第12章 小井眼鉆井工藝

1、第十二章 小井眼鉆井工藝第一節(jié) 小井眼定義和用途2一小井眼定義2二小井眼的用途和前景2三小井眼的局限性和難度2第二節(jié) 小井眼鉆井設(shè)備2一套管程序3二固井3三鉆井液4第三節(jié) 鉆 頭4一鉆頭的種類4二鉆頭類型的選擇4第四節(jié) 小井眼鉆具5一鉆具的種類5二小井眼鉆具組合5三小井眼對鉆具的要求6第五節(jié) 小井眼連續(xù)取心技術(shù)6一小井眼連續(xù)取心的特點(diǎn)6二小井眼連續(xù)取心用的工具7第六節(jié) 小井眼井控7一小井眼井控與常規(guī)井的差別7二小井眼的溢流檢測8三小井眼壓井方法8四小井眼井控設(shè)備分類9第七節(jié) 連續(xù)油管技術(shù)9一連續(xù)油管的材質(zhì)及其物理機(jī)械性質(zhì)9三連續(xù)油管的地面設(shè)備10四連續(xù)油管的使用壽命12五連續(xù)油管在小井眼鉆井中

2、的應(yīng)用范圍12六連續(xù)油管鉆井的優(yōu)點(diǎn)和局限性13參 考 文 獻(xiàn)14第一節(jié) 小井眼定義和用途 一小井眼定義 到目前為止，還沒有一個(gè)統(tǒng)一的小井眼定義。美國阿莫科（Amoco）公司認(rèn)為，不少于90以上的井段是用直徑小于177.8毫米（7英寸）的鉆頭鉆成的井眼，或70以上的井段直徑小于152.4毫米（6英寸）的井稱小井眼。我們認(rèn)為只要能滿足以下條件之一的就可稱為小井眼： 1一口井中90井段是用直徑小于177.8毫米（7英寸）的鉆頭鉆成的井眼。 2水平井水平段的井徑小于200毫米（778英寸）的井眼。 3在老井眼開窗側(cè)鉆、加深，井徑小于177.8毫米（7英寸）的井眼。 4井的最后一段井眼直徑通常是從95.

3、2104.8毫米（334。418英寸），從中可獲得大量評價(jià)井的資料，可在該井眼內(nèi)進(jìn)行完井作業(yè)的井。 二小井眼的用途和前景 經(jīng)過石油工業(yè)幾十年的共同努力，小井眼技術(shù)日臻完善，可在很多領(lǐng)域發(fā)揮效益。 1鉆早期勘探井和評價(jià)井：在淺海區(qū)域采用簡易平臺鉆小井眼探井或評價(jià)井，進(jìn)行早期地質(zhì)勘探和評價(jià)，可以減少資金的投入。 2鉆開發(fā)井：對井深較淺、單井產(chǎn)量低的邊際油田，采用小井眼可以節(jié)約開發(fā)投資，提高經(jīng)濟(jì)效益。 3提高老油田的產(chǎn)量：利用小井眼鉆井技術(shù)，重返老井進(jìn)行加深、側(cè)鉆、鉆大斜度或水平井，進(jìn)行二次開采，使老井產(chǎn)量提高。 4借助國際經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)優(yōu)勢，建立我國海洋石油鉆井作業(yè)的小井眼體系，使小井眼技術(shù)在我國海洋

4、石油鉆井作業(yè)中逐步成熟和發(fā)展。 三小井眼的局限性和難度 盡管小井眼具有廣泛的用途，但還存在一定的局限性，主要有以下幾方面： 1某些技術(shù)還不過關(guān)，小井眼鉆井中使用的硬件和軟件還未能完全滿足需求。 2鉆探深度受到限制，加深鉆探時(shí)的技術(shù)難度更大。 3井控困難。 4井下事故和復(fù)雜情況不易處理。第二節(jié) 小井眼鉆井設(shè)備 目前，我國海上現(xiàn)有鉆井設(shè)備都能滿足鉆小井眼的要求。當(dāng)前國際上適用于小井眼的鉆機(jī)有石油鉆機(jī)、礦業(yè)連續(xù)取心鉆機(jī)、混合鉆機(jī)和連續(xù)油管作業(yè)鉆機(jī)等。這些鉆機(jī)的共同特點(diǎn)是小而輕、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、噪音小、操作人員少，多數(shù)采用頂部驅(qū)動(dòng)或動(dòng)力水龍頭而不用轉(zhuǎn)盤，還配有先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、監(jiān)控裝置，提高了小井眼鉆

