密閉取心技術(shù)

1、 1密閉取心技術(shù)易貴華謝勇費(fèi)維疆石油局鉆井工藝爭(zhēng)辯院摘要 MQJ215DQX215 具的工藝技術(shù)措施及取得的實(shí)際應(yīng)用效果。關(guān)鍵詞 密閉取心 工具 工藝概述油田勘探開發(fā)需要準(zhǔn)確獲得油層原始含油飽和度和地層孔隙度等重要地質(zhì)資料 的勘探開發(fā)方案。對(duì)于注水開發(fā)的老油田，需要檢查注水效果，定量分析油層的油水動(dòng)態(tài)，水淹 分析資料為依據(jù)。常規(guī)取心獲得的巖心因受到鉆井液的污染 終對(duì)該巖心分析得到的資料會(huì)有較大誤差，從而使勘探開發(fā)方案的制定受到較大的制約。密閉取心是指在水基鉆井液中取得的巖心根本不受鉆井液的污染實(shí)現(xiàn)的一種特別鉆井取心工藝。工作原理密閉取心工具 卻外唇面的型式，杜絕巖心受鉆井液直接沖蝕。密閉取心工

2、藝原理 端由浮動(dòng)活塞密封，形成密封腔。取心鉆進(jìn)時(shí)，由于鉆壓的作用，銷釘被剪斷，密封活塞上行， 開頭被擠出，在井底形成保護(hù)區(qū)。隨著鉆進(jìn)，巖心不斷形成和增長(zhǎng)，推著活塞不斷上行。由于內(nèi) 免遭鉆井液污染的目的得以實(shí)現(xiàn)。密閉取心和松散地層取心存在的技術(shù)難題密閉取心的技術(shù)難題、保持內(nèi)筒內(nèi)部壓力與井筒間壓力的平衡，確保下鉆時(shí)內(nèi)筒內(nèi)密閉液不被污染、提鉆 時(shí)不因內(nèi)筒內(nèi)巖心間的氣體壓力無處釋放而頂?shù)魩r心。、在確保內(nèi)外筒間密封不使密閉液在鉆進(jìn)時(shí)被污染的同時(shí)，保證內(nèi)筒無周向運(yùn)動(dòng)，提 高取心收獲率和巖心成形率。松散地層取心的技術(shù)難題松散地層是指膠結(jié)性差、易裂開、易水化、高含水等地層的統(tǒng)稱，在這些地層取心往往難度大、簡(jiǎn)單

3、程度高，不易得到抱負(fù)的效果，造成以上結(jié)果的主要緣由是由于：、 地層膠結(jié)物強(qiáng)度低，巖心不易成形，難以進(jìn)入取心工具；、 當(dāng)巖心膠結(jié)物具有較強(qiáng)水敏性時(shí)，在水基鉆井液沖蝕下，巖心承載力量降低，易坍塌裂開，造成堵心、磨心現(xiàn)象的發(fā)生，影響取心技術(shù)指標(biāo)；、 在膠結(jié)松散、不均質(zhì)含礫砂礫巖取心過程中，取心鉆頭和工具振動(dòng)易造成巖心斷裂、裂開；、 巖心的出筒過程中，由于巖心柱受力狀態(tài)發(fā)生變化，巖心易坍塌裂開，減小了巖心地質(zhì)分析的選樣范圍，降低了地質(zhì)資料的準(zhǔn)確性。取心工具及鉆頭特點(diǎn) DQJ215 井和中深井中硬-硬地層密閉取心的MQJ215B 型密閉取心工具和與之相配套的系列金剛石密閉取心鉆頭為解決密閉取心和松散地層

4、取心存在的技術(shù)難度方法解決了問題：、承受浮動(dòng)活塞保持內(nèi)筒內(nèi)部壓力與井筒間壓力的平衡、用異型密封圈組成動(dòng)密封，密封內(nèi)筒與外筒并保證內(nèi)筒無周向運(yùn)動(dòng)。 ，巖心柱的截面積是最重要的因素之一。依據(jù)材料力學(xué)的材料屈服強(qiáng)度： =P/Fkgf/mm21由1轉(zhuǎn)換得P=Fkgf2其中：屈服強(qiáng)度kgf/mm2P應(yīng)力kgfF材料截面積 mm2結(jié)論：當(dāng)某材料的屈服強(qiáng)度肯定時(shí)，其承載力量與截面積成正比。心，通過材料和設(shè)計(jì)優(yōu)化，最終松散地層取心工具的巖心截面積比常規(guī)取心增加了46.6%。、在松散地層盡量承受密閉取心進(jìn)展作業(yè)，以削減鉆井液沖蝕對(duì)巖心柱強(qiáng)度的影響。、承受低鉆壓(2-6t)、低排量(16-18 l)和適當(dāng)轉(zhuǎn)速(4

