連續管作業技術專項推廣應用與發展*

趙 明

（中國石油天然氣集團有限公司科技管理部，北京 100007）

1 連續管作業技術發展概況

眾所周知，連續管起源于20 世紀40 年代，其最初目的是快速高效建立長距離輸送油品的通道。到20 世紀60 年代，連續管開始用于油氣開采的修井作業，應用逐步擴大、迅速發展。作業應用是連續管產品商業化的基礎和推動力，其特點和優勢為：①無需接單根、無接箍，解決了短管施工時的銜接與密封問題；②可連續起下，大幅縮短管柱起下時間，施工周期短；③可帶壓施工，滿足了復雜井況作業要求；④自動化程度高，降低作業人員的勞動強度、減少作業人員；⑤作業過程安全可靠，對地層開采傷害小且環保[1-2]。

連續管產品的應用形成了較為獨立的配套應用技術，整套作業技術包括連續管作業機、連續管、井下作業工具，還有專用配套裝置、作業工藝與標準規范等。連續管作為通道和管柱，廣泛應用于鉆井、完井、測井、采油、修井、地面工程等領域[3-5]。北美是目前連續管應用最為廣泛、最為發達的地區，年消耗量占全球的50%以上，幾乎到了不動連續管就不作業的地步，連續管技術已成為斯倫貝謝等三大國際油服公司重要的修井與增產作業手段。

我國連續管技術經歷了引進、自主研發、推廣應用三個階段。1977 年—2006 年為引進階段，1977年引進第一臺連續管作業機并開始學習使用，最初只能開展相對簡單的修井作業，主要是沖砂解堵、氣舉排液、清蠟作業等。受限于所引進技術與產品、對復雜作業工藝不熟悉，同時由于連續管產品和作業機、作業工具以及相關作業技術完全依賴進口，價格高、采購周期長，造成我國連續管在油田現場施工作業費用高，現場應用較少，掌握的現場作業工藝技術不足，未能發揮出其應有的作用與價值。從二十世紀九十年代起，我國相關技術研究逐步開展并有所突破，但整體還處于引進消化階段。2006年—2010年為自主研發階段，中石油著手啟動科技攻關，在國家863計劃“連續管技術與裝備”等多個重大項目支持下，布局連續管作業車、連續管管材與井下工具的國產化自主研制。2006年我國首臺自主知識產權連續管作業機研制完成，并在現場應用中取得顯著效果；2009年寶雞石油鋼管有限責任公司突破連續管五大核心技術，建成了亞洲首條連續管加工制造生產線，使我國成為國際上第二個能生產連續管的國家，連續管技術具有了推廣應用的堅實基礎。2011 年以來為推廣應用階段，針對連續管技術應用中面臨的一系列問題和困難，中國石油集團將連續管作業技術推廣應用設立為重大推廣專項，統一協調、配套完善、聯合推廣，我國連續管技術應用進入高速增長期[6]。目前，國內連續管裝備已超過320套，中石油使用的自有裝備和外部服務裝備合計接近200套，連續管累計用量超過60 000 t，應用范圍不斷拓展，中國已成為全球連續管技術發展最快的地區。

總體而言，在中石油進行頂層設計、產業布局和技術應用的推動下，目前已形成了從連續管管材到作業裝備、作業工具、作業技術及應用全產業鏈的格局，在油氣勘探開發中發揮了不可替代的作用，其設立的連續管作業技術推廣專項為這一格局的形成提供了關鍵的推動力。

2 連續管作業技術推廣專項實施情況

2010 年，中國石油天然氣集團有限公司科技管理部牽頭在北京組織召開了連續管作業技術交流會，開展了連續管作業技術應用的專題調研，在此基礎上，于2011 年設立了第一期連續管作業技術推廣專項。經過近5年的大力組織實施，到2015 年完成了首期推廣專項的預期任務并通過驗收。在總結前期推廣工作經驗、針對性開展進一步先導試驗、全面對接和落實生產需求的基礎上，2017 年啟動第二期的連續管作業技術專項推廣工作。在參與單位共同努力下，至2021 年完成二期推廣專項的預期任務并通過驗收。同年，在試點單位普遍取得良好成效基礎上，以技術全系列、應用全覆蓋、實現規模化應用為目標，組織設立了第三期推廣專項，目前正在實施中。

