自半個世紀(jì)前應(yīng)用于油田以來，連續(xù)油管（CT）已證明其不僅是一種高度可靠且穩(wěn)健的井筒維修與干預(yù)方法，而且它也在不斷地創(chuàng)新以滿足越來越復(fù)雜的油藏與井筒的苛刻要求。
雖然連續(xù)油管已經(jīng)改變了許多領(lǐng)域的傳統(tǒng)作業(yè)方式，在20世紀(jì)90年代中后期就已經(jīng)將連續(xù)油管應(yīng)用于鉆井作業(yè)，但由于技術(shù)上的障礙，該項技術(shù)一直發(fā)展緩慢。連續(xù)油管鉆井（CTD）系統(tǒng)配備了一根纏繞在滾筒上的小直徑連續(xù)油管，以及用于旋轉(zhuǎn)的泥漿馬達(dá)。連續(xù)油管鉆井需要對不斷變化的井下與地面條件做出快速反應(yīng)，如井涌、地層變化、井控問題、井位決策以及鉆井速度。
該技術(shù)非常適用于具有挑戰(zhàn)性的鉆井條件，包括過油管重入鉆井作業(yè)與欠平衡鉆井（UBD）作業(yè)。連續(xù)油管鉆機(jī)通常只需較少的人員，且比常規(guī)鉆機(jī)的占地面積小很多。盡管有這些優(yōu)勢，但由于缺乏協(xié)調(diào)與整合，還是難以穩(wěn)定的解決這些作業(yè)中的復(fù)雜情況。
最近隨著科技的進(jìn)步，在自動化與預(yù)測技術(shù)的驅(qū)動下，將自動化電動連續(xù)油管鉆機(jī)、實時定向底部鉆具組合（BHA）與定制的欠平衡地面分離套件整合成一個電動系統(tǒng)，該系統(tǒng)讓連續(xù)油管鉆井技術(shù)的性能發(fā)生了質(zhì)的改變。
欠平衡連續(xù)油管鉆井（UBCTD）越來越被認(rèn)為是開發(fā)裂縫性碳酸鹽巖與地質(zhì)條件復(fù)雜的砂巖儲層的潛力的關(guān)鍵。該技術(shù)擁有的優(yōu)勢有：在整個鉆完井作業(yè)中保持井的生產(chǎn)，避免井筒傷害，在多數(shù)情況下能夠減少后續(xù)的增產(chǎn)作業(yè)需求。
目前，欠平衡連續(xù)油管鉆井技術(shù)主要應(yīng)用在中東地區(qū)，但隨著集成系統(tǒng)的發(fā)展，該技術(shù)也開始廣泛運(yùn)用于全球各個地區(qū)。最近，在中東地區(qū)的一個大型分支井作業(yè)中，斯倫貝謝的連續(xù)油管鉆井集成系統(tǒng)整合了數(shù)據(jù)通信、自動化與功能性方面的先進(jìn)技術(shù)，可提供一個完全連接且自我維持的作業(yè)過程。該系統(tǒng)還包括數(shù)字遙測與自動化的子系統(tǒng)，能夠提高實時決策的能力。全電動系統(tǒng)可以提供高速傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，使快速反應(yīng)子系統(tǒng)能夠通過自動測量多個井下參數(shù)，來提高鉆井效率并降低作業(yè)風(fēng)險，這些井下參數(shù)包括：
1、優(yōu)化扭矩與鉆壓可加快鉆進(jìn)速度，提高起下鉆速度并防止制動；
2、監(jiān)測井底壓力與泵排量，以加強(qiáng)井控并保護(hù)地層免受鉆井液的傷害；
3、監(jiān)測井底與地面的壓力和溫度，以防止發(fā)生段塞流與井涌。
消除風(fēng)險，提高效率
連續(xù)油管鉆井作業(yè)的傳統(tǒng)方法過于碎片化，因此驅(qū)動了集成系統(tǒng)的發(fā)展。傳統(tǒng)方法需要多個服務(wù)商提供獨立的服務(wù)，而且還需要人為決策，這都會導(dǎo)致作業(yè)效率低下，作業(yè)間配合困難，產(chǎn)生非生產(chǎn)時間以及缺乏準(zhǔn)確性。集成系統(tǒng)整合了連續(xù)油管鉆井作業(yè)各方面的技術(shù)，協(xié)同工作，優(yōu)化作業(yè)，提高效率，減少現(xiàn)場人員，并最大限度地降低總體HSE與作業(yè)的風(fēng)險。
該技術(shù)最初應(yīng)用于中東某氣田的一口多分支井，該地區(qū)的主要特征是儲層為裂縫性碳酸鹽巖，因此必須采用欠平衡鉆井技術(shù)，以避免鉆井作業(yè)中發(fā)生井漏并對儲層造成傷害。
這些地層通常具有堅硬的、研磨性強(qiáng)的深部砂巖，還伴有泥巖與粉砂巖的夾層。無側(cè)限抗壓強(qiáng)度高達(dá)35000 psi，內(nèi)摩擦角范圍25°-60°，在這些油田鉆井非常困難，而且很難鉆至設(shè)計的側(cè)向井段長度，在這種情況下裸眼側(cè)鉆也很難進(jìn)行。
