,实现钻井。
同时,油管也需要根据钻井深度的变化,进行不断的替换。
因此,在连续油管钻井技术中,油管的增长和替换是非常重要的环节。
油管的增长主要通过油管加长节来实现。
油管加长节是一种特殊的油管,它可以与其他油管加入到一起,从而逐渐增长管道的长度。
同时,当需要更换油管时,也可以通过加长节进行替换。
应用领域连续油管钻井技术在许多应用领域都有广泛的应用。
主要包括以下几个方面:海上油田海上油田是连续油管钻井技术的主要应用领域之一。
由于海上油田的环境较为恶劣,传统的钻杆钻井技术往往难以实现。
相比之下,连续油管钻井技术可以更加高效地钻井,提高生产效率。
复杂地质环境对于复杂的地质环境,使用传统钻杆钻井技术往往难以实现。
连续油管钻井技术可以更加灵活地钻井,适应不同的地质条件。
大型井眼对于一些需要钻取大型井眼的钻井操作,使用传统钻杆钻井技术往往受到限制。
而采用连续油管钻井技术,可以更加有效地钻井,实现高效率和高生产。
优劣势使用连续油管钻井技术有以下几个优势和劣势:优势•可以钻取深井眼•可以适应多变的地质环境•可以快速将油管加入到钻孔中,钻进和钻出时间短劣势•油管加长和替换需要耗费时间•技术相对较新,需要进行更多的工作和实践总结连续油管钻井技术是一种新型的钻井技术,具有许多好处。
连续油管作业技术在超深井中的应用一、连续油管作业技术概述连续油管作业技术,是指在油井或气井井筒内连续进行油管和继动钻具的作业过程。
这种作业方式通过连续往复的推进和拉扯油管,实现钻井、完井、修井和生产作业等功能。
相比传统钻井作业方式,连续油管作业技术具有作业效率高、安全性好、环境污染小等优点,因此在超深井勘探开发中得到了广泛应用。
二、连续油管作业技术在超深井中的应用1. 提高作业效率超深井的钻井和完井作业通常需要经历漫长的作业周期,而传统的井筒作业方式往往效率低下。
而采用连续油管作业技术,由于油管可以连续推进和回收,可以大大缩短作业周期,提高作业效率,降低生产成本。
2. 高强度作业超深井通常需要面对地热、高压等极端条件,作业环境十分恶劣。
传统的作业方式难以适应这些极端条件下的作业,而连续油管作业技术则可以适应高强度的作业环境,保证作业的顺利进行。
三、连续油管作业技术的优势1. 提高作业效率连续油管作业技术可以实现钻井、完井、修井等多功能连续作业,大大缩短了作业周期,提高了作业效率。
2. 降低作业成本由于连续油管作业技术可以实现高效作业,减少了作业周期的延长,降低了作业的成本。
3. 降低人力风险传统钻井作业需要大量的人员参与,存在较高的人力风险。
而连续油管作业技术可以实现自动化作业,降低了人力风险。
四、连续油管作业技术的挑战1. 技术难度大连续油管作业技术涉及到复杂的机械传动、井下控制等技术问题,技术难度大。
2. 环境适应性差在极端环境下的连续油管作业技术还存在环境适应性差的问题,需要进一步研究与改进。
3. 安全风险由于连续油管作业技术涉及到机械传动、高压液体等问题,存在一定的安全风险。
五、结语连续油管作业技术在超深井中的应用具有非常广阔的前景。
它可以提高作业效率、降低作业成本,同时还可以降低人力风险、提高安全性。
但是同时也需要我们克服技术难度大、环境适应性差、安全风险等问题,不断进行技术革新和改进,使其在超深井勘探开发中发挥更大的作用。
连续油管钻井井下增压技术探析在油田钻井施工过程中连续油管钻井技术是一种新型技术,该技术与传统钻井技术相比有着非常多的优势。
但是连续油管钻井技术在施工过程中,由于油管重量轻,强度小,会发生扭曲状况,随着油管钻井工作的不断旋转,导致油管出现的摩擦阻力更大,从而影响钻压的施加,因此通过对现有连续油管钻井技术的原理和结构进行分析,得出相应的改进方向,能够有效增加油田的经济效益和社会效益。
