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取心钻头的主要功用是形成岩心,而取心工具的主要功用则是保护岩心和取出岩心。显然没有合适的取心工具就不可能高质量地取好岩心。根据割心方式,国内外的取心工具基本上可分为加压式、自锁式和砂卡式三类。
割心时,下放钻具,岩心爪靠钻压和内筒下滑冲击力收缩变形,包住、卡断或扭断岩心的取心工具称为加压式取心工具。割心时上提钻具,岩心抓靠自身的弹性力或它与岩心之间的摩擦力收缩变形,卡紧并拔断岩心的取心工具称为自锁式取心工具。割心时,钻具不动,因没有岩心抓,只能靠形状大小不同的石子(砂子),在液力作用下将岩心根部卡紧、扭断或拔断岩心的取心工具称为砂卡式取心工具。需要特别指出的是,经过30多年来的生产实践证明,加压式取心工具是我国特有的,是用于松散、松软地层的简单而有效的取心工具,不仅岩心收获率高,而且使用方便,成本低。通常在取心方式确定以后,就要根据井眼大小、井段深浅、岩石软硬与胶结情况以及其他特殊的要求来选择取心工具。 2100433B
对岩心无任何特殊要求的取心称为常规取心。常规取心是取心作业中最大量、最常见的,无论是什么油气藏,在勘探阶段或开发阶段都要进行大量的常规取心。
(1)主要目的:
①发现油气层,了解含油气情况与储集特征,并确定油气层岩性、物性、厚度、面积等基础数据。②建立地层剖面,研究岩相及生、储特征。③了解岩性与电性关系。
(2)常规取心方式:①一般短筒取心,是指取心钻进中途不接单根的常规取心。它的工具只含有一节岩心筒,结构简单。它在整个取心作业中所占的比例最大,在任何地层条件下均可进行。②中、长筒取心,是指钻进中途要接单根的取心。它的工具必须含有多节岩心筒,通常只有当地层岩石的胶结性与可钻性较好时,才进行中、长筒取心。中、长筒取心的目的是在保证岩心收获率较高的前提下,尽可能提高取心的单筒进尺,以大幅度提高取心收获率,降低取心成本。
对岩心有一定特殊要求的钻井取心称为特殊取心。它多用在油田开发阶段,通常有下列几种方式:
(1)油基钻井液取心,是指在油基钻井液条件下进行的取心。对储量较大的砂泥岩油气藏,在开发之前一般都要进行这种取心,其目的是取得不受钻井液自由水污染的岩心,以求获得较为准确的储层原始含油饱和度资料,为合理制定油田开发方案提供依据。由于油基钻井液不失水,性能稳定,流动性和润滑性都很好,因而岩心不存在吸水膨胀或剥落的问题,也不易断裂或磨损,取出的岩心规矩、完整、成柱性好、收获率高。
(2)密闭取心,是指以注水方式开采的砂岩油田,在开发过程中为检查油田注水开发效果,了解地下油层水洗情况及油水动态,以制定合理的开发调整方案,采用密闭取心工具与密闭液,在水基钻井液条件下取出几乎不受钻井液自由水污染的岩心。由于油基钻井液取心成本高,在密闭取心质量指标有保证的前提下,密闭取心可代替油基钻井液取心。
(3)海绵取心,是指内岩心筒装有特制海绵衬管的取心。采用预饱和的海绵衬管,在水基钻井液条件下,能取得含油饱和度相当准确的岩心。这是国外近年来发展起来的一种取心,工艺结构不太复杂,但成本高,适用于中硬~硬地层。
(4)保压密闭取心,是指在砂岩油田的开发后期,为了准确求得当时井底条件下储层流体饱和度、储层压力、相对湿度及储层情况等资料,为了制定合理的开发调整方案,提高油田最终采收率,采用保压密闭取心工具与密闭液,在水基钻井液条件下,钻取保持储层流体完整性的岩心。也就是钻取不受钻井液自由水污染并保持当时井底条件下储层压力的岩心。这种取心装备与工艺比较复杂,成本高,适用于具有成岩性的软、中硬及硬地层。
(5)疏松砂岩保形取心,是指在疏松砂岩地层中保持岩心原始(出筒前)形状的取心。因为在疏松砂岩地层,由于岩心强度低,不成柱,岩心出筒后就往往自成一堆散砂,岩心物性资料无法获得。因此,保持岩心原有形状,避免人为破坏,就成为保形取心的技术关键。多级双瓣组合式岩心筒、橡皮筒、玻璃钢内筒以及复合材料衬筒,均可满足保形取心的要求,但唯有多级双瓣组合式岩心筒成本低,使用方便。
(6)定向取心,是指在油气藏的勘探开发过程中,为直观了解储层的构造参数,全面掌握地质构造的复杂性及其变化,制定出经济合理的勘探开发方案,采用定向取心技术以取出能反映地层倾角、倾向、走向等构造参数的岩心。定向取心只适用于岩心成柱性较好的地层。
心。心的其中一个含义是中间、或核心。而芯带草字头,一般指处于某种物质中间的棉线,比如蜡烛等。所以这个心对。
海上石油钻井是在大陆架海区,为勘探开发海底石油和天然气而进行的钻探工程。钻探深度一般为几千米。目前,最深的海上石油钻井可达6000多米。海上石油钻井与陆地相比,主要有四点不同:一是如何在水面之上平稳地...