2.1 一期專項推廣奠定裝備應用基礎

一期專項以推廣連續管作業機設備為主，配套相應連續管產品和井下工具，摸索井下作業工藝和應用。本期推廣專項由中石油總部部門與專業公司聯合組織，中國石油集團工程技術研究院牽頭，寶雞鋼管等產品制造企業配合，以川慶鉆探、長城鉆探、渤海鉆探等工程技術服務企業為主體，重點建設連續管作業工程服務的能力和隊伍，以青海油田作為試點和示范油田評價應用前景和效益。生產交付了連續管作業機50 余臺套，修復、盤活了前期引進的老設備20 多臺套，研制應用井下作業工具500 多套，生產銷售連續管產品9 000 余噸，研究形成7 大類35 種作業工藝，示范與應用2 600 余井次，滿足了快速修井、復雜修井、完井、儲層改造、測井測試和頁巖氣水平井等作業需要。陸續建成連續管作業專業化隊伍30 支，現場施工工作量年均遞增40%，形成年作業達2 000 井次以上的施工能力。研制形成了3 大類8 種結構的系列連續管設備，適用管徑范圍9.5～88.9 mm；研究并完善了4個系列24類連續管井下作業配套工具產品；生產應用了3 個系列8 種管徑的連續管產品。推廣專項實施起到了良好的技術示范引領作用，在現場應用推廣中，大力推進連續管技術完善配套，帶動相關裝備、工具與產品的快速發展。尤其是在試點油田創造出一臺連續管作業機相當于4 臺常規作業機的工作效能，顯示出高效、環保和低成本的良好前景[7-13]。

2.2 二期專項推廣以工藝技術實現三化為目標

二期連續管作業技術專項推廣瞄準連續管作業專業化、標準化和常規化的“三化”目標，專項以推廣作業工藝、擴大應用規模為重點。具體推廣工作仍由中國石油集團工程技術研究院牽頭，寶雞鋼管等產品制造企業配合，以11家油氣田企業為重點，5家工程技術服務企業參加，共計19家單位共同組織參與專項推廣工作。本期推廣主要在于引導連續管作業技術與隊伍專業化建設，推進連續管作業技術標準化、規范化，大力支持連續管技術用于常規作業的規模化推廣，推動應用從作業管柱向生產管柱擴展。本期專項重點推進大慶油田快速修井技術應用和長慶油田速度管柱技術規模應用，拓展連續管技術在試油、測試和測井等領域的示范應用，擴大水平井壓裂等高端作業技術的應用規模，研究完善隊伍專業化、裝備定制化和全生命周期標準化服務。

推廣專項共生產交付了連續管作業機30 余臺套，生產應用了連續管產品20 000余噸，完成各類連續管作業16 000 井次以上，建成連續管作業專業化隊伍達86 支，自有作業機裝備規模近130 套，形成年作業達5 000 井次以上的施工能力。建成大慶、長慶、青海、新疆四個示范區，形成連續管快速修井、水平井儲層改造、連續管速度管柱與完井管柱、連續管測試四項初步規模應用的作業技術，在完井、測井、測試等領域擴大應用，進一步完善和擴充七大類50 余項應用工藝，已成為工程技術領域一項成熟應用技術，極大地提升了中石油工程技術服務能力，直接推動了連續管作業技術規模應用。

