塔河油田超深井?120.65 mm小井眼取心技術

王偉志

(中石化西北油田分公司石油工程監督中心)

塔河油田深層碳酸鹽巖油氣藏是一個與古風化殼有關的“巖溶裂縫-孔洞型油氣藏”，總體上在縱向具有“斷塊油氣藏”、平面上具有疊合連片含油的特點。只有更好地了解目的層物性資料，了解儲層發育情況，才能加快塔河油田的油氣勘探步伐，早日實現“塔河之下找塔河”的油氣勘探目標，因而擔負為地質分析提供第一手資料的超深井小井眼取心工作就顯得尤為重要。通過對TY1X、SHB1、SHB1-3等三口超深井?120.65 mm小井眼取心作業進行分析總結，提出了有針對性的超深井小井眼取心技術措施。

一、?120.65 mm小井眼取心技術難點

1.地層破碎取心收獲率低

塔河油田深層奧陶系和寒武系屬古潛山風化巖溶型儲層，發育多重巖溶縫洞系統。由于巖心上存在縱向裂縫，取心鉆進過程中，巖心破碎掉下的巖塊在鉆頭喉部易形成堵心；帶有空、洞、縫的巖心進入內筒，在鉆具旋轉震動及鉆井液流動沖擊的作用下，巖心柱上薄弱部位易剝落，剝落的小巖心塊易恰在內筒與巖心柱之間形成卡心。出現堵心或卡心后又不可避免地導致磨心，起鉆中也易發生掉心，從而降低了巖心的收獲率。

2.井眼尺寸小取心工具易失穩

深井小井眼取心受井深、井眼尺寸、鉆具結構等因素影響，鉆具穩定性差。取心工具失穩將造成鉆頭一側承受過大鉆壓，其受壓部分的切削齒就會因超載和冷卻不良，形成過早磨損，甚至過燒，同時也造成鉆頭的旋轉中心偏離幾何中心的情況間歇發生，使鉆頭的工作齒大量折斷，取心鉆頭不能正常的工作。

3.井下情況判斷困難

超深井小井眼取心受井深結構限制，如果裸眼段長，鉆具上提下放摩阻大，鉆具彈性變形拉伸量大，給準確判斷井下情況帶來困難。

二、?120.65 mm小井眼取心技術措施

1.提供良好的井眼環境

小井眼取心作業要求鉆井液排量不能過高，不能長時間循環，超深井起下鉆時間長，因此取心前要確保井眼暢通：①取心前一趟鉆下鉆到底充分循環，起鉆前用稠漿清洗井眼一周以上；②對于起下鉆遇阻嚴重的井段，要堅持短起下鉆劃眼，確保摩阻小于10 t；③鉆井液性能穩定，具有良好的攜砂性能；④有油氣顯示的井段無井漏、溢流等復雜情況。

2.根據地層選擇合適的巖心爪調整好鉆頭與內筒間隙

巖心完整、成柱性較好的地層宜選用卡箍巖心爪和滑塊巖心爪；較松軟、破碎地層宜選用彈簧片+卡箍組合巖心爪、彈簧片+滑塊組合巖心爪或者卡箍+卡板組合巖心爪；破碎、軟地層宜選用卡板巖心爪。

一般地層取心時將鉆頭內臺肩與巖心爪座底面的間隙調整在8～12 mm，破碎地層取心則將鉆頭內臺肩與巖心爪座底面的間隙調整在5～9 mm。

3.優化技術措施嚴格施工操作

(1)下鉆過程中操作平穩，控制速度，嚴禁猛剎猛頓，防止鉆具劇烈擺動。下鉆遇阻不應超過50 kN，裸眼段下放速度宜控制在15 m/min，嚴禁使用取心鉆具長時間循環和劃眼。下鉆距離井底5 m左右，緩慢開泵循環鉆井液，低速旋轉轉盤，同時緩慢下放到底清洗井底。

(2)超深井地層一般較硬，應耐心樹心。控制樹心鉆壓5～10 kN，轉速40 r/min，排量9.0 L/s，若運轉平穩，樹心進尺0.3 m左右，待鉆出井底與鉆頭形狀吻合時，逐漸調整取心參數，使巖心順利被引導進入內筒。

