中石油川慶鉆探公司井下作業現場

    二戰期間，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60年代初，這項技術被應用于石油修井作業，由此開啟了連續油管的“石油生涯”。五十年后，連續油管作業已經成為油氣工業的“香餑餑”。

    連續油管成了“香餑餑”

    連續油管（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，經軋制成型焊接而成的無接頭連續油管。這種具有高強度、高韌性特點的連續性的油管，外形猶如兩米多高卷起來的電纜一樣，因為提高了自動化，機動性好，使作業更加安全高效環保，應用在石油工業之后，在最近的這二十年被廣泛地應用在多項油氣作業領域。

    除用于油料集輸外，連續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、集輸管線解堵等領域，僅修井方面可用10余種工藝。因為適用范圍廣，鮮有一項技術能與之相媲美。在油氣工業，連續油管及其作業裝備被形象地稱為“萬能作業機”。

    但是，作為上世紀最偉大的發明之一，在60年代到70年代，由于當時連續油管的材料強度及其直焊縫強度不能滿足重復循環，以及深井作業時所需要的高軸向載荷要求，連續油管在深井中無法得到成功應用。加上當時連續油管焊縫失效、設備故障及井下事故增多等多種綜合因素，這項技術并沒有被油氣工業界十分看好。后來，在長達四十余年的發展中，隨著連續油管本身強度及性能的提高和技術的不斷完善，連續油管作業設備的問世以及井下作業工具的研制配套，該項技術的應用領域不斷擴展，人們才逐漸發現了它的真正魅力。

    與傳統作業相比，連續油管作業周期短、事故率低、運輸方便；能不壓井帶壓作業，保護油氣儲層；水平井、定向井作業方便快捷；能進行油管內作業、過油管作業等。與傳統鉆井相比，連續油管鉆井（Coiled TubingDrilling，簡稱CTD）在改善鉆井工藝或降低成本（可節約25%～40%的費用），在定向鉆井和欠平衡鉆井方面處于技術優勢地位。

    近五年， 連續油管技術快速發展，迅速推廣，這應歸功于全球水平井作業量的增加，和水平井技術的發展和推廣應用。國內外作業證明，連續管技術應用于水平井鉆井、修井作業和增產等，有利于實現施工過程的簡單快捷和安全可靠，提高作業效率，降低勞動強度和作業成本，減少對地層環境的傷害。尤其對一些特殊井、復雜井來說，連續油管技術的應用使得常規作業和增產措施稍遜一籌。時下，在煤層氣、頁巖氣等非常規天然氣開發大潮中，小井眼連續油管鉆井技術、欠平衡連續油管鉆井及定向鉆井技術正大顯身手。

    全球聚焦“萬能作業機”

    自1 9 6 2 年， 全球第一臺連續油管作業機（Coiled Tubing Unit，簡稱CTU）問世以來，這種新型的作業設備由最初的緩慢發展，到今天數量倍增。有數字顯示，在上世紀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2010年1月國際連續油管協會（International Coiled Tubing
Association，ICoTA最新統計，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，北美地區連續油管應用最為廣泛，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%。這些連續管作業設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）。

    在應用上，自上世紀90年代中后期以后，連續油管技術逐漸從修井等常規作業迅速擴展到鉆井作業。近年來，連續油管鉆井和壓裂技術成為發展最快的兩項技術。作為國外大力研究和發展起來的新興鉆井技術之一，連續油管鉆井主要用于鉆新井和老井側鉆，該鉆井技術主要是為適應多分支井，老井重鉆(包括老井加深、側鉆)，過油管井，小井眼鉆井和欠平衡壓力鉆井而發展起來。除陸地之外，連續油管也被應用到海上作業——在不用永久性安裝鉆井設備的海上平臺或浮動生產設施上鉆井、鉆救援井、環境敏感區（降低噪音、場地限制、防止漫濺、光學干擾）鉆井。而與常規壓裂相比，連續油管壓裂技術更適用于不同類型油氣藏改造需要，連續油管設備及可靠性已成為降低井下作業風險，減少作業失敗的有效手段。　

