连续油管作业

连续油管（Coiled tubing）是用低碳合金钢制作的管材，有很好的绕性，又称绕性油管，一卷连续油管长几千米。可以代替常规油管进行很多作业，连续油管作业设备具有带压作业、连续起下的特点，设备体积小，作业周期快，成本低。

连续油管源于二十世纪40年代第二次世界大战期间盟军的“PLUTO”。该计划是盟军在英国和法国之间铺设了一条穿越英吉利海峡、总长近49000m的海底输油管道。这条输油管道共由23条管线组成，其中就用到内径为76. 2mm、对缝焊接而成的连续钢管。1962年，美国加里福尼亚石油(California Oil)公司和波温石油工具(Bowen Oil Tools)公司联合研制了第一台连续油管轻便修井装置，所用连续油管外径为33. 4mm，主要用于墨西哥海湾油、气井的冲砂洗并作业。在连续油管诞生30周年后，它的价值才真正被人们所认识，到二十世纪90年代，连续油管技术得到了突飞猛进的发展。连续油管作业装置已被誉为“万能作业机”，广泛应用于油气田修井、钻井、完井、测井等作业，贯穿了油气开采的全过程。

至1993年底，全世界在用的连续油管作业机数量己达561台，连续油管的年消耗量达426万米，连续油管的最大作业深度达7125m，大直径的连续油管不断问世。1990年，外径为50. 8mm的连续油管投入完井作业;1992年1月，外径为60. 3mm的连续油管问世;1993年，外径为88. 9mm的连续油管已用于深井试油;1994年，连续油管的最大直径己达114. 3mm。

如今，连续油管作业已涉及钻井、完井、试油、采油、修井和集输等多个作业领域。1992年初，美国石油学会开始编制“连续油管作业和应用”作为API的推荐作法，规范连续油管的工程、设计、制造、配套、安装、试验及操作。

目前，世界上几大主要连续油管与连续油管作业机的制造厂商几乎都集中在美国。连续油管制造厂家有精密油管技术公司(Precision Tube Technology)、优质油管公司(QualityTubing Inc)和西南管材公司(Southwesten Pipe Inc)三大连续油管制造公司。连续油管作业设备制造厂家有Hydra Rig(1991年与Drexel公司合并)、双S公司、Otis和加拿大的皇冠公司等连续油管作业机制造公司（欧洲还有少量连续油管设备制造公司）。国内目前宝鸡石油钢管厂在生产连续油管，已经在很多油田大量使用。

在美国普拉德霍湾油田西部作业区，每年使用连续油管作业超过1000井次，其中包括油井打捞、清洗、安装可膨胀式封隔器和桥塞、挤注水泥、测井、注氮举升和喷射泵操作等作业。在北海Magnus油田，1990年连续油管仅用于注氮举升作业，到了1993年，该油田的连续油管作业项目己扩展到诸如负压射孔和过油管射孔、磨铣积垢、打水泥塞封堵层段及封堵报废井、洗井等七种项目，作业项目比1990年增加了7倍，作业次数仅1991年就是1990年的4倍。 1991年1月，法国Elf公司在巴黎盆地用连续油管对现有一口直井进行第二次钻井加深试验成功。同年，美国Oryx公司在得克萨

斯用连续油管侧钻水平井试验成功。至1993年，全世界共用连续油管打出37口试验井，其中41%是侧钻水平井，27%为垂直加深井，32%是新钻井。1995年，Ensco公司在荷兰东部Dalen气田采用连续油管欠平衡钻井工艺钻水平井获得成功。1992年后期，在普拉德霍湾油田西部作业区，开创了连续油管可缠绕式气举完井作业的先例。1992年，一根长为1524m、外径为88. 9mm的连续油管被安装在路易斯安那州的水深为23m的近海油田用作输送管线。到目前为止，作为生产油管的连续油管已有 φ44. 45mm,φ50.

8mm,φ603mm,φ 73mm和φ 88. 9mm等5种等5种，并且随着水平井和大斜度井技术的发展，连续油管已成为油田作业中运送井下工具和水平井测井不可多得的理想工具。

为了加强连续油管技术应用的基础理论和工艺研究，美国石油学会每隔两年都要举行一次连续油管技术应用成果发布会。

自连续油管问世以来，国外就对连续油管进行了研究。上世纪六十到七十年代末，主要研究连续油管的物理机械性能。从七十年代末到八十年代初，对连续油管的牵引起下和卷绕设备的设计及操作规范做了许多改进，改善了地面设备的性能和可靠性，显著地降低了设备的损坏率。八十年代制造商对连续油管加工工艺及热处理进行研究，提高了连续油管的疲劳强度和使用寿命。