标签:连续油管;井下增压;技术随着科学技术的不断发展,油田钻井技术也得到了有效改善,连续油管钻井技术是石油钻井技术中的一种新技术,该技术在很多方面已经得到了广泛应用,连续油管钻井技术在水平井等技术领域有着非常多的优点。
但是连续油管在实际应用过程中会受到很多因素的影响,无法向井底提供足够的钻压,井下增压技术能够有效解决这一问题,因此井下增压技术可以为连续油管钻井提供足够的钻压,进而有效降低钻井成本和提高油气采收率。
1井下增压钻井技术概述1.1井下螺杆增压钻井井下螺杆增压钻井技术的工作原理为:利用泥浆的流动产生动能,进而带动螺杆钻具进行转动,泥浆注入注塞泵中,并通过注塞泵施加压力,在高压作用下泥浆会从喷嘴中喷出,在喷射的过程中,帮助钻头进行破岩工作。
井下螺杆增压钻井工作性能稳定、可操作性简单、并且所产生的压力能够进行有效控制,该技术在硬地层中有着明显的工作效果。
1.2井下射流增压钻井井下射流增压钻井技术的工作原理为:利用射流节流装置改变射流方向,从而带动下部装置形成增压效果,利用节流元件能够对泥浆形成一定的节流压降,从而带动下部装置进行往复运动,形成高压射流进行破岩工作。
井下射流增压装置结构简单,并且工作性能比较稳定,所产生的能量交换率较高。
1.3井下减振增压钻井井下减振增压钻井技术的工作原理为:利用在钻井过程中钻柱的纵向振动来作为钻井能量来源,钻柱的纵向振动可以带动井下钻塞进行上下运动,利用钻柱振动所形成的波动对泥浆进行增压,并且通过钻头上的喷嘴形成高压射流,从而达到破岩工作效果。
连续油管作业技术在超深井中的应用随着深水油气勘探进入超深井时代,井下作业技术也面临着更加严峻的挑战。
在超深井中,井深数千米,井温高达200℃以上,井口环境复杂恶劣,对于传统的作业方式来说,难度非常大。
而连续油管作业技术则是应对这些困难的一种有效手段。
连续油管作业技术(Continuous tubing operation,CTO)是一种以油管为基础的井下工具搬运、检查和控制技术。
通过油管和油管钩链,将井下工具由地面送至井底,进行石油勘探生产中液压工具的下入、上升、旋转、接合、分离、回收以及维护作业等工作。
1. 节约时间和成本超深井中,运输和搬运工具的时间成本非常高。
使用连续油管作业技术,可以省去多次吊装操作的时间,降低了维修周期和成本。
2. 提高安全性超深井中,油井工人的安全保障极为重要。
使用传统方式进行井下作业,很容易出现安全事故。
而连续油管作业技术中,由于油管钩链的支持,能够保证井下工具稳定无误的下入和上升,降低了作业人员的风险。
3. 改善作业环境超深井的环境常常是极其恶劣的,温度高、湿度大、噪音大、氧气含量低等。
使用连续油管作业技术,不仅能够减少人工干预量,还能改善作业环境,提高作业效率。
4. 操作便捷在连续油管作业技术中,井下设备的传送和组装都是通过油管完成,并且具有快速灵活、可重复使用等优点。
工作人员不需要进行过多的手动维护和吊装操作,使得作业更加便捷和高效。
总而言之,连续油管作业技术在超深井中的应用,不仅可以提高作业效率,减少人工干预和物料运输,还可以改善作业环境和保障井下工人的安全。
可以说,对于超深井的生产和勘探,连续油管作业技术是一种非常有效的技术手段,并具有广阔的应用前景。
连续管钻井技术连续管钻井技术一.、连续管钻井的发展历程连续管(Coiled Tubing)起源于第二次世界大战期间,自20世纪60年代开始用于石油工业。
迄今已有40多年的历史,在20世纪,其发展过程大致分为3个阶段,即60年代初至70年代初的初期发展阶段、70年代至80年代的发展“停滞”阶段和80年代末以后的扩大发展阶段。
连续管钻井(Coiled Tubing Drilling,简称CTD)技术的发展和应用始于90年代初,目前仍处于研究和开发的初期阶段。
连续管强度由最初的屈服强度345 MPa,现已提高到758 MPa,2O世纪9O 年代连续管用于钻井。
随着连续管在钻井中的应用,连续管的尺寸由60.3 mm,增大至88.9 mm。
