定向井取芯技術淺析與應用

李洪偉（中國石化中原石油工程有限公司鉆井二公司，河南　濮陽　　457000）

定向井取芯技術淺析與應用

李洪偉
（中國石化中原石油工程有限公司鉆井二公司，河南濮陽457000）

摘要：石油工業不斷進步，鉆井技術也不斷發展，目前的定向鉆井技術已經發展的比較成熟，定向井取芯作業也是越來越多，與此同時定向井取芯技術在鉆井施工中所占的比例也是越來越大，由于普通的取芯工具以及取芯工藝技術已經滿足不了定向井取芯作業的要求，定向井取芯技術的應用不僅可以有效的清洗井底，而且有利于斜井攜沙，保持井眼的清潔，使巖屑床的厚度降低，使排量減少，降低了鉆井液對巖芯的沖刷程度。

關鍵詞：連續取芯；取芯工具；摩擦阻力

一、定向井取芯技術興起的原因

1定向井取芯技術的應用可以相對的減少邊遠地區或者交通困難地區的勘探風險，探井在世界范圍內成功率只占13%。定向井取芯小井眼探井除了低費用風險外，在少量地震的前提下，打一些連續取芯的小井眼探井對搞清地下情況很有幫助，可以盡早的進行決策。

2面臨國際油價大跌的局勢，定向井取芯技術是其中一種重要的技術，在BP等多家油公司的資料中闡明了，如果井深相同，就井眼發生的場地、資料解釋、運輸、材料等費用比采用常規技術的費用要低30%。通過不同石油公司的小規模的實驗證明，定向井取芯技術的應用節約鉆井費用的前景是40%～50%。

3由于環境保護的壓力，定向井取芯技術的應用，可以減少泥漿用量和排泄量，節省場地施工機械，可以起到環保的作用。

二、定向井取芯技術的難點以及應用

1鉆井時下部鉆具的穩定性較差，導致巖心不能均勻進入，堵芯情況時有發生，這種情況產生的原因是井眼軸線與鉆具軸線的不重合。

2取芯工具軸線與重力線存在一定的夾角，取芯工具在重力的作用下躺臥在井底底邊，普通的取芯工具在這種情況下會出現兩種取芯難的情況：一是取芯工具的阻卡現象，由于井底底邊形成巖屑床摩擦增大導致的。二是取芯工具在重力的作用下下垂，與外筒內壁接觸，在取芯鉆進時，內巖的芯筒與外筒一起轉動，使取芯效果降低。

3井底的實際鉆井壓與井口顯示的鉆壓達不到統一，是由于定向井的鉆柱與井壁之間產生的摩擦力比較大導致的。

4在定向井的取芯作業過程中，應該正確判斷鉆壓，使內外巖心筒居中，對井眼進行清潔。

三、定向井取芯工具的特點以及措施

（一）定向井取芯工具的特點

1其軸承采用的是泥漿潤滑懸掛軸承，有泥漿通過時所起到的作用是冷卻和潤滑，具有結構簡單轉動靈活，壽命長的特點。

2由于外桶采用了近鉆頭扶正器結構所以穩定性比較好，套管本體的采用與扶正器外巖芯筒進行組合，更使其穩定性得到鞏固，使收獲率以及平均單筒進尺大大提高，并且延長了取芯鉆頭的使用壽命。

3上下扶正在內巖芯筒的應用使斜井中內筒下垂的問題得到解決，有利于實現雙筒單動，促進巖芯進筒。

4內洗結構的采用使塵沙堵巖芯筒的情況大大減少。

（二）定向井取芯措施介紹

定向井取芯具有下鉆摩擦阻力和扭矩都比較大的特點，所以攜砂困難，割芯困難，井眼不通暢，井壁不穩定，所以在實際操作過程中需要采取一定的措施：

1在鉆井作業開始前對取芯筒進行徹底的檢查，確保取芯筒能夠良好的工作，調整間距，主要是鉆頭與內壁的間距。

2當下鉆離井底在一個單根高度左右時，要接方鉆桿并緩慢開泵，等到開泵正常后，對井底進行大排量循環清洗，將鉆具進行上下大幅度的活動，活動時攜帶井底的沉沙。待鉆具循環一段時間后，提前波動使轉盤下劃，對井底進行徹底的清洗，這樣還可以防止堵芯。

3為了保證井眼暢通以及井底的清潔度，要在鉆前搞好短起下并且調整好泥漿性能。

4開泵送球，在這一工作進行時要對泵壓表進行仔細觀察，當泵壓升高到1MPa左右時說明球到達了井底，這是需要緩慢放下鉆具，并且轉盤也需要提前轉動直至井底，也就是“造芯”鉆井的開始。為了使巖芯能夠順利進筒，造芯鉆壓要控制在20kN～30kN，轉速控制在50r/min左右，排量控制在25L/s左右，進尺控制在0.3m左右，接著就是加壓，要逐漸加壓40kN～50kN。

5巖性的判斷，選擇在泥巖段割芯比較好，這樣更有利于實現油層的穿鞋戴帽，鉆井完畢后，剎死剎把，使原鉆壓磨芯保持在15min左右，這樣才能把巖芯根部磨細，更易于割芯。把烴泵鉸車速度換成I檔，在慢慢上提的過程中要觀察指重表，考慮到摩擦阻力的情況下，正常的撥芯顯示當指針超過懸鐘50kN～150kN時，如果立即恢復就證明巖芯被割斷。出現拉力負荷的增加超過200kN時，如果指重指針沒有返回，鉆具應立即放下，反復進行幾次，若還沒有割芯的表現，需要上提200kN左右的負荷，并且猛啟動轉盤，也就是“連提帶轉”采取這樣的措施后一般的巖芯就會被折斷，如果依然沒有效果，就需要繼續鉆井0.1m～0.2m，繼續上提拔芯。如果再次進行一般就都可以割芯成功了。割芯成功后把鉆具放下看是否有余芯，沒有余芯就可以起鉆了。

6在0.5m記一次鉆井時，要特別注意鉆井時的泵壓和懸重的變化情況，并進行認證分析，根據這些變化來判斷井下的情況。

結語

定向井取芯技術的應用不僅可以有效的清洗井底，而且有利于斜井攜沙，保持井眼的清潔，使巖屑床的厚度降低，使排量減少，降低了鉆井液對巖芯的沖刷程度。對于定向井取芯井來說井眼的清潔程度很重要。鉆井與井壁形成的摩擦阻力是定向井取芯施工有著不利的影響。是定向井取芯施工的難點之一。定向井取芯的起下存在摩擦阻力大，攜沙困難，割芯不明顯以及井眼不通暢等問題所以在實際作業的過程中也需要采取一定的措施來解決。

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