连续油管钻井技术发展摘要.ppt

连续油管钻井技术发展概述 中国石油海洋公司辽河事业部 作业公司61平台 赵海龙 2008.12 1951年,美国第一项连续油管技术专利授予了G·D·Priestman等人。运用该技术研发的设备其许多特征仍沿续至今,包括装有可以扣紧管柱的反轮驱动系统、电动卷缆车以及在钻头上方带有井底发动机的底部钻具组合。 20世纪60年代, R·H·Cullen研究中心完善了铠装缆线包覆的挠性管,缠卷这种管的耗能最小。截至1969年项目终止,用这种挠性管完钻了数口井,最大完钻井深达1371m。 20世纪70年代初,小直径连续油管在西得克萨斯的一些特殊的修井作业中使用。因为下入装置都是最原始的,导致部分管段遗留在井内,一旦管掉落,就会在井下被切割成巢状钢屑团,增加了打捞工作的难度。因此,许多公司在不得已的情况下才会借助连续油管技术解决问题。 1976年,加拿大发明家Ben Gray研发出第一套真正意义上的刚性管连续油管钻机组,该机组使用了长为914m外径为60 mm的X 42焊接型管线。该钻机组在加拿大完钻了20口浅气井。《World Oil》1977年3月发表的题为“新概念钻机”重点介绍了该连续油管钻井技术。 从那时起,连续油管钻井技术因诸多原因倍受关注,井控因素就是原因之一。由于钻杆上没有连接器,一直困扰着管杆型钻机的井涌问题已不存在。设置的密封接头和方形防喷器使井涌控制工作变得很简单,在保持钻进的情况下只要稍微加重泥浆即可。 另外,在施工过程中也会出现一些问题,如起钻过程中地层中会吸入流体,可通过钻柱将这些流体抽出。当抽汲速度达到或超过放空速度时,井筒内压力就会达到井底压力值。当然,在这种情况下连续油管的起出速度会超过常规钻杆的起出速度。但是,再次下钻时对井筒内的波动压力不可掉以轻心。 运用连续油管进行钻井施工,提高了作业的安全性,同时需要的人员减少。因为钻管没有连接器,所以无需花时间去装配和拆卸连接器。显然,因操作人员施工量减少,伤亡事故也相应减少。因为钻管需缠绕,装卸底部钻具组合一定要严格按操作规程进行;因为钻机组没有钻铤,所以只需将发动机或随钻测井工具装到绞车上,这大大地缩短了施工周期。 连续油管钻井技术最明显的不足就是钻管不能转向,所有的旋转操作必须通过马达或涡轮机完成。这就意味着定向操作必须通过其他方式实现,即使用可改变工具面的定向装置滑动钻井来实现。这类工具利用泵压驱动给定向装置施加一个旋转分力。一旦工具面正确定向后,工具的方向一直锁定,直到需要重新校正方向为止。 另一个不足就是钻管的使用寿命短。每次施工钻管都要从鹅颈上卸下,下入井筒后再起出,钻管要被反复弯曲和拉伸几次。挠性管经过几次这样大强度的施工后,会因疲劳而不能继续使用。因此,要密切监控经历了数次弯伸的每一段钻管。 还有一个问题就是钻柱穿孔。如果穿孔部位在常规钻管的焊接处,那么重新焊接就可解决穿孔问题。如果连续油管遇到类似的情况,处理起来就较为棘手,要进行现场焊接,而迄今为止还没人知道如何封堵穿孔(或者说还未解决因钻柱穿孔而引起的压力升高问题)。 多年来出现各类应对这些问题的方法。一种解决方案就是在钻井过程中整体转动绞盘,从而使连续油管在井眼内转向。这一解决方案也促使几种新型钻机的问世。遗憾的是,当将连续油管绕线架这样重的装置安装上并围绕一个中心轴使其转动时,会产生很大的惯性力。 另一个解决方案就是在每一段连续油管的末端焊接一个连接头,这样施工完毕后就可将管段拆分下来。仍在井内的管段,因其未连到绞车上可当作传动钻杆使用,使钻铤继续旋转。一旦达到完钻井深,井内的管段就可重新连接到绞车上,以便进行起下钻施工。这样可将连续油管和钻铤的抗拉强度结合起来,同时也避免了管段性裂缝。 尽管连续油管技术还存在着一些不足,但预期会越来越受欢迎。随着定向控制工具的改进和遥感测试技术的发展,以及对大型传统钻机高昂成本的顾虑,连续油管钻井技术势必得到蓬勃发展。 谢谢！ 望各位领导批评指正！ 祝大家春节快乐！ * * *