1995年连续管钻井已猛增至356口井,1996年超过了410口井,1997年大约有600多口井。
用连续管所钻的定向井和水平井也比原来预计的要多得多。
美国和加拿大是连续管钻井最活跃的两个国家,占全世界用连续管所钻井的80 左右,另外,法国、荷兰等国家也有不少连续管钻井。
目前,世界上的一些大的石油公司和服务公司都在开展或参与连续管钻井作业,其中,Halliburton、BJ Services、Baker Hughes等油田服务公司占据优势。
人们最初预测连续管钻井技术将主要用于直井钻井,但是,它在定向井和水平井钻井中的应用大大超出了人们的想象。
在低油价和作业成本增加的情况下,未来几年内连续管钻井数量可望有较大幅度的增长。
事实上,连续管作业机早在上个世纪50年代末就已研制出来,连续管钻井工作也在上世纪70年代开始进行。
但由于连续管技术对钻井的适应性、连续管钻井工具及技术的配套等原因,使得连续管钻井直至20世纪90年代才真正进入钻井行业应用。
二、连续管钻井的优缺点1.优点大多连续管用于侧钻井、小井眼钻井、欠平衡钻井及过油管作业等,具有较强的作业优势。
与常规钻井相比,连续管钻井主要具有以下优点。
新形势下油田井下作业中的连续油管技术随着现代化社会的不断的改革与发展,我国油田行业同样也得到了较好的发展空间,而连续油管技术作为井下作业的重要环节更是受到广泛关注,本文将从连续油管技术应用优势出发,针对技术应用现存问题提出油管技术设备保障、制定科学工程规划、使用冲洗解卡与井下气举技术等策略,为行业发展提供支持。
标签:井下作业;连续油管;施工技术0 引言连续油管施工技术不仅能够改变传统井下作业模式,同时还可以实现在高温、高压等特殊环境中进行采油作业,具有良好发展优势。
经过坚持不懈的努力,连续油管技术已经能够实现在提高采油效率的基础上,优化我国整体油田作业技术,目前我国大部分油田都开始使用连续油管,并已经成功解决部分难题。
1 井下作业中应用连续油管技术的优势油田井下作业过程中使用连续油管技术最主要的优势就是其技术应用成本低廉,作业设备安装方式较为简单,从整体施工过程来看,能够节省出大量的安装与操作时间,从而提高井下作业的效率。
使用连续油管技术还能够有效减少工作人员任务量,降低人力资源,减少作业成本。
通常来说连续油管技术侧钻井消耗费用仅仅是传统作业费用的25%-30%。
因此应用该技术还能够大幅度增加石油企业的经济效益。
另外,连续油管技术还能够实现在敏感地带的使用,实现直接带压连续操作,避免防喷与放压的二次操作。
该技术作业较为便捷,设备占地面积较小。
例如:辽河油田就在条件受限的环境里大量应用该项技术,提高采油质量的同时,减少了作业的成本。
2 提升连续油管技术应用效果的策略2.1 为连续油管技术应用提供设备保障虽然我国大部分油田企业在井下作业中都投入使用了连续油管技术,但是其工作效率仍不理想,出现这种现象的原因之一是由于设备不能满足技术要求,从另一角度来看,也是我国目前缺少生产连续油管技术相关设备的厂商。
无法提供设备保障会导致部分企业能够实现连续油管技术的应用,而另外一部分则无法使用,造成行业发展失衡的现象,制约整体发展。
连续油管钻井技术
连续油管钻井技术是一种钻井方法,通常被用于向地下目标进行准确的定向钻探。
这种技术是在钻井过程中保持连续的钢管运转而不断钻进的,相较于传统的一套套的取用,能够显著地提高钻井效率并减少投资成本。
连续油管钻井技术的关键在于通过油管的连续供给,将钻头和钻杆保持在一个连续运转的状态下。
这个过程是通过油管上的动力和导向系统来实现的。
在钻井的初期,一个导向器被安装在油管底部,用以控制钻头的方向并确保它能正确地钻进地层。
此外,油管上还有多种测量和监控设备,它们可以用于实时地监测钻井的进展以及钻头的方向。
总的来说,连续油管钻井技术主要有以下几个特点:第一,它能够持续不断地进行钻井操作,有效地缩短了钻井的周期。
