淺談連續(xù)油管在頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用

潘 江

中國(guó)石油化工股份有限公司江漢油田分公司采油氣技術(shù)服務(wù)中心

淺談連續(xù)油管在頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用

潘 江

中國(guó)石油化工股份有限公司江漢油田分公司采油氣技術(shù)服務(wù)中心

伴隨著中國(guó)頁(yè)巖氣逐步進(jìn)入商業(yè)開(kāi)發(fā)，連續(xù)油管的應(yīng)用越來(lái)越普及，現(xiàn)已成為頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的主體作業(yè)技術(shù)，主要用于復(fù)合橋塞分段壓裂改造后的鉆塞施工，以及壓裂施工過(guò)程中進(jìn)行傳輸射孔、沖砂解堵和落物打撈等作業(yè)。而鉆塞作業(yè)屬于長(zhǎng)時(shí)間帶負(fù)荷高壓作業(yè)，對(duì)連續(xù)油管損傷較大；且井底橋塞碎屑的堆積也容易造成連續(xù)油管井下遇卡等情況，連續(xù)油管作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)較大。在頁(yè)巖氣井的連續(xù)油管實(shí)際應(yīng)用中油管曾出現(xiàn)過(guò)大量復(fù)雜情況，如油管腐蝕或銹蝕嚴(yán)重，表面有砂眼、凹坑和劃痕，泄漏，卡斷或拉斷，皺折或癟脹鼓包等。

頁(yè)巖氣；連續(xù)油管；開(kāi)發(fā)應(yīng)用

1 應(yīng)用連續(xù)油管技術(shù)的可行性

連續(xù)油管技術(shù)是當(dāng)前國(guó)際上先進(jìn)的作業(yè)技術(shù)，操作簡(jiǎn)單省時(shí)，安全可靠，具有明顯的優(yōu)越性。近幾十年來(lái)，連續(xù)油管技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，在許多方面已能完全替代常規(guī)作業(yè)。對(duì)一些常規(guī)技術(shù)難于處理的問(wèn)題，應(yīng)用連續(xù)油管技術(shù)便可迎刃而解，被譽(yù)為“萬(wàn)能作業(yè)設(shè)備”。目前，連續(xù)油管廣泛用于沖砂、洗井、誘噴助排、酸化、擴(kuò)眼、完井、集輸、射孔、鉆井(側(cè)鉆水平井、小井眼井、定向井、欠平衡鉆井等)等井下作業(yè)，每年實(shí)施約1500井次，最大下入深度6248.4m。

2 連續(xù)油管技術(shù)分析

2.1 施工參數(shù)優(yōu)化

實(shí)踐表明，選擇合理的施工參數(shù)可有效提高鉆塞效率，保障設(shè)備工具安全，降低施工風(fēng)險(xiǎn)。其中，鉆塞過(guò)程中的主要施工參數(shù)有鉆壓、泵壓、進(jìn)出口排量、膠液使用量和工具單趟使用時(shí)間等。施工參數(shù)優(yōu)化，從以下方面入手：

為有效提高鉆塞效率，進(jìn)行了合理施工鉆壓研究，根據(jù)進(jìn)入水平段長(zhǎng)度和深度的不同，結(jié)合磨鞋及螺桿鉆具的最佳工作狀態(tài)進(jìn)行軟件模擬，確定地表應(yīng)施加的合適鉆壓(5～20kN)，確保鉆塞效率最高、返出碎屑最理想。為了確保施工安全，根據(jù)連續(xù)油管的承壓級(jí)別，降低連續(xù)油管的疲勞損耗，建議鉆塞泵壓在45MPa以下；根據(jù)螺桿鉆具及水力振蕩器的最佳工作排量，同時(shí)考慮提高攜屑能力的需要，鉆塞排量應(yīng)為0.40～0.45m3/min。為了利于鉆進(jìn)和鉆屑上返，應(yīng)合理控制井口排液，使連續(xù)油管出口排量略大于進(jìn)口排量，并及時(shí)打開(kāi)捕屑器清理返出的鉆屑，防止碎屑堵塞捕屑器。每鉆磨完一個(gè)橋塞泵注5m3膠液攜帶碎屑，每鉆完3～4個(gè)橋塞需要進(jìn)行一次短起，泵注適量膠液鋪滿水平段，清理水平段和造斜段的碎屑，防止卡鉆，保證施工安全。

