路 峰

（勝利石油管理局黃河鉆井總公司，山東東營(yíng) 257064）

連續(xù)密閉取心技術(shù)在牛頁(yè)1井的應(yīng)用

路 峰

（勝利石油管理局黃河鉆井總公司，山東東營(yíng) 257064）

要求牛頁(yè)1井進(jìn)行長(zhǎng)段連續(xù)密閉取心，取心井段為沙三下至沙四下，取心進(jìn)尺225 m，取心難度較大。通過(guò)優(yōu)選密閉取心工具、取心鉆頭，篩選取心密閉液，優(yōu)化鉆井參數(shù)，取得了收獲率90.46%的應(yīng)用效果。連續(xù)密閉取心技術(shù)在牛頁(yè)1井的成功應(yīng)用，對(duì)于準(zhǔn)確了解牛莊—六戶洼陷牛頁(yè)1井區(qū)沙三下、沙三下3小層—沙四上純上亞段泥頁(yè)巖儲(chǔ)集性能及含油情況起到了重要作用，為同類型油層連續(xù)密閉取心提供了借鑒，為下一步非常規(guī)井的部署奠定了基礎(chǔ)。

密閉取心；牛頁(yè)1井；取心工具

牛頁(yè)1井位于濟(jì)陽(yáng)坳陷東營(yíng)凹陷牛莊—六戶洼陷帶西北部牛頁(yè)1砂體較高部位，該洼陷既有豐富的油氣源，又發(fā)育有多套儲(chǔ)層。為了解牛莊—六戶洼陷較深部位沙三下、沙四上純上亞段泥頁(yè)巖及沙四段砂巖儲(chǔ)層儲(chǔ)集性能及含油氣情況。設(shè)計(jì)取心層位為沙三下—純上亞段、純下亞段—沙四下，該取心段主要是以灰褐色油泥巖、油頁(yè)巖與深灰色泥巖互層，夾薄層灰色粉砂巖及灰質(zhì)砂巖為主。通過(guò)資料調(diào)研、密閉取心工具對(duì)比、牛頁(yè)1井現(xiàn)狀分析，選擇適用于中硬地層的YM-8115型取心工具和PMC037、PSC136、TMC616取心鉆頭，采用油基密閉液，同時(shí)優(yōu)選鉆井參數(shù)，使該次密閉取心取得了良好的應(yīng)用效果。該項(xiàng)技術(shù)在牛頁(yè)1井的成功應(yīng)用，為落實(shí)含油氣情況，獲取油層物性參數(shù)提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

1 取心設(shè)計(jì)

牛頁(yè)1井是一口位于廣饒縣西范鄉(xiāng)大武村東北距離約200 m的預(yù)探井，設(shè)計(jì)井深3 710 m。設(shè)計(jì)取心井段1為沙三下—純上亞段3 295～3 500 m，取心進(jìn)尺205 m，取心目的是了解牛莊—六戶洼陷牛頁(yè)1井區(qū)沙三下3小層—沙四上純上亞段泥頁(yè)巖儲(chǔ)集性能及含油氣情況，取心原則為定層位取心、連續(xù)密閉取心、巖心冷凍保型。設(shè)計(jì)取心井段2為純下亞段—沙四下3 500 m～井底，取心進(jìn)尺20 m，取心目的是落實(shí)含油氣情況，獲取油層物性參數(shù)，取心原則為氣測(cè)見油氣顯示異常或錄井見油斑及以上含油級(jí)別的巖屑取心。根據(jù)地層巖性描述，判斷該段地層為中硬地層。

2 密閉取心工具

2.1 取心工具

根據(jù)牛頁(yè)1井的地層特點(diǎn)，主力油層為沙三、沙四段，取心井段為3 295～3 500 m，該地層巖性以灰質(zhì)泥巖、砂巖、頁(yè)巖為主，因此選取適用于中硬地層的YM-8115型取心工具。為確保取心收獲率和密閉率，現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備了多套取心工具，配備了足夠數(shù)量的取心配件來(lái)滿足取心的需要。