第二,由于连续油管钻井技术的使用,钻井过程中的许多设备和材料都得到了减少,这降低了投资成本。
第三,通过连续油管钻井技术,钻井的准确性得到了显著的提高,从而提高了勘探的成功率。
然而,连续油管钻井技术并非没有挑战。
例如,连续油管钻井技术对设备和技术的要求较高,对于钻井施工人员的技术水平也有所要求。
此外,由于连续油管钻井技术通常需要在困难的地质条件下进行,对于钻井设备和材料的要求也比较严格。
总的来说,连续油管钻井技术是一项高效、精准的钻井方法,
它能够显著提高钻井的效率并降低勘探的投资成本。
在今后的勘探开发过程中,连续油管钻井技术有望得到更广泛的应用。
连续油管钻井技术与装备的应用及其新进展连续油管钻井技术与装备的应用及其新进展1. 引言连续油管钻井技术与装备是近年来油田开发领域中的一项重要创新。
作为一种新型的钻井方法,它在传统钻井技术的基础上进行了改进和优化,具有更高的钻井效率和更低的环境风险。
本文将从深度和广度两个方面对连续油管钻井技术与装备的应用和新进展进行全面评估,并分享个人对这一主题的观点和理解。
2. 连续油管钻井技术的概念与优势连续油管钻井技术是一种通过持续不断地推进钻杆和钻头,从而实现连续不间断地钻进地层的方法。
与传统的批式钻井相比,连续油管钻井技术具有以下显著优势:2.1 提高钻井效率由于连续油管钻井技术可以实现无阻力地连续推进钻杆和钻头,因此可以极大地提高钻井效率。
传统钻井方法需要频繁地停钻和换接钻具,而连续油管钻井技术可以避免这些时间的浪费,从而减少整体的钻井周期。
2.2 降低环境风险连续油管钻井技术在钻井过程中可以实现连续密封,有效避免了在井口形成油气井喷的风险。
这样既可以保护钻井人员的人身安全,也可以减少对环境的污染风险。
2.3 提高钻井质量由于连续油管钻井技术可以减少钻头在井内的停留时间,降低了井内油层的温度和压力变化,从而减少了钻孔壁对井壁稳定性的影响。
这些优势可以提高钻井质量,减少井壁垮塌和井漏的风险。
3. 连续油管钻井技术的应用案例连续油管钻井技术已经在全球范围内得到了广泛的应用。
以下将从几个典型案例中介绍连续油管钻井技术的具体应用情况:3.1 深水油田开发连续油管钻井技术在深水油田开发中具有重要意义。
传统钻井方法在深水环境中的应用受到了很大的限制,而连续油管钻井技术可以有效地解决这一问题。
通过连续推进钻杆和钻头,可以减少钻井过程中的水压差,提高井下作业的稳定性和安全性。
3.2 水平井开发连续油管钻井技术在水平井开发中也有广泛的应用。
传统的钻井方法在水平井中存在高摩阻、大转向力等问题,而连续油管钻井技术通过不间断地推进钻杆和钻头,可以有效地解决这些问题。
连续油管侧钻技术连续油管钻井(CTD)技术是90年代以来国外大力研究和发展的热门钻井技术之一:适于小井跟直井钻井、定向井钻井、水平井钻井及过油管钻井等多个领域。
利用连续油管进行过油管开窗徊l钻水平井,能显著节约钻井成本,是一种可靠、安垒、经济的对现存老井眼进行侧钻的有效方法。
随着小直径马达钻井系统和地面设备的可靠性应用的改进,连续油管钻井仍是侧钻现有井,发现新油藏,让作业人员倍感关注的一门工艺技术。
而连续油管过油管开窗侧钻技术亦有着巨大的优势,与常规侧钻技术相比,可以不起下油管,直接通过油管进行开窗侧钻,即过油管侧钻,加上连续油管无接头以及连续油管钻机固有的结构特点,使连续油管侧钻能显著节约钻井成本。
ARCO公司和BP公司在普鲁德霍湾油田使用CTD侧钻节约了起出、购买和重下生产油管和完井设备所需的成本,与传统的钻机侧钻相比,成本平均降低了40%。
Dowell Schlum-ber LET公司在加拿大Alberta Glaueonite⋯A’油田的一系列侧钻水平井也表明,连续油管侧钻技术具有较强的竞争力。
CTD钻井地面设备主要包括连续油管作业机(cru)及相关井口设备。