5、井速度和成功率。 一套管程序 小井眼套管程序的確定，與常規(guī)井基本相同，只是套管直徑相對減小。它主要根據(jù)地質(zhì)目的、油層深度、地層特性、異?？紫秹毫涂赡馨l(fā)生的復(fù)雜情況，決定所采用套管的層數(shù)、直徑大小和所下深度。此外，還根據(jù)不同海域的風(fēng)浪大小和冰情，選用不同的隔水導(dǎo)管。常用的各層套管尺寸如下： 1隔水導(dǎo)管：762毫米（30英寸）、609.6毫米（24英寸）、508毫米（20英寸）等。 2技術(shù)套管：339.72毫米（1338英寸）、244.47毫米（ 958英寸）、177.8毫米（7英寸）、168.27毫米（658英寸）等。 3生產(chǎn)套管：139.70毫米（512英寸）、127毫米（5英寸）、114.

6、3毫米（412英寸）、76.20毫米（3英寸）等。 二固井 小井眼因井身結(jié)構(gòu)簡單，環(huán)空間隙小、套管尺寸小、強(qiáng)度低，固井設(shè)計(jì)和施工時(shí)應(yīng)考慮以下問題。 1和常規(guī)井一樣，小井眼固井可根據(jù)有無淺氣層、井的深度和水泥上返高度等情況，可采用單級或雙級注水泥。 2為有效地支撐管柱，防止套管柱通熱膨脹彎曲，通常管外水泥應(yīng)盡可能返高，管內(nèi)要留較長水泥塞。為使套管柱居中，并防止管柱彎曲，可在套管柱上多加扶正器等。 3在設(shè)計(jì)水泥漿時(shí)著重考慮其流變性，應(yīng)選擇流動(dòng)性好，觸變性能強(qiáng)和低失水的水泥漿。 固井施工時(shí)要嚴(yán)格控制泵壓和排量，以免因環(huán)空流動(dòng)阻力過大而壓漏地層，頂替泥漿時(shí)多采用塞流或平板流。 三鉆井液 小井眼所用鉆具

7、直徑小，井眼環(huán)空小，要求有良好的鉆井液性能： 1鉆井液密度應(yīng)略大于預(yù)計(jì)的地層孔隙壓力當(dāng)量密度，并能補(bǔ)償抽汲效應(yīng)產(chǎn)生的負(fù)壓，既不致井噴也不會壓漏地層，做到平衡壓力鉆井。 2有良好的抑制性，防止泥頁巖膨脹、垮塌，穩(wěn)固井壁，保持井眼規(guī)則。3低粘度、低失水，防止循環(huán)時(shí)高速上返產(chǎn)生過大壓力降，避免在井壁上形成過厚泥餅。4鉆井液應(yīng)有良好的流變性和潤滑性，能提高低剪切速度下的粘度，防止開泵壓力太大而壓漏地層，并具有使鉆具旋轉(zhuǎn)時(shí)扭矩小和良好的攜帶鉆屑能力。第三節(jié) 鉆 頭 一鉆頭的種類 小井眼鉆井的鉆頭有研磨切削型和牙輪鉆頭。牙輪鉆頭多用于含礫巖地層或某些堅(jiān)硬地層。本節(jié)主要介紹以下幾種研磨切削型鉆頭。 1全面鉆

