模块式大直径岩心旋转井壁取心仪在渤海油田的应用

大直径旋转壁心相较小直径壁心体积更大，更有利于对地层的岩电参数及地质特点进行真实的评价，因此受到各油田青睐。模块式大直径岩心旋转井壁取心仪（MRCT）是中海油服新推出的电驱型大直径旋转井壁取心设备，技术先进，创新点多。仪器的模块化结构设计、隔片放置、岩心长度测量、钻头钻速控制等方面均有技术创新和突破。MRCT在渤海油田经过现场作业取得了良好的效果，从声波140 us/ft的软地层到声波50 us/ft的硬地层均能取到岩心，满足了渤海油田对大直径壁心的需求，提高了取心的收获率。但是电驱型大直径旋转井壁取心仪在作业中也暴露出了一些缺点，需要在后续研发中进行改进。     

提高FCT型旋转式井壁取心器收获率工艺探讨

旋转式井壁取心器通过液压推靠方式将仪器紧贴井壁,金刚石钻头以2000转/分钟的速度旋转垂直钻入井壁来获取岩心,所取岩心可用来定量求取储层特性参数。通过对2006年至2009年FCT型旋转式井壁取心器在胜利油田的应用分析,阐述了在齿轮油型号选择、仪器维护及现场施工等方面进一步提高取心收获率的工艺措施及方法。     

新型旋转井壁取心仪在大庆油田的应用

旋转式井壁取心凭借其施工方便、岩心深度精确、岩心完整规则等优势,广泛应用于中国勘探开发领域。ESCT旋转式井壁取心仪在结构上实现模块化,机械和液压系统可分离;液压系统实现集成化和可控化,提高了仪器可靠性;大功率直流无刷电机的应用和钻压数字化控制提高了取心的时效和收获率。ESCT旋转式井壁取心仪在大庆油田先后完成了21口井的取心任务,在松辽盆地钻取了葡萄花层和营城组砂泥岩和火成岩等不同岩性岩心,取心收获率达到90%以上,在大庆油田的应用中取得了非常好的效果。     

FCT-2旋转式井壁取心收获率影响因素浅析

针对钻井取心成本高、影响钻井速度和爆炸式井壁取心改变岩石原始状态且破坏井壁的问题,在现场使用了旋转式井壁取心的取心方式。从取心收获率的角度出发,分析影响取心收获率的地层因素、仪器因素、井况因素等,并结合现场操作经验给出相应解决措施,在施工时有效地提高了取心收获率。建议设计能够控制仪器方位的取心仪器,针对同一深度点,实现在不同方位取心;设计带有推靠臂的的取心仪器,把钻头安装在推靠臂上,减少扩径影响。     

高温液压旋转井壁取心仪的研制与应用

为解决勘探井获取深地层岩心困难的问题，研制了一种最高工作温度达205℃、具有高可靠性的液压旋转井壁取心仪。该取心仪由地面系统、控制采集短节和机械液压节组成，并采用一体式保温瓶技术、被动式热管理技术和解卡技术，提高了取心仪的耐温性和工程安全性。通过模拟仿真和地面测试，验证了这些关键技术的功能。现场试验结果表明，该取心仪可在189℃高温高压环境、钻井液相对密度和地层压差较大的探井正常作业，平均岩心收获率大于90%，且具有耐高温、防压差卡钻、取心时效和岩心收获率高的特点，尤其是对存在扩径、缩径和井壁垮塌等问题的井段具有良好的适应能力和较高的安全可靠性。     

取心钻头测试装置的设计与研究

为评价取心用空心金刚石钻头的工作性能,研究设计了取心钻头测试装置。该测试装置利用步进电动机驱动钻头前进,采用伺服电动机驱动钻头旋转。在模拟取心试验过程中,系统能够改变并检测钻头的钻压、前进速度、旋转速度及所需扭矩等关键性能参数,能够模拟钻头在实际取心过程中的3种工作状况。利用该试验系统能够检测出钻头的工作性能,筛选出比较好的钻头。该试验装置整体性能可靠,获得的测试数据准确有效,对优化设计取心钻头参数具有十分重要的意义。     

HH-1型钻进式井壁取心器的研制与推广应用

钻进式井壁取心器是采用液压传动技术，使金刚石空心钻头垂直钻进井壁获取岩心的设备。首先，通过跟踪测量自然伽马曲线，进行深度定位；然后在微机控制下，各电磁阀有序动作，控制液压油流方向，仪器依次完成仪器推靠井壁、液压马达旋转、钻头钻进、折断岩心、钻头退钻、收推靠臂、推心、收储岩心等取心动作。介绍了仪器的结构、原理、性能指标以及推广应用情况。现场应用表明，ＨＨ－１型钻进式井壁取心器安全可靠、性能稳定、技术     

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。     

渤海油田旋转井壁取心质效提升技术

壁心对储层评价至关重要。渤海油田中生界、古生界及太古界地层,一般使用旋转井壁取心进行作业。在实际的旋转井壁取心作业过程中,因地层的岩性、均质性、抗压强度等不同,导致旋转取心的收获率及作业效率呈现出较大的差异。同一井眼内存在沉积岩、变质岩和火成岩的条件下,传统的按照壁心设计点的顺序逐一取心的方式往往收获率低下且极易“堵心”。通过对岩石岩性、抗压强度和均质性的评估,选取合适的旋转取心仪器,制定合理的取心作业方案,提高旋转井壁取心的收获率和作业效率,对后期的旋转井壁取心作业具有重要的指导和借鉴意义。     