    目前連續油管鉆井已經在國外油氣田形成規模應用。據報道，截至2007年年底，全球連續管鉆井井數已經超過1萬口。預計，今后每年應用連續管技術鉆新井數量將達到1000口左右。目前加拿大應用連續管技術鉆井的數量占全世界應用連續管技術鉆井總量的85%以上。
 

 

---

    我國是較早引進和應用連續油管設備的國家，1978年，中國石油四川石油管理局從美國波恩公司引進第一臺連續油管作業機。但與國外相比較，我國在連續油管的應用方面起步較晚，發展較慢。時至今日，基本上還處于酸化、排液、沖砂、清蠟等常規作業應用階段，目前尚無一口井應用連續油管鉆井。從發展趨勢來看，今后我國將大力推廣應用水平井技術和發展非常規天然氣產業，連續油管鉆井和增產措施勢必會得到重要應用。
 
    當前，我國石油科技正積極攻關該項新興課題，一些研發機構、油田及制造企業已經取得了階段性成果，國產連續油管作業機、連續油管、連續油管復合鉆機相繼在中國石油江漢機械研究所、寶雞石油鋼管有限責任公司、四川宏華集團問世；同時，隨著技術不配套、操作者不熟悉，以及缺乏對連續油管技術認識的改觀，我國推廣應用連續
油管鉆井技術的條件日趨成熟。

    天然氣格局一觸即變

    連續油管作業為何受到北美地區熱寵？因為這項鉆井技術給非常規天然氣開發帶來了福音。

    天然氣井一般是自噴開采，在產水初期，對地層壓力高、產水量較少的氣井特別適用小油管排水采氣法——在一定的產氣量下，油管直徑越小，則氣流速度越大，攜液能力越強。這正是連續油管本身的優勢所在。而在產水后期，連續油管作業不需壓井，可解決氣井停噴，同時避免地層傷害，減少了油管斷脫等復雜事故的風險。近年來，隨
著北美地區對頁巖氣的地質認識不斷提高，水平井與壓裂技術水平不斷進步，連續油管技術對加快非常規天然氣資源開發起著舉足輕重的作用。

    目前加拿大和美國是頁巖氣規模開發的兩個主要國家。在加拿大阿爾伯達省南部和美國的部分地區，這幾年利用連續管進行煤層氣、頁巖氣鉆井已非常普遍。在加拿大，利用連續管開發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%的連續管鉆井裝置正在向加拿大鉆井市場轉移。而在美國國內，頁巖氣產
量能在近一兩年內暴增，也跟連續油管技術的應用有很大關系。

    美國頁巖氣產業的突飛猛進，也推動了非常規天然氣開發技術迅速發展。2003年至今，美國能源部先后資助了小井眼鉆頭導向技術、連續管鉆井系統配套技術、小井眼連續管鉆機、井下牽引工具、高研磨性泥漿噴射系統等16個項目，來推動小井眼技術商業化及美國石油與天然氣工業廣泛應用。有數字顯示，2009年美國頁巖氣產量接1000億立方米，超過中國常規天然氣的年產量。頁巖氣快速勘探開發使美國天然氣儲量增加了40%，預計2010年頁巖氣產量將占全美天然氣產量的15%以上。憑借頁巖氣發展，美國一舉擺脫了天然氣進口，改變了國內天然氣市場格局，一躍成為全球最大產氣國。

    盡管不是惟一應用，暫且不議海洋天然氣開發，方興未艾的連續油管鉆井技術正給全球非常規天然氣的發展帶來重大利好。國土資源部專家稱，“頁巖氣在非常規天然氣中異軍突起，已成為全球油氣資源勘探開發的新亮點，并逐步向一場全方位的變革演進。” 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。

    與美國相比，我國與其在頁巖氣地質條件上具有許多相似之處，頁巖氣富集地質條件優越，而且具有與其大致相同的資源前景和開發潛力。如果中國頁巖氣及煤層氣資源開發能力日后得到釋放，國內的天然氣消費將得到及時滿足，中國天然氣產業在全球的地位也將提升。可以預見，與北美一樣，一旦中國和中亞、中東和北非、拉丁美洲、前蘇聯等富集地區的資源得到規模開發，非常規天然氣將會有迅猛發展。連續油管技術或許正在引發石油上游業的一場革命。
[復制 收藏 ]