新型國產連續管持續研發應用探討

魯明春，路彥森，魯 江，虎元林

（1.青海油田井下作業公司，青海 茫崖 817500; 2.長江大學 石油工程學院，武漢430100）

新型國產連續管持續研發應用探討

魯明春1，路彥森1，魯 江2，虎元林1

（1.青海油田井下作業公司，青海 茫崖 817500; 2.長江大學 石油工程學院，武漢430100）

為滿足復雜油氣井的作業需求，打破國外對連續管的技術壟斷，總結了國內已有連續管產品的研究現狀，并通過分析國內油田需求狀況，探討了新型連續管未來的發展方向。指出深井、超深井以及復雜水平井作業由于其特殊的地質條件，其使用的連續管研究方向為高強度連續管和耐腐蝕管。同時，探討了連續管與電纜結合成連續管纜的研究與應用方向，并分析了同心連續管的應用前景。

國產連續管；高強度；同心連續管；連續管纜

Abstract:In order to meet the operation requirements of complex oil and gas wells,to break the foreign technological monopoly for coiled tubing,in this article,it summarized the domestic coiled tubing products,through analysis of domestic oilfield demand,put forward discussion for continuous research and development direction of new type coiled tubing.It pointed out that the research direction of the deep well,ultra deep wells and complex horizontal well operation was high strength coilded tubing and corrosion resistance pipe;discussed the research and application direction of continuous pipe cable(generated by coiled tubing combing with cable);and analyzed the application prospect of concentric coiled tubing.

Key words:domestic coiled tubing;high strength;concentric coiled tubing;continuous pipe cable

連續管（coiled tubing，簡稱CT）又稱撓性管，是指可纏繞在大直徑（一般約l m以上）卷筒上，由若干段長度在百米以上的柔性管焊接而成，長達幾百米至幾千米的沒有接頭的連續管子。相對于常規作業技術，連續油管作業能提高作業速度、節約時間、減少地層傷害、降低作業成本、保障施工安全，被譽為“萬能作業技術”[1-10]。

2009年，寶雞石油鋼管有限責任公司（以下簡稱寶雞鋼管）建成了亞洲第一條連續管生產線，成功研制出了首盤連續管，成為世界上第三家能夠生產連續管的企業，打破了國外壟斷。經過數年來的持續研發，寶雞鋼管連續管形成了品種多樣、規格齊全、鋼級從CT70～CT110的系列化產品，已為世界多個油田提供優質連續油管產品，有力地促進了國內連續管作業技術的進步。但隨著頁巖氣的規?；_發，原有連續管產品已不能滿足需求，急需拓展新的產品。

1 國產連續管現狀

近幾年來，為滿足國內油田需求，打破國外技術壟斷，寶雞鋼管積極開展新產品研發，從單一的普通連續管，拓展到多系列高強度連續管。寶雞鋼管連續管系列產品見表1。寶雞鋼管生產的連續管已經在中國石油天然氣集團公司、中國石油化工股份有限公司、中國石油海洋總公司三大油公司全面應用，同時還出口俄羅斯、新加坡、伊朗等國家。應用類型主要包括洗井、沖砂、氣舉、替泥漿、射孔、壓裂、鉆磨、測井、鉆井、速度管柱、集輸管線等數十種作業。

表1 寶雞鋼管連續管產品

2 待開發應用的新型連續管探討

2.1 深井、超深井及特殊復雜井用連續管

隨著我國能源戰略持續推進，深層油氣資源占比日益增大，深井、超深井數量快速增長。塔里木、準格爾、四川盆地等的深井、超深井數量持續增加，最深井已達到8 418 m，對連續管下入深度提出了新的挑戰。常規連續管下入深度與強度及硬度的關系見表2。此外，隨著我國頁巖氣開發力度的不斷加大，大位移長段水平井的增加，多段壓裂、鉆磨橋塞、鉆井等作業的日益增多，對連續管的強度提出了新的挑戰。

表2 常規連續管下入深度與強度及硬度的關系（安全系數為1.5 h）

2016年4月，寶雞鋼管研發的Φ50.8 mm× 4.44 mm，長度4 800 m的CT110連續管產品在西南油氣田長寧H4平臺進行了首次下井應用,作業類型包括：射孔、通井、打撈等，最大作業壓力52 MPa，作業過程順利、正常，管柱整體狀況良好，達到了作業目標，取得了良好的作業效果。CT110連續管的成功應用為持續研究高強度連續管與應用積累了經驗。

