陸地鉆井新技術(shù)論文(2)
陸地鉆井新技術(shù)論文篇二
連續(xù)油管鉆井新技術(shù)
摘要:概述了連續(xù)油管鉆井(Coiled Tubing Drilling, CTD)的發(fā)展歷史、鉆井裝備、材料及其技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展與規(guī)格的提升。結(jié)合我國CTD應(yīng)用的現(xiàn)狀，闡述了當前連續(xù)油管鉆井作業(yè)工藝單一、成本高、依賴進口等特點，分析國內(nèi)CT技術(shù)的發(fā)展趨勢。研究表明我國CTD市場前景良好，主要體現(xiàn)在連續(xù)油管鉆井的小井眼、欠平衡、大位移等優(yōu)勢鉆井技術(shù)的應(yīng)用。因此，發(fā)展國內(nèi)CTD技術(shù)、CT材料及其制造技術(shù)具有重要意義。
關(guān)鍵詞:連續(xù)油管;新技術(shù);鉆井
一、國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀
自從1962年世界上第1臺連續(xù)油管作業(yè)機問并開始用于石油工業(yè)以來，經(jīng)過40多年的發(fā)展，已成為世界油氣工業(yè)技術(shù)研究和應(yīng)用中的一個熱點。CTD技術(shù)從九十年代開始得到了迅速發(fā)展,加拿大是應(yīng)用CTD技術(shù)最早，發(fā)展最快的國家之一，七十年代用CTD技術(shù)完成鉆井15口井，其中8口叢式井，7口重鉆加深井。八十年代完成30口井，進入九十年代的五年中(90-94)已完成145口井?？梢哉f，世界石油工業(yè)正在經(jīng)歷一次連續(xù)油管技術(shù)革命。
我國引進和利用連續(xù)油管技術(shù)始于1977年,我國引進了第1臺Bowen Oil Tools(波恩工具公司)的產(chǎn)品。四川油田首先利用引進的連續(xù)油管設(shè)備進行氣井小型酸化、注氮排殘酸、氣舉降液、沖砂、清蠟等一些簡單作業(yè)。大慶油田自1985年引進Hydra-R公司的連續(xù)油管設(shè)備以來，共在100多口井中進行了修井等多種井下作業(yè)。吐哈油田自1994年引進續(xù)油管設(shè)備以來,每年的作業(yè)量不斷增加。連續(xù)管技術(shù)在我國油田已經(jīng)得到認可。
二、連續(xù)油管鉆井設(shè)備
CTD設(shè)備主要包括:連續(xù)油管裝置、井下工具儀器和循環(huán)除砂裝置三大部分。
(一)連續(xù)油管裝置
主要包括連續(xù)油管(Coiled Tubing)、注入頭(Inje CTD or Head)、操作控制裝置(Operation Control unit)和井口防噴裝置(Wellhead Blowout Preventer)四部分。組裝方式主要為兩種，一種是四部分組裝于一臺車上，稱為連續(xù)油管車;另一種采用撬裝方式。
目前,國內(nèi)沒有連續(xù)油管制造廠，世界上幾大連續(xù)油管主要制造商均集中在美國，它們是Quality Tubing公司(優(yōu)質(zhì)油管公司),Precision Technology公司(精密管技術(shù)公司)Southwestern Pipe公司(西南管子公司)。用以制造連續(xù)油管的材料有碳素鋼、調(diào)質(zhì)鋼和稀有材料3種。其中稀有材料，例如鈦合金,有質(zhì)量輕和強度高等優(yōu)點，但價格貴，是普通鋼制連續(xù)油管的6倍。
(1)直接從國外進口連續(xù)油管，作為連續(xù)油管作業(yè)機配套部件。
(2)從國內(nèi)外找合作廠家生產(chǎn)連續(xù)油管。
連續(xù)油管裝在的專用的絞盤上，其規(guī)格型號較多，油管的規(guī)格尺寸越大，最小彎曲半徑也就越大。
