连续油管速度管柱带压起管及管材重复利用

白晓弘　赵彬彬　杨亚聪　刘士鑫　汪雄雄

（1.长庆油田公司油气工艺研究院，陕西西安　710021；2.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，陕西西安　710021；3.长庆油田公司苏里格气田开发分公司，陕西西安　710021）

连续油管速度管柱带压起管及管材重复利用

白晓弘1，2赵彬彬1，2杨亚聪1，2刘士鑫3汪雄雄1，2

（1.长庆油田公司油气工艺研究院，陕西西安710021；2.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，陕西西安710021；3.长庆油田公司苏里格气田开发分公司，陕西西安710021）

速度管柱排水采气技术已成为苏里格气田排水采气的重要手段，解决了积液气井排水采气的问题。针对气田开发过程中气井能量逐渐衰减、部分产气量较小的气井携液效果变差的情况，开展了连续油管速度管柱带压起管技术的研究，设计了速度管柱带压起管技术方案，研制了管内堵塞器、外卡瓦拉拔器等关键工具，解决了速度管柱管内封堵和上提解卡的核心问题。在苏里格气田成功实施了速度管柱带压起管试验，起出的管柱经性能评价满足气井排水采气的要求，可以作为生产管柱再次下入井内开展施工作业。

苏里格气田；速度管柱；带压起管；重复利用

近年来，速度管柱排水采气技术已在长庆苏里格气田规模应用了200余口井，气井携液能力较应用前提高了75%。该技术采用不压井作业，对地层无伤害［1］，有利于气井的产能发挥，有效提高了气井的开井时率和采收率，现已成为积液气井排水采气的主体技术之一。然而，采用连续油管速度管柱正常携液生产一定的时间后，由于气井能量逐渐衰减，当气井的实际产量低于连续油管的临界携液流量时，气井再次出现积液，需要把连续油管起出，将其应用到其他更适合的气井，充分发挥速度管柱排水采气技术的优势［2］。此外，老井的重复压裂改造、试井、修井、测试等作业也需要起出连续油管［3］。而常规压井后起出连续油管的方法对储层伤害很大，对低压低渗气井的伤害尤其严重，耗费人力物力［4］。

1　连续油管速度管柱带压起管工艺原理

首先向连续油管内部打入管内堵塞器封堵连续油管，防止起管过程中井筒内气体从连续油管中溢出。采用外卡瓦拉拔器锁紧连续油管，初期利用吊车牵引外卡瓦拉拔器上提连续油管，当悬挂连续油管的卡瓦解卡，并且管柱被上提足够长度，能够反穿操作窗、防喷器、注入头等设备后，改用连续油管作业机上的注入头上提连续油管，实现对剩余连续油管的起出，同时将起出的连续油管缠至作业机的滚筒。

2　关键装置研制

2.1管内堵塞器

带压起管工艺的关键技术之一是在国产连续油管内部存在高3 mm焊缝的条件下，如何实现管内的有效封堵。为此，管内堵塞器的导向部分设计有均匀分布的3条导槽，密封胶筒采用3段设计，且每段胶筒均设计有1条容纳连续油管焊缝的凹槽与导槽相对，如图1所示。连续油管内打入堵塞器时，将导槽正对连续油管焊缝，使胶筒避开焊缝；锚定卡瓦采用三片设计，卡瓦片的间隙正对导槽，使卡瓦避开焊缝，从而解决了国产连续油管由于内焊缝无法有效“坐”与“封”的难题。为了顺利打入堵塞器，研制了与之配套的Ø26 mm送入工具Ⅰ和Ø38 mm送入工具Ⅱ（如图2）。送入工具Ⅱ与送入工具Ⅰ之间通过螺纹以及销钉连接，送入工具Ⅰ与管内堵塞器之间通过销钉连接。

图1　管内堵塞器结构

图2 送入工具

2.2外卡瓦拉拔器

带压起管工艺的关键技术之二是如何实现连续油管的上提解卡。连续油管自重大，需要较大的上提解卡力，同时由于连续油管入井工作时间比较长，管体强度可能降低，为此研制了具有独特结构的外卡瓦拉拔器，如图3所示。外卡瓦拉拔器采用上接头锥形孔设计使卡瓦受力后收缩，内置芯棒支撑模块防止管柱被锁紧时受挤压变形，提升了连接强度和可靠性；上提载荷达180 kN，远大于连续油管自重，外卡瓦拉拔器结构如图3所示。

图3　外卡瓦拉拔器结构

3　现场试验

3.1带压起管现场试验

苏A井于2010年9月26日下入连续油管开展排水采气，油套压差降低8.2 MPa，日产气量增加5212 m3，排水采气效果良好。但由于气井本身产能较差，加之能量衰减较快，2013年9月10日，油套压差逐渐增大，日产气量降至1 645 m3，低于Ø38.1mm连续油管的临界携液流量［5］，速度管柱技术已无法充分发挥携液作用，故需要带压起出连续油管。

本次连续油管速度管柱带压起管现场试验所采用的装置主要有管内堵塞器、外卡瓦拉拔器、送入工具和井下作业常用的连续油管作业机、导向器、注入头、防喷器、操作窗等设备。

（1） 连续油管封堵。利用注入头夹持送入工具Ⅱ，将送入工具Ⅱ、送入工具Ⅰ与堵塞器的连接体一起打入连续油管内部预定位置，注入头上提送入工具Ⅱ时管内堵塞器的卡瓦张开并卡定于速度管柱，同时密封胶筒受压膨胀将连续油管内部封堵；注入头再次上提，自锁扣打开，堵塞器实现自锁，防止向上滑移；注入头上提力增加至一定值，将堵塞器丢手，并将其留在速度管柱内部预定位置，同时利用注入头上提拉出送入工具Ⅱ、送入工具Ⅰ，整个堵塞器完成坐封。

