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连续油管(Coiled Tubing,简称CT)是经过特殊锻造工艺加工的几百米左右长度的的柔性刚管,再采用特殊的对焊或斜焊工艺焊接而成的没有接头的连续管,其长度根据作业的需要,从几百米到数千米的都有。连续油管同时又被称为挠性管、蛇形管或盘管。连续油管相关的作业设备称为连续油管作业机(Coiled Tubing Unit,简称CTU)。连续油管钻井(Coiled Tubing Drilling,简称CTD)技术是采用连续油管作业机以及配套的井下工具进行油、气井的勘探开发作业。现在,世界上许多油田已进入开发后期,尤其我国的大部分内地油田也进入了高含水期,产量急剧下降,另外由于受到钻井技术和设备的发展制约,还有相当部分低渗透油气藏和特殊油气藏还未全面投入开发,而CTD技术无疑是解决这类问题的一个好方法。CTD是采用连续油管代替常规的钻杆钻具进行钻井作业。连续油管本身具有无接头、无变径、能弯曲,能连续起下、能动态密封、强度大、承压高、体积小和运装方便等特点。在钻进过程中不需要停泵接单根,可实现钻井液的连续循环,提高了起下钻速度和作业的安全性,减少了起下钻时间,缩短了钻井周期。特别是对老油田进行重入加深或开窗侧钻时,不仅可以大幅度节约钻井成本,同时还可以发现、开采新的储量,有助于老油田稳产增产,提高最终采收率,增加油田效益。同时CTD技术便于进行小井眼、欠平衡钻井,对于低压易漏失层的钻探,可以安全方便地进行负压钻井,提高钻探成功率;对于水敏易塌地层,CTD可以采用氮气钻井、油基钻井液钻井等方法,为煤层气和页岩气等特殊气藏的开发提供安全可靠的钻井技术。文章结合国家科技重大专项项目36《煤层气钻井工程技术与装备研制(二期)》中的课题6“连续油管装备与应用技术”,针对连续油管老井加深工艺进行研究。研究意义重要明确,研究成果可用于指导现场的连续油管钻井试验,并初步形成适应于我国的连续油管钻井老井加深工艺的研究报告,为发展和完善连续油管钻井技术做出一点贡献。作为一种新的钻井技术,文中针对CTD的研究结果在我国尚属首次,并已通过中石油集团公司的审核,用于指导我国第一口连续油管钻井施工作业,取得良好的效果。本文采用的研究方法及所获得的研究成果如下:(1)文章对连续油管钻井所需的设备和工具进行总结,并对重要设备和工具的功能和技术参数进行详细说明。由于CT在每次作业过程中都会受到三次的弯曲—拉伸相互交变的应力,很容易造成CT的疲劳,缩短使用寿命,由此造成的疲劳失效属于低周疲劳。文中相关实验数据表明,CT的疲劳循环次数不仅取决于CT自身的尺寸和曲率半径,较高的内压会大大降低CT的循环次数。(2)通过研究PDC钻头的破岩机理,建立了静态物理模型模拟钻头破岩的受力过程,给出了小尺寸钻头(Φ118)的施工参数,初步确定了马758试验井作业的机械参数:钻压30KN;转速150~180rpm。(3)分析总结了连续油管钻井的所有井下作业工具组合,并对主要工具进行详细的解释说明,结合马758试验井的现有井身结构,推荐了用于此井加深作业的底部钻具组合(bottom hole assembly,简称BHA)。对整个CT钻柱进行强度校核,对危险点进行了应力分析,计算结果表明,从钻柱自身屈服强度考虑,作业安全性高。(4)研究了连续油管的流体力学特性,建立了连续油管作业的摩阻压降模型,计算地面管汇(滚筒上)压降、井内压降,BHA压降。在满足清理岩屑和井壁稳定的前提下,结合小尺寸螺杆钻具和钻井泵的技术参数,给出了马758试验井的泵排量和循环总压耗。(5)结合连续油管特殊的施工程序和我国现场的连续油管修、完井的相关作业规范,初步拟定出我国连续油管钻井老井加深施工工艺的作业规范。