＊常毓強(qiáng)

（中海油田服務(wù)股份有限公司油田技術(shù)事業(yè)部陸地作業(yè)公司 廣東 524057）

隨著全球石油測井技術(shù)的不斷發(fā)展，各大油田對儲層參數(shù)信息有了更多、更精確的需求。國外各大測井服務(wù)公司也研制出大直徑旋轉(zhuǎn)井壁取心儀，例如SLB-XL，BHI-MAX等，幾乎壟斷國內(nèi)外大直徑旋轉(zhuǎn)取心測井市場。正是基于較大市場需求及國外公司壟斷市場的局面，我公司于2012年開始研制MRCT大直徑旋轉(zhuǎn)井壁取心儀，并在2016年現(xiàn)場作業(yè)成功。MRCT研制及作業(yè)的成功，標(biāo)志著中國測井技術(shù)也達(dá)到世界先進(jìn)水平。

1.MRCT井下儀器技術(shù)指標(biāo)

MRCT井下儀器技術(shù)指標(biāo)：耐溫150℃，耐壓140MPa，最大外徑6.14INCH，適用最大、最小井眼分別17INCH、7.5INCH，巖心最大直徑38mm、最大長度65mm，一次下井可取巖心30顆，大電機(jī)電機(jī)額定功率3.5kW、大電機(jī)電壓范圍50VAC-450VAC，供電電源電壓380V、頻率50Hz、功率12kW以上，電纜長度小于7000m。

2.MRCT井下儀器優(yōu)點(diǎn)

MRCT井下儀器具有雙動(dòng)力系統(tǒng)、鉆頭動(dòng)力強(qiáng)勁、能夠很好保證井下儀器的安全。較常規(guī)取心設(shè)備新增插入隔片，用于區(qū)分巖心、且能夠測量巖心長度。MRCT鉆頭鉆進(jìn)力、旋轉(zhuǎn)速度可獨(dú)立調(diào)節(jié)、地層適應(yīng)能力強(qiáng)，能夠全面監(jiān)測并控制井下儀器取心狀態(tài)及取心過程。MRCT井下儀器采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、可靠性提高、同時(shí)方便維保，極大提高了現(xiàn)場作業(yè)時(shí)效。

3.MRCT井下儀器操作

（1）設(shè)備連接。連接取心儀巖心筒、液壓節(jié)、電子線路，張力短節(jié)、供電短節(jié)和注油馬籠頭，電纜，滑環(huán)，滑環(huán)線，地面面板，并接好地線。

（2）加通訊電壓檢查設(shè)備。啟動(dòng)發(fā)電機(jī)，開啟控制面板外接總電源，打開面板供電電源開關(guān)，儀器加電建立通訊，觀察儀器通訊狀況。

（3）小電機(jī)電源面板開關(guān)供電。設(shè)定限流1.2A,監(jiān)測屏顯小電機(jī)轉(zhuǎn)速3000rpm左右。調(diào)節(jié)旋鈕輸出電壓（350V，電流控制在1A左右），通過控制面板向井下驅(qū)動(dòng)小電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

（4）隔片插入。監(jiān)測隔片壓力變化到400左右，表明隔片插入狀態(tài)正常。

（5）大電機(jī)電源面板供電。設(shè)定限流7A，調(diào)節(jié)旋鈕輸出電壓，屏顯纜頭電壓300～400V，調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速在2800rpm左右，電流控制＜6.5A，通過控制面板向井下驅(qū)動(dòng)大電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

（6）校深。儀器串下放到取心段下50m，上測記錄自然伽馬曲線。與完井測井資料自然伽瑪曲線對比，校準(zhǔn)深度。校深完畢，儀器溫度達(dá)到要求，開始取心。

（7）開推靠臂。推靠開關(guān)置于“開”，監(jiān)測屏顯推靠壓力值增加并穩(wěn)定到3500（3200PSI）左右，推靠位移進(jìn)度條及位移值增加到定值（8.5井眼大概值355左右），說明儀器推靠到位。

（8）鉆取巖心。啟動(dòng)液壓馬達(dá)，選擇合適“鉆進(jìn)壓力擋”鉆進(jìn)，接觸地層后，當(dāng)鉆頭接觸到巖層后，大電機(jī)電流會馬上增加，此時(shí)密切關(guān)注電流變化，直至鉆進(jìn)到位。

（9）折心和鉆退：鉆進(jìn)位移到位后，停“馬達(dá)”，鉆進(jìn)位移值增加到最大值，即折心到位，這時(shí)巖心折斷。鉆進(jìn)開關(guān)切換到鉆退檔位，采用系統(tǒng)壓力鉆退，觀察鉆進(jìn)位移傳感器，鉆退到位即可。

