金资1井φ195 mm大直径盐层取心实践

金资1井是西气东榆金坛盐穴地下储气库工程的1口资料井,为给储气库安全设计提供可靠的油层物性数据,需要取出的岩心的直径越大越好,为此,采用了目前国内最大直径的LY-195型取心工具进行取心.通过分析预测该井取心过程中岩心不易拔断,取心工具直径大易出现遇阻严重的现象,采取了及时更换钻头、停钻快速转动拔断岩心、控制钻头切削内径、提高钻速等方法,使该井采用大直径取心工具在井深986.44～1016.44m盐岩层中取心30 m,岩心长29.57 m,岩心收获率98.6%,为盐岩层分析提供了准确可靠的岩心资料.     

金资1井θ195mm大直径盐层取心实践

金资1井是西气东输金坛盐穴地下储气库工程的1口资料井，为给储气库安全设计提供可靠的油层物性数据，需要取出的岩心的直径越大越好，为此，采用了目前国内最大直径的LY-195型取心工具进行取心。通过分析预测该井取心过程中岩心不易拔断，取心工具直径大易出现遇阻严重的现象，采取了及时更换钻头、停钻快速转动拔断岩心、控制钻头切削内径、提高钻速等方法，使该井采用大直径取心工具在井深986．44-1016．44m盐岩层中取心30m，岩心长29．57m，岩心收获率98．6％，为盐岩层分析提供了准确可靠的岩心资料。     

盐岩层大直径岩心取心技术

综合分析影响盐岩层大直径取心的主要因素,包括钻头振动、岩心入口变形、岩石性质、钻井液性质和井下复杂情况等,找出盐岩层大直径取心的难点,结合常规取心工具在易碎地层的取心经验,对取心工具、取心工艺技术进行优化,制定出一种适合于盐岩层的大直径取心配套工艺技术。这项技术首次在金资1井岩盐层进行了9次连续取心现场施工,平均收获率达到了96%以上,高质量地完成了盐岩层大直径取心任务,使国内取心技术更加完善。     

镇钾1井长井段连续取心钻井工艺

镇钾1井是中国地质科学院部署的一口用于调查评价陕北奥陶纪盐盆地钾盐资源的钾盐基准井.通过分析该井钻进过程中的施工难点,对取心钻头及取心工具的选型、取心参数优选、取心过程复杂和事故的预防措施等进行了研究.针对直井段刘家沟组易漏失、取心井段长、取心井段需扩眼、盐岩心易溶和盐层段易缩径、易卡等技术难题,制定了一系列技术措施.该井累计取心进尺900.4m,取心53次,岩心收获率98.48％,其中盐岩心长177.06m,为今后同类井施工积累了宝贵的经验.     

“川式”取心9 055.66 m创国内取心深度的新记录

2022年12月7日,随着顺北84斜井现场岩心长度丈量结果出炉,四川川庆石油钻采科技公司以取心井深9 055.66m 一举刷新了此前由塔深5井保持的9 000 m国内最深取心深度纪录！ 顺北84斜井为中石化西北局部署在顺北8井北三维地震工区8号断裂带北段的一口勘探井, 设计完钻井深 9232.49 m,计划在奥陶系中—下统鹰山组A点串珠中心附近钻遇低钻时或油气显示活跃层位进行取心作业。由于该井碳酸盐岩储层孔洞、裂缝发育,且井斜达49°,取心过程中存在堵心、磨心风险,影响单筒取心进尺和收获率;储层段井底温度高达 185 ℃,钻井液易稠化,影响进心作业;取心段井眼尺寸Ø165 mm,裸眼段长达1 200 m,小钻具强度低,处理故障难度大;该井目的层埋藏深、压实性强,机械钻速低,同时还存在井漏、溢流等井控风险,取心难度大。为了圆满实施此次取心目标,公司高度重视,调集精兵强将,成立取心专项攻关小组,按照“ 一井一策”的原则,采用“地质工程一体化”模式,从工具选型、钻头定制和取心工艺优化等三大方面入手。优选了自主研发的SPQ121-66 定向井取心工具和CQT558G金刚石取心钻头,采用单筒取心模式;采用增大排量、缩短岩心入筒行程、优化钻压和转速、倒划眼割心等优化措施,降低卡钻风险,提高工具井下稳定性,减小堵心机率。 12月4日,取心工具入井,严格把关工具上卸扣、工具间隙调整、起下钻速度、树心、割心和出心等关键环节,严格落实坐岗制。历时3天,成功完成在井深9 050.66 ~9 055.66 m的取心作业,取心进尺5.00 m,岩心长4.90 m,岩心收获率 98% ,平均机械钻速达到1.23 m/h,比正常钻井的机械快。此次成功获取该段岩心为建设方精准评价储层提供了“第一手”地质资料,真正履行了“钻头能打到哪里,心就能取到哪里”的承诺,创下国内最深取心深度纪录,也为开展万米特深井勘探开发提供了基础。     

