密閉取心技術(shù)應(yīng)用研究

■鄭健男

（大慶地質(zhì)錄井一公司資料采集第一大隊黑龍江大慶163000）

密閉取心技術(shù)應(yīng)用研究

■鄭健男

（大慶地質(zhì)錄井一公司資料采集第一大隊黑龍江大慶163000）

密閉取心技術(shù)能夠取得不受鉆井液污染的巖心，獲得較準(zhǔn)確的油水飽和度等一系列的地質(zhì)資料，在油氣開發(fā)、儲量評估中起著重要的作用。但是目前，國內(nèi)還沒有進(jìn)行水平井連續(xù)密閉取心的先例，也未見其它有關(guān)水平井密閉取心技術(shù)的相關(guān)報道。因此，設(shè)計出適合大慶水平井特點(diǎn)的水平井密閉取心工具和密閉液，形成一套可行的工藝技術(shù)措施，都具有重要的理論價值和實(shí)際意義，本文對密閉取心技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用進(jìn)行研究分析，旨在為大慶油田開發(fā)提供更加充實(shí)的，準(zhǔn)確的地質(zhì)資料。

水平井密閉取心巖心油氣密閉液鉆井

到目前為止，巖心還是認(rèn)識地層和油氣田最直觀、最真實(shí)的依據(jù)，這些資料會加深對地層油氣的存在、數(shù)量及分布的了解，有助于制定科學(xué)合理的開發(fā)方案，以獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。隨著水平井的大面積開發(fā)，與水平井鉆井完井技術(shù)相配套的水平井取心具有不可替代的作用，密閉取心能夠在巖心形成過程中用密閉液把巖心保護(hù)起來,避免巖心受鉆井液濾液浸泡和污染,能夠為計算油氣藏儲量、制定合理的開發(fā)方案提供依據(jù)。

1 密閉取心技術(shù)的相關(guān)論述

鉆井密閉取心技術(shù)是油氣田勘探中取得地層剖面原始標(biāo)本的重要方式，該技術(shù)能夠通過專用取心工具實(shí)現(xiàn)密閉、低污染、保形取心等多種勘探要求。另外，深井密閉取心技術(shù)還能夠在油田開發(fā)過程中檢查油田注水開發(fā)效果，幫助油田企業(yè)了解控制油水動態(tài)，實(shí)現(xiàn)油田的安全開采。密閉取心技術(shù)能夠取出不受鉆井液濾液影響巖心，為油氣田勘探、開采控制等提供準(zhǔn)確的勘探報告，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、安全的油氣勘探與開采。

2 密閉取心技術(shù)的應(yīng)用

2.1 密閉取心技術(shù)所用設(shè)備的構(gòu)成

YM-8115型取心工具由取心鉆頭、密封活塞、浮動活塞和巖心筒組合等4部分組成（如圖1）。采用雙筒單動結(jié)構(gòu)，內(nèi)、外筒可相對運(yùn)動。金剛石密閉取心鉆頭采用鉆井液只通過鉆頭水眼和外泄水槽循環(huán)清洗冷卻外唇面的型式，杜絕了巖心受到鉆井液的直接沖蝕。YM-8115型工具通過下部鉆頭密封活塞和上部浮動活塞來對工具進(jìn)行密封。浮動活塞通過上下活動使密閉區(qū)內(nèi)外的壓力保持平衡來確保工具的密封性。鉆頭密封活塞處的銷釘在取心開始前被剪斷，活塞進(jìn)入內(nèi)巖心筒內(nèi)，并被巖心推動沿內(nèi)筒上移，密閉液通過巖心與內(nèi)筒的環(huán)形間隙不斷向下等體積排出，連續(xù)不斷地均勻涂抹在巖心柱表面上，形成保護(hù)膜，從而確保巖心不被鉆井液污染。