（10）推心伸出、推心收回。在高速狀態(tài)，打開推心開關(guān)，當(dāng)前進(jìn)到推心位移300左右時(shí)，調(diào)低小電機(jī)電壓到100V左右，直至屏顯推心到位；記錄巖心數(shù)量及巖心長度。再增加小電機(jī)電壓到350V，高速檔位，快速收回推心桿。

（11）推靠開關(guān)切換到收推靠位置，調(diào)高小電機(jī)電壓到350V，小泵壓力傳感器屏顯2200PSI以上時(shí)，推靠臂收回到位。

4.MRCT操作安全提示

（1）井下儀器總重量868kg，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對儀器進(jìn)行搬運(yùn)請使用儀器搬運(yùn)小車，避免人員受到傷害，在搬運(yùn)過程中，注意避免傷害取心短節(jié)液壓管路。（2）儀器在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，液壓馬達(dá)高速運(yùn)轉(zhuǎn)（≥2300r/m），嚴(yán)禁接觸液壓馬達(dá)和鉆頭。（3）儀器在運(yùn)轉(zhuǎn)過程，在機(jī)械節(jié)各功能動(dòng)作的測試中，嚴(yán)禁用手接觸機(jī)械節(jié)內(nèi)各機(jī)械部件。（4）儀器正常運(yùn)轉(zhuǎn)后局部電壓較高（GR高壓電路約1600VDC、外接供電380VAC、液壓節(jié)電機(jī)供電850V以上），嚴(yán)禁在帶電狀態(tài)下對儀器進(jìn)行拆卸操作并避免與高壓部位接觸。（5）儀器總重量達(dá)到868kg，最大長度在搬運(yùn)和裝車過程中需要采用儀器搬運(yùn)小車和吊車。（6）在運(yùn)輸前需要對儀器各護(hù)帽處密封圈進(jìn)行檢查并檢查護(hù)帽是否安裝到位，做好防潮工作。（7）儀器在運(yùn)輸前需要對電路各器件和螺絲等進(jìn)行緊固并涂RTV防止器件顛簸后松動(dòng)。（8）電子節(jié)在裝車運(yùn)輸時(shí)需要進(jìn)行減震處理（可以在間隙使用橡膠材質(zhì)進(jìn)行隔離減震）。（9）機(jī)械液壓節(jié)在裝車運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)避免對機(jī)械液壓節(jié)相關(guān)管線的碰撞和擠壓。（10）儀器使用跨接線連接運(yùn)轉(zhuǎn)中，嚴(yán)禁人員跨越和碰撞，同時(shí)注意跨接線防水防潮。（11）拆卸后的巖心桶，放置安全位置，避免巖心桶受到磕碰和擠壓等外力作用。（12）地面模擬取心時(shí)，安裝模擬取心裝置檢查合適否，避免鉆取到模擬取心裝置外殼；模擬取心過程中，注意澆水降溫，避免鉆頭無降溫和潤滑條件下直接鉆取巖石。（13）安裝巖心桶測試時(shí)，注意安裝到位，螺釘擰緊。（14）隔片筒安裝到位，隔片按照編號裝入，螺釘擰緊。（15）對儀器進(jìn)行搬運(yùn)時(shí)必須帶好兩端護(hù)帽，防止接頭和密封部位受到損傷。（16）儀器在下井作業(yè)前應(yīng)對各功能進(jìn)行仔細(xì)檢查避免由于儀器故障導(dǎo)致作業(yè)失敗，重點(diǎn)做好推靠臂、鉆進(jìn)功能測試，隔片插入功能測試，巖心開關(guān)測試、防止下井后推靠臂不能收回或鉆頭不能收回導(dǎo)致遇卡。（17）儀器下井作業(yè)前應(yīng)對蓄能器功能進(jìn)行反復(fù)測試，防止意外情況下蓄能器失靈導(dǎo)致不能將推靠臂收回遇卡。（18）儀器機(jī)械液壓節(jié)在下井作業(yè)前應(yīng)對各緊固螺釘進(jìn)行檢查，防止下井后松動(dòng)。（19）作業(yè)完成后儀器出井時(shí)應(yīng)及時(shí)對儀器外部泥漿等帶有腐蝕性物質(zhì)進(jìn)行清除，避免其對儀器的腐蝕。同時(shí)及時(shí)將平衡節(jié)內(nèi)部殘余的泥漿排出，防止腐蝕液壓活塞等機(jī)械部件。（20）儀器在下井作業(yè)時(shí)上提下放速度應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格控制，套管內(nèi)上提下放速度不應(yīng)超過70m/min，裸眼段不應(yīng)超過50m/min。（21）儀器在作業(yè)過程中應(yīng)根據(jù)井況、泥漿狀況嚴(yán)格控制在每個(gè)取心點(diǎn)的停留時(shí)間，防止電纜吸附卡。