2.1.1 工具結(jié)構(gòu) YM-8115型取心工具由取心鉆頭、密封活塞、浮動(dòng)活塞和巖心筒組合等4部分組成（如圖1）。采用雙筒單動(dòng)結(jié)構(gòu)，內(nèi)、外筒可相對(duì)運(yùn)動(dòng)。金剛石密閉取心鉆頭采用鉆井液只通過(guò)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［1］。

圖1 YM-8115型取心工具

2.1.2 工作原理 YM-8115型工具通過(guò)下部鉆頭密封活塞和上部浮動(dòng)活塞來(lái)對(duì)工具進(jìn)行密封。浮動(dòng)活塞通過(guò)上下活動(dòng)使密閉區(qū)內(nèi)外的壓力保持平衡來(lái)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(dòng)沿內(nèi)筒上移，密閉液通過(guò)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 密閉液

取心井密閉液均采用油基密閉液。該油基密閉液為黃棕色固相均勻黏稠液體，無(wú)毒，性能穩(wěn)定。常溫黏度大于 85 Pa·s，密度為0.90～1.25 g/cm3；具有良好的懸浮性、流動(dòng)性、附著性、抗溫性，并含有不同粒度惰性固相用以堵塞巖心表面孔隙，其成分不影響巖心密閉率的測(cè)定［2］。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

3.1 取心前準(zhǔn)備

密閉取心作業(yè)前要做好充分的井眼準(zhǔn)備，主要包含地質(zhì)和工程兩方面內(nèi)容。其中，地質(zhì)方面要求對(duì)地層進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)告，在正式取心前要進(jìn)行電測(cè)對(duì)比，卡準(zhǔn)取心層位，以便準(zhǔn)確預(yù)告取心進(jìn)尺和割心位置，避免在油層中部割心，確保取心收獲。

井眼曲率要滿足取心要求，牛頁(yè)1井為直井，最大井斜2.13 °，井眼曲率滿足設(shè)計(jì)要求。為保證取心，取心作業(yè)前進(jìn)行通井作業(yè)，保證井眼暢通且井底無(wú)落物，鉆井液性能良好，密度1.4～1.65 g/cm3，黏度65～90 s，API失水不大于4 mL，含砂不大于0.3%。

為保證取心作業(yè)，每次取心作業(yè)前都要仔細(xì)檢查取心工具的組裝，以確保取心收獲率和密閉率。鉆頭出刃均勻完好，水眼暢通且偏向井壁，避免射流直接沖刷巖心根部，活塞能順利通過(guò)鉆頭內(nèi)孔；內(nèi)外筒經(jīng)探傷檢查，無(wú)裂紋、彎曲、咬扁，內(nèi)筒要清潔，所有絲扣完好無(wú)損；密封圈完好無(wú)損，“Y”型圈無(wú)翻折現(xiàn)象；工具組裝好以后，縮徑套與鉆頭定位臺(tái)肩的軸筒間隙必須達(dá)到8～10 mm。

3.2 取心鉆具組合與鉆進(jìn)參數(shù)

3.2.1 鉆具組合 牛頁(yè)1井為直井，取心鉆進(jìn)時(shí)，易發(fā)生蹩跳鉆現(xiàn)象，易造成磨心，為保證取心作業(yè)正常進(jìn)行，需加足夠數(shù)量的鉆鋌以確保取心筒的穩(wěn)定性。

牛頁(yè)1井采用的鉆具組合是：?215 mm取心鉆頭+取心筒+?178 mm鉆鋌×3+?159 mm鉆鋌×6+?127 mm加重鉆桿×15+?127 mm鉆桿。

