连续管速度管柱带压起管工艺在川渝地区的应用

李剑秋，李源源，罗 鹏

（川庆钻探工程公司井下作业公司，成都610052）

0 前 言

连续管速度管柱排液采气工艺在各大油气田已经广泛推广应用，其基本原理是利用连续管小管径对井下流体产生的节流增速作用，当地层流体在天然能量的驱动下进入速度管柱时，由于过流面积比常规生产油管小，基于变径管柱流体力学原理，使得较小过流截面上的流体速度有所增加，再用地面悬挂器或井筒悬挂装置悬挂于井筒（或生产油管内部）充当完井生产管柱[1-2]。对于低压、低产气井而言，由于其产气量小，携液能力有限，加砂压裂或者酸化后的返排液不能尽快返排出井筒，影响后期生产。气井进入开采的中后期，由于气层压力下降，低压力井内水量增加，气体携液能力变差，井筒积液增加，影响气井的正常生产甚至出现停产。因此，速度管柱技术主要用于提升气体的携液能力，使气井恢复稳定生产状态，是油气田必不可少的开发措施之一[3-5]。

近年来，采用连续管作为速度管柱进行排水采气技术已在川渝地区规模应用，气井携液能力较应用前提高85%。对于川渝地区页岩气井，一般使用外径139.7 mm（内径114.3 mm）套管作为油层套管，使用套管生产时 （井口输气压力取5 MPa），临界流量应大于5.3×104m3/d才能有效携带井筒积液；而使用定制60.325 mm （23/8 in）连续管 （钢级CT70，壁厚4.45 mm）作速度管柱时 （井口输气压力取5 MPa），临界流量应大于1.1×104m3/d就能有效携带井筒积液。可见，采用连续管作速度管柱可显著提高地层采气率[6]。

1 连续管速度管柱带压起管的工艺原理

采用连续管作速度管柱带压起管的工艺原理[7-8]：首先从采油 （气）树7号总阀向井内连续管投入管内堵塞器，封堵井筒内速度管柱内通道，为拆除采油 （气）树，换装总阀、防喷器提供井控条件，同时防止起管过程中井筒内气体从连续管中溢出。再采用延长工具连接油管挂，将滚筒上的连续管穿过注入头，使用外卡瓦连接器与延长工具连接，使用注入头上提井内连续管至防喷器以上，关闭防喷器，实现对连续管悬挂和环空封闭，拆除油管挂及提升工具，使用双环压连接器两端分别连接井内和滚筒连续管，利用注入头上提连续管，实现对剩余连续管的起出，同时将起出的连续管缠绕至地面滚筒[9-11]，关闭井口总阀，完成带压起连续管作业。

2 连续管速度管柱带压起管的关键装置

连续管速度管柱带压起管的关键装置[12-15]有投入式堵塞器、可旋转万向连接器和双环压连接器等。

2.1 投入式堵塞器

带压起管工艺的关键装置之一投入式堵塞器，作用是对连续管内通道进行有效的封闭。在下入连续管速度管柱时，提前考虑带压起出连续管作业，在下入堵塞器工具上，设计加工堵塞座，在需要带压起连续管时，将投入式堵塞器从井口投入，对于直井利用重力使投入式堵塞器进入油管底部堵塞器座内，实现对井内油管的封堵；对于油管下至大斜度或水平井段的速度管柱，需要泵送，将投入堵塞器推送至堵塞器座内，实现对油管内封堵 （正反向承压35 MPa），为带压拆除采油 （气）树、安装井口总阀提供条件。投入式堵塞器和堵塞器座结构如图1所示。

图1 投入式堵塞器和堵塞器座结构示意图

2.2 可旋转万向连接器

速度管柱带压起管工艺的关键装置之二是实现地面连续管与井内连续管的旋转连接器。使用延长工具将油管挂连接后，如何简单高强度连接地面连续管成为关键，由于连续管不可旋转性，需要使用可旋转万向连接器 （抗拉力40 t，偏转15°，360°旋转）进行井口人工旋转连接，从而实现强度满足提升速度管柱质量的要求。可旋转万向连接器结构如图2所示。