2.2 高溫井、含CO2、含H2S井用連續管

以塔里木油田為例:該油田超深、高壓、高溫、含CO2、普遍含H2S，是國內較早開展連續管作業的油田之一，自1993年開始開展連續管作業，累計作業超過1 600井次。由于超深、超高壓作業及連續管腐蝕導致事故頻發，影響了連續油管在深井的推廣，急需研發高強度耐腐蝕的連續管，因此，寶雞鋼管研發了CT80S抗硫連續管。CT80S抗硫連續管腐蝕試驗結果見表3。由表3可見，該CT8080S抗硫連續管具有較好的耐腐蝕性能，但其耐腐蝕性還需要通過現場應用進行檢驗。

表3 塔里木井況CT80S抗硫連續管腐蝕試驗結果

另外，還應積極開展CT90S-CT110S抗硫連續管的研發，同時進行以 CO2腐蝕為主的16Cr、 19Cr、22Cr不銹鋼連續管開發，以及探索研發鈦合金耐腐蝕連續管。

2.3 連續管纜（集束管）

利用連續管無接箍，可快速帶壓起下的特點，將電纜 （光纜）與連續管結合，可大大降低作業成本和安全風險，同時拓展多種應用范圍。目前國內已有民營企業開展此項研究，現已開發出多種產品并得到現場應用，已研發的產品主要有以下幾種。

（1）加熱管纜。利用電感應加熱原理將連續油管變成熱載體，加熱流經油管和連續管纜環空的稠油及蠟，實現消除結蠟。代表產品為2205-90級，規格為Φ31.8 mm×2.8 mm連續加熱管纜結構，如圖1所示。主要部分包括：外徑為31.8 mm連續管，內芯為95 mm2（直徑10.7 mm）的銅絞線絕緣材料，4.8 mm+填充材料+0.4 mm鋼帶裝鎧，耐溫可達200℃。

圖1 2205-90連續加熱管纜結構示意圖

（2）復合測試管纜。代表產品為CT100復合管纜，以連續管作為外管、3根動力電纜（鋁材質）、5根信號線、裝鎧及填充組成。復合管纜實物如圖2所示。可用于連續管水平井測井、傳輸射孔、橋塞等。其特點是不用再購置連續管專用穿電纜設備，而且電纜穩定性好， 不易斷。

圖2 復合管纜實物圖

（3）多功能復合管纜（集束管）。外管采用CT90連續管，內管以連續油管作為工作管柱，環空內置電纜，可以根據生產需求任意調整或增置測井纜、控制管線和光纜。圖3為CT90-1級多功能復合管纜，其外管為CT90級Φ88.9 mm連續管，內管為CT90級Φ60.3 mm連續管，內外管環形空間根據生產需求，用測井纜及控制管線，線纜之間高溫絕緣橡膠充填。集束管主要用于油田井下生產工作管柱（如電潛泵），具有施工簡便快捷、效率高、可帶壓作業的特點。集束管與常規油管性能對比見表4。

圖3 CT90-1型多功能復合管纜實物圖 （集束管）

表4 集束管與常規油管性能對比

2.4 低壓油氣井作業用連續管

對于低壓、高滲而不能建立循環的油氣水井，國外多采用同心管沖砂技術（CCT+Sand-Vac）。由于國內無同心連續管，該技術被國外壟斷且服務費用較高，難以推廣。新疆油田開展同心油管射流負壓沖砂技術研究與應用144井次，效果良好。同心連續管負壓沖砂模擬過程如圖4所示。研究開發同心連續管具有廣闊的應用前景，以青海油田澀北氣田為例，該氣田氣井出砂嚴重，地層壓力低且下降較快，部分井采用連續管氮氣泡沫沖砂已無效，急需開展同心連續管負壓沖砂工藝。

圖4 同心連續管負壓沖砂示意圖

3 結束語

寶雞石油鋼管有限責任公司經過數年來的持續研發，使國產連續管產品形成了系列化，應用更加廣泛，有力地促進了國內連續管作業技術的進步。為進一步拓展連續管應用范圍，結合國內油田需求狀況，對深井、超深井以及復雜水平井作業需要開發更高強度連續管和耐腐蝕管，連續管與電纜有機結合將更加發揮連續管的優勢。低壓井的作業需求對同心連續管的國內開發提出了迫切需求。

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Discussion on New Type Domestic Coiled Tubing Continuous Research and Development

LU Mingchun1,LU Yansen1,LU Jiang2,HU Yuanlin1
（1.Qinghai Oilfield Downhole Operation Company,Mangya 817500,Qinghai,China; 2.School of Petroleum Engineering of Changjiang University,Wuhan 430100,China）

TE933.8

B

10.19291/j.cnki.1001-3938.2017.03.007

2016-12-08

編輯：汪翰云

魯明春（1968—），男 ，河南扶溝人，高級工程師，1990年畢業于西南石油學院，主要從事石油地質的勘探與開發工作。