（2） 连续油管上提解卡。在连续油管上端内部穿入芯棒，防止连续油管受挤压变形。将打捞头穿过连续油管，投入卡瓦和垫片，把上接头与打捞头通过螺纹相连接，越拧卡瓦越紧，最终外卡瓦拉拔器锁紧连续油管，用吊车牵引外卡瓦拉拔器上提连续油管，使悬挂器中的卡瓦解卡。

（3） 连续油管起管。吊车牵引外卡瓦拉拔器向上提拉连续油管足够长度，将起出的管柱依次反方向穿过操作窗、防喷器、注入头，然后改用连续油管作业机上的注入头继续起连续油管，同时将起出的管柱缠绕在连续油管作业机上的滚筒上。

3.2起出连续油管管材的评价及重复利用

从图4起出的连续油管力学性能测试结果中可以看到，油管实测的抗拉强度为593 MPa、屈服强度为490 MPa，均大于美国API SPEC 5ST《连续油管规范》［6］中规定的连续油管的抗拉强度和屈服强度。

图4　起出的连续油管力学参数

从起出的连续油管厚度测量结果（图5）可以看出，实测壁厚均大于规定壁厚3.2 mm，且在壁厚公差范围内。连续油管生产时壁厚公差范围一般为-0.2~0.3 mm，因此连续油管的最小公差壁厚为3.0 mm，最大公差壁厚为3.5 mm。

图5　起出的连续油管厚度变化

通过对起出连续油管的抗拉强度、屈服强度、壁厚等参数的测试分析，其性能满足气井排水采气的要求，能够再次入井用作速度管柱排水采气。

2013年11月19日，将起出的苏A井的连续油管带压下入苏B井开展排水采气。从图6苏B井生产数据对比可以发现，采用速度管柱生产后，日产气量增加86%，油套压差降低67%，并且油套压波动趋于平稳，井筒积液得到有效排除。

图6　苏B井不同生产制度下的生产效果对比

4　结论

（1）连续油管速度管柱带压起管技术在苏里格气田试验井成功开展，采用速度管柱生产后，气井日产气量增加86%，油套压差降低67%，应用效果良好，填补了带压作业领域的技术空白。

（2）使用3年的连续油管带压起出后开展了性能测试，抗拉强度、屈服强度、壁厚均能满足气井排水采气的生产要求，可继续作为速度管柱再次下井进行排水采气作业。

（3）通过速度管柱带压起管和带压下管技术的综合应用实现了连续油管的重复利用，节约了连续油管管材，降低了速度管柱排水采气技术的措施成本。

［1］李伟，胡书勇，陈恒，等.不压井带压作业装置在锦州采油厂的应用［J］.石油天然气学报，2013，35（6）：103-105.

［2］TURNER R G, HUBBARD M G, DUKLER A E. Analysis and prediction of minimum flow rate for the continuous removal of liquids from gas wells［R］. SPE 2198,1969.

［3］曾雨辰，陈波，杜爱龙，等.白庙平1水平井多级分段重复压裂实践［J］.石油钻采工艺，2011，33（6）：79-82.

［4］杨小平，周海，王纪春，等.高密度低损害压井液体系［J］.石油钻采工艺，2002，24（6）：23-26.

［5］赵彬彬，白晓弘，陈德见，等.速度管柱排水采气效果评价及应用新领域［J］.石油机械，2012，40（11）：62-65.

［6］付宏强，毕宗岳. API SPEC 5ST《连续油管规范》概述［J］.焊管，2011，34（10）：67-71.

（修改稿收到日期2015-04-15）

〔编辑李春燕〕

Tripping under pressure for coiled tubing velocity string and reuse

BAI Xiaohong1,2, ZHAO Binbin1,2, YANG Yacong1,2, Liu Shixin3, Wang Xiongxiong1,2
（1. Oil & Gas Technology Institute of Changqing Oilfield Co. Ltd, Xi’an 710021, China; 2. National Engineering Laboratory for Exploration and Development of Low-Permeability Oil & Gas Fields, Xi’an 710021, China; 3. Sulige Gasfield Development Company, Changqing Oilfield Company, Xi’an 710021, China）

Drainage gas recovery technique using velocity string has become a major means for drainage gas production in Sulige Gasfield, addressing the problem of drainage gas production in gas wells with standing fluids. In line with depletion of gas well energy during development of gas fields and worsening of fluid carrying efficiency in gas well with small gas production, research has been done on the technology of tripping out under pressure of velocity string of coiled tubing, and the technical program for tripping out under pressure of velocity string was designed, and key tools were developed like in-pipe plug, puller for external slips, etc., which have addressed the core problem of block-off inside the velocity string and unfreezing by lifting. Experiment on tripping out the velocity string under pressure was successfully conducted in Sulige Gasfield; the tripped out string, after performance assessment, can meet the requirement of drainage gas recovery and can be run in hole again as production string.

Sulige Gasfield; velocity string; tripping out under pressure; reuse

TE933.8

B

1000 – 7393（ 2015 ） 03 – 0122 – 03

10.13639/j.odpt.2015.03.028

中国石油天然气股份有限公司项目“长庆油田油气当量上产5000万吨关键技术”（编号：2008E-13）。

白晓弘，1975生。2000年毕业于江汉石油学院石油工程专业，硕士，现从事采气技术研究工作，高级工程师。电话：029-86590701。E-mail：bxh_cq@petrochina.com.cn。

引用格式：白晓弘，赵彬彬，杨亚聪，等.连续油管速度管柱带压起管及管材重复利用［J］.石油钻采工艺，2015，37（3）：122-124.