TP45井深部地层小井眼钻井及取心工艺
TP45井钻完215.9mm进尺后没有认识到认真通井的重要性,177.8mm套管弹性扶正器没有严格按照钻井设计安放,弹性扶正器加量过多,导致下177.8mm发生卡套管复杂,改变了本井四开钻头尺寸,使钻井周期严重超标,极大地增加了钻井成本,延迟了后期采油作业。本文就TP45井卡套管复杂做出论述,使分公司工区内各个井队引起警惕,并为分公司小井眼钻井提供借鉴经验。
钻井取心中的地质录井新方法探讨
在钻井取心钻进过程中,取心钻头对井底的岩石进行环形破碎,岩屑返出少、粒径小,且在钻井取心过程中由于排量小,岩屑携带不及时,为现场录井及地质人员及时、准确的判断井下地层变化及取准取全目的层带来了许多困难。同时,地层变化及目的层判断的不准确,严重影响了取心工程师在整个取心过程中的判断及操作,给取心施工带来了一定困难。为了准确判断井下情况及地层岩性变化,通过不断的研究和统计分析,研究出一种能在钻井取心过程中准确判断井底岩性及井下情况变化的地质录井新方法。
衡量取心钻井技术水平高低的一一个最基本、最重要的指标就是岩心收率。取心是一种特殊的钻井工艺技术。为了取全取准地质资料,提高岩心收获率,必须对取心的技术措施、操作技能、取心工具等方面,进行深入的分析和研究,并提出相应的改进措施,不断提高取心钻井的工艺技术水平。
取心钻进有以下3个环节,一是环状破碎井底岩石,形成岩心(圆柱体);二是保护岩心:钻进取心时,对已形成的岩心要加以保护,避免循环的钻井液冲蚀岩心及钻柱转动的机械碰撞、损坏岩心:三是取出岩心:在钻进取心到一定长度后(通常为一个单根长度,也可以进行长筒取心达几十米甚至百米),要从所形成岩心的底部割断并夹紧,在起钻时随钻具一同提升到地面。
取心钻进时,以上3个环节都应做好,任一环节处理不当,轻则会得不到应有数量(长度)的岩心,严重时会导致取心失败,取不出岩心。为了完成以上3个环节,取心工具一般由取心钻头、内、外岩心筒、岩心爪、扶正器和悬挂装置等部件组成。
为了提高岩心收获率,各生产企业合理确定各部件结构,把它们制造成与钻进地层相适应的各种成套取心工具。下面介绍几种现场常用的取心工具。
自锁式取心工具是指利用岩心爪与岩心之间的摩擦力使岩心爪收缩卡心而实现割心的取心工具。
自锁式取心工具是中硬至硬地层取心的基本工具,对岩心成柱性较好的软地层也适应。自锁式取心工具一般由取心钻头、岩心爪、岩心筒组合和安全接头组成。岩心筒组合分为外筒组合与内筒组合,外简组合包括外岩心筒、短节和稳定器,内筒组合包括缩径套、短节、内岩心筒和悬挂总成。悬挂总成与安全接头的外螺纹接头相连,外筒组合与安全接头的内螈纹接头相连。岩心爪置于缩径套之中。
由于自锁式岩心爪具有较好的弹性和耐磨性,它的收缩与张开都属于弹性变形,故可多次使用。因此,当长筒取心钻井中途需要接单根时,便可通过"割心一接单根一顶开岩心爪一再取心钻进"的办法,实现连续取心。显然,这就比松软地层长筒取心工具的结构简单多了。当取心工具遇卡时可从安全接头处倒扣,将内筒组合和岩心一起提出地面,而后专门处理外筒组合。
长筒取心时,只需在短筒的基础上,增加等长的内、外岩心筒,而不需任何其他的特殊装置,因而结构简单。
