用連續(xù)油管替代修井設(shè)備對(duì)多層壓裂水平井完井

張會(huì)敏 宋超

摘要：通過(guò)對(duì)連續(xù)油管鉆井井下鉆具組合的基本元件性能進(jìn)行分析，并對(duì)連續(xù)油管鉆井和常規(guī)的修井設(shè)備進(jìn)行比較分析，提出相應(yīng)的井下鉆具組合選用原則，根據(jù)油井的實(shí)際情況來(lái)選擇合適的連續(xù)油管鉆井井下鉆具組合能夠?qū)Χ鄬訅毫阉骄M(jìn)行完井，增加油田企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：連續(xù)油管;壓裂水平井;修井設(shè)備

隨著我國(guó)油田的不斷開(kāi)采，油田開(kāi)采技術(shù)水平也在不斷提高，連續(xù)油管技術(shù)在低滲透油當(dāng)中的應(yīng)用較為廣泛，連續(xù)油管技術(shù)在針對(duì)多層壓裂水平井過(guò)程中能夠?qū)崿F(xiàn)完井操作，與傳統(tǒng)的修井設(shè)備完井工藝進(jìn)行對(duì)比，連續(xù)油管技術(shù)具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，可以實(shí)現(xiàn)帶壓作業(yè)，在最大程度上實(shí)現(xiàn)了油田的開(kāi)采效率。

1連續(xù)油管鉆井井下鉆具組合

1.1組成元件

連續(xù)油管鉆井井下鉆具組合中所使用到的元件比較復(fù)雜，這些元件的使用能夠有效提高井下作業(yè)的破巖動(dòng)力以及測(cè)量鉆井參數(shù)等作用，在進(jìn)行連續(xù)油管鉆井過(guò)程中合理利用井下鉆具組合可以減少鉆井成本、降低鉆井時(shí)間、提高井眼軌跡的準(zhǔn)確度。

（1）連續(xù)油管連接器。該元件的主要作用是將連續(xù)油管和底部鉆具組合進(jìn)行連接，該元件的抗拉、抗扭能力較強(qiáng)。

（2）止回閥。該元件的主要作用是限制流體流動(dòng)方向，能夠有效阻止環(huán)空流體進(jìn)入連續(xù)油管管線，確保鉆井工作安全，一般情況下該元件與連續(xù)油管連接器相連。

（3）緊急分離工具。該元件的主要作用是當(dāng)鉆具出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)能夠及時(shí)將連續(xù)油管和鉆具組合進(jìn)行分離，從而有效實(shí)現(xiàn)液壓和電力通訊的切斷，確保鉆井工作的安全性，減少安全事故的發(fā)生。

（4）循環(huán)閥。循環(huán)法位于緊急分離工具元件下方，減少鉆具組合的壓力損失和流速限制，能夠有效加強(qiáng)流體流速，可以有效提高井眼清潔效果。

（5）定向工具。定向工具的主要類(lèi)型包括液力定向器、電驅(qū)動(dòng)定向器以及智能無(wú)線定向器，該元件的主要作用為改變鉆具組合的工作面。

（6）隨鉆測(cè)量工具。該元件的主要作用為在鉆井過(guò)程中能夠?qū)?shù)據(jù)、地層參數(shù)以及鉆井參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，并及時(shí)向操作人員反饋測(cè)量數(shù)據(jù)，為后期鉆井工程提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

（7）馬達(dá)。馬達(dá)元件能夠提供破巖動(dòng)力，目前最常用的馬達(dá)種類(lèi)為螺桿馬達(dá)和電動(dòng)馬達(dá)，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中螺桿馬達(dá)的使用范圍更加廣泛，因?yàn)槁輻U馬達(dá)能夠減少電磁干擾，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)井眼軌跡的有效控制。

（8）鉆頭。連續(xù)油管鉆井對(duì)鉆頭的要求比較高，并且連續(xù)油管鉆井鉆頭轉(zhuǎn)速比常規(guī)，鉆井鉆頭轉(zhuǎn)速要高。需要根據(jù)不同的地層環(huán)境來(lái)選擇連續(xù)油管鉆井鉆頭，對(duì)于軟底層或者中硬地層一般情況下才用PDC鉆頭，對(duì)于堅(jiān)硬地層則使用金剛石鉆頭。

1.2鉆井井下鉆具組合基本分類(lèi)

（1）井下鉆具組合控制方式。連續(xù)油管鉆井井下工具可以分為泥漿脈沖系統(tǒng)井下鉆具組合和電纜系統(tǒng)井下鉆具組合。電纜系統(tǒng)井下鉆具組合能夠?qū)崿F(xiàn)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)傳輸，能夠?qū)崿F(xiàn)鉆井速率控制，對(duì)提高鉆井操作以及改善井眼質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。