中国大陆科学钻探工程——科钻1井进展顺利

中国大陆科学钻探工程——科钻1井位于江苏东海县境内,所钻遇地层为超高压结晶变质岩,岩层变化异常频繁,岩石硬度高、密度大,地层倾角在70°以上。在这样的地层中钻进,世界上也是首次。在钻井施工中,在国内首次采用螺杆马达驱动PDC钻头连续取心钻进,大大提高了钻进速度和岩心收获率,并创出2000m先导孔和主孔二孔合一的奇迹。目前该井已顺利完成主孔3000m取心钻进,在3011.45～3020.14m井段获得Φ95.7mm、长3.02m的完整岩心,这是该井开钻以来获得的最长完整岩心,也是世界上在这一层段至今获得的最长完整岩心。     

特大直径松散地层取心技术在辽河稠油油藏的应用

辽河油田稠油、超稠油油层,砾石充填物为松散砂层、油砂层和软泥岩。常规取心过程中,细砂、油砂易被钻井液冲走而不进筒;砾石坚硬,可钻性差,并且活动砾石搅动岩心,故岩心收获率低。针对这种地层特点,研制了BX-195型特大直径液压剪销式取心工具及相应的取心钻头,并对该工具进行强度校核。该工具以大直径岩心增大岩心强度,采用全封一把爪式岩心爪,防止起钻过程中岩心掉井,故而大幅度提高岩心收获率。现场应用2口井,取心进尺270．95m,心长211．39m,岩心收获率达到78．02％,比采用其他取心工具的岩心收获率提高了30％以上,具有推广应用前景。     

大直径电缆井壁取心仪岩心分隔片机构设计

现有的大直径井壁取心仪在取心过程中只使用井深参数定位岩心,无法明确区分取心岩层与岩心的对应关系。在新型大直径井壁取心仪研制过程中,设计了岩心分隔片机构,在钻取岩心过程中加入隔片,可以与深度参数一起区分岩心在目的层的具体位置,为后期岩心分析、储层分析提供可靠数据。岩心分隔片机构采用液压力驱动导板,导板带动隔片进入隔片舱,实现区分岩心的目的。该机构设计了不同性能的弹簧,可以加入30个或60个隔片。地面试验证明,该机构能完成隔片加入功能,性能可靠,对大直径井壁取心仪器的推广具有重要意义。     

华北地区SY1井钻井技术难点及对策

SY1井是华北地区一口页岩气调查井,地质预测与实钻情况因邻井资料缺乏而偏差较大,钻进过程中会遇到诸如粘卡、垮塌、漏失、机械钻速低等多种复杂情况。采取优选钻头、调整钻井液体系、优化取心技术以及防斜打直技术等多种针对性措施,顺利完成了该井的设计和钻井任务。实钻结果表明,1 488～2 045 m层段的钙质泥岩及2 045～2 238 m层段的硅质胶结砂岩段钻进应侧重钻头的攻击性;全井钻井液性能调控应注重抑制性与防塌性;钟摆钻具组合起到了良好的防斜作用,绝大部分井段井斜控制在1°以内;优选的川7–4双筒取心工具,岩心收获率达95%以上。     