图2 可旋转万向连接器结构示意图

2.3 双环压连接器

带压起管工艺的关键装置之三是如何实现连续管的上提解卡的双环压连接器。为实现使用注入头提升，设备要求与通过注入头的连续管外径一致，由于井内连续管自重大，且可能存在遇卡，需要较大的上提解卡力，加工与连续管外径、内径一致的双环压连接器 （抗拉力30 t），同时满足双环压连接器能带压通过防喷盒、注入头夹持提升系统，在井口进行井内与地面连续管的对接。上起连续管前，对双环压连接器进行20 t拉力测试，保证连接强度满足起出井内油管的要求，同时也能降低作业劳动强度。双环压连接器结构如图3所示。

图3 双环压连接器结构示意图

3 连续管速度管柱带压起管的现场应用

3.1 速度管柱井况

秋林A井井筒为139.7 mm（5.5 in，内径114.3 mm）套管完井，造斜点井深1 730 m，入靶点井深2 650 m，人工井底3 815 m，水平段长1 196.66 m， 最大井斜 94.18°， 180－105压裂井口。该井于2019年4月10日完成全部 （11段）复合桥塞分段压裂后开井排液， 4月24日下入2 516.32 m连续管 （垂深2 241 m，井斜角72°）作为速度管柱进行排水采气。现场采用宝鸡石油钢管有限责任公司生产的CT70钢级、外径60.3 mm、壁厚4.4 mm连续管，入井工具为Φ175 mm×0.41 m油管挂+Φ89 mm×0.32 m卡瓦接头+Φ60.3 mm×2 514.7 m油管+Φ89 mm×0.32 m卡瓦接头+Φ89 mm×0.12 m堵塞器座+Φ89 mm×1.00 m筛管 （Φ10 mm×45孔）。5月10日完成井筒积液排除，测试产能6.11×104m3/d，表明速度管柱技术已发挥携液作用，为下步生产测井做准备，故需要带压起出连续管。作业前井口采 （油）气树如图4所示。

3.2 速度管柱带压起管过程

本次连续管速度管柱带压起管装置主要由管内投入式堵塞器、连接工具和连续管作业车、导向器、注入头、防喷立管、防喷器、井口总阀和压裂车等设备组成。带压起速度管柱时井口及井控装置如图5所示。

图4 采油 （气）树示意图

图5 带压起速度管柱时井口及井控装置示意图

速度管柱带压起管过程如下：

（1）连续管封堵。2019年4月11日投入油管堵塞器 （Φ46 mm×0.2 m）进行油管内堵塞，泵注清水送堵塞器入座，泵压3.4 MPa上涨到18.5 MPa，泵注液体3.4 m3（油管内容积3.3 m3），稳压17.7 MPa无压降，泄压至零，无气无液返出，油管内堵塞完成。

（2）连续管上提解卡。拆除井口采油 （气）树，安装180总阀和防喷器，使用延长工具及外卡瓦接头，连接油管挂和连接油管，上起悬重18 t，将175 mm油管挂起至防喷器以上，拆除175 mm油管挂及延长工具。带压起速度管柱时井口及180总阀装置如图6所示。

图6 带压起速度管柱时井口及180总阀装置示意图

（3）连续管起管。使用双环压接头连接地面与井内连续管，进行20 t拉力测试合格，通过注入头直接起连续管出井，同时将起出的管柱缠绕在连续管作业车的滚筒上，起出井内2 515 m连续管。整个过程仅耗时8 h。

（4）连接油管起出后，该井进行连续管生产剖面测井及连续管泡沫冲砂，2019年5月21日将本卷连续管重新下入井内，下入井深2 467 m做速度管柱进行排水采气。

4 结 论

（1）连续管速度管柱带压起管技术在川渝地区成功开展，采用速度管柱生产后，实现不压井、不对地层造成二伤害，有利于产层保护。对于地层压力系数低于1的施工井，应用效果良好。填补了带压作业领域的技术空白。

（2）对于短期入井使用后，带压起出的连续管通过性能测试，其抗拉强度、屈服强度及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，实现了连续管的重复利用，节约了成本。

（4）与常规不压井作业机相比：不压井作业机安装周期4～5 d，带压起出井内油管 2～3 d；连续管作业机安装周期8～12 h，带压起出井内油管4～8 h。带压起管有效地提高了生产效率，降低了生产成本。

（5）该作业工艺已在川渝致密气地区完成了6井次带压起速度管柱作业。