8、進(jìn)金剛石鉆頭 （1）側(cè)鉆胎體鉆頭：它是專為造斜側(cè)鉆設(shè)計(jì)的，這種鉆頭具有平坦的底面和短的保徑，配合井下馬達(dá)和彎接頭使用時(shí)，其結(jié)構(gòu)形式有助于鉆頭朝側(cè)向鉆進(jìn)，而其中心凹槽可控制井眼始終朝著一個(gè)方向延伸； （2）天然或熱穩(wěn)定聚晶金剛石鉆頭（TSP）：這種鉆頭可用于鉆直井、斜井或水平井，大量的金剛石用于鉆頭保徑，有良好的側(cè)向切削性能，能適應(yīng)高轉(zhuǎn)速鉆井，在斜井段中使用壽命長。 （3）復(fù)合片聚晶金剛石鉆頭（PDC）是小井眼鉆井常用的鉆頭。 （4）刮刀鉆頭。它具有四個(gè)翼片，底部鑲嵌硬質(zhì)合金（碳化鎢），并加敷金剛砂，這種鉆頭的扭矩比較大。 （5）硬質(zhì)合金磨銑鉆頭：它主要用于鉆水泥塞或金屬碎塊，在配合井下馬達(dá)使用

9、時(shí)，研磨破碎的效果更好。 2取心鉆頭 在小井眼連續(xù)取心作業(yè)中，多采用天然金剛石取心鉆頭和TSP、PDC取心鉆頭。天然金剛石取心鉆頭又分為孕鑲和表鑲兩種。 二鉆頭類型的選擇 l小井眼鉆井使用金剛石或PDC鉆頭，無論從鉆頭壽命、進(jìn)尺和成本上看都要比使用牙輪鉆頭有利，井眼越小越合算。由于小井眼用的牙輪鉆頭軸承和牙齒強(qiáng)度低、壽命短，因此，國際上極少用牙輪鉆頭鉆小井眼。 2小井眼環(huán)空間隙小、流動(dòng)阻力大，環(huán)空水功率消耗大，因而不能借助鉆頭水功率來提高小井眼的鉆速。 3金剛石及PDC取心鉆頭在小井眼取心時(shí)有良好的效果。 4四翼刮刀在使用頂驅(qū)裝置下鉆小井眼，具有較高的機(jī)械鉆速，單只鉆頭進(jìn)尺較高。第四節(jié) 小井眼

10、鉆具 一鉆具的種類 1小井眼鉆具：鉆桿、加重鉆桿、鉆鋌、油管（常在小井眼淺井中代替鉆桿）、連續(xù)油管（纏繞管）、連續(xù)取心巖心筒和繩索式回收工具。 2小井眼鉆桿主要有以下三大類： （）標(biāo)準(zhǔn)的小尺寸鉆桿：常規(guī)石油鉆機(jī)、修井機(jī)和專門的小井眼鉆機(jī)一般用標(biāo)準(zhǔn)的小尺寸鉆桿如89和73毫米（312和278英寸）鉆桿進(jìn)行小井眼的全面鉆進(jìn)和常規(guī)取心，有時(shí)也用60.3毫米（238英寸）油管與標(biāo)準(zhǔn)小尺寸鉆桿組成的混合管柱鉆小井眼。 （2）礦業(yè)取心鉆桿：采用礦業(yè)取心鉆桿進(jìn)行小井眼的全面鉆進(jìn)和連續(xù)取心，也能用標(biāo)準(zhǔn)的小尺寸鉆桿或二者混合管柱進(jìn)行小井眼的全面鉆進(jìn)。 （3）連續(xù)油管（纏繞管）：連續(xù)油管作業(yè)裝置采用連續(xù)油管為鉆柱

11、進(jìn)行小井眼的全面鉆進(jìn)和常規(guī)取心。 3小井眼井下工具：隨鉆震擊器、減震器、液壓加壓器、井下馬達(dá)、穩(wěn)定器、隨鉆測斜儀（MWD或LWD）和專用打撈工具。 二小井眼鉆具組合 1直井鉆具組合： （l）小井眼直井鉆具組合和常規(guī)井的組合相同，但一般不使用方鉆桿，因?yàn)樾》姐@桿機(jī)械強(qiáng)度低，帶不動(dòng)整串鉆柱旋轉(zhuǎn)，容易變形，故多使用頂部驅(qū)動(dòng)裝置直接帶動(dòng)鉆具旋轉(zhuǎn)。 （2）采用鐘擺鉆具和滿眼鉆具，保持井眼垂直。 2斜井鉆具組合：重返老井鉆小井眼延伸井用于油田二次開發(fā)時(shí)使用不同類型井下馬達(dá)鉆具組合和不同鉆井方式可鉆成不同曲率半徑的斜井和水平井。 （l）長曲率半徑水平井：可用頂部驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)鉆井或井下動(dòng)力鉆具完成。多用普通井下馬