抽吸式微取心PDC钻头的研究与应用

常规PDC钻头切削产生的粉状或片状岩屑颗粒不便于地质录井,对此提出了一种新型抽吸式微取心PDC钻头。该抽吸式微取心PDC钻头取消了常规PDC钻头心部的主切削齿,设置特殊的水力结构,使钻头心部在钻进过程中形成一定直径的竖直岩心并适时折断,通过负压抽吸作用将断的微岩心从钻头体内部流道带离井底。结合破岩仿真与液固两相流理论,研究了在岩心、岩屑与钻井液混合流动的流场中,射流喷嘴直径的大小对取心通道中抽吸效果的影响规律。数值模拟结果表明,对于拟定条件下钻头直径为215.9 mm的微取心PDC钻头,当射流喷嘴直径为8 mm时,从排心孔排出的岩心、岩屑和钻井液的质量较高,其负压腔的抽吸效果较好。室内及现场试验表明:采集的岩心以柱状为主,岩心完整性和采集率高;在磨溪111井位嘉陵江组二段3亚段至长兴组上部地层,获总进尺805.65 m,平均机械钻速为4.57 m/h,最高机械钻速可达7.4 m/h;该钻头在嘉陵江组二段3亚段至飞仙关组一段(总进尺742 m)的机械钻速比该区块同层位的其他常规PDC钻头高出了50%以上。     

三筒取心技术在川南页岩气井的应用

川南地区龙马溪组是页岩气开发的主要目的层段,储层发育,设计取心井段一般在50 m以上。采用三筒取心有利于提高单次取心进尺,缩短取心周期,减少页岩层暴露后岩心在井内停留时间,提高岩心质量。但三筒取心存在取心工具井口组合困难、长段岩心增加出心风险、取心筒稳定性差易扭断、取心参数优化困难、取心钻进时间长卡钻风险大等技术难题。使用取心钻具组合优化、参数优化、钻头优选、堵心卡心预防、故障复杂预防处理等关键技术,在WY204井现场试验12 d,3趟钻完成65 m取心进尺任务,取心收获率99.77%,提升了川渝地区取心技术水平。     

双心钻头在塔里木地区的应用

塔里木盆地地质情况复杂、井深,有许多钻井技术难题。下第三系的复合盐岩层分布广、埋藏深,用双心钻头钻进可有效地推迟或消除地层塑性蠕变而造成的卡钻;取心井段用双心钻头扩眼,可提高再取心时的岩心收获率;加深井钻进,用双心钻头可增大环空间隙,提高固井质量。"九五"期间塔里木深井、起深井增多,双心钻头在深井、超深井复杂井段和小井眼扩眼段有广阔的推广前景。     

L井深井侧钻技术

L井是中原油田的一口预探井,设计井深4 650.00 m。在井深4 235.60 m处取心钻进过程中,取心钻头的底齿圈断裂落井,采用多种方法打捞处理均未获成功,最后决定填井侧钻。在井深大,温度高、地层可钻性差、工具面不易控制的情况下,采用螺杆钻具和有线随钻技术侧钻成功。文中详细介绍了该井深部侧钻工艺的施工过程。     

双心钻头在塔里木地区的应用

塔里木盆地地质情况复杂、井深，有许多钻井技术难题。下第三系的复合盐岩层分布广、埋藏深，用双心钻头钻进可有效地推迟或消除地层塑性蠕变而造成的卡钻；取心井段用双心钻头扩眼，可提高再取心时的岩心收获率；加深井钻进，用双心钻头可增大环空间隙，提高固井质量。“九五”期间塔里木深井、起深井增多，双心钻头在深井、超深井复杂井段和小井眼扩眼段有广阔的推广前景。     

SZ-65型随钻取心技术研究与应用

随钻取心技术是在绳索取心技术基础上研制的一种不用起下钻换钻头就可以选择进行全面钻进或取心钻进的一种工艺。采用随钻取心技术取心时,由于不起下钻更换钻头,可以节省起下钻时间,从而大幅度地降低钻井作业成本和缩短钻井周期。取心时,只需在取心层位,从钻杆内捞出内筒组件和中心钻头,投入内岩心筒总成和打捞矛总成即可进行取心作业。研制的SZ-65型随钻取心工具在现场应用9口井,取心31筒,总进尺68.87 m,心长56.96 m,平均岩心收获率达82.71%。试验与应用结果表明,该技术具备广泛的应用前景。     

