密閉取心工藝在孤東油田的應用

摘 要：孤東7-29-檢254井是孤東采油廠部署在孤東油田7區的一口密閉取心檢查井。該區塊取心層位地層疏松，油層孔隙度高且水洗嚴重，給取心作業帶來很大困難。取心過程中采用選擇適合的取心工具和取心鉆頭、合理選擇施工參數、優化割心位置等措施，于館陶組取心8筒，取心進尺51.70m，巖心長度51.70m，巖心收獲率100%，密閉率97%。為孤東油田制定下一步的開發方案提供了完整的地質資料，為該油田將來進行密閉取心提供了寶貴的經驗。

關鍵詞：孤東油田；密閉取心；取心工具；取心鉆頭；巖心收獲率

引言

孤東油田為河流相沉積的大型整裝油田，經過了近30年的開發，主力油層普遍進入高含水階段，目前綜合含水率高達97.5%[1]。為了進一步認識二元驅前后剩余油分布規律及剩余油飽和度的變化，研究儲層參數的變化特征，定量分析油水動態及剩余油分布情況，2013年孤東采油廠針對孤東7區館陶組主力油層進行了孤東7-29-檢254井密閉取心，取得了較好的效果。

該井于館陶組1240.80-1343.70m井段分四段取心8筒，取心進尺51.70m，巖心長度51.70m，巖心收獲率100%，密閉率100%。為孤東油田制定下一步的開發方案提供了完整的地質資料。

1 密閉取心的準備

1.1 工具準備

1.1.1 工具選擇

根據孤東油田取心層位埋藏淺，地層壓實差，巖心松軟的實際情況，選用適用于松軟地層取心的Rmb-8100型保形密閉取心工具進行密閉取心，其結構如圖1所示。

1上接頭 2懸掛總成 3密閉絲堵 4襯筒 5內筒 6 外筒

7密封活塞 8取心鉆頭9巖心爪

圖1 Rmb-8100取心工具結構圖

1.1.2 工具原理

Rmb-8100型取心工具通過下部鉆頭密封活塞和上部密封絲堵來對工具內筒進行密封，達到密閉取心的目的。當下鉆到底準備取心時，通過施加鉆壓剪斷鉆頭密封活塞處的銷釘，活塞進入內巖心筒內，并被隨巖心推動沿內筒上行，同時密閉液通過巖心與內筒的環形間隙不斷向下做等體積排出，連續不斷地、均勻地涂抹在巖心柱表面上，形成保護膜，從而確保巖心不被鉆井液污染[2]。

1.1.3 工具特點

（1）Rmb-8100型取心工具主體結構采用雙筒雙動無懸掛軸承結構，能實現保形與密閉的雙重功能，取心鉆頭內腔與工具內筒壓套密閉為靜密封，有效地避免了鉆井液對巖心的直接污染，保證了密閉件的安全有效[3]；（2）鋁合金材質的保形襯筒具有耐磨損、低磨阻、抗高溫、易切割等特點；（3）工具襯筒內加入具有相當粘度、流動性好、附著力強并具有一定耐溫能力的密閉液，對所取巖心的污染小；（4）采用隱蔽式巖心爪，割心采用機械加壓方式，可靠性高。

1.2 地質相關準備

取心前與孤東采油廠地質所人員結合，與臨井該層位電測曲線進行比對，卡準取心層位，并對地層進行準確預報，根據實際地層情況預測取心進尺和割心位置，避免在油層中部割心，盡量做到巖心的“穿鞋戴帽”并確保取心收獲率。

1.3 工程相關準備

井身質量符合設計要求。取心前進行短程起下鉆，確保井眼暢通無阻，井底無落物。鉆井液性能符合設計要求，密度控制在近平衡鉆井所要求的范圍內。為保證密閉率，嚴格控制API失水量不大于3ml。與采油廠協調在取心前三天，周圍300m以內的注水井停止注水，直到取心結束為止。

2 取心施工技術措施優化

2.1 取心工具組裝與檢查

工具出廠前內、外巖心筒通過探傷檢查合格。襯筒內壁光滑，無明顯裂紋、傷痕。鉆頭出刃均勻完好，內腔密封面光滑完整，鉆頭水眼暢通，螺紋完好。現場檢查巖心爪無變形，放入鉆頭內腔試轉靈活。確保所有密封圈完好無損，裝配時涂滿潤滑脂。加壓接頭滑套活動靈活，有效滑距200mm，加壓中心桿使用加粗型中心桿，現場檢查中心桿無變形。工具組裝好后的軸向間隙10-20mm。