2.2 CoilScan連續(xù)油管在線檢測(cè)

收到新的連續(xù)油管即進(jìn)行檢測(cè)，這是質(zhì)量控制的關(guān)鍵，以判斷連續(xù)油管在出廠時(shí)有無(wú)缺陷，及在運(yùn)輸過(guò)程是否有機(jī)械性損壞或者嚴(yán)重的腐蝕。連續(xù)油管使用中應(yīng)進(jìn)行常規(guī)檢測(cè)。連續(xù)油管在頁(yè)巖氣井中主要應(yīng)用于鉆塞及射孔作業(yè)。其中鉆塞作業(yè)對(duì)油管損傷較大，模擬常規(guī)連續(xù)油管鉆磨橋塞作業(yè)后(按4200m井深，18個(gè)橋塞，每3個(gè)橋塞進(jìn)行一次短起，短起至2200m，鉆磨時(shí)井口回壓16MPa，連續(xù)油管內(nèi)循環(huán)壓36～38MPa來(lái)模擬)，建議連續(xù)油管累計(jì)帶壓起下每80000m或鉆遇60個(gè)橋塞左右需進(jìn)行一次檢測(cè)。井況比較苛刻、異常等非常規(guī)情形，建議作業(yè)完成后，進(jìn)行再作業(yè)前進(jìn)行一次檢測(cè)。非常規(guī)情形包括：帶負(fù)荷打撈作業(yè)，震擊器頻繁震擊，帶壓起下多次；長(zhǎng)時(shí)鉆磨無(wú)進(jìn)展，長(zhǎng)時(shí)在同一深度鉆磨，頻繁馬達(dá)憋停，多次短起；長(zhǎng)時(shí)帶壓沖洗作業(yè)；異常高壓作業(yè)，連續(xù)油管內(nèi)循環(huán)壓超過(guò)55MPa；泵酸等腐蝕性液體；連續(xù)油管拖動(dòng)式壓裂。發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)，需及時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。其他情況如連續(xù)油管閑置待命超過(guò)6個(gè)月的，使用前需進(jìn)行檢測(cè)；連續(xù)油管使用滿1年的，建議至少需要進(jìn)行1次檢測(cè)。

2.3 連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)

涪陵頁(yè)巖氣田是中國(guó)首個(gè)大型頁(yè)巖氣田，同時(shí)也是全球除北美之外最大的頁(yè)巖氣田。在橋塞鉆除過(guò)程中，照搬國(guó)外技術(shù)存在著鉆塞效率低的問(wèn)題，如平均單支橋塞的鉆除時(shí)間在2h左右，有的甚至達(dá)6h。因此，優(yōu)化一套適合于我國(guó)頁(yè)巖氣鉆除橋塞的連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)是當(dāng)務(wù)之急。以國(guó)產(chǎn)設(shè)備工具為主對(duì)地面流程進(jìn)行優(yōu)化，將清水罐、過(guò)濾器、捕屑器、供液系統(tǒng)、壓裂車(chē)、單流閥、管線、彎頭、旋塞閥等準(zhǔn)備齊全，用70MPa高壓管匯按與1臺(tái)2000型壓裂車(chē)進(jìn)行連接，準(zhǔn)備多種型號(hào)的油嘴以備鉆塞作業(yè)時(shí)調(diào)節(jié)井口壓力，通過(guò)優(yōu)化為連續(xù)油管及井下工具傳輸動(dòng)力和鉆塞液。對(duì)地面流程和井下鉆磨工具進(jìn)行不斷優(yōu)化，井下工具可以有效帶壓鉆磨橋塞并進(jìn)行鉆屑打撈和井筒清理，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明橋塞鉆除率得到進(jìn)一步提高。

2.4 油管腐蝕問(wèn)題的控制措施

2.4.1 緩蝕劑

在對(duì)緩蝕劑進(jìn)行綜合分析的過(guò)程中，相關(guān)技術(shù)人員主要是借助監(jiān)控設(shè)備對(duì)整體管道進(jìn)行及時(shí)的監(jiān)督和系統(tǒng)管控，預(yù)防油管道內(nèi)部出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕問(wèn)題，緩蝕劑能有效強(qiáng)化油管道的整體剛度，減少腐蝕因子對(duì)其產(chǎn)生的影響，并且能減緩不同因素的影響作用，應(yīng)用的領(lǐng)域也越來(lái)越規(guī)范。

2.4.2 防腐層

油管道的防腐層設(shè)計(jì)技術(shù)也逐漸趨于完善，防腐材料的功效在項(xiàng)目運(yùn)行過(guò)程中發(fā)揮的功用越來(lái)越大，施工的性能也逐漸增強(qiáng)，利用防風(fēng)層結(jié)構(gòu)能有效的提升油氣儲(chǔ)運(yùn)能力，保證整體管控系統(tǒng)的優(yōu)化發(fā)展。

綜上所述，頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)將是我國(guó)非常規(guī)天然氣開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。筆者簡(jiǎn)要介紹了連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)特點(diǎn)，并就連續(xù)油管在頁(yè)巖氣的應(yīng)用作了可行性分析。我國(guó)的頁(yè)巖氣儲(chǔ)量豐富，應(yīng)借鑒美國(guó)的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，加大連續(xù)油管作業(yè)技術(shù)研究及在頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用研究。

[1]呂選鵬,周承富,陳輝,茍景峰,肖德棟.連續(xù)油管技術(shù)在頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)中應(yīng)用前景[J].石油礦場(chǎng)機(jī)械,2012,41(02)：67-70.

[2]熊江勇,王偉佳,趙銘,方俊明.CoilScan連續(xù)油管在線檢測(cè)儀在頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版),2015,12(14)：94-96+9.