連續保形密閉取芯技術在油井疏松地層的應用

湯慶金

摘 要：石油是一種重要的戰略資源，同時也是現代工業發展的重要基石，做好原油的開采工作對于經濟的發展有著極為重要的意義。在油田開采的中后期，由于井下環境變化、復雜的影響，需要積極做好密閉取芯技術的研究，通過優化密閉取芯工具、參數等諸多方式使密閉取芯取得良好的效果。該文說明了密閉取芯技術在疏松地層時面臨的問題，對如何在松軟地層中應用連續保形密閉取芯技術進行分析。

關鍵詞：連續保形密閉取芯技術；松軟地層；油井

中圖分類號：TE244 文獻標志碼：A

0 前言

連續保形密閉取芯技術是一種在密閉取芯技術的基礎上通過優化密閉取芯工具與密閉液所發展起來的一種特殊鉆井取芯工藝，通過應用連續保形密閉取芯技術能夠收集到大量高質量的油田井下巖芯樣本，為后續油田開采效果評價、井下油、水分布規律以及油層殘余分布特點等分析提供樣本數據。連續保形密閉取芯技術應用受井下環境、地層狀況等諸多因素的影響，尤其是在松軟地層的應用中將會致使連續保形密閉取芯技術的應用效果大打折扣。通過對連續保形密閉取芯技術在松軟地層應用中所存在的困難進行分析，并通過優化連續保形密閉取芯工具、參數等的方式提高連續保形密閉取芯效果。

1 連續保形密閉取芯工藝與在松軟地層應用中所面臨的技術困境

連續保形密閉取芯技術的應用對于油田的開采有著極為重要的意義。我國多數油田經過多年的開采已經進入了開采的中后期，井下含水率高、地層結構復雜，對連續保形密閉取芯技術的應用效果造成了較大的困難。某油井采用連續保形密閉取芯技術進行密閉取芯作業，油井取芯層位為穩斜段的油井，井下地層疏松為松軟地層，在連續保形密閉取芯作業中采用穩斜鉆具組合形式，并加裝鉆鋌來確保連續保形密閉取芯所使用的鉆具具有足夠的剛性。連續保形密閉取芯作業中使用的鉆井組合為：刮刀取芯鉆頭、取芯筒、定位接頭、加壓接頭等。在進行連續保形密閉取芯作業時所采用的密閉取芯工序為：鉆進→割芯→取芯。在連續保形密閉鉆進過程中需要對鉆進中的參數進行相應的控制：鉆壓控制在5 t以內，鉆速控制在50 r/min以內，排量控制在500 L/min以內，由于油井地層松軟，在密閉取芯作業中需要結合實際情況適時的調整鉆進參數，提高鉆進效果。鉆進到指定位置后提高井下鉆壓至10 t，以確保密閉取芯鉆具能夠及時剪斷活塞固定銷。密閉取芯依靠密閉液對所割巖芯樣本進行密閉保護，避免巖芯樣本被鉆井液等所污染。所割巖芯將在密閉取芯工具的幫助下進入密閉筒中，完成密閉取芯作業。為確保連續保形密閉取芯作業能夠取得良好的作業效果，在進行連續保形密閉取芯作業前需要對所鉆地層進行詳細的勘測，并做好鉆井軌跡優化、鉆井井眼清理等前期工作并對連續保形密閉取芯工具進行良好的檢測，確保連續保形密閉取芯工具的巖芯爪與鉆頭定位臺肩之間的軸筒間隙控制在12±4 mm，連續保形密閉取芯工具的鉆頭出刃均勻，能夠良好的運行。