连续油管作业机是连续油管钻井作业的主要设备,它是一种移动式液压驱动的连续油管起下运输设备,有车装自走式、拖车式和撬装式等多种结构型式,包括注入头、滚筒、液压动力装置和控制室等。
注入头是一套液压驱动装置。
在下人连续油管时,它提供向下的推力,推动连续油管下井;在提升连续油管时,它提供拉力,将连续油管从井中取出来。
注人头放置在钻机平台防风壁中,位于井眼上方,其关键部分是链条牵引总成,为液压驱动的反向旋转双链条夹持牵引式油管起下机构。
驱动马达采用低速大扭矩液马达马达刹车、连续油管起下速度、连续油管夹紧力和链条张紧力,由作业手在控制室集中控制。
滚筒用于均匀地缠绕连续油管,其所能缠绕连续油管的长度主要取决于滚筒的外径、宽度、同心的直径、汽车底盘或拖车的承载能力和道路条件等。
连续油管钻井技术简介连续油管钻井技术是一种在钻井过程中使用连续油管来完成钻井、完井和产能测试的方法。
相较于传统的钻井方式,连续油管钻井技术具有多项优势,包括提高钻井效率、降低成本、减少环境污染等。
本文将介绍连续油管钻井技术的原理、应用领域和发展趋势。
原理连续油管钻井技术的基本原理是通过在钻井过程中使用连续油管作为钻杆和套管来实现钻进、固井和产能测试等操作。
连续油管是由多节钻杆组成的一种特殊钻井工具,与传统的钻杆相比,连续油管具有更高的强度和承载能力。
在连续油管钻井中,首先将一节连续油管安装在顶部的钻井工具上,并通过旋转和推拉操作将其逐渐下放到井底。
当钻进到一定深度后,需要固定连续油管以承受钻井和完井操作的力量。
为此,会在连续油管中注入水泥浆以形成固井环,使连续油管与井壁形成密封。
完成固井后,可以进行产能测试等操作。
应用领域连续油管钻井技术在石油工业中具有广泛的应用领域。
以下是几个常见的应用领域:1. 深水钻井在深水钻井中,连续油管钻井技术可以提供更高的钻进效率和安全性。
由于连续油管具有较强的承载能力,可以在深水环境下承受更大的压力和冲击力。
因此,连续油管钻井技术在深水钻井中得到了广泛应用。
2. 难以钻进的地质条件在一些地质条件较为复杂、钻进困难的区域,传统钻井技术往往效率低下或无法实施。
而连续油管钻井技术可以通过其高承载能力和灵活的操作性能,有效地应对这些复杂地质条件,提高钻进效率。
3. 油气田开发和修井在油气田开发和修井过程中,连续油管钻井技术可以快速实现储层的钻井、固井和产能测试等操作。
相较于传统的钻井方式,连续油管钻井技术可以减少井口作业次数和施工周期,降低成本并提高产能。
发展趋势连续油管钻井技术在近年来得到了快速的发展,并有望在未来进一步拓展应用领域。
以下是一些可能的发展趋势:1. 技术创新目前,连续油管钻井技术还存在一些局限性,如连续油管的强度和尺寸限制等。
未来,随着技术的不断创新,有望改善这些局限性,并开发出更高强度、更大尺寸的连续油管,以满足更复杂的钻井需求。
国内外连续油管在井下作业技术应用摘要:本文探讨了国内外连续油管技术的特点和应用情况,更具体地说,连续油管作业技术具有以下优点:作业安全、高效;运移、就位、井场准备快;带压作业;减少起下管柱时间;对环境影响小;现场占用人员少;运行费用相对低。
关键词:连续油管井下作业安全高效连续油管技术主要有地面没备、井下工具和作业工艺三大部分构成。
作业速度快和运行经济性是采用连续油管技术的最突出优点。
与钻机修井机相比,连续油管作业机尺寸小,运移快、安装就位方便。
一、地面装备多样化ctu可分为常规型和复合型2种型式,以适应不同的作业用途、工况和道路条件的要求,其中,常规型主要有拖车式、车装式、橇装式3种型式。
前2种用于陆上,后者主要用于海洋。
复合型ctu 可用ct和钻杆柱进行作业。
此外,一些专用连续油管设备的相继问世,如处理大直径连续油管完井管柱的连续油管完井作业机、能够操作连续油管和接头连接管柱的连续油管钻井作业机、湖泊和沼泽地区使用的驳船式作业机、北极地区使用的全封闭式作业机等,使得地面设备的品种和型式更加丰富。