(二)井下工具儀器
連續(xù)油管鉆井井下工具儀器主要包括鉆頭(Bit)、馬達(Motor)、推進器(Thruster)、開窗工具、擴眼器和隨鉆測試儀MWD (Measurement While Drilling)。
1、鉆頭
鉆頭主要用金剛石鉆頭，包括PDC鉆頭，TSD鉆頭及天然金剛鉆頭，很少使用牙輪鉆頭。有時為了擴大井眼，使用井下擴眼器。
2、馬達
馬達用來給鉆頭提供旋轉(zhuǎn)扭矩，為了便于增斜和順利通過短半徑曲率段，井下馬達制造成外徑小、長度短、扭矩大、能彎曲(單彎、雙彎和絞鏈式)的容積式馬達。美國Drelex公司井下動力馬達，具有氣液兩種介質(zhì)驅(qū)動方式，使用方便，性能優(yōu)越。
3、隨鉆測量儀
隨鉆測量儀是隨馬達下入井中邊鉆進邊進行井眼傾斜角和方位角測量的儀器，有直讀式和儲存式兩種。多數(shù)采用無線傳輸直讀方式，定時將測量結(jié)果傳達到地面，以便地面進行鉆井參數(shù)調(diào)整和控制井眼軌跡。近年來又出現(xiàn)了隨鉆地震測量技術(shù)SWD，邊鉆進邊進行地震測量，確定井下巖性，與地面計算機系統(tǒng)配套處理，實現(xiàn)自動導(dǎo)向。隨鉆測井LWD，在鉆進的同時，隨鉆進行伽瑪、電位和成相測井。
4、推進器
推進器是給鉆頭加壓的液壓工具，由于連續(xù)油管重量輕，剛度小，不能用其給鉆頭施加鉆壓，一般用專門的井下推進器(Do whole Thruster)實現(xiàn)加壓鉆進目的。
5、引斜器
引斜器是從直井開始在套管內(nèi)引斜側(cè)鉆開窗的工具，其類型很多，有液壓座封，液力座封和火藥爆炸座封等多種形式，應(yīng)用較為廣泛的是液壓座封式。
(三)循環(huán)處理裝置
連續(xù)油管鉆井循環(huán)處理裝置與普通鉆井的區(qū)別很大，其特點一是輕便，由于連續(xù)油管所鉆井眼小，應(yīng)用排量小;鉆井液用量少，整個系統(tǒng)比較輕便，大大節(jié)約了井場征地面積;二是密閉,為了保證油基鉆井液、泡沫鉆井液和欠平衡鉆井安全，在分離脫氣前的循環(huán)系統(tǒng)部分是密閉的;三是脫氣，連續(xù)油管常采用欠平衡鉆井，鉆井液返出后，含有油氣或循環(huán)氣，為了保證安全，不但要除砂，而且要脫氣，一般要配除砂器和分離器進行除砂和脫氣。
三、連續(xù)油管主要優(yōu)勢鉆井技術(shù)
CTD的主要優(yōu)勢鉆井技術(shù)是小井眼鉆井、大位移鉆井、欠平衡鉆井、多側(cè)向鉆井、短半徑鉆井和重進入鉆井等技術(shù)。
稠油油藏所具有的特殊性,不采用大幅度的增產(chǎn)措施，達不到經(jīng)濟開采產(chǎn)量，稠油開發(fā)將成為難題，水平井是大幅度提高單井產(chǎn)量的唯一手段。同時，由于稠油油藏邊底發(fā)育，采用CTD技術(shù)鉆短半徑多層多側(cè)向水平井開采，不僅有利于防止邊水水竄和底水推進，更有利于提高單井產(chǎn)量和采收率。
連續(xù)油管鉆井，便于進行短半徑、小井眼、欠平衡鉆井，以利于解決以下在勘探開發(fā)中的一些特殊問題。
(1)對于低壓易漏失層的鉆探，可以安全方便的進行負壓鉆井，提高鉆探成功率。
(2)對于水敏易塌地層的鉆探,CTD可以采用氮氣鉆井、油基洗井液鉆井等方法，為泥頁巖、石膏鹽層和煤層等水敏易塌地層鉆井提供安全可靠的鉆井手段。
(3)對于已下小套管的老井，在進行加深鉆井。因鉆具規(guī)格的限制，常規(guī)鉆井的難度很大，但利用CTD技術(shù)進行加深鉆井則非常方便。
(4)上部地層復(fù)雜的情況下，采用常規(guī)鉆井技術(shù)鉆水平井，成本高、風險大、工藝復(fù)雜;利用CTD技術(shù)的短半徑、小井眼可以有效的避開上部復(fù)雜地層，實現(xiàn)從油層進入油層，減小風險，降低成本。
參考文獻
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