大慶油田作為推廣專項重點單位，快速修井現場施工1 007 井次，徹底改變油田常規修井技術的認識，連續管修井作業時間相比以往縮短60%～70%，施工費用降低50%～80%，大幅降低人員勞動強度，保護油氣井產能，實現安全環保作業，創造了良好的生產、經濟與社會效益。長慶氣田作為推廣專項示范單位，重點推廣速度管柱和完井管柱排水采氣技術，共計實施560 口井，單井作業時間縮短到一天，氣井攜液能力提高70%，累計增產氣量10.8億m3，示范取得顯著效果，成為長慶氣田開采的特色技術。同時，新疆油田大力拓展連續管技術推廣應用，實施連續管水平井改造應用、稠油火驅測試應用、直井儲層改造與井筒疏通作業應用，共完成13 種工藝作業905 井次，施工周期與作業成本大幅下降，創造經濟效益10 億元以上。青海油田持續推進連續管技術替代常規修井作業技術的應用，進一步提高工效，現場共實施1 533 井次，按照相應施工工作量同比測算，1 臺連續管作業機相當于5 臺常規修井作業機，顯示出連續管作業機成為新一代修井作業主體技術的美好前景[14-18]。

2.3 三期專項推廣推動技術規模應用

2021 年底，中石油啟動了三期專項推廣，本期以推廣連續管快速修井技術、連續管儲層改造及配套作業技術、連續管采油采氣技術、連續管測井測試技術應用為主，建設技術集成與整體應用兩類共10 個示范區，努力實現當用盡用、能用盡用，充分發揮連續管技術優勢，助力油氣生產實現提質增效。

以大慶油田、青海油田為主，規模推廣快速修井作業技術，發揮連續管作業機作業時效高的優勢，推進連續管作業機替代常規作業機的進程，探索連續管作業裝備與常規作業裝備的優化配比，打造整裝油田區塊以連續管快速修井作業為主的井下作業新模式。以重點復雜油氣田和非常規油氣開發為目標，在西部與川渝等地區擴大連續管技術應用范圍，滿足復雜作業的技術需求。進一步深化連續管排水采氣技術應用，推進連續管完井采氣一體化技術應用，降本增效，提高氣井開發效率。繼續擴大連續管作業技術隊伍標準化建設，力爭實現自有200套作業機與作業隊伍規模，年作業工作能力10 000井次以上。目前，三期專項推廣正在啟動運行中。

3 專項推廣全面促進了連續管作業技術快速發展

連續管作業技術專項推廣不斷解決生產實際問題，取得令人驚喜的成效，驅動技術應用在井下常規小修作業、復雜修井作業、儲層改造作業、水平井作業、測井測試作業、鉆完井工程作業等不斷拓展。同時，催生的現場作業技術需求也不斷拉動連續管技術發展，連續管作業機持續升級，形成系列化設備；井下工具為滿足工藝要求，不斷研發創新，實現從無到有、從少到多、從簡單到復雜，功能與種類不斷補充完善；連續管產品從小管徑到大管徑、從單一壁厚到變壁厚、從低強度到高強度和超高強度、從普通低碳微合金管材到耐蝕合金管材、從單通道到多通道，可適應不同井深、不同腐蝕工況下的作業。這些都直接推動了連續管技術從常規作業管柱向復雜作業管柱發展，從生產作業管柱向完井生產管柱的轉變。專項推廣采用市場+技術創新的方式，雙向推動連續管技術飛躍式發展。

3.1 現場推廣促進連續管作業技術不斷完善

專項推廣根據油氣井生產作業需求，組織完善連續管作業配套技術與工藝，持續開展新工具新工藝的試驗完善與示范，先進適用的新工具與新工藝不斷完善配套。

青海油田專項推廣試點先后完成44 項工藝技術與示范應用。自主配套了可纏繞連接器、連續管通洗井一體化、連續管噴砂射孔環空壓裂、連續管水力割刀切割油管、水平井連續管存儲式測井等工具和工藝。示范應用了低壓氣井連續管氮氣泡沫沖砂作業工藝，解決了澀北氣田地層壓力低、采用常規沖砂易導致井漏的技術難題，實現了安全、高效、低成本作業；創新了采用高壓射流清理除垢技術的連續管通洗井工藝，一趟起下完成通井、洗井、刮削除垢作業，實現了通洗井一體化作業，保障新井快速投產；針對青海油田淺井快速修井的需要，創新設計了安裝效率最高的連續管一體化作業機。