3.2.2 取心鉆進(jìn)參數(shù)選擇 根據(jù)牛頁(yè)1井地層特點(diǎn)，地層為中硬地層。故鉆壓選擇：砂巖70 kN ，泥巖90 kN；樹心鉆壓15～35 kN。鉆進(jìn)0.2 m后加至正常鉆壓。為使巖心成形好，鉆頭工作平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速不宜過(guò)高；為防止鉆井液沖蝕巖心，在滿足攜砂的情況下，盡量選用小排量。

3.3 鉆進(jìn)取心及割心出心

3.3.1 割心 確保取心收獲率的關(guān)鍵是割心層位的選擇，應(yīng)選擇在巖性均質(zhì)的泥巖井段進(jìn)行割心。在該段割心便于拔心，又有利于保護(hù)本筒含油巖心免遭鉆井液污染和保證下筒巖心頂部不會(huì)遭鉆井液長(zhǎng)期浸泡。割心操作要點(diǎn)：最后0.1～0.2 m將鉆壓提至100 kN，形成較粗巖心，剎死剎把，用原鉆壓磨心5～10 min，停泵，緩慢上提鉆具，指針突然擺回，懸重恢復(fù)，表示巖心被拔斷。否則要重復(fù)以上割心操作，但也可以根據(jù)實(shí)際情況不磨心直接割心。

3.3.2 巖心出筒 巖心出筒時(shí)間不超過(guò)1 h，要保證巖心的成形率，下雨時(shí)巖心出筒必須采取保護(hù)措施，嚴(yán)禁雨、水、泥等污染巖心，保證巖心正常出筒，確保密閉率。巖心出筒后不能接觸油水，防止污染，要及時(shí)丈量、排序編號(hào)，切勿顛倒。

3.4 應(yīng)用效果及改進(jìn)措施

3.4.1 應(yīng)用效果 通過(guò)采取以上各項(xiàng)技術(shù)措施以及選擇合理的鉆井參數(shù)，成功實(shí)施了牛頁(yè)1井的密閉取心，共累計(jì)取心30筒，取心進(jìn)尺205 m，取出巖心長(zhǎng)185.45 m，收獲率90.46 %。同時(shí)，在密閉取心過(guò)程中，不斷分析影響收獲率和密閉率的因素，總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)不利因素采取改進(jìn)及防范措施，確保了該井較高取心收獲率。

3.4.2 取心工藝改進(jìn)措施

（1）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(wú)處釋放而頂?shù)魩r心。

（2）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(wú)周向運(yùn)動(dòng) ，提高取心收獲率和巖心成形率。

（3）在丟心和堵心問(wèn)題上，通過(guò)改變技術(shù)參數(shù)，確保了巖心收獲率。割心則采取最后0.1～0.2 min增加10～20 kN的鉆壓，停止送鉆磨心待懸重恢復(fù)再進(jìn)行拔心，并且拔心要緩慢上提鉆柱，不要急于上拔太大鉆壓，未拔斷巖心則要重復(fù)拔心操作。

3.4.3 取心工具改進(jìn)措施 根據(jù)密閉取心工具的特點(diǎn)，針對(duì)取心過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，對(duì)YM-8155取心工具進(jìn)行了改進(jìn)，完善和提高了密閉取心巖心收獲率和密閉率。

（1）改善工具的密閉性能，取心工具是否密封直接影響著巖心密閉率的高低。以前的密閉取心工具在螺紋連接處由于密封不好，使鉆井液滲入浸泡巖心而影響密閉率。針對(duì)這一問(wèn)題，在現(xiàn)場(chǎng)推廣應(yīng)用中先后采用密封膠帶和鉆桿螺紋膜，對(duì)取心內(nèi)筒螺紋進(jìn)行了強(qiáng)制密封。