12、達(dá)加普通彎接頭，單彎造斜接頭或雙彎萬向短節(jié)造斜、增斜，用鉆桿或加重鉆桿組合成下部鉆具結(jié)構(gòu)。 （2）中曲率半徑水平井：多使用固定角度造斜馬達(dá)或可調(diào)角度的造斜馬達(dá)加雙彎萬向短節(jié)造斜、增斜；鉆具結(jié)構(gòu)由井下馬達(dá)和長度短、柔性大的鋼鉆桿或鋁合金鉆桿組成。 （3）短曲率半徑水平井：依照驅(qū)動(dòng)方式不同，短曲率半徑水平井有兩種鉆法和相應(yīng)的鉆具結(jié)構(gòu)： 當(dāng)使用頂部驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)鉆井時(shí)，下部鉆具結(jié)構(gòu)由一串可自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)的萬向節(jié)短鉆桿組成的彎曲引導(dǎo)器（Curved Drill Guide）組成，配合一套坐在裸眼封隔器上的斜向器（Guide Whipstock）造斜、增斜。 若用井下動(dòng)力馬達(dá)鉆井，多使用鉸接式井下馬達(dá)鉆具組合。先用

13、它在井下造出臺階，然后起出來，換另一套可測量井斜、方位的鉆具組合繼續(xù)進(jìn)行鉆井。小井眼井下馬達(dá)數(shù)據(jù)見表121。 三小井眼對鉆具的要求 1對鉆具的要求：（l）小井眼使用的鉆具，要有常規(guī)井鉆具同樣的鋼級和機(jī)械強(qiáng)度。（2）鉆具內(nèi)徑要能通過測量儀器和繩索取心工具。 （3）螺紋密封性好、強(qiáng)度大。 2對鉆具組合的要求： （1）在鉆小井眼水平井時(shí)，應(yīng)盡量少用或不用鉆鋌，最好是用加重鉆桿代替鉆鋌，而且應(yīng)將其放在直井段，使井眼容易轉(zhuǎn)向并給鉆頭加壓。（2）鉆鋌最小容許外徑等于兩倍套管接箍直徑減去鉆頭直徑。（3）不同曲率半徑小井眼采用不同的下部鉆具組合。第五節(jié) 小井眼連續(xù)取心技術(shù) 一小井眼連續(xù)取心的特點(diǎn) 連續(xù)取心不同

14、于常規(guī)取心，連續(xù)取心實(shí)質(zhì)上是繩索式取心，巖心充滿內(nèi)筒后，不必起出整個(gè)鉆柱，只需用鋼絲繩下入一個(gè)打撈筒，就能將裝有巖心的內(nèi)筒從井底的巖心筒中取出來，然后再將另一個(gè)內(nèi)筒投入鉆柱內(nèi)后繼續(xù)取心，這樣可以大幅度減少起下鉆次數(shù)，提高取心效率。 連續(xù)取心技術(shù)作為一種非常有效的勘探方法，于70年代初引入，并使之適用于油田小井眼取心作業(yè)。二小井眼連續(xù)取心用的工具1礦業(yè)取心鉆桿： 小井眼連續(xù)取心作業(yè)用礦業(yè)取心鉆桿，它不同于石油鉆井鉆桿，其主要特點(diǎn)是： （1）它是一種薄壁無縫鋼管，機(jī)械強(qiáng)度比同直徑的常規(guī)鉆井鉆桿小。 （2）具有外平、內(nèi)加厚接頭。外平接頭可減少鉆桿摩阻和環(huán)空壓力降，內(nèi)加厚可以使接頭保持較高的強(qiáng)度，承受

