中石油川慶鉆探公司井下作業(yè)現(xiàn)場
二戰(zhàn)期間，17條特制的金屬管道破解了盟軍跨海軍事輸油難題。上世紀(jì)60年代初，這項(xiàng)技術(shù)被應(yīng)用于石油修井作業(yè)，由此開啟了連續(xù)油管的“石油生涯”。五十年后，連續(xù)油管作業(yè)已經(jīng)成為油氣工業(yè)的“香餑餑”。
連續(xù)油管成了“香餑餑”
連續(xù)油管（Coiled Tubing，簡稱CT）又稱撓性油管、蛇形管或盤管，指可纏繞在大直徑卷筒上，由若干段鋼帶斜接在一起，經(jīng)軋制成型焊接而成的無接頭連續(xù)油管。這種具有高強(qiáng)度、高韌性特點(diǎn)的連續(xù)性的油管，外形猶如兩米多高卷起來的電纜一樣，因?yàn)樘岣吡俗詣踊瑱C(jī)動性好，使作業(yè)更加安全高效環(huán)保，應(yīng)用在石油工業(yè)之后，在最近的這二十年被廣泛地應(yīng)用在多項(xiàng)油氣作業(yè)領(lǐng)域。
除用于油料集輸外，連續(xù)油管目前可廣泛用于油田鉆井、
完井、壓裂、酸化、排液、試油、
采油采氣、修井、集輸管線解堵等領(lǐng)域，僅修井方面可用10余種工藝。因?yàn)檫m用范圍廣，鮮有一項(xiàng)技術(shù)能與之相媲美。在油氣工業(yè)，連續(xù)油管及其作業(yè)裝備被形象地稱為“萬能作業(yè)機(jī)”。
但是，作為上世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一，在60年代到70年代，由于當(dāng)時(shí)連續(xù)油管的材料強(qiáng)度及其直焊縫強(qiáng)度不能滿足重復(fù)循環(huán)，以及深井作業(yè)時(shí)所需要的高軸向載荷要求，連續(xù)油管在深井中無法得到成功應(yīng)用。加上當(dāng)時(shí)連續(xù)油管焊縫失效、設(shè)備故障及井下事故增多等多種綜合因素，這項(xiàng)技術(shù)并沒有被油氣工業(yè)界十分看好。后來，在長達(dá)四十余年的發(fā)展中，隨著連續(xù)油管本身強(qiáng)度及性能的提高和技術(shù)的不斷完善，連續(xù)油管作業(yè)設(shè)備的問世以及井下作業(yè)工具的研制配套，該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，人們才逐漸發(fā)現(xiàn)了它的真正魅力。
與傳統(tǒng)作業(yè)相比，連續(xù)油管作業(yè)周期短、事故率低、運(yùn)輸方便；能不壓井帶壓作業(yè)，保護(hù)油氣儲層；
水平井、
定向井作業(yè)方便快捷；能進(jìn)行油管內(nèi)作業(yè)、過油管作業(yè)等。與傳統(tǒng)鉆井相比，連續(xù)油管鉆井（Coiled TubingDrilling，簡稱CTD）在改善鉆井工藝或降低成本（可節(jié)約25%～40%的費(fèi)用），在定向鉆井和欠平衡鉆井方面處于技術(shù)優(yōu)勢地位。
近五年， 連續(xù)油管技術(shù)快速發(fā)展，迅速推廣，這應(yīng)歸功于全球水平井作業(yè)量的增加，和水平井技術(shù)的發(fā)展和推廣應(yīng)用。國內(nèi)外作業(yè)證明，連續(xù)管技術(shù)應(yīng)用于水平井鉆井、修井作業(yè)和增產(chǎn)等，有利于實(shí)現(xiàn)施工過程的簡單快捷和安全可靠，提高作業(yè)效率，降低勞動強(qiáng)度和作業(yè)成本，減少對地層環(huán)境的傷害。尤其對一些特殊井、復(fù)雜井來說，連續(xù)油管技術(shù)的應(yīng)用使得常規(guī)作業(yè)和增產(chǎn)措施稍遜一籌。時(shí)下，在煤層氣、
頁巖氣等非常規(guī)天然氣開發(fā)大潮中，小井眼連續(xù)油管鉆井技術(shù)、欠平衡連續(xù)油管鉆井及定向鉆井技術(shù)正大顯身手。
全球聚焦“萬能作業(yè)機(jī)”
