中石化胜利石油工程有限公司渤海钻井总公司 山东东营 257200
摘要：围绕地层、钻井参数、井下复杂情况等影响取芯收获率因素分析，重点从前期检查、取芯钻进参数配合、取芯操作等方面对密闭取芯钻井技术进行了论述，并在实践应用中取得良好效果。
关键词：钻井技术；密闭取芯技术；实践应用
取芯的目的就是要取出地下岩层中的原始资料——岩芯。因此，无论在任何情况下，都应将提高岩芯收获率作为主要任务进行研究。要提高岩芯收获率就要了解影响收获率的各种因素，然后采取相应的措施，已确保岩芯收获率并提高取芯钻进效率。
1密闭取芯技术
密闭取芯技术是指钻取不受钻井液污染岩芯的取芯作业方法，所使用的取芯工具称为密闭取芯工具。密闭取芯技术受地层、钻井参数以及井下各种情况影响很大，给取芯带来较大难度与风险。
2影响取芯收获率的因素
2.1地层
地层的变化是多样的，不同地区地质构造与地层结构有着很大的区别，如断层、大倾角地层、裂缝发育地层、溶洞等，都会对岩芯收获率有影响；地层的岩性是另一影响因素。胶结程度好、致密的地层成柱性强易取得较高的岩芯收获率，而胶结性差、松散、薄夹层、软硬交错地层、吸水膨胀地层、含大量可溶性类列地层，都会对岩芯收获率造成不利的影响。
2.2取芯钻进参数
不合理的钻进参数，会严重影响岩芯收获率。钻压过大、过小对岩芯收获率提高都不利，钻压过大会使外岩芯筒失稳弯曲，使钻头工作不稳，外筒与内筒夹紧使内筒摆动及旋转。钻压过低则钻速过低。转盘转速过大会使钻进不稳定、震动等破坏岩芯。在排量方面，过大的排量可能会冲蚀岩芯，过小排量引起钻头泥包影响收获率提高。
2.3井下复杂情况
井眼中如有井漏、井塌、缩径、落物、狗腿、键槽、掉块等复杂情况，如不及时处理会直接影响到取芯效果。
3提高取芯收获率的技术措施
影响岩芯收获率的因素是多方面的，但也有规律可循，提高岩芯收获率应注意几个方面：
3.1前期检查工作
主要是做取芯作业前取芯工具及设备的检查。
取芯工具检查：钻头出刃（内外及顶部出刃）均匀完好、水眼畅通，钻头内腔无焊渣，活塞小端能通过钻头空内径；卡箍岩芯爪必须整形，使12片抓瓣居于同一圆柱上且无毛刺，置于岩芯爪缩径套内须转动灵活，抓片的背锥面与缩径套的内锥面必须贴合一致，缩径套内需有胀径槽；所有密封圈均须完好无损，装配合格，“Y”型圈不得有翻折现象；内外筒均应通过探伤检查，保证无裂纹、无明显弯曲、咬扁，筒内要清洁，所有丝扣均须完好；工具装好以后，缩径套与钻头定位台肩的轴筒间隙必须保证8-10mm；密闭液装完后，须将整个工具提出井口检查，观察无密闭液渗漏为合格。
钻井设备检查：钻井泵在取芯作业时，原则上是不允许停泵的，更不允许两台泵同时坏掉的情况发生，所以取芯作业前一定要把两台泵检修好；指重表传感器：取芯作业前要检查指重表是否灵敏，传感器内酒精是否充足，不充足时应及时打满。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.2取芯钻进参数配合
取芯钻进是环形破岩，钻头承压面较小，外筒管璧相对较薄。为了保护好岩芯，提高收获率，钻压、转速、排量均要比正常钻进时小些（钻压：在较硬地层使用PSC136M-8115取芯工具时，钻压一般40～60KN；转速：一般采用低速，转速为50～60转／分。排量：在较硬地层取芯时，一般取20～30升／秒，泵压一般不要超过15MPa；泥浆性能：应尽可能采用低密度泥浆钻进，API失水量不大于4ml，含沙量小于0.3%，保证井下安全及充分净化井底）。
3.3取芯操作