在川渝頁巖氣、長慶致密油氣、新疆瑪湖等非常規油氣田開發中，連續管作業技術解決了長水平井段作業技術難題。兩期現場應用示范，促進作業工藝由簡單作業擴展到5大系列60余種細分作業類型，先后帶動鉆井、修井、儲層改造、測井、試油完井、采油采氣、管道管線等7大作業領域40余類上百種作業工藝與工具進入研究、試驗與配套應用。連續管作業機裝備也同步發展，由單一橇裝式作業機發展為橇裝式、拖車式、車裝式3大類8種結構的連續管作業機，關鍵部件注入頭實現了系列化，最大提升力達680 kN，基本滿足淺井到深井的各類作業需要[19-21]。

連續管產品針對生產現場需求，實現以管材和制造工藝為主的多項技術突破，相繼研發了CT70～CT150 系列連續管產品，研制了變壁厚連續管、抗硫連續管、連續管線管、耐蝕雙相不銹鋼連續管、多通道連續管等功能性新產品，適應深井、含硫井、腐蝕環境下作業及復雜作業需求，極大地豐富了連續管技術應用功能與領域[22-28]。其中，CT150 連續管為世界首個強度級別達到150ksi的連續管產品，標志著國產連續管實現了從追趕到超越的歷史性跨越。

3.2 生產需求拉動連續管作業技術持續創新

專項推廣推動連續管技術快速發展，使解決更加復雜生產難題變為可能，應對新挑戰、滿足新需求成為技術創新的強大動力。隨著油氣資源勘探開發的動態接替發展，面臨山地、高原、戈壁等困難的地面施工條件和復雜地質條件，在役油氣水井生產降本增效要求對施工作業技術成本、質量、工效和環保要求越來越高，低品位油氣資源與非常規油氣資源開發面臨新的技術挑戰。

近年來，連續管復雜作業技術研究與應用聚焦超深井作業、長水平段作業、高溫高壓井作業，持續深入、不斷拓展，連續管鉆井技術研究與試驗不斷加快，連續管常規作業技術進一步降本增效與升級完善。創新研究了恒鉆壓鉆磨自適應控制技術、緊湊型高速射流解堵工具，進一步解決超深井作業技術難題；針對川渝深層頁巖氣開采，開發了緊湊型水力振動器、提放式鉆磨循環閥等新技術，有效提升了頁巖氣、致密氣水平井作業技術；為適應復雜地面運輸與超深井作業條件，開發了連續管與連續管、連續管與常規油管組合管柱作業工藝；在水平井儲層改造技術應用研究方面，成功開發了適用于叢式水平井開采的定向噴砂射孔壓裂技術；在氣井連續管完井技術規模應用基礎上，拓展研究試驗了油水井連續管完井技術、連續管電泵采油與排水技術；煤層氣應用連續管同井兩氣合采技術、氣化采煤應用多通道連續管技術，也都取得了較好的研究成果。

連續管裝備向專用化、功能化發展，先后研制完成了連續管采油修井一體化作業機、深層連續管作業機、氣化采煤連續管作業機、自動化連續管作業機及復合連續管鉆機裝備；連續管軟件技術日臻完善，連續管作業設計分析與檢測綜合集成系統、連續管作業監測預警與評估系統持續升級完善。

3.3 探索建立了連續管應用和管理新模式

3.3.1 制造+服務新模式

連續管作業技術推廣中，用戶對連續管的檢測、評估、連接及舊管處置等提出技術需求，同時，大量連續管產品的市場應用也提出建立產品售后服務、快速滿足應用新需要的要求。寶雞鋼管從自身建設“制造+服務”業務鏈的目標出發，以滿足用戶需要、創新延伸服務為宗旨，研發了移動式連續管現場檢測裝置、撬裝化切斷裝置等專業裝備，編制了連續管維護保養手冊、連續管現場環焊對接標準等規范，制定了廢舊連續管評估再利用技術流程。在梳理企業技術、集成專用技術基礎上，推出了包含現場維護、連續管設計、現場檢測評價、損傷處理及環焊對接、舊管再利用與回收以及井下作業等服務內容的連續管全生命周期服務業務模式，為保障連續管產品全生命周期的安全作業提供技術支持。全生命周期服務是連續管產品技術服務專業化的一項創新，大幅降低市場用戶的負擔與應用成本，得到用戶的一致肯定，并為制造企業創造了顯著的經濟效益，開創了以技術創新為核心的產品服務創效新模式。