5.常見故障排查

(1)影響收獲巖心的因素

①井徑不規(guī)則，無法取到巖心。②地層松軟時(shí)，鉆取巖心不成型，無法收獲完整的巖心。③把“馬達(dá)”開關(guān)置于“停”的時(shí)機(jī)沒有掌握好，造成折心過早或過晚均不能把巖心折斷，應(yīng)重新鉆取巖心。④由于鉆頭卡簧磨損嚴(yán)重，無法抱緊巖心，雖巖心被折斷，收回鉆頭時(shí)巖心仍留在井壁中。⑤折心后，液壓馬達(dá)不能完全收回至原位或收回到原位后推心時(shí)“心長”顯示不變化，說明巖心有“蘑菇頭”（即巖心外露出部分直徑大于鉆頭內(nèi)徑），應(yīng)采用使鉆頭旋轉(zhuǎn)著再向井壁鉆進(jìn)一次，磨掉“蘑菇頭”。

(2)鉆頭卡鉆的原因及排除

①取心過程中發(fā)生卡鉆時(shí)的處理在鉆取巖心的過程中發(fā)生卡鉆后，首先要設(shè)法使鉆頭旋轉(zhuǎn)，然后再使鉆頭退出井壁。如果鉆頭無法退出，需要將液壓馬達(dá)上的滑塊拉斷時(shí)，首先應(yīng)將蓄能器充滿油，然后關(guān)閉電機(jī)電源，將“推靠”開關(guān)置于“收”，“鉆頭”開關(guān)置于“退”。在電纜滾筒上做出明顯的觀察記號后，根據(jù)井深情況活動(dòng)電纜，方法是按下井電纜長度每1000m上提0.3m，然后立即下放0.6m，同時(shí)密切注視鉆頭位置的顯示，觀察鉆頭是否退出，如果無效可反復(fù)兩次。如果仍無效，可按每1000m上提0.5m后立即下放1m活動(dòng)電纜。反復(fù)兩次后如果仍無效，可按每1000m上提1m后立即下放2m活動(dòng)電纜。在活動(dòng)電纜過程中和拉斷液壓馬達(dá)上的滑塊后，禁止啟動(dòng)液壓馬達(dá)。

②在滲透性好，地層厚度又比較大的位置取心，操作要迅速，盡量減少取心時(shí)間，以免造成吸附性卡鉆。

③鉆頭在鉆進(jìn)過程速度慢，欲退不能退回原位，從地面控制面板上觀察液壓系統(tǒng)工作正常，說明導(dǎo)軌內(nèi)有較硬的砂粒阻擋，應(yīng)將鉆頭旋轉(zhuǎn)著進(jìn)退數(shù)次收回液壓馬達(dá)；如仍不能退回，應(yīng)將“鉆頭”開關(guān)置于“退”，用液壓馬達(dá)快速退回到?jīng)_力把砂粒擠碎，使液壓馬達(dá)收回原位；如果“鉆進(jìn)位置”顯示器的讀數(shù)為175以內(nèi)不能完全退回時(shí)，說明液壓馬達(dá)基本收回至外殼內(nèi)，斷掉高壓電源，把“推靠”開關(guān)置于“收”。以較低速把儀器提出井口（注意上提過程中不允許下放儀器）；在地面通電尋找并取出砂粒，繼續(xù)下井取心。

④鉆進(jìn)取心過程中，發(fā)現(xiàn)電流突然增大，應(yīng)立即將“鉆頭”開關(guān)置于“?！保绻娏魅圆幌陆?，再將“鉆進(jìn)開關(guān)”開關(guān)置于“退”，觀察“鉆進(jìn)位置”顯示數(shù)字，沒有變化說明已卡鉆，其原因多是推靠臂沒有推靠牢穩(wěn)，鉆進(jìn)過程中儀器受振動(dòng)而產(chǎn)生位移，導(dǎo)致鉆頭無法垂直井壁繼續(xù)鉆入，嚴(yán)重時(shí)鉆頭不能旋轉(zhuǎn)，這時(shí)應(yīng)提升小電機(jī)電壓，使系統(tǒng)壓力進(jìn)行退回、高速、蓄能器打開，如果仍然不行，保持這種狀態(tài)，在電纜上做好標(biāo)記按下表活動(dòng)電纜，使下井儀器在原位上下微動(dòng)。

⑤在取心過程中，如果“大電機(jī)電流”突然超過正常鉆進(jìn)電流值0.3A時(shí)，說明鉆頭即將遇卡，應(yīng)使鉆頭退出井壁，重新鉆取巖心。

⑥在取心地層較厚、滲透性好的井段取心時(shí)，應(yīng)盡量減少儀器在取心段停留時(shí)間，以免發(fā)生吸附性粘卡。

⑦當(dāng)發(fā)現(xiàn)“大電機(jī)驅(qū)動(dòng)板溫度”顯示異常，應(yīng)立即停鉆，收回鉆頭和推靠臂，將下井儀器提到地面、排除故障后方可繼續(xù)下井取心。

