【7A文】连续管钻井技术.ppt

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1、2021/7/29中国石油集团经济技术研究中心1连续管钻井技术赵忠举2021/7/29中国石油集团经济技术研究中心2（一）连续管钻井的概念连续管钻井(CoiledTubingDrilling，简称CTD)是一种采用连续管完成钻井的技术。它的发展和应用始于二十世纪90年代初，是一项新技术。连续管钻井按钻井的类型可分为定向重钻和直井钻井两类，按工艺方式分为欠平衡钻井、近平衡钻井和过平衡钻井三种。2021/7/29中国石油集团经济技术研究中心31．连续管钻井的优点1）井场占地小，适合于地面条件受限制的地区或海上平台作业；2）特

2、别适用于小井眼钻井；3）在老井重钻(加深钻或侧钻)作业中，因连续管管径小，可进行过油管作业，而且无需取出老井中的现有生产设备，可实现边钻边采的目的；4）可安全地进行欠平衡钻井作业，其最大的优势是可以确保井下始终处于欠平衡状态，减少泥浆漏失，防止地层伤害的发生；2021/7/29中国石油集团经济技术研究中心45）小井眼钻井可以减了硬件和人力需求，降低作业成本。根据国外的经验，与常规钻井或修井设备相比，连续管钻井可以节约费用25％（挪威北海Ula油田）至40％（ARCO阿拉斯加公司在普鲁德霍湾）。在钻机动迁费高的地区，连续管

3、无钻机过油管重钻甚至比常规重钻节约50％以上的成本；6)连续管不需接单根可以实现连续循环泥浆，减少起下钻时间和作业周期，提高起下钻速度和作业安全性，避免因接单根可能引起的井喷和卡钻事故；7)连续管内置电缆后可改善信号的随钻传输，实现随钻测井，有利于实现闭环钻井；8)最小限度地冲蚀地层，可以得到良好的录井质量(连续进行，无接管)；2021/7/29中国石油集团经济技术研究中心52．连续管钻井的缺点1）必须借助常规钻机或修井机才能下入长段套管；2）连续管作业装置钻井前，需要借助常规钻机或修井机做下井前的准备工作；3）连续管不

4、能旋转，因而增加了卡钻的可能性；4）需要频繁起下钻以更换井下钻具组合或调整马达的弯曲角度。结果是连续管过早疲劳，降低使用寿命；5）因直径小而限制了井眼尺寸和泥浆排量；2021/7/29中国石油集团经济技术研究中心66）钻压、转矩、水力参数和井下钻具组合受到限制，可能出现螺杆钻具故障、压差卡钻、钻压传递和钻头泥包等问题；7）庞大的滚筒不易运输和提升。2021/7/29中国石油集团经济技术研究中心7（二）连续管的制造和应用1.连续管的制造连续管是一种高强度和高韧性的管材，卷在滚筒上。目前，美国有三家制造连续管的公司，即精密管

5、技术公司、优质管公司和西南管子公司。连续管制造技术的进展主要表现在以下几个方面：1)连续管直径不断加大，由1/2in管发展到65/8in管。2)制造材料由碳钢发展到优质合金钢、钛合金等合金材料和复合材料。3)由低强度发展到高强度。连续管的强度由60年代早期的345MPa，发展到90年代中期的屈服强度超过960MPa，抗拉强度超过1030MPa。2021/7/29中国石油集团经济技术研究中心8（1）连续管尺寸现代的连续管最初产生于第二次世界大战的“海底管线”工程。在盟军1944年6月到达诺曼底之前，预先制造了一些长度足以跨

6、过英吉利海峡段的1200多米长、6.2mm内径的管线，用于攻占之后为盟军提供燃料能源。1962年，美国布朗石油工具公司生产了第一台连续管轻便修井机的样机，当时所用的连续管管柱长为4572米，可缠绕在外缘直径为2.74米的滚筒上。随后，美国加利福尼亚公司和布朗石油工具公司又研制出一种小型盘管修井机，2021/7/29中国石油集团经济技术研究中心9采用外径19.05mm，壁厚1.25mm、屈服强度280MPa的低碳钢薄壁连续管。80年代后期已能生产出外径38.1mm和44.45mm的连续管。90年代以来，连续管尺寸得到迅速发

7、展，目前可以制造直径为12.7～168.3mm的一系列产品。而连续管钻井中所用的的连续管尺寸一般是50.8～82.55mm。2021/7/29中国石油集团经济技术研究中心10具体工艺有两种，第一种为拉伸法，即采用拉伸机将制成的大直径连续管通过压模拉伸制成。压模的数量根据所需拉伸的连续管长度而定，采用不同尺寸的压模可拉伸出不同外径的连续管；第二种方法为滚轧法，即先将连续管钢条按设计要求切出不同的宽度，然后用固定滚柱将钢条卷成U形，接着采用不同直径的滚柱或压模制出不同尺寸的连续管，最后焊接成形。2021/7/29中国石油集团

8、经济技术研究中心11（2）连续管材质连续管材质的发展主要经历了4个阶段：高强度低合金碳钢；高强度低合金调质钢；钛合金；复合材料。2021/7/29中国石油集团经济技术研究中心12表1A606－4型高强度低合金钢的机械性能和化学成份机械性能最小屈服强（Mpa）482.58最小抗拉强（Mpa）551.52最小伸长率30%