(3)取心鉆進時控制鉆壓10～20 kN，轉速45 r/min，排量9.0 L/s。取心鉆進期間操作平穩，送鉆均勻，嚴禁停泵、停鉆、鉆頭提離井底，每鉆進0.2 m記錄一次鉆時，根據鉆時、泵壓、扭矩的變化分析判斷井下情況。發現堵心、磨心等異常情況時要立即起鉆，以確保巖心收獲率。

(4)割心時，緩慢上提鉆具，注意觀察指重表顯示，一般增加懸重50～150 kN又立即消除，證明巖心被拔斷。如果懸重增加50～150 kN穩住不降，則應停止上提鉆具，保持巖心處于受拉狀態，增加鉆井液排量循環，直至巖心拔斷。若上提鉆具(超過鉆具壓縮距)不增加懸重，應立即起鉆。

三、現場應用情況

1. SHB1井

SHB1井是西北油田分公司部署在順北區塊的一口重點勘探井，實際完鉆井深7 446 m。該井在五開奧陶系一間房組7 302.52～7 303.09 m井段取心一回次，進尺0.57 m，心長0.36 m，收獲率63.16%。該井取心時由于取心工具上分水口堵塞使得流道過小，鉆井液壓力升高，反復沖刷外筒，造成工具刺穿、分水口出現槽痕，對應的分水接頭位置外筒刺穿，從而造成取心進尺不足，巖心收獲率低。

2. SHB1-3井

SHB1-3井是西北油田分公司部署在順北區塊的一口評價井，實際完鉆井深7 472 m。該井在五開奧陶系一間房組取心6回次，取心筒為Y-445，見表1。

表1 SHB1-3井取心收獲率

該井取心率低主要原因：①取心井段上部裂縫發育，所取巖心巖性主要為黑色瀝青(溶洞充填物)，其質脆且破碎，易造成卡心、堵心，不利于巖心爪抓取；下部灰巖成形相對較好，但較脆，取心過程中容易造成巖心之間互相磨損；②超深井小井眼整體取心鉆具組合柔性強、剛性差，鉆具彎曲擾動大，對巖心成形的破壞性也更大；當進筒巖心達到一定長度及重量后，對后續巖心進筒形成一定阻力；③改井6次割心時均無拔心顯示，因巖心直徑較小，斷塊巖心質量較輕，在井底鉆井液浮力作用下根本無法使巖心爪下行鎖死，且在開泵循環形成的震動下，極易使巖心爪處于不工作狀態，致使巖心掉落。

3. TY1X井

TY1X井是西北油田分公司部署在托普區塊的一口重點勘探井，實際完鉆井深6 860 m。該井在五開奧陶系鷹山組取心3回次，見表2。

表2 TY1X井取心收獲率

該井第一回次取心鉆進至6 637.24 m時因立壓由8.4↑10↑12.4 MPa，懷疑憋心起鉆。巖心出筒順利、整體較完整，局部輕微-中等破碎，巖心存在磨心現象，起鉆完發現巖心筒外筒刺漏，內筒頂部部分損壞。

四、結論與認識

(1)塔河油田超深井小井眼取心時應選用天然金剛石孕鑲取心鉆頭。一是其有利于增強小井眼取心工具在井下工作的穩定性；二是其具有較強的研磨性，適合奧陶系灰巖地層。

(2)取心工具建議選用川-5式深井小井眼取心工具。一是其采用高強度厚壁無縫鋼管作外筒強度高、穩定性好，有利于提高巖心收獲率；二是其旋轉總成處設計有自動卸壓裝置，可避免川-4型工具的調節間隙處的鍵槽被高密度鉆井液刺壞；三是該工具只需更換不同結構型式的巖心爪即可來適應軟、中、硬及破碎地層。

(3)減少取心進尺和工具入井時間。通過對三口井的取心數據進行分析，單筒取心進尺不宜超過3 m，基本可以保證有較高的收獲率；取心結束后，應立刻起鉆，不宜再進行長時間循環，防止出現掉心和取心筒異常情況的發生。

(4)塔河油田超深井小井眼取心作業主要采取地面轉盤驅動方式，取心筒內筒長度均小于6 m，鉆井參數宜采用小鉆壓、低轉速和小排量，可確保取心工具的工作狀態相對平穩。