摘 要：渤海旅大區(qū)塊稠油油藏，主要產(chǎn)層為明化鎮(zhèn)組和館陶組，巖性為大套砂巖、含礫砂巖夾泥巖，其中砂巖疏松不成形，礫石直徑較大，取心難度大。重點(diǎn)分析了疏松砂礫巖取心難點(diǎn)以及取心收獲率低的原因。通過優(yōu)選取心工具及取心鉆頭，優(yōu)化取心工藝，總結(jié)出松散砂礫巖地層取心技術(shù)方案。在LD5-2N-2井進(jìn)行現(xiàn)場應(yīng)用，取心進(jìn)尺204.00m，心長166.60m，平均收獲率達(dá)到81.7%，提高了同類地層取心收獲率，具有推廣應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：疏松；砂礫巖；礫石層；取心

引言

旅大5-2N構(gòu)造位于渤海遼東灣海域，處于遼西凹陷南洼東陡坡帶上。天津分公司在旅大5-2N構(gòu)造高部位鉆探了LD5-2N-1井，鉆遇油層107.3m，其中明化鎮(zhèn)組和館陶組測井解釋油層合計(jì)92.8m。為了求取新近系稠油的產(chǎn)能和升級(jí)儲(chǔ)量級(jí)別，在旅大5-2N構(gòu)造中部鉆探一口評(píng)價(jià)井，即LD5-2N-2井。

1 疏松砂礫巖取心難點(diǎn)

（1）旅大區(qū)塊儲(chǔ)層埋藏淺，井深在800-1000m之間，地層壓實(shí)差，地層巖性疏松，膠結(jié)性差，巖心不成柱。取心進(jìn)尺達(dá)到一定程度后，后續(xù)巖心不足以克服上部巖心重力，從而進(jìn)筒困難甚至不進(jìn)筒；（2）地層軟硬夾層多，鉆時(shí)、扭矩變化大且非常頻繁，很難準(zhǔn)確判斷井下情況；（3）河流相沉積，砂礫巖地層礫石直徑大、不均質(zhì)，極易造成堵心，影響取心收獲率；礫石之間充填疏松砂巖及泥巖，取心作業(yè)時(shí)在礫石影響下不易進(jìn)筒，即使進(jìn)筒也會(huì)隨著取心作業(yè)進(jìn)行中，礫石的不斷轉(zhuǎn)動(dòng)而脫離出內(nèi)筒；（4）大段礫石層對(duì)鉆具帶來極大傷害，同時(shí)極易造成井下復(fù)雜情況，給取心帶來極大困難。礫石層對(duì)取心鉆頭破壞性極大，在礫石層段，礫石與疏松砂巖之間膠結(jié)較差甚至不膠結(jié)，取心鉆頭對(duì)巖心實(shí)際不是切削，而是直接套擠，鉆頭的破壞主要是礫石對(duì)鉆頭切削齒及本體的沖擊破壞。

2 疏松砂礫巖取心技術(shù)方案

2.1 取心工具及鉆頭優(yōu)選

取心工具采用適合松軟地層的Rb-8100型取心工具，其主要特點(diǎn)如下。采用球懸掛技術(shù)，工具可靠性高；內(nèi)筒加裝低摩阻鋁合金襯筒，降低巖心進(jìn)筒阻力，增加取心進(jìn)尺，保證取心收獲率；機(jī)械加壓式割心方式，可重復(fù)操作，安全可靠；隱蔽式巖心爪，保證進(jìn)筒巖心不掉不落；同時(shí)巖心爪還配備有全封閉式巖心爪及雙結(jié)構(gòu)巖心爪，可供不同情況下選擇應(yīng)用。

根據(jù)地層特點(diǎn)，選擇低沖蝕PSC143b-8100取心鉆頭，保證取心機(jī)械鉆速的同時(shí)最大限度減少鉆井液對(duì)巖心的沖蝕，達(dá)到提高取心收獲率的目的。

2.2 取心措施優(yōu)化

2.2.1 取心鉆具組合

取心鉆具組合的選擇遵循既保證下部鉆具能夠提供取心所需鉆壓，又不會(huì)因剛性太強(qiáng)而造成起下鉆困難的原則。對(duì)于Rb-8100取心工具，根據(jù)割心的需要，鉆具要配夠一定的割心懸重，確保割心所需鉆壓。根據(jù)本井井深結(jié)構(gòu)及工具特點(diǎn)，確定取心鉆具組合為： 8-15/32"CORE-BIT+8-1/4"STB+7"取心筒+8-1/4"STB+定位接頭+加壓接頭+X/O+12"STB+8"DC×6+8"（F/J+JAR）+X/O+5"HWDP×14。