15、足夠的扭矩，避免接頭發(fā)生泄漏。（3）外徑小，介于44.5150毫米（ l345”716英寸）之間。（4）長度短，僅為16（3.319.7英尺）。 （5）重量輕，CHD134、CHD101和CHD76型礦業(yè)取心鉆桿的重量分別為20.8、13.l和8.5公斤米。在連續(xù)取心作業(yè)中，仍采用鉆桿加壓。 （6）與井壁之間的環(huán)空間隙很小，這種鉆桿在裸眼井中可作為回收式技術(shù)套管，甚至作為永久性套管固井，然后用直徑更小的礦業(yè)取心鉆桿繼續(xù)取心作業(yè)。 礦業(yè)取心鉆桿在小井眼連續(xù)取心作業(yè)中，一般多使用CHD134、CHD101和CHD76三種型號。礦業(yè)取心鉆桿、取心鉆頭、巖心筒和巖心組合尺寸見表122。 2巖心筒： 連

16、續(xù)取心巖心筒與常規(guī)巖心筒一樣，也由內(nèi)筒和外筒組成。但與常規(guī)巖心筒不同的是，其內(nèi)筒可以用鋼絲繩打撈筒取出來，再將另一個(gè)內(nèi)筒投入鉆柱內(nèi)后繼續(xù)取心鉆進(jìn)。為防止起出內(nèi)筒時(shí)發(fā)生抽汲作用，通常的作法是一邊起內(nèi)筒，一邊向鉆柱內(nèi)泵送鉆井液。連續(xù)取心巖心筒及其內(nèi)筒和單筒巖心的長度一般為3、6、9、12、13.5和15米，最長可達(dá)27米。第六節(jié) 小井眼井控 一小井眼井控與常規(guī)井的差別 小井眼井與常規(guī)井在以下方面存在差異，影響對溢流檢測和壓井方法。 1環(huán)空體積?。盒【塾绕涫沁B續(xù)取心的小井眼，其環(huán)空間隙很小，環(huán)空體積也很小。同樣的溢流量，在小井眼中的上返速度和上返高度是常規(guī)井的數(shù)倍，相應(yīng)地使小井眼井底壓力明顯降低。

17、 2系統(tǒng)壓力損失大：系統(tǒng)壓力損失指的是地面設(shè)備、鉆柱及鉆頭和環(huán)空內(nèi)的壓力損失之和，小井眼中壓力損失的分布情況與常規(guī)井中的分布情況相反。在小井眼中，環(huán)空壓力損失大，地面設(shè)備、鉆柱和鉆頭內(nèi)的壓力損失小。而在常規(guī)井中，鉆柱及鉆頭內(nèi)的壓力損失大，而環(huán)空壓力損失小。 二小井眼的溢流檢測 小井眼因其環(huán)空體積小，少量地層流體侵入井筒內(nèi)，就能占據(jù)環(huán)空的較大體積，而且上返高度高、上返速度快，利用常規(guī)井檢測溢流的方法，很難保證安全進(jìn)行井控。以下介紹幾種溢流檢測法： 1電磁流量計(jì)檢測法：在泥漿泵吸入管和井口鉆井液返出管線上安裝電磁流量計(jì)來定量記錄鉆井液的泵入量和返出量，并將記錄結(jié)果與泥漿池總體積顯示在同一圖上。通過

18、實(shí)時(shí)觀察泵入量曲線和近出量曲線的變化情況，就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)溢流或鉆井液漏失。電磁流量計(jì)比泥漿池容量累計(jì)儀更加精確和靈敏，能夠檢測到不足159升（ l桶）的溢流，并能對井下溢流立即作出反應(yīng)。 2流量波和壓力波檢測法：鉆井液流量波的測量法是檢測泥漿泵壓力波的重復(fù)傳播時(shí)間。由于這些波在氣體中的傳播速度比在鉆井液中慢，傳播時(shí)間急劇增加就說明發(fā)生了溢流。 3對比檢測系統(tǒng)：對比檢測系統(tǒng)與實(shí)時(shí)鉆井?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連接，通過分析實(shí)時(shí)鉆井?dāng)?shù)據(jù)就可檢測早期溢流。此外還可用井筒動(dòng)態(tài)模型預(yù)測鉆井液返出量和立管壓力，將二者的實(shí)測值和預(yù)測值以曲線的形式顯示出來進(jìn)行實(shí)時(shí)對比。根據(jù)實(shí)測值與預(yù)測值之間的偏差及時(shí)判斷是否發(fā)生了溢流、鉆