下钻：工具须平稳拉上钻台，严防碰撞取芯钻头密封活塞。工具出入井口时用大钩提吊，外筒座井口时应使用安全卡瓦；工具坐入井口，密闭液在井口内向内筒缓缓灌入，保证内筒空气排出。灌满后将取芯钻头提离井口检查，无密闭液渗漏为合格；下放速度控制在0.5m/s以内，下放钻具要平稳。下钻遇阻不得超过30KN，不允许划眼。
取芯钻进：取芯钻进前要根据取芯筒内筒长度事先配好方入，待一切准备工作就绪后，接单根开始钻进。在钻头到底后，5秒钟内将钻压加至10T，以保证及时剪断活塞固定销。以20kN钻压、55r/min转速进行引芯作业，引芯0.3m，在岩芯上部形成“和尚头”，便于岩芯进入内筒，再逐渐调整到最佳取芯钻进参数钻压40-60KN，转盘转速55转/分，切忌将钻压直接加到取芯钻压。钻进过程中，要求不停泵，不停转，不上提钻具、不溜钻、送钻要均匀，增压要缓慢。
割芯操作：“穿鞋戴帽”对密闭取芯来说特别重要，应当选择在成柱性较好的泥岩段拔芯，因为这样即便于拔芯，又有利于保护了本筒岩芯免遭泥浆的污染，又保证了下一筒岩芯的顶部不会是油砂裸露井底而遭泥浆长期浸泡，这对于提高岩芯的密闭率很有好处。钻进完毕，刹死刹把，保持原钻压磨心15min左右，目的是把岩芯根部磨细，停转盘，停泵，缓缓而不间断地上提钻具，注意观察指重表，看有无拔芯显示，一般拉力增加15～20T，指针突然摆回，悬重恢复，表示岩芯拔断。如拉力增加15～20T仍拔不断时，应停拔，此时保持15～20T拉力负荷同时启动转盘，即所谓“连提带转”。这样，岩芯一般会被折断，若不行，提高转盘转速，直到岩芯被拔断为止。
起钻：起钻用液压大钳松扣，并要求平稳操作；起钻至钻铤时，操作更应特别平稳，以防未卡牢的岩芯掉入井内；起钻中要及时向井内灌满泥浆。
4密闭取芯技术实践应用
由于第一次在罗69井区块进行密闭取芯作业，根据取芯要求选用Ymb-8115型取芯工具。三开取芯作业时，创新采用12m长筒（Y-8115型）进行密闭取芯，尝试第一筒12m长筒取芯钻进，当钻进至2922.8米时，为了保证井下安全，在取芯钻进过程中进行调整钻井液，钻进至2931.20m，钻时突然变慢，无进尺，钻井过程中无任何异常，上提钻具无显示，发现岩芯已断，于是继续调整泥浆，至调整完毕。起钻出芯发现芯长仅为1.41m，判断堵芯并磨芯。井下复杂情况对取芯收获率有着直接影响。基于第一筒12m长筒的教训，在保证井下完全正常的前提下，连续进行三次12m长筒取芯，并取得了单筒进尺12.1m，芯长12.1m，岩芯收获率100%的优异成绩。
12m长筒取芯虽然可以减少起下钻的次数，在可钻性强的地层可以缩短周期，但是取芯筒强度不够，长度越长岩芯入筒越困难，钻遇可钻性差的地层钻进时间过长，甚至有可能提前割心；冬季施工中密闭液遇冷成粘稠状，取芯筒过长放在管架上成自然弯曲状，导致出芯十分困难。相信只要改进取芯筒的强度，12m长筒在未来的取芯施工中将会发挥着不可忽视的作用。在井段2911.00-3140.75m处取芯29筒，取芯进尺229.75m，取芯机械钻速1.29m/h，心长221.36m，收获率96.35%，为全面了解罗家区块沙三下泥岩裂缝油气储藏含油气情况提供了强有力的保证。
作者简介
于洋（1985—）男，黑龙江省七台河市人，大学本科，工程师.
论文作者:于洋
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/27
标签：地层论文; 钻头论文; 作业论文; 井下论文; 工具论文; 井口论文; 转速论文; 《建筑学研究前沿》2018年第32期论文;