5、0-50rpm)等技術(shù)措施來削減工具振動(dòng)，保證巖心收獲率和成形率。、應(yīng)用玻璃鋼內(nèi)筒，排解出筒對(duì)巖心成形率的影響。DQJ215 型大直徑玻璃鋼內(nèi)筒密閉取心工具在疏松裂開地層取心，由于地層膠結(jié)性差，易造成堵心，影響巖心收獲率，并由于巖心柱不 層取心，在保證密閉率的前提下，可提高巖心成形率與收獲率。工具的構(gòu)造工具由上接頭、浮動(dòng)活塞、外筒、玻璃鋼內(nèi)筒、密閉頭和取心鉆頭等組成詳見以下圖。工具的特點(diǎn)獵取的巖心直徑大，強(qiáng)度高，易成形。內(nèi)筒內(nèi)壁光滑，摩擦系數(shù)小，降低巖心入筒阻力，降低了卡心和堵心消滅的頻率，可以提高巖心成形性、收獲率和單筒進(jìn)尺。巖心不出筒，切割內(nèi)筒選樣，削減對(duì)松散巖心的擾動(dòng)，避開疏松巖心因出筒

6、而裂開，導(dǎo)致無法選樣的問題?，F(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)潔切割，并沒有火花危急。重量輕，易于搬運(yùn)。耐腐蝕，不受鉆井液中處理劑的影響。33.1.2 工具的技術(shù)參數(shù)適用井眼：215.9mm巖心直徑：115mm 工具總長(zhǎng)：6100mm外筒：1901545000mm 內(nèi)筒：1401255050mm 工具內(nèi)筒調(diào)整范圍： 20mm鉆頭內(nèi)徑與巖心爪內(nèi)徑差值范圍：23mm爪套與鉆頭內(nèi)腔臺(tái)階軸向間隙：815mm 可取巖心長(zhǎng)度：5000mm可灌密閉液容量：約80 l上端扣型：API410MQJ215B 型密閉取心工具工具的構(gòu)造詳見以下圖。1、.安全接頭5、軸承座2、外筒接頭6、分流接頭3、軸承心軸7、壓帽4、軸承8.、卡片9.、鋼球1

7、0、球座11、活塞桿12、.活塞13、外筒14、內(nèi)筒15、外筒短節(jié)16、爪套短節(jié)17、密閉體18、密閉環(huán)19、銷釘20、爪套21、巖心爪22、鉆頭23、密閉頭3.2.2工具的特點(diǎn)大螺距安全接頭具有承載大，耐磨損，上卸扣速度快，出心便利省時(shí)等特點(diǎn)，其關(guān)鍵是卸扣扭拒只有上扣扭拒的 60%，特別適用于深井取心作業(yè)時(shí)一旦發(fā)生卡鉆，可便利的從安全接4 5頭倒扣，提出工具的內(nèi)筒組合及已鉆取的巖心，為下步處理卡鉆事故簡(jiǎn)化了井下落魚構(gòu)造。壓力補(bǔ)償構(gòu)造可平衡內(nèi)筒內(nèi)外液柱壓差，平衡在鉆進(jìn)過程中因堵心造成的內(nèi)部壓力上升，改善密閉頭的受力狀況，有利于深井密閉取心時(shí)保證巖心密閉率和取心收獲率。提鉆自鎖割心的巖心爪，簡(jiǎn)化