（2）下活塞焊刮泥板。由于受鉆井液排量和割心以后不能長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)的影響，造成井底沉砂和濾餅增多，在樹心時(shí)井底沉砂和濾餅進(jìn)入內(nèi)筒造成堵心和磨心，嚴(yán)重影響巖心收獲率和密閉率。經(jīng)研究分析，決定在取心工具下活塞底部焊上刮泥板，在樹心前對(duì)井底沉砂和濾餅反復(fù)刮洗，保證井底干凈后再開始樹心，從而杜絕了因?yàn)V餅和沉砂進(jìn)入內(nèi)筒堵心的現(xiàn)象，提高了巖心收獲率。

4 結(jié)論

（1）密閉取心工具在牛頁(yè)1井的成功應(yīng)用，成功還原了取心地層，獲取了詳盡的油層物性參數(shù)。

（2）優(yōu)選了與密閉取心工具相適應(yīng)的PMC037、PSC136、TMC616取心鉆頭，在不同巖性、不同地層情況下獲得了較快的鉆時(shí)，為同類型非常規(guī)大段取心提供了成功的經(jīng)驗(yàn)。

（3）密閉取心在取心過(guò)程中易出現(xiàn)堵心和掉心情況，建議從取心工具的設(shè)計(jì)上進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。

［1］張洪君，劉春來(lái)，王曉舟，等.深層保壓密閉取心技術(shù)在徐深 12 井的應(yīng)用［J］.石油鉆采工藝，2007，29（4）：110-111,114．

［2］馬上剛.玉門油田青西地區(qū)深井取心技術(shù)［J］.石油鉆采工藝，2008，30（1）：35-37．

［3］李讓，肖國(guó)益，夏彬，等.深井密閉取心技術(shù)在普光8井的應(yīng)用［J］.石油鉆采工藝，2008，30（1）：38-42．

［4］易貴華，易明，謝勇，等.密閉取心技術(shù)［J］.新疆石油天然氣，2008，4（4）：47-50．

［5］李光勝，何雅麗，宋新峰，等.密閉取心技術(shù)在雙河油田的應(yīng)用［J］.鉆采工藝，2009，32（3）：106-108．

［6］劉春來(lái)，楊永祥，常珍，等.提高深井取心效率技術(shù)研究［J］.石油鉆采工藝，2012，34（2）：52-54．

［7］石崇東，高龍，寧金生，等.鎮(zhèn)鉀1井長(zhǎng)井段連續(xù)取心鉆井工藝［J］.石油鉆采工藝，2012，34（5）：111-114．

［8］孫少亮，尹家峰. JH-1井取心實(shí)踐與認(rèn)識(shí)［J］.石油鉆采工藝，2012，34（5）：115-117．

（修改稿收到日期 2013-04-08）

Application of continuous sealing core drilling technique on Well Niuye 1

LU Feng
（Yellow River Drilling Company,Shengli Petroleum Administration Bureau,Dongying257064,China）

In the development design for Well Niuye 1, it is required to conduct long-section continuous sealing core drilling. The coring formations are lower Sha-3 and lower Sha-4, and the coring footage is 225 m, so the coring diff i culty is great. Through selecting sealing coring tool, coring bit, screening proper coring fl uid, and optimizing drilling parameters, the yield of 90.46% is obtained. The success application of continuous sealing core drilling technique on Well Niuye 1 plays an important role in getting aware of the reservoir characteristics and oil saturation of Niuye 1 Zone in Niuzhuang-Liuhu Depression. It supplies reference for conducting continuous sealing core drilling in the same kind of formation.

sealing core drilling; Well Niuye 1; coring tool

路峰.連續(xù)密閉取心技術(shù)在牛頁(yè)1井的應(yīng)用 ［J］. 石油鉆采工藝，2013，35（3）：108-110.

TE244

B

1000 – 7393（ 2013 ） 03 – 0108 – 03

路峰，1982年生。2006年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)石油工程專業(yè)，主要從事鉆井工程及井控管理工作。電話：0546-8626821。E-mail：lufeng4587@163.com。

〔編輯

景 暖〕