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在頁巖油氣資源開發進程中，水平井多級壓裂技術已成為主流開采方式，而連續油管作業技術作為壓裂后井筒清理、修井等關鍵環節的核心支撐，卻長期面臨鉆磨橋塞卡鉆、沖砂排量不足、小管柱作業空間受限等行業難題。本文針對頁巖油氣井連續油管作業中的三大核心場景 —— 高效鉆磨橋塞、過橋塞與滑套沖砂、小管柱鉆磨修井，系統分析技術痛點，提出創新解決方案，并結合現場應用案例驗證技術成效，同時對未來技術發展方向進行展望，為頁巖油氣高效開發提供技術參考。
 
水平井連續油管高效鉆磨橋塞技術
 
頁巖油氣井多采用橋塞封堵實現多級壓裂，壓裂后需通過連續油管鉆磨清理橋塞。然而，鉆磨過程中金屬碎片卡鉆、連續油管螺旋自鎖、碎片堆積頂鉆等問題頻發，嚴重影響作業效率與施工安全?？ㄣ@風險高，橋塞殘留的卡瓦碎片、鎢鋼塊等金屬材料，易導致磨鞋與井壁卡死，引發卡鉆事故，不僅延誤工期，還可能造成管柱損壞。
 
螺旋自鎖難題，長水平段尤其是井筒軌跡大于 90 度的上坡井段，連續油管沿程摩阻大，下行阻力顯著增加，鉆磨時易形成螺旋自鎖，限制管柱下入深度，無法完成全井段橋塞清理。
碎片清理困難：鉆磨產生的金屬碎片密度大，常規循環方式難以將其帶出井筒，碎片易堆積在下部橋塞上部，導致 “有鉆壓無進尺” 的頂鉆干磨現象，大幅降低鉆磨效率。
 
針對上述問題，通過工具升級、工藝優化與流體體系創新，形成全方位技術方案：增強螺桿鉆動力與清洗能力，將螺桿鉆定子、轉子等級數從 3.5 級提升至 5 級，扭矩從 560Nm 增至 1046Nm；同時在轉子芯軸加工 9mm 水眼，排量從 350L/min 提升至 550L/min，既增強鉆磨動力，又提高井筒清洗效率，減少卡鉆風險。
 
設計專用磨銑工具，研發五翼凹面磨鞋，外徑控制在井筒尺寸的 95％~98％，通過 “罩住磨銑” 的方式使金屬顆粒更細小，進一步降低卡鉆概率；配套雙向防卡磨鞋，提升工具適應性。
引入水力振蕩器破阻：以循環水為動力，水力振蕩器可產生軸、徑向震動，將油管與井筒間的靜摩擦力轉化為動摩擦，有效破解連續油管尾部螺旋自鎖問題，增加管柱下入深度。
 
高效碎片打撈體系，創新設計具有負壓功能的文丘里 + 強磁打撈筒、文丘里套銑打撈筒，對井下較大金屬固相顆粒進行靶向打撈；同時采用 “保持循環起管柱” 工藝，距井口 50m 時停泵，并向油套環空注入水合物抑制劑，井口通過保溫材料包裹、電熱帶加熱、鍋爐升溫等措施防結冰，確保作業安全。
 
現場應用成效顯著。在北 217-4HF 井投用。該井油層套管外徑 139.7mm、壁厚 10.54mm、內徑 118.62mm（鋼級 P110），井下含 28 個可溶橋塞（外徑 103.2mm、內徑 38mm、長度 415mm，承壓 70MPa、耐溫 150℃）。采用上述技術一次性鉆磨 28 個橋塞，鉆塞后日產氣達 14~15 萬方，實現高效投產。
 
在蘇 4-11HF 井應用。3 天內完成 17 個橋塞鉆磨施工，單井日產氣 7~8 萬方。與進口工具相比，本技術工具成本僅為前者的 1/5，顯著降低作業成本，同時提升施工效率與安全性。近年來累計施工 18 井次，平均鉆速達 30~149min / 個，技術穩定性與適應性得到充分驗證，為頁巖氣井橋塞清理提供成熟解決方案。
 