3.3.2 重大技術推廣應用新模式

專項推廣由中石油總部機關部門與專業公司共同統籌協調，集中政策支持和行政推動措施，推廣任務納入生產運行計劃和生產管理。技術支撐單位、油氣田企業、工程技術服務企業三方共同承擔推廣任務，形成責任、目標任務、效益共同體，同心合力，實現技術應用全產業鏈的互動推進。打破了以技術推介、產品推銷為主的單向推廣產業鏈傳統模式，建立了基于總部統籌協調、技術研究方與產品制造方會同技術使用方與油田用戶共同擔責、共享共贏的協同推廣產業鏈新模式。

專項推廣從技術交流與現場調研開始，形成技術普及宣傳、技術試驗與示范應用、技術完善與應用拓展推廣業務鏈。打破了技術研發、試驗、完善、推廣局限于研發制造單一主體的傳統業務流程模式，讓技術使用方和油田用戶全方位參與，將蛋糕做大，變無序競爭為各展所長、各取所需，避免低水平重復研究、鼓勵做大做強，建立了各方共同推進、快速迭代的協同推廣業務鏈新模式。

充分調動與發揮各承擔單位的積極性，突出用戶與市場需求，鼓勵推廣應用的市場化、技術與產品的定制化，打造技術支持與服務新模式，高效實現了連續管作業技術的完善配套與推廣應用，形成了重大技術專項推廣新模式。

3.3.3 用戶市場拉動技術合作的新模式

為高效開發長慶三低氣田，滿足排水采氣全周期低成本需求，利用專項推廣搭建的技術與應用平臺，寶雞鋼管與長慶氣田、工程技術研究院、川慶鉆探等單位主動對接、積極合作，針對實際應用問題，研究提出了氣井連續管完井管柱一體化技術方案。寶雞鋼管公司解決了管柱專用原料、管內毛刺清除技術問題，成功開發了連續管完井管柱專用管；長慶氣田研制了多功能預制式節流器、連續管柔性柱塞和高壓期節流生產、低壓期速度管柱排水采氣、衰竭期柱塞氣舉等全生命周期生產工藝；工程技術研究院江漢機械研究所完成井口懸掛器、操作窗、帶壓送入與回接工具等配套工具與施工工藝；川慶鉆探組織完成了先導試驗，開發了“四個一趟過”等施工技術。連續管完井技術的開發、試驗與應用推廣獲得圓滿成功，滿足了三低氣田全生命周期排水采氣的要求，大幅降低氣井開采成本，取得顯著經濟效益。連續管取代常規油管是完井作業的一項重大技術突破，也形成了市場拉動多方技術合作的新模式。

4 結 語

連續管技術在油氣領域的應用方興未艾，已成為油氣工程技術領域不可或缺的重要技術之一。連續管管材、裝備、技術及應用的國產化進程是我國油氣裝備作業技術產業升級的一次成功實踐，其中，中國石油天然氣集團有限公司對于國產連續管裝備技術的頂層設計與產業布局發揮了關鍵作用，特別是三期重大推廣專項的接續設立與實施，促進了國產連續管裝備與自主技術在較短時間內快速實現了規模化應用，并取得顯著提質增效效果。伴隨連續管技術功能性開發與拓展，專業應用領域必將不斷擴大，未來將不可逆轉地改變工程技術服務與油氣開采作業技術格局，成為構建油氣開采通道與井下作業管柱的主要手段，成為高效、低傷害作業和處理復雜作業的主體作業措施，將以少人工、低勞動強度、高安全、高環保為特征推動技術升級換代，迎接和適應工程技術向自動化、數字化、信息化、智能化發展。