2.2 鉆具組合及起下鉆要求

2.2.1 取心鉆具組合

由于本次取心在Ф215.9mm井眼進行，因此選用Ф178mm取心筒配合Ф215mm取心鉆頭，在取心工具加壓接頭上部連接9根Ф178mm鉆鋌以保證取心工具工作穩定。

因此本井采用的鉆具組合為：

Ф215mm PSC143mb-8100取心鉆頭 + Ф178mm Rmb-8100取心筒 +Ф178mm加壓接頭 +Ф178mm鉆鋌9根 +Ф127mm鉆桿

2.2.2 起下取心工具的技術要求

內筒螺紋用鏈鉗緊扣，外筒螺紋用大鉗緊扣，緊扣扭矩10000-12000Nm。在井口灌滿密閉液后將取心鉆頭提離井口觀察，密閉活塞處無密閉液滲漏以保證密閉良好。放入加壓中心桿后連接加壓接頭。下放鉆具要求勻速平穩以保證密閉活塞銷釘不被提前剪斷，下鉆遇阻不超過30kN。取心鉆頭下至距井底8m左右，緩慢開泵，為防止工具懸掛銷釘提前剪斷，鉆井泵啟動泵壓不得超過8MPa。充分循環鉆井液并均勻地向鉆井液中加入規定數量的示蹤劑，加入后循環時間不少于一個循環周，使鉆井液中示蹤劑分散均勻且含量達到設計要求。

2.3 鉆井取心、割心及出心的技術要求

2.3.1 鉆井取心參數選擇

根據孤東油田館陶組上部地層的特點，取心井段地層巖性以中細砂巖為主，夾不等厚泥巖，地層屬于松軟地層。故鉆壓選擇：泥巖60-80kN，一般砂巖40-60kN，疏松砂巖80-100kN；樹心鉆壓20-30kN，鉆進0.30m后加至正常鉆壓，若為連續松軟砂巖取心，則一開始就將鉆壓加至正常鉆進鉆壓值。為使巖心成形好，鉆頭工作平穩，轉盤轉速不宜過高；為防止鉆井液沖蝕巖心，在滿足攜砂的情況下，盡量選用小排量，由于本次使用的機械泵無法無級調節排量，取心前將鉆井泵更換為110mm缸套以獲得更低的排量。

推薦的取心參數如表1所示：

2.3.2 密閉取心鉆進過程中的技術要求

取心過程中要求送鉆均勻，增壓緩慢，嚴防溜鉆。鉆進中不停泵，不停轉，遇蹩跳鉆時及時判斷井下情況，適當調整鉆進參數。取心鉆進全過程由專人進行剎把操作，取心工程師每0.5米記一次半米鉆時并密切注意鉆時變化。若發現鉆時突然猛增，轉盤負荷變輕，指重表指針只降不回升等現象可能是堵心的反映。若判斷為堵心，為確保收獲率應果斷割心。

2.3.3 割心位置的確定

取心前根據臨井資料分析砂泥巖層厚，位置，根據取心目的預先決定割心原則并初步設定割心位置。取心鉆進過程中密切關注鉆時變化，與地質人員預先設計的割心位置對比，有鉆時變化的情況及時與地質人員溝通，合理確定割心位置，割心盡量選取在泥巖段割心，若泥巖段較長，則盡量選取在泥巖段底部割心，現場表現為鉆時由慢剛剛變快時割心。

3 現場應用效果

為滿足地質的要求，本井在館陶組1240.80-1343.70m井段分四段取心8筒，取心進尺51.70m，巖心長度51.70m，巖心收獲率100%，密閉率97%。為滿足“穿鞋帶帽”的地質要求，本次取心部分筒次判斷為巖性變化時即及時割心，因此部分筒次單筒進尺較低，平均單筒進尺為6.46m。取心數據如表2所示。

由于PDC取心鉆頭在砂巖泥巖鉆時區別較大，本井選用的PSC143mb-8100取心鉆頭在該區主要地層巖性粉砂巖、泥質粉砂巖及泥巖中取心時機械轉速區別較明顯，對實時鑒別地層提供了可靠的依據，因此可以更好的按照地質相關要求及時割心，做好“穿鞋帶帽”。

4 結束語

每筒心取心作業開始前與地質所人員細致溝通，了解砂泥巖厚度、地層泥質含量等參數、細化每筒取心進尺與割心位置與割心原則，取心過程中盡量按照預訂筒次和進尺逐步取心，以滿足“穿鞋帶帽”的要求。

孤東油田7區注水開發多年，巖心孔隙被水洗掏空現象嚴重，取出的巖心呈“面包狀”，壓縮性強，建議采用9-13L/s的排量，鉆壓4-6t，轉盤轉速50rpm的參數取心鉆進，此參數在砂巖段可獲得較好的機械鉆速、較好的收獲率及較好的密閉率。