八十年代后期至九十年代，国外一些连续油管制造商为了了解和模拟连续油管在循环负荷和各类型应力下的物理机械性能，进行大量研究

和试验工作，建立了连续油管寿命预测计算机模型，可以较好预测连续油管的疲劳寿命，如美国Stewart & Stevenson公司开发出“连续油管疲劳试验装置”。国外开发了“连续油管强度状态实时监测器”，可随时了解连续油管的损害状况。大多数连续油管作业服务公司都有计算程序来模拟连续油管下入井筒后在各种轴向压载下的几何形状和受力状况，用该程序预先分析连续油管进入水平段的可行长度。近几年来，国外专家学者不断研究连续油管在作业时的抗内外挤压力、摩阻力、转输至井底的松驰力等问题，建立了其抗外挤压力的理论模型、预测小椭园度(达3%)连续油管抗外挤压力值的理论模型、在井中弯曲度的力学模型，设计出连续油管应用于水平井的计算机模型(CIRCA)等。

有关连续油管在作业时的摩阻分析、疲劳寿命及破坏机理的研究，更为国外专家学者所重视。在美国休斯敦，每年都要举行几次有关连续油管方面的专题研讨会。美国莫尔工程公司(Maurer Engineering InC.)在这方面的研究处于领先地位，该公司采用实验与理论研究相结合的方法开发了连续油管疲劳寿命预测的计算机软件，随大型钻井与完井技术分析软件一起向世界各大油田推出。 世界拥有连续油管作业设备数量的发展情况如下： 1962年，全世界第1台连续油管设备诞生； 70年代中期，约有200多台； 1993年，约有561台；

2001年初，约有850台；

2004年初，约有1050台，主要分布在北美、南美和欧洲等地。 2011年初，约有1881台，中国有61台。

连续油管起初作为经济有效的井筒清理工具，在市场上赢得了立足之地。修井和完井作业的经济收入占连续油管作业总收入的75%以上，连续油管在世界各油气田的应用范围持续扩大。

事实上连续油管所具有的带压欠平衡作业、作业的快速高效、对地层的低伤害、低成本（来源于工序的简化）等等优点和应用价值，是在连续油管诞生30年后的上世纪90年代才真正被人们所认识。其后连续油管广范应用于油气田修井、钻井、完井、测井等作业，在油气田勘探与开发中发挥着越来越重要的作用。

90年代后，连续油管压裂技术和连续油管钻井技术，在工艺技术上和实际的应用中得到了较快的发展。

连续油管压裂（CTF）是一种新的安全、经济、高效的油田服务技术，从九十年代后期开始在油、气田上得到应用，截止2001年，连续油管压裂井数估计超过5000口。压裂层位的深度为3000英尺左右，最大深度约10000英尺。

连续油管钻井（CTD）研究始于六十年代。到九十年代初，连续油管钻井技术进入了快速的发展和应用时期。1991年，在巴黎盆地

成功地进行了连续油管钻井先导性试验，同年在德克萨斯利用连续油管进行了3井次的重钻井作业。此后，连续油管钻井技术迅速发展，至1997年，共完成了4000个连续油管钻井项目。

近年来，每年连续油管钻井数900—1000口，其中，老井侧钻、钻定向井约120口，新钻浅井约800口。

连续油管钻井已经成为各种油气藏在加深钻井、老井侧钻和钻浅井等方面具有经济高效的重要的钻井技术，在钻井服务中，特别在欠平衡钻井和水平井钻井中显示出了其独特的优势，得到了充分的肯定和广范地应用。 国内应用和研究现状

我国引进和利用连续油管作业技术始于70年代，1977年，我国引进了第一台波温公司生产的连续油管作业机，在四川油田开始利用连续油管进行气井小型酸化、注氮排残酸、气举降液、冲砂、清蜡、钻磨等一些简单作业，累计进行数百口井的应用试验，取得了明显效果，积累了初步的经验，随后在全国各油田推广应用。目前，据不完全统计，国内共有引进的连续油管作业机30台左右，主要分布在四川、大庆、长庆、胜利、华北、中原、吉林、新疆、辽河、吐哈、大港、河南和克拉玛依等油田。四川、辽河、华北自引进连续油管以来累计作业井次均己超过1000井次。大庆油田自1985年引进连续油管作业装置以来，共在百余口井中进行了修井等多种井下作业，主要用于气举、清蜡、洗井、冲砂、挤水泥封堵和钻水泥塞等。吐哈油田

自1993年引进连续油管作业机以来，作业井次达40～ 60井次，用连续油管进行测井的最大井深已达到4300m。总的来讲，国内连续油管作业机主要应用于以下几个方面:冲砂洗井、钻桥塞、气举、注液氮、清蜡、排液、挤酸和配合测试。用得比较多的是冲砂堵、气举排液和清蜡，占95％以上。连续油管作业在我国油田受到普遍欢迎。

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