19、井液漏失或鉆桿刺漏等異常情況。 三小井眼壓井方法 由于小井眼環(huán)空體積小，一旦檢測到溢流，就必須立即采用以下幾種壓井方法： 1動(dòng)態(tài)壓井法：動(dòng)態(tài)壓井是利用循環(huán)鉆井液時(shí)產(chǎn)生較大的環(huán)空壓力損失來控制地層壓力，它是一種非常有效的小井眼壓井方法。由于小井眼環(huán)空壓力損失占泵壓的絕大部分，井內(nèi)任一深度處的壓力等于鉆井液的靜液柱壓力加上此處至地面的環(huán)空壓力損失，如旋轉(zhuǎn)鉆柱，可使井底當(dāng)量循環(huán)密度增加。因此，改變泵排量和鉆柱轉(zhuǎn)速或鉆井液性能，通常就能控制住小井眼溢流。所以動(dòng)態(tài)壓井法優(yōu)于等候加重法或司鉆法，因?yàn)樗恍枰眉又劂@井液的方法來增大井下壓力，可以更快地實(shí)施壓井，而且可以最大限度地減小套管鞋壓力。一般只需把循

20、環(huán)排量增加到預(yù)定值即可實(shí)施動(dòng)態(tài)壓井。如果溢流發(fā)生在鉆進(jìn)過程中，循環(huán)排量應(yīng)增至最大，最大循環(huán)排量取決于地面設(shè)備壓力極限、泵功率、裸眼地層破裂壓力或預(yù)計(jì)的地層壓力。如果溢流發(fā)生在鉆柱旋轉(zhuǎn)或泵沖速減慢時(shí)，將鉆柱轉(zhuǎn)速或泵沖速恢復(fù)到溢流前的值并加上一個(gè)安全系數(shù)，就可以控制住溢流。如果溢流發(fā)生在起鉆過程中，循環(huán)排量則取決于井內(nèi)鉆柱的長度。若井內(nèi)鉆柱太短，就應(yīng)關(guān)井并采取一些適當(dāng)?shù)拇胧?。一般認(rèn)為，動(dòng)態(tài)壓井法適用于井深超過762米的小井眼。 2井控專家系統(tǒng)：井控專家系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)軟件，與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)（即數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)）相連接，就能夠?qū)崟r(shí)連續(xù)監(jiān)測和分析來自數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)處理的有關(guān)數(shù)據(jù)，如鉆井液流入流量、返出流

21、量、泵壓、泵沖數(shù)、轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速及扭矩、泥漿池容量、鉆壓和轉(zhuǎn)速等。檢測早期溢流，并將檢測結(jié)果及時(shí)通知司鉆，以便盡早采取適當(dāng)?shù)木卮胧?。如果司鉆未能在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)作出反應(yīng)，井控專家系統(tǒng)就會自動(dòng)執(zhí)行井控措施，從而大大提高井控能力。3改進(jìn)后的常規(guī)壓井方法：BP公司對小井眼壓井期間的井內(nèi)壓力進(jìn)行了系統(tǒng)分析后，認(rèn)為在某些情況下仍然可以采用常規(guī)壓井方法，如司鉆法或等候加重法。如不能采用常規(guī)壓井方法，則可以使用改進(jìn)后的常規(guī)壓井方法，見表123。 四小井眼井控設(shè)備分類 小井眼井控設(shè)備分常規(guī)鉆具和連續(xù)油管使用的井控設(shè)備。1 小井眼常規(guī)鉆具使用的井控設(shè)備與常規(guī)鉆井使用的相同。 2連續(xù)油管井控設(shè)備：連續(xù)油管井控設(shè)備是防噴