由于較準確地判斷了割心位置，盡量在巖性較硬的位置割心，這就允許下一筒取心前大排量清洗井底而不會沖散下部巖心。每次取心前循環時間約1小時，井筒的充分清潔保證了井底干凈無泥餅和沉沙，避免了虛井底等情況的發生，對取心的成功起到了一定保障作用。

PSC143mb-8100取心鉆頭對該地區地層適應性較好，有利于現場工程師對所取巖性的判斷，在具有較高的取心收獲率的同時獲得了較高的機械鉆速。

參考文獻

[1]李林祥.孤東油田小油砂體提高采收率技術[J].油氣地質與采收率，2013，20（2）：67-70.

[2]范文星.密閉取心井鉆井技術及其問題探討[J].石油天然氣學報，2007，29（2）：129-131.

[3]黃毓祥，楊建政，劉鵬飛.密閉取心及時在渤海油田的首次應用[J].海洋石油，2009，29（4）：104-106.

[4]李光勝，何雅麗，宋新峰，等.密閉取心技術在雙河油田的應用[J].鉆采工藝，2009，32（3）：106-108.

作者簡介：莊偉（1982-），男，工程師，2008年于中國石油大學（華東）油氣井工程專業碩士畢業，現就職于中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院，主要從事鉆井工具研發及推廣工作。

推薦的取心參數如表1所示：

2.3.2 密閉取心鉆進過程中的技術要求

取心過程中要求送鉆均勻，增壓緩慢，嚴防溜鉆。鉆進中不停泵，不停轉，遇蹩跳鉆時及時判斷井下情況，適當調整鉆進參數。取心鉆進全過程由專人進行剎把操作，取心工程師每0.5米記一次半米鉆時并密切注意鉆時變化。若發現鉆時突然猛增，轉盤負荷變輕，指重表指針只降不回升等現象可能是堵心的反映。若判斷為堵心，為確保收獲率應果斷割心。

2.3.3 割心位置的確定

取心前根據臨井資料分析砂泥巖層厚，位置，根據取心目的預先決定割心原則并初步設定割心位置。取心鉆進過程中密切關注鉆時變化，與地質人員預先設計的割心位置對比，有鉆時變化的情況及時與地質人員溝通，合理確定割心位置，割心盡量選取在泥巖段割心，若泥巖段較長，則盡量選取在泥巖段底部割心，現場表現為鉆時由慢剛剛變快時割心。

3 現場應用效果

為滿足地質的要求，本井在館陶組1240.80-1343.70m井段分四段取心8筒，取心進尺51.70m，巖心長度51.70m，巖心收獲率100%，密閉率97%。為滿足“穿鞋帶帽”的地質要求，本次取心部分筒次判斷為巖性變化時即及時割心，因此部分筒次單筒進尺較低，平均單筒進尺為6.46m。取心數據如表2所示。

由于PDC取心鉆頭在砂巖泥巖鉆時區別較大，本井選用的PSC143mb-8100取心鉆頭在該區主要地層巖性粉砂巖、泥質粉砂巖及泥巖中取心時機械轉速區別較明顯，對實時鑒別地層提供了可靠的依據，因此可以更好的按照地質相關要求及時割心，做好“穿鞋帶帽”。

4 結束語

每筒心取心作業開始前與地質所人員細致溝通，了解砂泥巖厚度、地層泥質含量等參數、細化每筒取心進尺與割心位置與割心原則，取心過程中盡量按照預訂筒次和進尺逐步取心，以滿足“穿鞋帶帽”的要求。

孤東油田7區注水開發多年，巖心孔隙被水洗掏空現象嚴重，取出的巖心呈“面包狀”，壓縮性強，建議采用9-13L/s的排量，鉆壓4-6t，轉盤轉速50rpm的參數取心鉆進，此參數在砂巖段可獲得較好的機械鉆速、較好的收獲率及較好的密閉率。

由于較準確地判斷了割心位置，盡量在巖性較硬的位置割心，這就允許下一筒取心前大排量清洗井底而不會沖散下部巖心。每次取心前循環時間約1小時，井筒的充分清潔保證了井底干凈無泥餅和沉沙，避免了虛井底等情況的發生，對取心的成功起到了一定保障作用。

PSC143mb-8100取心鉆頭對該地區地層適應性較好，有利于現場工程師對所取巖性的判斷，在具有較高的取心收獲率的同時獲得了較高的機械鉆速。

參考文獻

[1]李林祥.孤東油田小油砂體提高采收率技術[J].油氣地質與采收率，2013，20（2）：67-70.