车装式连续油管作业机结构相对较为简单,移运方便灵活,适合我国的道路和井场条件,较小直径的连续油管作业设备通常采取这种结构形式;拖车式连续油管作业机将各个工作机构集中布置在拖车上,采用通用的牵引车移运,适合较好的道路和井场条件,较大直径的连续油管作业设备通常采取这种结构形式;橇装式连续油管作业机采用模块化结构形式,根据连续油管作业机的机构特点,将其主要部件划分为合适的模块,因此制造相对较为简单,用于海上平台的连续油管作业设备通常采用这种结构形式;自带吊车和井架的连续油管作业机结构较为复杂,其突出特点是,作业时不需要另外的起吊设备,但移运时对道路和井场条件的要求较高;专用连续油管钻井装备结构齐全而复杂,造价昂贵,运困难,其突出的结构特点是,这种装置将ct滚筒置于注入头上方,作业时,省去了注入头的导向器,消除了因导向器引起的ct弯曲和疲劳破坏,因此能大大提高ct的使用寿命。
新兴的连续油管钻井技术发布时间:2010-04-09 11:39:17连续油管起初作为经济有效的井筒清理工具,在市场上赢得了立足之地。
传统的修井和完井作业的经济收入占连续油管作业总收入的四分之三以上。
随着连续油管设备在油气田上的应用范围持续扩大,近年来,连续油管钻井技术和连续油管压裂技术成为发展最快的两项技术。
连续油管钻井技术的发展连续油管钻井(CTD)研究始于上世纪六十年代。
在上世纪七十年代中期,利用连续油管进行了钻井作业。
当时的连续油管装置包括16英尺直径的滚筒、6150FPM注入头、3000psi防喷器以及由40英尺长的管子经端面焊接而成的3000英尺长的连续油管。
利用该装置和转速为300rpm的5″容积式马达、三牙轮钻头等钻井工具,钻6-1/4″井眼的浅井。
钻了10口井后不再使用该装置。
在上世纪八十年代,传统钻井在浅油气藏钻井市场有很强的竞争力,连续油管钻井则不景气。
这不仅是因为传统的钻井设备更为便宜,而且由于人们当时没有认识到连续油管钻井在改善钻井工艺或降低钻井成本上的优势。
从上世纪九十年代初开始,连续油管钻井技术进入了发展和应用时期。
1991年,在巴黎盆地成功地进行了连续油管钻井先导性试验,同年在德克萨斯利用连续油管进行了3井次的重钻井作业。
此后,连续油管钻井技术迅速发展,至1997年,共完成了4000个连续油管钻井项目(见图1)。
连续油管钻井技术的迅速发展归功于以下几个因素:连续油管行业已经发展到能提供必要的设备和基本技术的成熟阶段;连续油管钻井技术在市场上具有竞争力,有时甚至占上风;在定向钻井和欠平衡钻井方面处于技术优势地位;油气工业界对于连续油管钻井的能力和局限性有了更多的理解,能更合理地选择钻井对象,最终使连续油管钻井的成功率更高。
近年来,连续油管钻井每年达到900~1000口,其中,老井侧钻钻定向井约120口,新钻浅直井约800口。
连续油管钻井技术已经成为经济高效地在各种油气藏进行加深钻井、老井侧钻、钻浅井的重要技术,在钻井市场,特别在欠平衡水平钻井市场赢得了地位。
连续油管钻井系统的优缺点连续油管钻井系统的优点,包括:一、控制压力能力强,能在欠平衡条件下安全、高效地钻井。
二、适合于现有井的加深钻井和侧钻作业,与用常规钻井设备或修井设备达到同样的目标相比,用连续油管可以节约费用25%~40%。
三、容易提高钻井工艺自动化水平,操作人员少。
四、装备的机动性好,安装、拆卸容易,节约时间。
五、起下钻快,钻进快,钻井作业周期短。
六、地面设备占地少,适合于地面条件受限制的地区或海上平台作业。
七、连续油管的挠性好,能钻短弯曲半径的水平井。
八、地面设备少,噪音低,污物溢出量少,对环境影响小。
连续油管钻井系统的缺点,包括:一、连续油管直径较小,限制了能钻的井眼尺寸和泥浆流量。
二、连续油管不能象常规钻杆那样旋转,钻头的旋转动力只能来自井下马达,使其水平位移受到限制。