自1 9 6 2 年， 全球第一臺連續(xù)油管作業(yè)機(jī)（Coiled Tubing Unit，簡稱CTU）問世以來，這種新型的作業(yè)設(shè)備由最初的緩慢發(fā)展，到今天數(shù)量倍增。有數(shù)字顯示，在上世紀(jì)70年代中期，全球有200多臺CTU，1993年約有561臺，2001年2月約有850臺，2004年1月約有1050臺。據(jù)2010年1月國際連續(xù)油管協(xié)會（International Coiled Tubing
Association，ICoTA最新統(tǒng)計(jì)，全球在用的CTU有1778臺（中國有50余臺），主要分布在北美、南美和歐洲等地。
其中，北美地區(qū)連續(xù)油管應(yīng)用最為廣泛，年消耗量占全球的60%以上，年增長率在10%～15%。目前加拿大有399臺（套）占世界總量的22%，美國有444臺（套）占世界總量的25%。這些連續(xù)管作業(yè)設(shè)備又主要由幾大石油公司控制，其中，BJ Services有170臺（套），Halliburton有171臺（套），Schlumberger有259臺（套）。
在應(yīng)用上，自上世紀(jì)90年代中后期以后，連續(xù)油管技術(shù)逐漸從修井等常規(guī)作業(yè)迅速擴(kuò)展到鉆井作業(yè)。近年來，連續(xù)油管鉆井和壓裂技術(shù)成為發(fā)展最快的兩項(xiàng)技術(shù)。作為國外大力研究和發(fā)展起來的新興鉆井技術(shù)之一，連續(xù)油管鉆井主要用于鉆新井和老井側(cè)鉆，該鉆井技術(shù)主要是為適應(yīng)多分支井，老井重鉆(包括老井加深、側(cè)鉆)，過油管井，小井眼鉆井和欠平衡壓力鉆井而發(fā)展起來。除陸地之外，連續(xù)油管也被應(yīng)用到海上作業(yè)——在不用永久性安裝鉆井設(shè)備的海上平臺或浮動生產(chǎn)設(shè)施上鉆井、鉆救援井、環(huán)境敏感區(qū)（降低噪音、場地限制、防止漫濺、光學(xué)干擾）鉆井。而與常規(guī)壓裂相比，連續(xù)油管壓裂技術(shù)更適用于不同類型
油氣藏改造需要，連續(xù)油管設(shè)備及可靠性已成為降低井下作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，減少作業(yè)失敗的有效手段。
目前連續(xù)油管鉆井已經(jīng)在國外油氣田形成規(guī)模應(yīng)用。據(jù)報(bào)道，截至2007年年底，全球連續(xù)管鉆井井?dāng)?shù)已經(jīng)超過1萬口。預(yù)計(jì)，今后每年應(yīng)用連續(xù)管技術(shù)鉆新井?dāng)?shù)量將達(dá)到1000口左右。目前加拿大應(yīng)用連續(xù)管技術(shù)鉆井的數(shù)量占全世界應(yīng)用連續(xù)管技術(shù)鉆井總量的85%以上。
我國是較早引進(jìn)和應(yīng)用連續(xù)油管設(shè)備的國家，1978年，中國石油四川石油管理局從美國波恩公司引進(jìn)第一臺連續(xù)油管作業(yè)機(jī)。但與國外相比較，我國在連續(xù)油管的應(yīng)用方面起步較晚，發(fā)展較慢。時(shí)至今日，基本上還處于酸化、排液、沖砂、清蠟等常規(guī)作業(yè)應(yīng)用階段，目前尚無一口井應(yīng)用連續(xù)油管鉆井。從發(fā)展趨勢來看，今后我國將大力推廣應(yīng)用水平井技術(shù)和發(fā)展非常規(guī)天然氣產(chǎn)業(yè)，連續(xù)油管鉆井和增產(chǎn)措施勢必會得到重要應(yīng)用。
當(dāng)前，我國石油科技正積極攻關(guān)該項(xiàng)新興課題，一些研發(fā)機(jī)構(gòu)、油田及制造企業(yè)已經(jīng)取得了階段性成果，國產(chǎn)連續(xù)油管作業(yè)機(jī)、連續(xù)油管、連續(xù)油管復(fù)合鉆機(jī)相繼在中國石油江漢機(jī)械研究所、寶雞石油鋼管有限責(zé)任公司、