22、器組安裝在連續(xù)油管注入頭下面的支架內(nèi)，小井眼采用防噴器組頂端的封井頭（Strirpper head）能滿足使用連續(xù)油管時(shí)的井控要求，實(shí)現(xiàn)欠平衡鉆井，同時(shí)配備能滿足使用常規(guī)鉆具時(shí)井控的要求。第七節(jié) 連續(xù)油管技術(shù) 連續(xù)油管又叫撓性油管或纏撓管（Coi ledTubing），是一種可纏繞在滾筒上的連續(xù)鋼管或強(qiáng)度更高的鈦鋁合金管，它是當(dāng)前國際廣泛使用的小井眼鉆井和修井鉆具。 一連續(xù)油管的材質(zhì)及其物理機(jī)械性質(zhì) 1制造連續(xù)油管的材質(zhì)主要有下面幾種： （1）低合金高含鈳鈮（ColumbiumNiobium）鍛鋼。 （2）高強(qiáng)度低合金鋼（HSLA）。（3）高強(qiáng)度低合金（HSLA）4號改型碳鋼，代號A606。（

23、4）高強(qiáng)度調(diào)質(zhì)合金鋼。（5）高強(qiáng)度含鈦（Titanium）合金鋼。2 材質(zhì)的物理機(jī)械性質(zhì)見表124。 二連續(xù)油管的尺寸連續(xù)油管按其用途有多種尺寸，直徑可從1989毫米（ 0.753.5英寸）。三連續(xù)油管的地面設(shè)備 一套完整的連續(xù)油管的地面設(shè)備由連續(xù)作業(yè)裝置、井控系統(tǒng)、鉆井液循環(huán)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、吊裝設(shè)備和拖運(yùn)設(shè)備組成： 1連續(xù)油管作業(yè)裝置： （l）注入頭（Injector Head）：注入頭頂部配備有半徑為1.51.8米（56英尺）的凹形導(dǎo)軌，俗稱鵝頸管（Gooseneck），其下部是一套類似坦克履帶的驅(qū)動(dòng)裝置。整個(gè)注入頭安裝在一個(gè)支架上，通過液壓控制驅(qū)動(dòng)裝置的履帶式鏈條牢牢抱緊油管，隨著履帶鏈

24、條的順、反時(shí)針運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)連續(xù)油管沿導(dǎo)軌鵝頸管送入井內(nèi)或從井內(nèi)起出。這時(shí)整個(gè)連續(xù)油管重量靠注入頭支撐著，一套雙作用測壓儀（double action load cell）安裝在注入頭底部，記錄提、放油管時(shí)加在連續(xù)油管上的負(fù)荷。（2）連續(xù)油管滾筒：為鋼制滾筒，核心直徑1.51.8米（56英尺），護(hù)圈外徑2.7米（9英尺），可纏繞25.4毫米（1英寸）外徑連續(xù)油管7925米（26000英尺），31.8毫米（114英寸）外徑連續(xù)油管6705米（22000英尺），管徑越大，可纏繞長度越短，如60.3毫米（238英寸）外徑連續(xù)油管可纏4420米（14500英尺），73毫米（ 278英寸）連續(xù)油管可纏289

25、6米（ 9500英尺），89毫米（312英寸）油管只能纏1829米（6000英尺）。連續(xù)油管最小彈性彎曲半徑見表125。 2防噴器組。 3動(dòng)力裝置：利用柴油機(jī)帶動(dòng)液壓泵為注入頭、滾筒、泥漿泵、防噴器等提供液壓驅(qū)動(dòng)動(dòng)力。 事實(shí)上，連續(xù)油管在現(xiàn)場服務(wù)時(shí)的典型彎曲半徑是1.21.8米（46英尺），它還需要經(jīng)受住由庫存、運(yùn)輸?shù)葟?qiáng)制條件支配著的巨大塑性變形。因此，連續(xù)油管壽命通常受油管在沿著滾筒和注入頭鵝頸管導(dǎo)軌彎曲繞行時(shí)累計(jì)產(chǎn)生的疲勞破壞的限制。 現(xiàn)場測定連續(xù)油管壽命的方法： 連續(xù)油管彎曲次數(shù)的確定。連續(xù)油管在一次起下鉆中要遭受6次塑性彎曲（Plastic bending event），其中4次發(fā)生在