三、连续油管的寿命比常规钻杆的寿命短。
四、用通常的连续油管装置还不能完成从开钻到完钻的所有作业,需要借助于常规钻机或修井机做钻井前的准备工作,例如起出生产油管和封隔器、清洗井眼等,以及下入长段套管或尾管柱。
连续油管钻井系统的组成许多连续油管钻井作业能使用常规修井作业使用的连续油管设备。
然而,随着CTD实践的增加和CTD作业的复杂性增加,逐渐趋向于制造CTD专用设备。
后来也发展了特殊的混合式设备,它可以起下连续油管,也可以起下常规连接管。
这类设备也允许CTU做更多的钻井相关工作,例如起下完井管柱等。
钻井作业的类型、地点和作业的复杂性将决定需要装备哪些地面设备。
完成大部分CTD作业所需的主要设备有:一、基本连续油管设备:滚筒;连续油管;连续油管注入头;动力系统、液压系统、控制系统;起重机和支座。
二、管子操作设备。
三、压力控制设备(防喷器组)。
四、辅助地面设备。
五、监测和记录设备。
六、安全和应急设备。
七、钻井流体混合、储存、循环和处理设备。
八、钻井、测量底部工具组合。
下期,将着重介绍一些重要设备。
应用范围及技术水平连续油管钻井的应用领域为:钻小井眼井、现有井侧钻定向井、现有井加深钻井、钻浅井、欠平衡(负压)条件下钻井、在3-1/2″(8809毫米)或更大直径油管中过油管钻井、在不用永久性安装钻井设备的海上平台或浮动生产设施上钻井、钻救援井、环境敏感区(降底噪音、场地限制、防止漫溅、光学干扰)钻井。
常用的连续油管钻井按钻井类型分类,有现有井定向重钻和直井钻井两类;按工艺方式分类,有欠平衡钻井、平衡钻井和过平衡钻井。
目前连续油管钻井广泛用于钻浅直井、现有井侧钻定向井、欠平衡钻井。
在钻井过程中连续油管的其它应用有取心、安放造斜器、伽码射线测量、导向工具的有线测量、下尾管和悬挂器、泡沫或液体钻井、空气雾化钻井等几个方面。
在早期的技术水平方面,大部分井是用2″英寸连续油管和2-7/8″底部钻具组合钻成的。
随后出现了2-3/8″连续油管和3-1/2″底部钻具组合钻4-3/4″井眼。
后来发展到采用2-7/8″连续油管和4-3/4″底部钻具组合钻6-1/4″井眼。
井眼通常小于7″,但已经成功钻过井眼达到13-3/4″的井。
1991年至1997年初,ARCO公司在德克萨斯、阿拉斯加、加里福尼亚和新墨西哥用连续油管共钻了70多口井,其中,约58%的井为套管开窗侧钻,42%的井为套管鞋下方钻的延伸井(包括加深井和定向水平井),在世界上用连续油管所钻的定向水平井中占了很大比例。
ARCO公司用连续油管在阿拉斯加普鲁德霍湾钻的井,垂深(造斜点)大约在2700~3000米,总井深在3350米左右,连续官钻井长度为360米左右。
这些井通常是通过4-1/2″或5-1/2″生产油管钻的,也有通过3-1/2″油管钻的,其中有3口多分支井。
1995年至1997年,ARCO公司在普鲁德霍湾用连续油管钻的定向水平井的平均成本是每口井大约100万美元,而用修井机完成类似的井需要大约200万美元。
连续油管所钻的井平均单井日产量为1500桶左右,平均投资回收期为85天。
这一连续油管钻井计划,大约90%的钻井目标与5%的经济目标获得了成功。
1997年5月,壳牌英国勘探与生产公司在北海的北CORMORANT 油田CN30井中用连续油管在5″和7″尾管中开窗侧钻,窗口深度为3862~3866米,总井深为4137米。
该井中,用连续油管开窗、钻3-7/8″井眼,测井,下2-7/8″尾管,射孔,日产油1780吨。
1994~2000年,BP阿拉斯加勘探公司在阿拉斯加的北坡油田,采用连续油管设备侧钻了250口井,2001年侧钻62口井,2002年计划侧钻46口井。
大部分的侧钻井是通过4-1/2″的油管钻3-3/4″井眼,偶尔也通过3-1/2″油管钻3″井眼。
这些井的总深度为3300~3700米,侧钻水平井长度为450~720米。
