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(guó)CTD應(yīng)用的現(xiàn)狀，闡述了當(dāng)前連續(xù)油管鉆井作業(yè)工藝單一、成本高、依賴進(jìn)口等特點(diǎn)，分析國(guó)內(nèi)CT技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。研究表明我國(guó)CTD市場(chǎng)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(shì)鉆井技術(shù)的應(yīng)用。因此，發(fā)展國(guó)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(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀
自從1962年世界上第1臺(tái)連續(xù)油管作業(yè)機(jī)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(gè)熱點(diǎn)。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(guó)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(jìn)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(guó)引進(jìn)和利用連續(xù)油管技術(shù)始于1977年,我國(guó)引進(jìn)了第1臺(tái)Bowen Oil Tools(波恩工具公司)的產(chǎn)品。四川油田首先利用引進(jìn)的連續(xù)油管設(shè)備進(jìn)行氣井小型酸化、注氮排殘酸、氣舉降液、沖砂、清蠟等一些簡(jiǎn)單作業(yè)。大慶油田自1985年引進(jìn)Hydra-R公司的連續(xù)油管設(shè)備以來，共在100多口井中進(jìn)行了修井等多種井下作業(yè)。吐哈油田自1994年引進(jìn)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(guó)油田已經(jīng)得到認(rèn)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(tái)車上，稱為連續(xù)油管車;另一種采用撬裝方式。
目前,國(guó)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(guó)，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(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，但價(jià)格貴，是普通鋼制連續(xù)油管的6倍。
(1)直接從國(guó)外進(jìn)口連續(xù)油管，作為連續(xù)油管作業(yè)機(jī)配套部件。
(2)從國(guó)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(hào)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(dá)(Motor)、推進(jìn)器(Thruster)、開窗工具、擴(kuò)眼器和隨鉆測(cè)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(shí)為了擴(kuò)大井眼，使用井下擴(kuò)眼器。
2、馬達(dá)
馬達(dá)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(dá)制造成外徑小、長(zhǎng)度短、扭矩大、能彎曲(單彎、雙彎和絞鏈?zhǔn)?的容積式馬達(dá)。美國(guó)Drelex公司井下動(dòng)力馬達(dá)，具有氣液兩種介質(zhì)驅(qū)動(dòng)方式，使用方便，性能優(yōu)越。
3、隨鉆測(cè)量?jī)x
隨鉆測(cè)量?jī)x是隨馬達(dá)下入井中邊鉆進(jìn)邊進(jìn)行井眼傾斜角和方位角測(cè)量的儀器，有直讀式和儲(chǔ)存式兩種。多數(shù)采用無線傳輸直讀方式，定時(shí)將測(cè)量結(jié)果傳達(dá)到地面，以便地面進(jìn)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(cè)量技術(shù)SWD，邊鉆進(jìn)邊進(jìn)行地震測(cè)量，確定井下巖性，與地面計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配套處理，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)向。隨鉆測(cè)井LWD，在鉆進(jìn)的同時(shí)，隨鉆進(jìn)行伽瑪、電位和成相測(cè)井。
4、推進(jìn)器
推進(jìn)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(jìn)器(Do whole Thruster)實(shí)現(xiàn)加壓鉆進(jìn)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(diǎn)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(gè)系統(tǒng)比較輕便，大大節(jié)約了井場(chǎng)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(jìn)行除砂和脫氣。
三、連續(xù)油管主要優(yōu)勢(shì)鉆井技術(shù)
CTD的主要優(yōu)勢(shì)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(jìn)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(dá)不到經(jīng)濟(jì)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(shí)，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(jìn)，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(jìn)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(duì)于低壓易漏失層的鉆探，可以安全方便的進(jìn)行負(fù)壓鉆井，提高鉆探成功率。
(2)對(duì)于水敏易塌地層的鉆探,CTD可以采用氮?dú)忏@井、油基洗井液鉆井等方法，為泥頁(yè)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(duì)于已下小套管的老井，在進(jìn)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(jìn)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(fēng)險(xiǎn)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(shí)現(xiàn)從油層進(jìn)入油層，減小風(fēng)險(xiǎn)，降低成本。
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