8、了工具構(gòu)造和割心操作，適合深井硬地層的取心，并且工 作牢靠，使用范圍廣。同時(shí)高耐磨性的巖心爪，避開了在深井硬地層取心鉆進(jìn)時(shí)間長(zhǎng)，巖心爪與爪套摩擦?xí)r間長(zhǎng)，從而使其失去彈性無法工作的問題消滅。3.2.3工具的技術(shù)參數(shù)總長(zhǎng)： 9700mm外筒： 1781448100mm內(nèi)筒： 1271128050mm鉆頭： 21498380mm巖心爪內(nèi)徑： 95mm可取巖心長(zhǎng)度：8000mm工具內(nèi)筒調(diào)整范圍：20mm鉆頭內(nèi)徑與巖心爪內(nèi)徑差值范圍：23mm爪套與鉆頭內(nèi)腔臺(tái)階軸向間隙：815mm 可灌密閉液容量：約100 l上端扣型：API410密閉取心鉆頭取心工藝原理和各類不同地層的特性而設(shè)計(jì)的特別密閉取心鉆頭。密閉

9、取心鉆頭的特點(diǎn)等磨損布齒。冷卻外唇面。外泄水槽內(nèi)緣只能開到園弧頂點(diǎn)四周，杜絕鉆井液紊流污染巖心。切削齒布齒方式承受增加內(nèi)唇面的等磨損布齒 的提前燒損。即：同時(shí)使全部切削齒保持根本一樣的磨損速度，從而使整個(gè)鉆頭到達(dá)等磨損，增加鉆頭效率。密閉取心技術(shù)在油田上的應(yīng)用200 指標(biāo)。深井密閉取心MQJ215 007 M006 85095 井,小拐油田的GD1155 FZ4-6-14 井，井深均大于3000m，密閉取心進(jìn)尺：269.96m,平均96.7,96.5%，解決了中深井密閉取心難這一大難題。水淹層密閉取心ES2022 ES2022 井是國家級(jí)課題“三元復(fù)合驅(qū)采油”先期試驗(yàn)區(qū)的兩口資料井， MQJ2

10、15 密閉取心工密閉率和成形率均到達(dá) 95%以上，同區(qū)塊常規(guī)取心收獲率僅 30%，比國內(nèi)其它油田同類區(qū)塊技10 個(gè)百分點(diǎn)以上，為證明本技術(shù)領(lǐng)先于國內(nèi)其它油田。 油層地質(zhì)資料的采集工作，我國于九十年月獲得該油田的開發(fā)權(quán)益后，在該油田的 CKB6101、CKB6102 CKB6109 的狀況制定了符合實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)施工方案與工藝技術(shù)措施，在251.44m 的取心中，取出了 221.61m 88.2%40%水淹層取心巖心照片見附圖一、附圖二、附圖三。松散地層密閉取心279 井和檢 280 井進(jìn)展了密閉75.34m70.24m， 平均收獲率為 9395。這兩口井是國內(nèi)首次在蒸汽驅(qū)油、蒸汽吞吐層密閉取心并獲

11、得成功。疆油田九區(qū)、百重七、四區(qū)、克淺十等油區(qū)為稠油油藏,由于長(zhǎng)期注汽驅(qū)油和吞吐開采， 剩余含油已不多，地層的膠結(jié)強(qiáng)度下降，巖心不易成柱。針對(duì)這些特征,制定了密閉取心工藝方案措施，共取心 100 95.9%，密閉率 98.7的好成績(jī),在現(xiàn)場(chǎng)出筒的巖心柱根本成形；同類區(qū)塊常規(guī)取心收獲率低于50%，因巖心不成形，無法選樣。在吐哈油田的雁木西地區(qū)，用常規(guī)取心工藝進(jìn)展取心作業(yè)，取心收獲率僅能到達(dá)20%左右， 地層膠結(jié)特點(diǎn)，完成了該地區(qū)大直徑玻璃鋼內(nèi)筒取心設(shè)計(jì)，在雁 301、雁 630 等三口井取心256.29m，取心收獲率到達(dá)89.8%,巖心完整率到達(dá) 95%以上，為該區(qū)塊的開發(fā)供給了較完整的地質(zhì)數(shù)據(jù)松散地層取心巖心照片見附圖四、附圖五、附圖六。定向井密閉取心GD1155 井是小拐油田的欠平衡定向井，是該區(qū)的重點(diǎn)資料井。本工具在井斜 45的井段取99.55%100%的優(yōu)秀指標(biāo)，證明本工具構(gòu)造也適用于定向井的取心作業(yè)。結(jié)論與生疏經(jīng)過十多年的爭(zhēng)辯與應(yīng)用，我院密閉取心技術(shù)已在哈國肯吉亞克油田、吐哈盆地、