连续油管钻井已经成为该油田的常规钻井作业。
据报道,2004年3月,BP公司在阿拉斯加的Niakuk油田的一口井中钻至17515英尺,创造了连续油管钻井的世界记录。
计算机模拟技术已经成为进行连续油管钻井工艺设计、确定技术可行性、现场监控钻井作业、钻后评价钻井技术效果等不可缺少的手段。
随着连续油管钻井技术应用日益增多,它的技术水平在不断发展提高。
连续油管钻井的基本设备大多数连续油管钻井作业者所用的连续油管基本设备与修井服务很相似(图1 )。
在某些情况下,个别设备或许要加以改进或更换,以便适应特殊用途。
连续油管钻井中使用较大直径连续油管的趋势导致钻井设备的尺寸与修井设备尺寸很不相同。
主要基本设备简介如下。
连续油管滚筒连续油管滚筒的主要功能是安全地保护和储存连续油管(图2 )。
这通过避免管柱疲劳(弯曲)或机械损伤造成的过分损坏而实现。
滚筒上通常连接活动弯头,使得滚筒在转动过程中能通过连续油管泵送流体。
对于CTD作业,需要内部装有电缆的连续油管、接管板和收集器总成,使得连续油管柱中的电缆通过转动的滚筒(电缆弯头/收集器)连接至地面。
除了操作驱动马达、刹车和缠绕管子的导向装置(排管器)系统的液压管件外,CTD作业用的滚筒上通常安装检测设备和连接器(例如MWD泥浆脉冲技术用的压力检测传感器,或连续油管柱检测设备如直径和椭圆度检测装置)。
滚筒的连续油管理论容量(图3)能利用下式计算。
其假设条件是管子在整个滚筒上缠绕得很好。
实际上难以达到这种程度,必须留有余量,以便保持滚筒的容量在实际的限度内。
L = (A+C) A B K式中,L——管子容量(英尺);A——管子堆叠高度(英寸);B——滚筒两端法兰之间宽度(英寸);C——滚筒芯轴直径(英寸);K——不同管子尺寸的K值(英尺/英寸3) 。
不同管子尺寸的K值为(见表1):利用驱动马达和排管器可将连续油管合适地排布在滚筒上。
采用半径较大的滚筒能显著增加连续油管的寿命。
推荐的滚筒芯轴半径见表2。
连续油管即便基本的CTD作业也需要高性能连续油管柱。
例如,若钻井作业需要在同一井眼中多次起、下连续油管柱,那么连续油管柱的疲劳便会快速积累。
另外,CTD作业过程中卡住管柱的可能性比大多数常规修井作业更大。
这不仅意味着连续油管柱的性能必须最佳,而且操作人员任何时候都必须知道钻井连续油管柱的工作条件限度。
人们总是希望改善连续油管的屈服应力以及可能使用新奇的材料如象钛合金、合成材料和陶瓷制品等,目的在于拓宽钻井深度限度,更好地监测和了解连续油管在不同的压力和温度下循环使用的疲劳寿命。
计算机模型已用于分析管子疲劳寿命,并在钻井中用作连续油管监测系统。
钻新井和定向井通常使用2-3/8″或2-7/8″连续油管。
近年来,大部分垂直井加深钻井使用2″连续油管,大部分垂直新井钻井使用2-7/8″连续油管。
钻井作业使用的连续油管的最大外径为3-1/2″,新型的混合式钻井系统使用3-1/4″外径的连续油管作为标准配置。
对于几乎所有钻井作业,推荐的管柱壁厚至少0.156″,采用屈服强度为70000psi或80000psi的材料制造。
然而,对于钻较深的垂直井或延伸较长的水平井,或许需要屈服强度为100000psi或110000psi的材料制造。
对于有些井,可能需要使用管壁厚度从0.190″逐渐减薄至0.125″的锥形管柱。
通常,对于给定的钻井作业,连续油管的尺寸是在管子寿命(较小尺寸的管子具有较长的循环寿命,但具有较低的强度和有限的流量)和流通截面(较大尺寸的管子具有较高的强度和较大的流通截面,但具有较短的循环寿命)之间采取折衷。
其结果,CTD通常使用2-3/8″或2-7/8″连续油管。
另外,需要考虑的是,在一个给定的滚筒上能缠绕的达到所需深度的连续油管的数量或起重机能支撑的最大重量。
在钻井设计阶段,连续油管的最佳尺寸、壁厚和屈服强度是利用连续油管模拟软件以及打算要钻的井的相关井的资料确定的。