（2）根據(jù)鉆井工藝方法的不同，鉆具組合又分為欠平衡壓力鉆井、動(dòng)態(tài)凈平衡壓力鉆井以及過(guò)平衡壓力鉆井。

（3）在鉆井過(guò)程中作業(yè)類(lèi)型的不同，鉆具組合分為套管開(kāi)窗鉆具組合和裸眼鉆進(jìn)鉆具組合。

（4）由于油井所處的地理環(huán)境不同，會(huì)導(dǎo)致井身結(jié)構(gòu)出現(xiàn)差異，因此鉆具組合又分為垂直井鉆具組合和定向井鉆具組合。

1.3連續(xù)油管鉆井井下鉆具的選用原則

（1）作業(yè)經(jīng)濟(jì)性。提高鉆井速率、降低設(shè)備成本以及鉆井時(shí)間可以有效提升油田鉆井的經(jīng)濟(jì)性。

（2）作業(yè)類(lèi)型。油田的作業(yè)類(lèi)型會(huì)制約連續(xù)油管鉆井井下鉆具組合配置。

（3）作業(yè)工藝。對(duì)于相同的鉆井作業(yè)會(huì)有不同的工藝方法進(jìn)行選擇，因此所需要的作業(yè)工具也會(huì)不同。

（4）地層因素和鉆井作業(yè)復(fù)雜程度。對(duì)于復(fù)雜地層的鉆井作業(yè)，需要了解井下的地質(zhì)參數(shù)和工程設(shè)計(jì)，并將所獲得的數(shù)據(jù)傳輸至地面，相關(guān)工作人員根據(jù)所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行鉆具組合，避免安全事故的發(fā)生。

（5）井眼清潔。對(duì)與連續(xù)油管鉆井尺寸過(guò)大的套管井進(jìn)行加深作業(yè)時(shí)需要依靠大流量的鉆井業(yè)來(lái)運(yùn)移巖屑，確保井眼清潔，防止油管堵塞。

2連續(xù)油管和傳統(tǒng)修井機(jī)完整對(duì)比

在利用連續(xù)油管進(jìn)行完整過(guò)程中主要包括以下幾個(gè)步驟：

（1）利用馬達(dá)和鉆頭進(jìn)行清洗作業(yè)，清洗在固井時(shí)所留在井中的巖屑，在清洗作業(yè)完成以后，從景點(diǎn)處提出連續(xù)油管，加入與地層配伍較好的液體。

（2）將射孔下部組合下入至井眼中，射開(kāi)第一層;

（3）第一層完全射開(kāi)以后，需要拆除連續(xù)油管作業(yè)機(jī);

（4）安裝壓裂設(shè)備對(duì)第一層進(jìn)行壓裂;

（5）安裝連續(xù)油管作業(yè)機(jī)，封隔第一層段井并在起下過(guò)程中射開(kāi)第二層;

（6）拆除連續(xù)油管作業(yè)機(jī)，安裝壓力設(shè)備，對(duì)第二層進(jìn)行壓裂;

（7）重復(fù)上述步驟，直到所有目標(biāo)層完全壓裂成功;

（8）在最后完成壓裂施工以后，利用連續(xù)油管斷掉所有橋塞，從而開(kāi)井生產(chǎn)。

利用連續(xù)油管進(jìn)行完井作業(yè)時(shí)間為10天，總共完井層段達(dá)到5層。而利用傳統(tǒng)的修井機(jī)進(jìn)行完井得需要18天才能夠完井成功，且完整層段為4層，在每次壓裂處理完成以后會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的壓力下降，導(dǎo)致安裝鉆機(jī)作業(yè)時(shí)間延長(zhǎng)。

連續(xù)油管作業(yè)具有起下鉆快、能夠?qū)崿F(xiàn)帶壓作業(yè)、在鉆井和充砂時(shí)間內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)循環(huán)操作、連續(xù)油管作業(yè)時(shí)間比傳統(tǒng)的修井設(shè)備作業(yè)時(shí)間短、開(kāi)采成本低等優(yōu)點(diǎn)。

在進(jìn)行多層壓裂施工過(guò)程中，需要利用橋塞將各壓裂層進(jìn)行隔開(kāi)，在最后一層完成壓裂施工以后，需要將所有橋塞鉆掉，這樣做的目的是為了防止液體或者巖屑漏失到新壓開(kāi)的裂縫中，因此在進(jìn)行鉆掉橋塞過(guò)程中應(yīng)當(dāng)保持平衡鉆井或者欠平衡鉆井，因此連續(xù)油管才能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)循環(huán)作業(yè)。

3結(jié)束語(yǔ)

連續(xù)油管技術(shù)對(duì)水平井進(jìn)行多層壓裂施工過(guò)程中，連續(xù)油管技術(shù)比傳統(tǒng)的修井設(shè)備更加具有高效性和經(jīng)濟(jì)性。但是在進(jìn)行施工之前，為了確保施工作業(yè)的成功率，需要制定詳細(xì)的作業(yè)計(jì)劃，確保預(yù)測(cè)作業(yè)進(jìn)度做到天衣無(wú)縫，才能夠有效保證完井施工。不同的鉆具組合需要結(jié)合相應(yīng)作業(yè)類(lèi)型、技術(shù)要求以及操作人員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行選擇，從而有效提高油田的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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