連續油管水平井過橋塞、滑套沖砂技術
 
水平井壓裂后，過橋塞、滑套沖砂是恢復井筒通暢的關鍵步驟。但連續油管通徑小、滑套結構特殊等因素，導致沖砂排量不足、砂卡風險高、可溶球砂埋等問題突出，制約氣井產能釋放。
 
主要技術挑戰包括沖砂排量不足、滑套與可溶球難題、噴嘴易砂堵。沖砂排量不足：水平井沖砂需求排量是直井的數倍，而連續油管通徑有限，常規工具無法滿足大排量沖砂要求，易造成砂粒沉積，增加管柱砂卡風險?；着c可溶球難題：部分氣井采用 “壓裂管柱 + 噴射工具” 工藝，投球打開滑套后噴砂射孔，噴嘴易砂堵；且滑套通徑小，沖砂時易截流沉砂；同時可溶球易被砂埋無法溶解，導致后續壓裂作業無法推進。
 
應對上述問題進行關鍵技術創新。安全型沖砂開滑套工具：研發小直徑沖砂開滑套工具，具備金屬密封功能，若工具卡鉆可投球脫手；若脫手失敗，可溶球溶解后仍能保證油套正常連通壓井，實現 “雙重安全保障”。自動過橋塞工具體系：針對橋塞復雜結構，設計防卡球型噴嘴、防酸單流閥 + 倒角連接器等工具，實現自動過橋塞，避免沖砂過程中卡鉆；同時配套小直徑連接器安全閥，適應小通徑滑套作業?？扇芮蛉芙饨鉀Q方案：研發鐵離子鹽酸溶液（15% HCl+2% 緩蝕劑 + 1.5% 鐵離子穩定劑）作為溶球保護液，結合連續油管正擠酸溶球技術，有效解決可溶球砂埋不溶解難題，保護連續油管免受腐蝕。低摩阻循環液體系：配制 0.25% 胍膠 + 1% KCL+2‰復合醇醚 + 0.07% 減阻劑循環液，將泵壓從 50MPa 降至 25MPa 以下，排量提升至 350~400L/min，滿足水平井大排量沖砂需求，降低作業壓力。
 
在北 213-8HF 井應用：該井 4527m 處噴砂射孔壓裂后，正循環超壓 92MPa 停泵，油套不通且管柱內外砂堵，無法開展二級滑套壓裂。采用球型噴嘴 + 小直徑連接器安全閥，成功通過內徑 39.75mm 的二級滑套，沖砂后打壓頂開 4480m 處內徑 36.5mm 的一級滑套，保障壓裂順利完成，投產后日產氣 7~8 萬方。在松深 1 井應用：作為長嶺斷陷重點氣井，3 級噴砂射孔壓裂后砂堵嚴重。通過連續油管過 5 個封隔器中心管、3 個小直徑滑套沖砂，并實施氣舉誘噴至 4295.7m 井底隔離閥，有效恢復氣井產能。在金 1-4HF 井應用：為梨南氣田評價井，14 段壓裂后需過 2300mm（內徑 50.3mm）小油管及 5 個大通徑可溶球橋塞。先配制 200m³ 低摩阻循環液，用 1.5 寸連續油管 + 安全閥 + 球形噴嘴沖砂；再用 16m³ 溶球保護液正擠憋壓，成功溶解 5 個橋塞，恢復日產氣 5 萬方。
 