松科1井定向取心技术

松科1井是一口科学探井，为准确获取地层层面和裂缝产状等要素，进行松辽盆地地层、沉积和石油地质等方面的综合研究，该井应用了定向取心技术。针对科学探井对岩心质量要求高及该井裸眼井段长、取心进尺长、地层岩性变化频繁、取心施工难度较大等问题，采取加长刻刀座轴向长度，增加岩心爪与刻刀座表面光滑度，优选取心钻头，调整钻井液性能和选择配伍性好的钻头与刻刀座、合理的钻进参数等措施，保证了定向取心收获率，取心累计进尺103．66m，收获率99．85％，为科学研究提供了可靠的岩心资料。     

绳索取心技术在煤层气DP1井的应用

煤层气井煤层段采用绳索取心技术,具有不用起下钻而由钻杆内捞取岩心的技术优势,但常规绳索取心工具存在取心收获率低的问题。对绳索取心工具的钻头和岩心爪进行改进,将钻头改为梭形,顶部改为非连续环,齿间开水槽,将八刀翼4复合片改为六刀翼6复合片结构,增强攻击性,同时去除内圆水眼,减少对岩心的冲蚀;将岩心爪改为卡箍式和篮爪式二合一结构,提高了岩心爪的通用性。配合钻井参数的优化,使在煤层气井DP1井取心施工中收获率提高到75.68%,为准确获取煤层顶底板情况及煤层含气的各项参数起到重要作用。     

MS1井超深海相地层取心实践与认识

为了落实川东北地区复杂地质构造情况,获取储层地质资料,MS1井是中石化勘探分公司在马路背构造高部位部署的超深预探井,完钻井深8 418 m,先后在洗象池群组、龙王庙组、灯影组等超深海相地层实施了多次取心作业。在缺乏邻井资料,面临"三高"超深井未知因素多、井控风险大、井底高温高压、裂缝发育、地层软硬交错可钻性差、工具易失稳等多重技术难题情况下,该井综合采用优化钻井液性能,合理选择取心工具及钻头,数值模拟计算优化取心钻具组合及参数,制定并严格执行详细的技术方案等措施,较好完成了取心任务,取心收获率达83.9%。MS1井超深海相地层的取心实践表明,取心工具悬挂轴承失效、取心筒临界钻压偏低,是影响取心收获率和取心进尺的主要原因。采用小复合片PDC钻头及多种适用于高研磨性地层的取心钻头,优化钻具组合和取心参数以提高工具、钻头的稳定性,在保证井控和井下安全的前提下使用井下动力钻具配合水力加压工具进行超深井取心作业,可有效提高取心收获率。     

QHD32-6-4井松散地层系统取心工艺

QHD32-6-4井是渤海石油公司在秦皇岛32-6构造钻的1口评价井,在该井松散的储层进行了连续系统取心。共下取心工具26次,取心总进尺205.71m,收获岩心168.29m,平均收获率81.81%,达到该区块取心收获率的最高点。文中介绍了系统取心的施工过程,通过详细分析取心的各个技术环节,总结出松散地层取心经验。     

科钻一井取心钻进技术研究

根据科学钻探对岩心的特殊要求，认为金刚石取心钻头是科学深钻取心钻进较理想的选择。推导了提钻取心和绳索取心两种钻进方法的时间和成本计算公式，进而建立了临界井深计算模型。以设计井深5000m的科钻一井为例，对提钻取心和绳索取心进行了技术经济分析，认为科钻一井的首选为绳索取心钻进方法，但如能将回次长度提高到9m左右，提钻取心钻进方法也不失为一种经济实用的选择。对科钻一井采用的井底马达驱动金刚石钻头冲击回转取心钻进方法的钻具组合、钻进参数和使用效果进行了详细介绍。