26、注入頭的鵝頸管導(dǎo)軌上，另外2次出現(xiàn)在滾筒上，彎曲使油管產(chǎn)生塑性變形。連續(xù)油管塑性彎曲次數(shù)見圖124。 連續(xù)油管除縱向塑性變形外，在其彎曲點(diǎn)處還積聚著環(huán)箍塑性變形（hoop plastic deformation），也就是說，在內(nèi)壓小于環(huán)箍屈服極限的條件下，環(huán)箍塑性變形也會使連續(xù)油管直徑增加。 4司鉆操作臺：安裝有操縱連續(xù)油管裝置各個(gè)系統(tǒng)動(dòng)作的手柄和記錄儀表。5吊車：將注入頭吊入井口上或吊離井口，進(jìn)行底部鉆具組合的上扣和卸扣。 6拖車：目前的連續(xù)油管作業(yè)裝置，一般將上面5部分裝置安裝在一輛拖車上，一起運(yùn)輸。如用直徑較大的連續(xù)油管鉆井，考慮到連續(xù)油管滾筒和注入頭較重，需要將這5部分裝置分別裝在三臺

27、拖車上，一臺拖車裝注入頭及其支架，一臺拖車裝控制室和連續(xù)油管滾筒，一臺拖車裝吊車和液壓動(dòng)力裝置。連續(xù)油管作業(yè)的基本部件見圖125。 7鉆井液循環(huán)系統(tǒng)： 四連續(xù)油管的使用壽命 1影響連續(xù)油管使用壽命的主要因素：疲勞極限、壓力極限、拉力極限、管體圓度與管體橢圓度的容許偏差。 通常，連續(xù)油管的彎曲半徑為1.21.8（46英尺），在作業(yè)中常常在滾筒和鵝頸管導(dǎo)軌處承受重復(fù)的彎曲應(yīng)力而導(dǎo)致疲勞，在庫存和運(yùn)輸中要受擠壓、震動(dòng)而產(chǎn)生塑性變形，大大地降低了連續(xù)油管的使用壽命。 2連續(xù)油管的抗外擠和抗內(nèi)壓極限： 對于不同直徑的連續(xù)油管的抗外擠和抗內(nèi)壓極限，可根據(jù)482.76兆帕（70000磅英寸2）的名義屈眼強(qiáng)度

28、計(jì)算出來，見表126。通過對各種直徑連續(xù)油管的疲勞壽命的模擬試驗(yàn)可以得出以下結(jié)論：（1）疲勞是影響連續(xù)油管壽命的基本因素。 （2）連續(xù)油管壽命隨管壁厚度增加而提高。（3）當(dāng)加大滾筒和鵝頸管導(dǎo)軌的半徑時(shí)連續(xù)油管壽命增加。（4）連續(xù)油管壽命隨管徑增大而降低。 （5）連續(xù)油管壽命受特定的壓力和彎曲周期順序影響。 （6）僅由壓力周期引起的連續(xù)油管疲勞損壞，遠(yuǎn)比由壓力和彎曲周期組合在一起造成的損壞低。 （7）連續(xù)油管的抗崩極限在一定程度上影響著連續(xù)油管的使用壽命。五連續(xù)油管在小井眼鉆井中的應(yīng)用范圍1連續(xù)油管的應(yīng)用范圍： （1）重返老井眼鉆斜井或水平井以提高老井的產(chǎn)量和最終采收率。（2）重返老井眼鉆斜井或水平井以減輕水或天然氣在油層中的推進(jìn)。（3）重返老井眼鉆斜井或水平井加深勘探并進(jìn)行地層評價(jià)。 （4）老直井加深。（5）加長老水平井水平段。（6）鉆一批小井眼勘探井。（7）鉆小井眼開發(fā)井。 2連續(xù)油管鉆具組合： （l）小井眼直井鉆具組合：長保徑PDC（TSD）鉆頭十動(dòng)力鉆具（PDM）十鉆鋌十脫離機(jī)構(gòu)十連續(xù)油管配合短節(jié)十連續(xù)油管。 （2）小井眼穩(wěn)斜鉆具組合：長保徑PDC（TSD）鉆頭十動(dòng)力鉆具（PDM）十少量鉆鋌十脫離機(jī)構(gòu)十連續(xù)