連續油管小管柱鉆磨修井技術
 
氣井常采用 2-3/8″小油管或速度管柱生產，利用小通徑提升氣體流速、排出井下積液，減少地層水淹。但小管柱結蠟、結垢后疏通難度大，帶壓起管存在高壓風險，連續油管作業空間僅 2~3mm，常規工具與工藝難以適用。排量不足：連續油管配套的 1-11/16″、2-1/8″小螺桿鉆，最大排量分別僅 120L/min、180L/min，遠低于修井鉆磨所需的 350~400L/min，無法有效沖洗巖屑，影響鉆磨效率。鉆壓難控制：2-1/8″進口小螺桿鉆最大扭矩僅 347N?m，鉆壓超過 150KG 易憋鉆，鉆壓不足則磨銑無進尺，難以平衡鉆磨效率與工具安全。工具適應性差：2-3/8″、2-7/8″油管內作業空間僅 2~3mm，常規磨銑、打撈工具無法下入；且氣密封油管（如 S13Cr 材質）具有粘、黏、硬、韌特性，普通磨銑工具磨損快，難以實現有效鉆磨。
 
技術創新突破包括：空心小螺桿鉆升級，在 1-11/16″、2-1/8″螺桿鉆轉子芯軸加工通孔，搭配 3.5mm、4.5mm 水嘴調節排量，使兩種螺桿鉆排量均提升至 300~350L/min，滿足鉆磨沖洗需求，解決排量不足問題；自動加鉆壓裝置，利用螺桿鉆工作時轉子兩端 3.5MPa 的壓力差，結合工具不平衡面積，研發自動送鉆裝置，通過泵壓排量精準控制鉆壓在 100~150N?m 范圍，公式為F = P×S/10KN（F 為鉆壓，P 為轉子上下端壓力差，S 為工具不平衡面積），實現鉆壓自適應調節，避免憋鉆或無進尺；專用磨銑工具體系，針對不同材質與工況，設計 43~56mm 小直徑磨銑工具，采用 YG7、YG8 硬質合金及 PDC 材料；針對 S13Cr 氣密封油管，創新碳化硼 + PDC 復合材質磨銑工具，提升耐磨性與鉆磨效率；低摩阻循環液優化，配制 0.3% 胍膠 + 1.5% 白油 + 1.25% 乳化劑循環液，降低管柱摩阻，為工具下入與巖屑攜帶提供保障。
 
2020-2021 年，該技術累計完成 18 井次小管柱鉆磨修井作業，顯著提升氣井產能，獲得甲方高度認可，為小油管氣井修井提供了成熟技術范式。
 
連續油管作業技術未來展望
 
隨著頁巖油氣開發向低壓、深層、極寒等復雜工況延伸，連續油管作業技術需進一步創新突破，未來將重點聚焦以下方向：
 
低壓漏失氣井沖砂技術。松南氣田登婁庫組氣井壓力系數僅 0.35，屬于典型低壓漏失井，常規沖砂液易漏失，無法形成有效循環。后續將研發連續油管低密度泡沫沖砂、同心連續油管負壓沖砂工藝，通過泡沫流體降低漏失量、負壓增強攜砂能力，解決低壓井沖砂難題。
 
產氣剖面測試技術。為精準評價氣井產能、確定合理工作制度、指導配產與儲層改造，需開展連續油管內穿光纖測產氣剖面技術研究。利用光纖實時監測井下壓力、溫度、流量分布，為地層壓降分析、儲層物性評價與開發方案優化提供精細化數據支撐。
 
套管徑向鉆井技術。圍繞增注增產、壓裂導向、老井挖潛、小直徑生產管柱解堵等需求，開發連續油管套管徑向鉆井技術。通過在套管上鉆出徑向分支井眼，擴大儲層接觸面積，提升老井采收率，同時為壓裂提供精準導向，優化裂縫發育形態。
 
極寒地區冬季保溫技術。大慶、吉林等地區冬季氣溫低至 - 30℃~-40℃，連續油管設備易凍堵，無法正常施工。未來將研發冬季保溫配套技術，包括設備加熱系統、管柱保溫裝置、循環液防凍體系等，預計可延長施工周期 2.3~3 個月，減少氣井躺井時間，提升開發效益。