在油井松軟地層使用連續保形密閉取芯工藝進行連續保形密閉取芯作業的過程中，存在著2個問題。1）連續保形密閉取芯作業工程中，由于取芯長度較長在第一、二取芯筒取芯作業中所獲得的巖芯樣本能夠達到100 %的收獲率，而在第三、四筒的取芯過程中獲取率則大幅下降，致使連續保形密閉取芯作業無法取得良好的取芯效果。為獲得良好的取芯效果需要結合油井松軟地層對連續保形密閉取芯作業參數、工藝等進行優化、改進。2）在對第三、四筒巖芯爪進行觀測后發現，第三、四筒的巖芯爪處所堵塞的巖芯情況極為相似。具體表現為第三筒巖芯爪與第四筒巖芯爪都有一定的收縮變形，不同處則主要集中在變形量的大小不同。連續保形密閉取芯工具的鉆頭腔與巖芯爪都因巖芯阻塞造成巖芯爪的卡死，進而造成巖芯大量堆積，影響連續保形密閉取芯工具的使用。在第三、四筒巖芯連續保形密閉取芯作業過程中，第三筒出芯時上部空的襯筒內噴出筒密閉液，致使第三筒內存在部分“和尚頭”現象，影響取芯效果。而在第四筒出芯時，其所形成的“和尚頭”現象則更為明顯。為提高連續保形密閉取芯作業效果需要積極就油井松軟地層中應用連續保形密閉取芯技術存在的問題進行分析，并積極采取針對性的措施加以解決，提高連續保形密閉取芯作業效果。

2 油井疏松地層下應用連續保形密閉取芯技術的改進優化

結合在油井疏松地層下應用連續保形密閉取芯技術所存在的問題及油井井下地層地質報告，確定連續保形密閉取芯作業出現問題的具體原因為連續保形密閉取芯作業過程中巖芯在取芯工具的作用下緩慢地進入密閉筒中，但是受制于所割取的巖芯樣本自身強度與鉆具穩定性的影響，致使所獲取的巖芯樣本自身穩固性較差，在進入密閉筒的過程中自行解體，所脫落的部分巖芯掉落堆積在連續保形密閉取芯工具中的巖芯爪及鉆頭腔內，致使密閉液的下行通道受阻，這一現象被稱之為“堵芯”，這一現象的存在將使得密閉筒內的密閉液無法及時排出，致使密閉筒內的壓力上升形成內部憋壓使巖芯樣本進入密閉筒內更加困難，并最終造成了第三、四筒巖芯樣本所存在的問題。

為確保連續保形密閉取芯作業獲得良好的效果，需要從以下3個方面入手做好連續保形密閉取芯工藝的改進優化：1）優化連續保形密閉取芯作業的參數，在松軟地層條件下應用連續保形密閉取芯技術時，不同的參數將會對連續保形密閉取芯作業造成不同的影響。不同的地層地質情況需要使用與之相匹配地鉆進參數（如連續保形密閉取芯工具地鉆進轉速、鉆壓、排量等），結合地質情況合理的選擇相關參數。2）為避免“堵芯”的情況發生，可以在連續保形密閉取芯襯筒上端的0.7 m與1 m區段的最上端面約15±5 mm進行打孔，并對鉆孔進行拋光處理，以使得連續保形密閉取芯工具能夠具有更多的密閉液排出通道，避免“堵芯”現象的發生。3）優化鉆具組合，使得連續保形密閉取芯工具能夠在井底鉆進作業中具有足夠的穩定性。在原有連續保形密閉取芯工具的基礎上進行優化改進，使用新型鉆鋌替換原有鉆鋌，并在扶正器以下多加裝一根鉆鋌使得連續保形密閉取芯工具在運行過程中能夠具有良好的穩定性。提高連續保形密閉取芯作業效果。

3 結語

我國原油資源相對匱乏，原有的諸多油田經過多年的開采已經逐步進入了開發的中后期，這一時期的油井井下壓力體系復雜、地層物性變化較大，從而給油田的開采帶來了極大的困難。密閉取芯主要用于獲取油田地層巖性、含油、水、氣飽和度等的巖層數據，以便為油田開采方案的選取提供數據支持。該文在分析連續保形密閉取芯技術在油井松軟地層應用中所存在困境的基礎上，對如何做好連續保形密閉取芯工具與工具改進優化，確保連續保形密閉取芯作業能夠取得良好的作業效果進行分析。改進優化后某油井在應用連續保形密閉取芯技術的過程中收獲率達到了100 %，完美地完成了取芯作業。

參考文獻

[1]李虎成，田宗強，王小勇，等.密閉取芯技術在疏松地層的成功應用[J].中國高新科技，2017，1（8）：61-63.

[2]張洪君，劉春來，王曉舟，等.深層保壓密閉取芯技術在徐深12井的應用[J].石油鉆采工藝，2007，29（4）：110-111.

[3]韓雪銀，魏然，胡國金，等.連續保形密閉取芯技術在綏中某油田疏松地層的應用與改進[J].內江科技，2016，37（2）：43-44.