⑧當(dāng)?shù)貙訋r性堅(jiān)硬或井液粘度大，鉆進(jìn)速度較慢時(shí)，可使鉆頭旋轉(zhuǎn)著進(jìn)退、反復(fù)多次鉆取巖心。

6.臨興區(qū)塊MRCT測井操作淺析

（1）把取心筒從機(jī)械節(jié)中慢慢取出，避免儲心筒倒立。

（2）找一個(gè)比較平的寬敞地方，鋪上紙，從取心筒的下端把巖心小心倒出，避免順序錯(cuò)亂。

（3）用紙把巖心表面擦干凈，在擦?xí)r不要太用力，只需表面擦干就可以了。

（4）根據(jù)取心作業(yè)記錄，用準(zhǔn)備好的巖心盒，按順序擺放好。

（5）檢查確保順序正確，依次把巖心放入對應(yīng)巖心盒，巖心盒記錄標(biāo)記的位置應(yīng)確保標(biāo)記不會擦掉。

7.臨興區(qū)塊MRCT測井操作淺析

（1）臨興區(qū)塊液壓油選擇：臨興區(qū)塊井深在3000m以內(nèi)，井底溫度約65℃，因此根據(jù)不同測井井段，選擇SHC624，SHC626兩種液壓油。

（2）取心井段在1000-2500m，選擇SHC626液壓油，最佳工作狀態(tài)在80-90℃。

（3）取心井段在0-1000m，選擇SHC624液壓油，最佳工作溫度在60-80℃。

（4）臨興區(qū)塊取心段巖取心難以程度預(yù)判及取心點(diǎn)順序選擇。

（5）臨興區(qū)塊取心點(diǎn)巖性大致可分為：泥巖，細(xì)砂巖，中砂巖，粗砂巖，灰?guī)r，白云巖，含礫砂巖（多位于上古生界山西組及上石盒子組）。

（6）取心難易程度大致排序?yàn)椋ㄓ呻y至易）：含礫粗砂巖，白云巖，粗砂巖，中砂巖，細(xì)砂巖，泥巖。

（7）取心點(diǎn)順序選擇（由易到難）：泥巖，細(xì)砂巖，中砂巖，粗砂巖，白云巖，含礫粗砂巖。

（8）臨興區(qū)塊避免卡鉆措施及操作要點(diǎn)：

①選擇合適的鉆進(jìn)速度，一般每顆心取心時(shí)間不小于3min。鉆進(jìn)速度過快易造成卡鉆。

②絞車操作員確保每個(gè)取心點(diǎn)取心過程中，絞車處于剎車狀態(tài)，電纜保持靜止。

③如鉆遇含礫粗砂巖等鉆取時(shí)間較長的巖心，應(yīng)將每個(gè)鉆進(jìn)過程分段鉆退回空轉(zhuǎn)，導(dǎo)出砂礫巖屑，預(yù)防因砂礫巖屑過多卡鉆。

④取心過程中密切關(guān)注大泵壓力，若大泵壓力異常增大，立即鉆退，重新定位取心。

8.結(jié)論

MRCT大直徑巖心旋轉(zhuǎn)井壁取心儀所取巖心較傳統(tǒng)取心儀所取巖心直井更大、長度更長，可滿足巖心樣品測試要求，可靠性強(qiáng)，可替代石油天然氣勘探井鉆井取心，極大提高鉆井時(shí)效，為勘探開發(fā)提質(zhì)增效。該儀器在臨興區(qū)塊已順利完成20余口井作業(yè)，巖心收獲率、合格率、測井時(shí)效均滿足客戶需求，現(xiàn)場應(yīng)用效果較好。大直徑取心儀作為石油測井行業(yè)重要的測井系列，也在不斷進(jìn)步，尤其是電動(dòng)取心儀、取心測壓一體化儀的成功應(yīng)用，極大提高拓寬取心儀適用范圍，并進(jìn)一步在作業(yè)時(shí)效方面為客戶分擔(dān)壓力。MRCT大直徑巖心旋轉(zhuǎn)井壁取心儀的成功應(yīng)用，標(biāo)志著國內(nèi)大直徑取心測井系列已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平。同時(shí)，業(yè)內(nèi)也對密閉取心這項(xiàng)技術(shù)也有迫切的需求，下一步可在密閉取心方向做進(jìn)一步探索，形成較完整的測井服務(wù)鏈。目前還需加快培養(yǎng)一批操作、儀修工程師，以滿足各大油田對大直徑巖心旋轉(zhuǎn)井壁取心測井服務(wù)的需求。