长筒连续取心的操作要点是"一提,二锁,三冲,四压。"一提是指"停转、停泵后,缓慢上提钻具割心'二锁是指"卸方钻杆时要锁住转盘销子,用旋绳卸扣,保证井下钻具不转动"三冲是指"接完开泵循环,缓慢下放钻具,冲洗井底3~5min"四压是指"用不低于15倍钻压的力静压井底,以顶松岩心爪,然后再微提起钻具,轻压起动转盘,恢复取心钻进"。
加压式取心工具是指通过投球加压迫使岩心爪收缩卡心而实现割心的取心工具,通常适用于松软或破碎性地层取心。
岩心爪内径比岩心直径大10mm左右,只有在专门的加压机构作用下才能变形,且为-次性收缩。加压式取心工具也是双筒悬挂式取心工具,可分为外筒组和内筒组两大部分,主要的辅助工具为机械加压接头。
(1)外筒组。从下到上的连接次序是取心钻头+外筒总成+定位接头(定位接头本身有定位销孔,用以穿定位销,拧紧销套)。
(2)内筒组。从下到上的连接次序是岩心爪(反扣)+内岩心筒+悬挂总成+分水接头(上部有穿定位销的销孔)。
内、外筒的连接靠外筒组上端分水接头销孔里的两个定位销钉,悬挂在外筒组的定位接头上,由于滚动轴承的作用,当外筒旋转时,内筒不旋转。
(3)-把抓式岩心爪与内筒连接用反扣,保证岩心爪在取心钻进时不脱扣。
(4)机械加压接头。机械加压接头连接在定位接头上,机械加压接头由加压上接头、加压下接头、加压中心管、加压外管(六方套)、加压内管(六方杆)等组成。钻进时它能传递扭矩和钻压,保证正常取心。割心时,先拉开加压接头,然后将钢球投入,钢球就位后,下放加压接头,将钻具重量通过钢球和加压中心管加于内筒上,切断销钉,继续下压内筒,迫使岩心爪牙板插入岩心,然后上提钴柱,转动转盘,即可将岩心割断。
当需要进行长筒取心时,钻进中途必须接单根。由于松软地层取心钻进过程中绝对不允许钻头提离井底,因此取心工具上部还需增加接单根的专用装置--滑动接头,如图5-7所示。它也是内、外滑动六方组成的滑动装置,其有效滑动距约有11m长,足以保证接单根时取心钻头不被提离井底,从而确保松软地层长筒取心钻进的连续有效。
滑动接头的上接头与钻铤连接,下接头与机械加压接头相连接。取心钻进时,靠六方滑动管和六方滑动套传递扭矩和钻压。接单根时提起六方滑动套(六方滑动管可在六方滑动套内上下滑动),保证钻头不离开井底。
长筒取心接单根操作过程如下。取心钻进时,六方滑动套一直顶住下接头施加钻压。当方钻杆打完(方入不超过9m)时需接单根的情况,此时上提方钻杆,六方滑动套与加压下接头拉开,拉开的距离不许超过六方滑动管的有效滑动长度(一般为11m),否则上提钻具接单根时钻头就要离开井底,接完单根后下至预定方入,继续钻进。
注意事项:
(1)取心时,滑动接头和加压接头连接好,在井口要检验滑动接头上下滑动灵活性及密封性。
(2)取心钻进前要将开泵时的钻具悬重和开泵后的正常悬重记录下来,作为接单根时观察悬重的参考。
(3)接单根或钻完进尺上提时,必须观察悬重正常后,方可上起钻具,拉开滑动距离,才能接单根或投球加压割心。
取心工具拉上或拉下钻台时,必须使六方滑动管进入六方滑动套,合拢后用绳索捆牢,方可上下钻台,以免六方滑动管弯曲。