本井取心段為12-1/4"井眼，因此在鉆具組合上選擇了欠尺寸扶正器，保證下鉆順暢的同時(shí)保持工具在井內(nèi)居中，增加工具穩(wěn)定性。

2.2.2 取心參數(shù)優(yōu)化

取心鉆壓控制在3-5t，保證跟壓及時(shí)，防止放空，取心排量控制在300-500L/min，盡量降低鉆井液對(duì)松散巖心的沖蝕；轉(zhuǎn)速控制在30-40rpm，礫石層可在此基礎(chǔ)上適當(dāng)降低轉(zhuǎn)速。鉆進(jìn)過程中加強(qiáng)參數(shù)監(jiān)控，密閉注意各參數(shù)變化情況，尤其是扭矩變化情況，對(duì)出現(xiàn)的問題及時(shí)分析判斷，異常情況果斷割心。

2.2.3 細(xì)節(jié)管理

取心作業(yè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，每個(gè)作業(yè)細(xì)節(jié)都會(huì)對(duì)最后取心結(jié)果產(chǎn)生影響。對(duì)取心的各個(gè)環(huán)節(jié)認(rèn)真分析準(zhǔn)備，同時(shí)加強(qiáng)各個(gè)部門之間的協(xié)調(diào)溝通，保證在現(xiàn)有條件下最大限度提高取心收獲率及巖心質(zhì)量。

3 現(xiàn)場應(yīng)用

3.1 應(yīng)用效果

通過取心工具、取心鉆頭優(yōu)選，取心措施優(yōu)化，本井在明化鎮(zhèn)、館陶組井段882.00-1086.00m連續(xù)取心204m，巖心長166.60m，平均收獲率81.7%，與同類地層相比收獲率有大幅提高，取心效果良好，得到甲方充分肯定，為同類地層取心提供較強(qiáng)參考。取心數(shù)據(jù)表見表1。

表1 取心效果對(duì)比分析表

從表1可以看出，Rb-8100取心工具較其它類型取心工具同類地層取心收獲率提高71.6%，與LSΦ241.3mm工具相比，收獲率也有1.6%幅度的提高，說明Rb-8100取心工具適用于松散砂礫巖地層，同時(shí)對(duì)Rb-8100取心工具在松散砂礫巖地層改進(jìn)指明了方向。

3.2 存在問題及對(duì)策

（1）取心收獲率偏低，平均收獲率81.67%。尤其礫石層段，收獲率為61.93%。為了提高取心收獲率，現(xiàn)場優(yōu)選取心參數(shù)，取心鉆壓控制在3-5t，取心排量300-500L/min，轉(zhuǎn)速15-30rpm，對(duì)取心工具細(xì)致檢查，控制取心進(jìn)尺，加強(qiáng)參數(shù)監(jiān)測，尤其是扭矩的變化，及時(shí)判斷，及時(shí)決策。同時(shí)積極從細(xì)節(jié)考慮，調(diào)整內(nèi)外筒間隙，改用全封閉巖心爪，并根據(jù)實(shí)際效果及時(shí)調(diào)整。準(zhǔn)備大直徑取心筒備用，對(duì)付大段礫石層。（2）鉆頭損耗嚴(yán)重，礫石的存在，使得鉆頭切削齒崩損嚴(yán)重。本井共計(jì)使用PDC取心鉆頭17只，其中14只崩損、磨損嚴(yán)重，基本報(bào)廢。在后續(xù)取心作業(yè)中，根據(jù)地層含礫石情況，合理選擇新鉆頭及舊鉆頭，做到在保證井下安全及取心機(jī)械鉆速的情況下，節(jié)省取心鉆頭用量。（3）取心時(shí)效差，單筒取心進(jìn)尺低。本井取心204.00m，取心78筒，單筒取心進(jìn)尺2.62m，歷時(shí)31天。礫石的存在以及砂巖疏松膠結(jié)差，導(dǎo)致取心收獲率較低，只能控制取心進(jìn)尺來提高收獲率，另一方面礫石層中取心進(jìn)尺太多，會(huì)導(dǎo)致起鉆困難，為了井下安全，在礫石層段應(yīng)控制取心進(jìn)尺，在實(shí)際操作中，密切關(guān)注取心參數(shù)變化，正常情況下盡量多打進(jìn)尺。

4 結(jié)束語

（1）Rb-8100取心工具基本能夠滿足松散砂礫巖取心要求，工具可靠性高，使用可靠；（2）與其它工具相比，同類地層取心收獲率有明顯提高，可以作為該類地層取心工具首選，對(duì)于礫石層可以對(duì)取心工具繼續(xù)改進(jìn)，通過增加巖心直徑來提高取心收獲率；（3）礫石的多寡與直徑大小、巖心成柱性是影響取心收獲率的主要因素。（4）在礫石層地層取心，鉆頭切削地層時(shí)，受力極不均勻，取心工具抖動(dòng)憋跳嚴(yán)重，在持續(xù)交變應(yīng)力下易疲勞破壞，應(yīng)及時(shí)更換。

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作者簡介：趙宗鋒（1981-），碩士，工程師。2007年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（北京）油氣井工程專業(yè)，現(xiàn)從事取心工具的研發(fā)與現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)。