四川宏華集團(tuán)問世；同時(shí)，隨著技術(shù)不配套、操作者不熟悉，以及缺乏對連續(xù)油管技術(shù)認(rèn)識的改觀，我國推廣應(yīng)用連續(xù)
油管鉆井技術(shù)的條件日趨成熟。
天然氣格局一觸即變
連續(xù)油管作業(yè)為何受到北美地區(qū)熱寵？因?yàn)檫@項(xiàng)鉆井技術(shù)給非常規(guī)天然氣開發(fā)帶來了福音。
天然氣井一般是自噴開采，在產(chǎn)水初期，對地層壓力高、產(chǎn)水量較少的氣井特別適用小油管排水采氣法——在一定的產(chǎn)氣量下，油管直徑越小，則氣流速度越大，攜液能力越強(qiáng)。這正是連續(xù)油管本身的優(yōu)勢所在。而在產(chǎn)水后期，連續(xù)油管作業(yè)不需壓井，可解決氣井停噴，同時(shí)避免地層傷害，減少了油管斷脫等復(fù)雜事故的風(fēng)險(xiǎn)。近年來，隨
著北美地區(qū)對頁巖氣的地質(zhì)認(rèn)識不斷提高，水平井與壓裂技術(shù)水平不斷進(jìn)步，連續(xù)油管技術(shù)對加快非常規(guī)天然氣資源開發(fā)起著舉足輕重的作用。
目前加拿大和美國是頁巖氣規(guī)模開發(fā)的兩個(gè)主要國家。在加拿大阿爾伯達(dá)省南部和美國的部分地區(qū)，這幾年利用連續(xù)管進(jìn)行煤層氣、頁巖氣鉆井已非常普遍。在加拿大，利用連續(xù)管開發(fā)淺氣層和煤層氣占很大的比例。由于加拿大煤層氣鉆井工作量的增加，全球有25%的連續(xù)管鉆井裝置正在向加拿大鉆井市場轉(zhuǎn)移。而在美國國內(nèi)，頁巖氣產(chǎn)
量能在近一兩年內(nèi)暴增，也跟連續(xù)油管技術(shù)的應(yīng)用有很大關(guān)系。
美國頁巖氣產(chǎn)業(yè)的突飛猛進(jìn)，也推動了非常規(guī)天然氣開發(fā)技術(shù)迅速發(fā)展。2003年至今，美國能源部先后資助了小井眼
鉆頭導(dǎo)向技術(shù)、連續(xù)管鉆井系統(tǒng)配套技術(shù)、小井眼連續(xù)管鉆機(jī)、井下牽引工具、高研磨性泥漿噴射系統(tǒng)等16個(gè)項(xiàng)目，來推動小井眼技術(shù)商業(yè)化及美國石油與天然氣工業(yè)廣泛應(yīng)用。有數(shù)字顯示，2009年美國頁巖氣產(chǎn)量接1000億立方米，超過中國常規(guī)天然氣的年產(chǎn)量。頁巖氣快速勘探開發(fā)使美國天然氣儲量增加了40%，預(yù)計(jì)2010年頁巖氣產(chǎn)量將占全美天然氣產(chǎn)量的15%以上。憑借頁巖氣發(fā)展，美國一舉擺脫了天然氣進(jìn)口，改變了國內(nèi)天然氣市場格局，一躍成為全球最大產(chǎn)氣國。
盡管不是惟一應(yīng)用，暫且不議海洋天然氣開發(fā)，方興未艾的連續(xù)油管鉆井技術(shù)正給全球非常規(guī)天然氣的發(fā)展帶來重大利好。國土資源部專家稱，“頁巖氣在非常規(guī)天然氣中異軍突起，已成為全球油氣資源勘探開發(fā)的新亮點(diǎn)，并逐步向一場全方位的變革演進(jìn)。” 除美國和加拿大外，目前澳大利亞、德國、法國、瑞典、波蘭等國家也開始了頁巖氣的研究和勘探開發(fā)。
與美國相比，我國與其在頁巖氣地質(zhì)條件上具有許多相似之處，頁巖氣富集地質(zhì)條件優(yōu)越，而且具有與其大致相同的資源前景和開發(fā)潛力。如果中國頁巖氣及煤層氣資源開發(fā)能力日后得到釋放，國內(nèi)的天然氣消費(fèi)將得到及時(shí)滿足，中國天然氣產(chǎn)業(yè)在全球的地位也將提升。可以預(yù)見，與北美一樣，一旦中國和中亞、中東和北非、拉丁美洲、前蘇聯(lián)等富集地區(qū)的資源得到規(guī)模開發(fā)，非常規(guī)天然氣將會有迅猛發(fā)展。連續(xù)油管技術(shù)或許正在引發(fā)石油上游業(yè)的一場革命。
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