2.2 工藝流程

（1）下井前工作準(zhǔn)備。1)下井前按要求進(jìn)行各總成的組裝并進(jìn)行調(diào)試，達(dá)到下井要求；2)在下入取心筒之前，用常規(guī)鉆具帶兩只螺扶進(jìn)行通井作業(yè)，并在造斜段進(jìn)行短起，以保證取心工具順利下到井底。（2）下鉆準(zhǔn)備工具運(yùn)輸?shù)骄畧龊?，吊上鉆臺，卸下外筒護(hù)絲，上鉆頭，液鉗緊扣，工具坐井口，打安全卡瓦，灌密閉液，然后用工裝使內(nèi)外筒鎖死，上絲堵。（3）下鉆。①下鉆要求操作平穩(wěn)，禁止猛剎猛頓；②工具在下鉆遇阻時禁止中途劃眼或循環(huán)鉆井液。遇阻不超30kN。下鉆至井底1m左右，大排量循環(huán)，沖洗井底。工具可以緩慢下放，盡可能靠近井底，稍起鉆壓就上提；③剪銷鉆具緩慢下放接觸井底，逐漸加壓，大約200kN，會有剪銷顯示，若顯示不明顯，可適當(dāng)加大壓力，確保銷釘剪斷。（4）取心鉆進(jìn)。①鉆進(jìn)初期應(yīng)注意樹心，輕壓5～10kN鉆進(jìn)一段，再逐漸加壓20～30kN正常鉆進(jìn)。鉆進(jìn)時應(yīng)注意觀察泵壓變化、轉(zhuǎn)盤負(fù)荷及巖屑返出情況，以便及時采取措施；②送鉆均勻、平穩(wěn)、防止間斷送鉆、油砂層要跟上鉆壓，保持鉆速，鉆進(jìn)中禁止上提鉆具，不得溜鉆和頓鉆；③割心前1m增加10～20kN鉆壓，增加巖心直徑，有利于割心操作。鉆進(jìn)完后，應(yīng)恢復(fù)懸重，使割心部位磨細(xì)有利割心。（5）割心。鉆進(jìn)結(jié)束后先停轉(zhuǎn)盤，然后停泵，緩慢上提鉆具，密切注意指重表靈敏針變化，指重表針逐漸上升，然后回擺表明巖心割斷。（6）起鉆。起鉆要平穩(wěn)，嚴(yán)禁猛提、猛剎、猛頓，液鉗卸扣。（7）出心。工具到達(dá)井口后，鉆頭松扣，工具甩下鉆臺，平放于坡道上，卸下絲堵和鉆頭，出心。然后檢查工具，內(nèi)筒的旋轉(zhuǎn)性，密封圈損壞及時更換，然后組裝，再次下井取心。（8）注意事項：①井底有落物不準(zhǔn)下井；②工具下鉆遇阻，指重表下降30kN應(yīng)起鉆檢查鉆具，鉆進(jìn)中嚴(yán)禁上提鉆具；③工具在下鉆遇阻時不可長時間中途劃眼或循環(huán)鉆井液。

3 取心難點(diǎn)分析及措施

3.1 銷釘提前剪斷問題

因為該取心工具采用的是雙穩(wěn)定器扶正外筒設(shè)計，取心筒鋼性較大，在下鉆過程中，會出現(xiàn)遇阻情況，密封活塞銷釘也容易在遇阻段和井眼造斜段提前剪斷，造成取心筒內(nèi)密閉液流出，影響巖心密閉率。

措施：根據(jù)現(xiàn)場情況，每隔一定長度通一次井，保證井眼暢通，通井時也可下入LWD儀器進(jìn)行井斜測量，根據(jù)結(jié)果確定鉆具組合。另外取心下鉆時，應(yīng)控制下鉆速度，避免因壓力激動發(fā)生銷釘提前剪斷情況。

3.2 取心前密封活塞銷釘剪斷困難問題

取心前需要停泵，下壓鉆具，剪斷密封活塞銷釘。因工具處于水平狀態(tài)，井底沉砂多、井壁摩阻或鉆具托壓等原因，銷釘剪不斷。

措施：保證井眼清潔，無沉砂，可以旋轉(zhuǎn)幾次，變換方位，沒顯示可多剪幾次，注意判斷，做到正確操作。

3.3 井眼軌跡控制問題

主要表現(xiàn)為：鉆頭扭矩由水力提供、并由定子傳遞到鉆具上，螺桿鉆具結(jié)構(gòu)和彎曲剛度也不同于鉆鋌，取心筒重量隨巖心長度發(fā)生變化，底部鉆具受力復(fù)雜，鉆具的造斜能力存在不確定性，在保證取心的同時調(diào)整井眼軌跡，有一定難度。

措施：設(shè)計出穩(wěn)斜、降斜、增斜三種取心鉆具組合的有效性有待現(xiàn)場試驗的驗證，其造斜規(guī)律也需不斷地總結(jié)和摸索，通過定期使用LWD儀器隨鉆監(jiān)測，根據(jù)測斜情況及時更換鉆具組合調(diào)整井眼軌跡，以達(dá)到連續(xù)取心同時調(diào)整井眼軌跡的目的。

3.4 密閉液與鉆井液置換問題

油基鉆井液密度1.22g/cm3,油基密閉液密度0.95～1.03g/cm3，密閉液密度小于鉆井液密度，再加上取心工具處于水平狀態(tài)，在鉆頭接觸井底剪銷后，鉆井液會侵入內(nèi)筒與密閉液置換形成分層，地層壓力和內(nèi)筒內(nèi)部壓力作用的結(jié)果使密閉液與鉆井液發(fā)生置換，導(dǎo)致密閉液部分流失，影響巖心密閉率。

措施：研制合成基密閉液，要求具有較高的粘度和切力，能夠現(xiàn)場調(diào)節(jié)密度，既能達(dá)到保護(hù)巖心的效果，又能適當(dāng)提高其密度及粘度，達(dá)到與鉆井液密度平衡，避免發(fā)生密閉液置換問題。

4 結(jié)語

綜上所述，本文結(jié)合大慶水平井的特點(diǎn)，分別從取心工具、井眼軌跡控制、巖心保護(hù)等幾方面進(jìn)行系統(tǒng)分析，為取心工具、取心鉆頭、密閉液設(shè)計及軌跡控制、取心工藝研究奠定基礎(chǔ)，以推動大慶油田采油工作的有序開展。

[1]蒲尚樹,張浩,佟寶全,王玉龍,劉懷錦,張興全.排2檢1井密閉冷凍保形取心技術(shù)應(yīng)用[J].鉆采工藝,2015,05:9-11+6.

[2]王莘楠.北三西密集取心井區(qū)單砂體精細(xì)解剖及剩余油研究 [D].東北石油大學(xué), 2013.

F407.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-6-472-1