自2010年以來，已在該地區(qū)成功實施了欠平衡連續(xù)油管鉆井。但是，與傳統(tǒng)的欠平衡連續(xù)油管鉆井方法相比，集成方法能夠通過連接至地面的連續(xù)循環(huán)，監(jiān)測井下測量的數(shù)據(jù)，從而提高鉆進(jìn)速度，降低作業(yè)風(fēng)險，增加儲層接觸面積，而且能夠更快地做出決策，最終優(yōu)化了整個作業(yè)流程。
該技術(shù)的核心是自動化的XTD4連續(xù)油管鉆機(jī)，該鉆機(jī)可捕獲數(shù)據(jù)并提供對整個連續(xù)油管鉆井作業(yè)的指令與控制。交流電驅(qū)動的大排量連續(xù)油管注入頭是XTD系列鉆機(jī)的基礎(chǔ)。自2010年以來該系列鉆機(jī)的鉆井總進(jìn)尺達(dá)201168米，且從未發(fā)生過嚴(yán)重的停機(jī)事件。該注入頭依靠交流電驅(qū)動與控制整個系統(tǒng)，還專門針對沙漠的鉆井條件采用了高強(qiáng)度設(shè)計，可提供200000磅的牽引力，并能夠配合井下傳感器實現(xiàn)精確控制。
重新設(shè)計的XTD4鉆機(jī)旨在高效安全地下入底部鉆具組合，優(yōu)化載荷與服務(wù)界面以實現(xiàn)高效的鉆機(jī)移動，將起放鉆機(jī)的作業(yè)時間減少了20%。所有服務(wù)都通過即插即用式數(shù)字集線器與指揮中心進(jìn)行集成。自動化作業(yè)能夠利用系統(tǒng)上的安全聯(lián)鎖裝置，減少鉆機(jī)工作負(fù)載并保護(hù)現(xiàn)場人員。
2016年推出的欠平衡地面分離套件，旨在預(yù)防、檢測與減少潛在的井控事件，并優(yōu)化欠平衡鉆井作業(yè)期間的井壁穩(wěn)定性。該系統(tǒng)的全自動操作系統(tǒng)、持續(xù)控制以及安全協(xié)議，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程實時控制與監(jiān)控。模塊化、占地面積小的車載設(shè)備，確保了緊湊性與易于部署，也能夠在鉆井與采油作業(yè)期間安全控制、分離、測量以及導(dǎo)流油氣混合流體，同時即插即用式儀器與集線器將所有的服務(wù)集成在一起。
這種地面分離套件擁有可定制的Diligens移動式生產(chǎn)測試技術(shù)，專為快速安裝與拆卸而設(shè)計，每天可以測試多口井。在洗井期間，移動式生產(chǎn)測試設(shè)備能夠接收與處理流體，以支持修井作業(yè)。未來將采用一個多相生產(chǎn)測試設(shè)備來進(jìn)一步擴(kuò)大作業(yè)范圍，該設(shè)備在同一制動器上安裝有兩個多相流量計，可以在任何多相流環(huán)境下提供可重復(fù)的流量測量。
增加儲層暴露面積，減少儲層傷害
該平臺還集成了斯倫貝謝的CTDirect連續(xù)油管定向鉆井系統(tǒng)，該系統(tǒng)的連續(xù)定向鉆具組合可最大限度地減少欠平衡作業(yè)中的儲層傷害。
CTDirect系統(tǒng)與鉆機(jī)和欠平衡地面分離套件進(jìn)行整合，可以實時提供井下測量的數(shù)據(jù)，包括鉆井力學(xué)、沖擊與振動、井斜、伽馬、方位角以及工具面，并能夠?qū)?shù)據(jù)無縫傳輸?shù)降孛妫诰畧鰧崿F(xiàn)連續(xù)監(jiān)測，從而精確的控制定向以及即時做出鉆井作業(yè)的決策。
上述這些都是建立在4年多連續(xù)作業(yè)的基礎(chǔ)上，該系統(tǒng)共鉆了超過100口斜井段，總進(jìn)尺為47853.6米，最大造斜率達(dá)到40°/30米。相比常規(guī)井下鉆具組合在油田應(yīng)用的平均數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)提高了200%的鉆進(jìn)速度，提前完成成本回收，并顯著降低了油井增產(chǎn)作業(yè)的成本。與定向鉆井相比，它將重入井的產(chǎn)量提高了300%-700%。
完全集成的解決方案克服了欠平衡連續(xù)油管鉆井技術(shù)的局限性，該局限性一直阻礙這種技術(shù)被主流所接受。通過提高作業(yè)效率，同時減少作業(yè)風(fēng)險與非生產(chǎn)時間，該集成方法有望擴(kuò)大欠平衡連續(xù)油管鉆井在具有挑戰(zhàn)性的地層中的潛力。
（本文轉(zhuǎn)自E&P）
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