[2]范文星.密閉取心井鉆井技術及其問題探討[J].石油天然氣學報，2007，29（2）：129-131.

[3]黃毓祥，楊建政，劉鵬飛.密閉取心及時在渤海油田的首次應用[J].海洋石油，2009，29（4）：104-106.

[4]李光勝，何雅麗，宋新峰，等.密閉取心技術在雙河油田的應用[J].鉆采工藝，2009，32（3）：106-108.

作者簡介：莊偉（1982-），男，工程師，2008年于中國石油大學（華東）油氣井工程專業碩士畢業，現就職于中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院，主要從事鉆井工具研發及推廣工作。

推薦的取心參數如表1所示：

2.3.2 密閉取心鉆進過程中的技術要求

取心過程中要求送鉆均勻，增壓緩慢，嚴防溜鉆。鉆進中不停泵，不停轉，遇蹩跳鉆時及時判斷井下情況，適當調整鉆進參數。取心鉆進全過程由專人進行剎把操作，取心工程師每0.5米記一次半米鉆時并密切注意鉆時變化。若發現鉆時突然猛增，轉盤負荷變輕，指重表指針只降不回升等現象可能是堵心的反映。若判斷為堵心，為確保收獲率應果斷割心。

2.3.3 割心位置的確定

取心前根據臨井資料分析砂泥巖層厚，位置，根據取心目的預先決定割心原則并初步設定割心位置。取心鉆進過程中密切關注鉆時變化，與地質人員預先設計的割心位置對比，有鉆時變化的情況及時與地質人員溝通，合理確定割心位置，割心盡量選取在泥巖段割心，若泥巖段較長，則盡量選取在泥巖段底部割心，現場表現為鉆時由慢剛剛變快時割心。

3 現場應用效果

為滿足地質的要求，本井在館陶組1240.80-1343.70m井段分四段取心8筒，取心進尺51.70m，巖心長度51.70m，巖心收獲率100%，密閉率97%。為滿足“穿鞋帶帽”的地質要求，本次取心部分筒次判斷為巖性變化時即及時割心，因此部分筒次單筒進尺較低，平均單筒進尺為6.46m。取心數據如表2所示。

由于PDC取心鉆頭在砂巖泥巖鉆時區別較大，本井選用的PSC143mb-8100取心鉆頭在該區主要地層巖性粉砂巖、泥質粉砂巖及泥巖中取心時機械轉速區別較明顯，對實時鑒別地層提供了可靠的依據，因此可以更好的按照地質相關要求及時割心，做好“穿鞋帶帽”。

4 結束語

每筒心取心作業開始前與地質所人員細致溝通，了解砂泥巖厚度、地層泥質含量等參數、細化每筒取心進尺與割心位置與割心原則，取心過程中盡量按照預訂筒次和進尺逐步取心，以滿足“穿鞋帶帽”的要求。

孤東油田7區注水開發多年，巖心孔隙被水洗掏空現象嚴重，取出的巖心呈“面包狀”，壓縮性強，建議采用9-13L/s的排量，鉆壓4-6t，轉盤轉速50rpm的參數取心鉆進，此參數在砂巖段可獲得較好的機械鉆速、較好的收獲率及較好的密閉率。

由于較準確地判斷了割心位置，盡量在巖性較硬的位置割心，這就允許下一筒取心前大排量清洗井底而不會沖散下部巖心。每次取心前循環時間約1小時，井筒的充分清潔保證了井底干凈無泥餅和沉沙，避免了虛井底等情況的發生，對取心的成功起到了一定保障作用。

PSC143mb-8100取心鉆頭對該地區地層適應性較好，有利于現場工程師對所取巖性的判斷，在具有較高的取心收獲率的同時獲得了較高的機械鉆速。

參考文獻

[1]李林祥.孤東油田小油砂體提高采收率技術[J].油氣地質與采收率，2013，20（2）：67-70.

[2]范文星.密閉取心井鉆井技術及其問題探討[J].石油天然氣學報，2007，29（2）：129-131.

[3]黃毓祥，楊建政，劉鵬飛.密閉取心及時在渤海油田的首次應用[J].海洋石油，2009，29（4）：104-106.

[4]李光勝，何雅麗，宋新峰，等.密閉取心技術在雙河油田的應用[J].鉆采工藝，2009，32（3）：106-108.

作者簡介：莊偉（1982-），男，工程師，2008年于中國石油大學（華東）油氣井工程專業碩士畢業，現就職于中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院，主要從事鉆井工具研發及推廣工作。