气体钻井取心技术研究及进展

针对气体钻井取心存在岩心收获率低、钻头进尺低和岩心质量差的技术难题,通过对取心工具及取心钻头结构、钻头切削齿选择和气体钻井取心工艺等方面的研究与试验,成功研制出适合气体钻井的取心工具及配套气体取心工艺技术,并经龙岗163及普光107-1H两井的应用,取得了单筒进尺7．82m,平均岩心收获率95．46％的高指标。现场试验结果表明气体钻井取心新技术在岩心质量、收获率及单筒进尺指标上均能满足钻井工程和地质分析的需要,填补了这一技术领域的空白。     

煤层气井取煤心技术探讨

由于煤层具有特殊的物理、力学性质,以及煤层气井对煤心采样的特殊要求,致使常规石油钻井取心工具和工艺无法适应煤层气井的取煤心作业,取心收获率只有30%左右。为了解决常规取心工具取煤心困难、煤心质量差、收获率低的问题,引进了绳索式取心工具,经煤层气试验井的现场实践,出心速度快(15~20min)、收获率高(80%以上),基本满足了煤层气井取煤心要求。     

双岩心爪取心工具的研究与应用

复杂地层一般是指裂缝发育,软硬互层,胶结性、稳定性及强度较差的地层,在对该地层进行取心施工时,一直存在撸心、掉心、岩心收获率低等问题。依据复杂地层的特点,研制了双岩心爪取心工具,该工具结合了自锁式取心工具与加压式取心工具的优点,在软地层割心时,可以通过加压式岩心爪将岩心割断并封堵内筒,防止撸心、掉心;在硬地层割心时,启动自锁式岩心爪,楔入岩心,将岩心割断。现已在大庆地区进行了两口井的现场应用,应用表明,该工具有良好的地层适应性,工艺操作简单,成本低,能够有效提高复杂地层取心收获率指标,保证化验分析的准确度,为油田的高效开发提供可靠的地质依据。     

川渝地区深层破碎地层取心工艺优化研究

川渝地区取心作业层位多,裂缝发育,地层破碎,渗透性强,堵心、卡心、阻卡复杂多,单次取心进尺少,起下钻次数多,取心作业效率低。文章开展了取心作业起钻原因、堵心卡心处理效果分析,并以取心工具、取心参数、工艺操作优化为核心,创新形成堵心及卡心复杂判断与快速处理、阻卡复杂预防与处理等特色取心工艺技术。研究结果表明：以钻压、泵压、扭矩、钻时等关键参数为核心,建立了堵心卡心复杂判断与初期处理方法,降低了起下钻次数;创新实施旋转割心工艺,解决了高渗透性井段阻卡复杂预防、割心困难问题; Ø215.9 mm及以上井眼选用川8-5 型取心工具,Ø149. 2 mm井眼选用川6-5型取心工具,有利于提高取心作业阻卡复杂处理能力。该工艺技术在蓬莱含气区、天府含气区等重点区域试验与应用5口井,累计完成取心进尺263. 10 m,取心收获率高达99. 08%,平均单次取心进尺由9. 42 m提高至13. 85 m,最高单次取心进尺27. 50 m,取心作业时间缩短32. 14 %。在其他区域类似地层推广应用深层破碎地层取心工艺,有利于缩短取心作业周期,降低钻井综合成本,加快了川渝地区新区域新层系勘探开发、产能建设步伐。     

疏松砂岩取心工具在南堡35-2油田的应用

南堡35-2油田储层主要为极疏松的粉砂岩,部分层位含有粉砂质泥岩;取心作业难度大,岩心收获率低。要提高取心收获率,取心工具的选择和使用至关重要。文章介绍了一套适合疏松砂岩地层的取心工具,分析了它的结构和工作原理,并结合在NB35-2-A11井的实际应用情况,对疏松砂岩取心作业中易出现的一些问题进行了探讨,一些经验教训可供类似作业参考。     

伊川盆地三叠系致密地层钻井取心技术

针对伊川盆地地层岩性致密、取心速度慢和取心收获率低等钻井取心难点,通过研究三叠系各组段地层岩性特点,优选取心钻头、取心工具,优化取心钻进参数和取心工艺,形成了一套针对伊川盆地三叠系致密地层的钻井取心技术,现场应用3口井,取心收获率98.36%,比屯1井提高了17.37%,取心机械钻速2.76m/h,是屯1井的3.63倍,取得了较好的应用效果和经济效益。     

辽河油田古潜山储层钻井取心技术

为了提高辽河油田古潜山储层的岩心收获率及取心质量,研究了适合古潜山储层的钻井取心技术。通过分析辽河油田古潜山储层的地层特征,用排除法确定了造成单筒岩心收获率低及取心质量差的主要原因,提出了相应对策。首先,优化了取心钻头,将切削齿由原来的3~5个改为10个,采用Z3型金刚石复合片与硬质合金连接方式,设计了低冲蚀PDC钻头水眼结构。然后,改进了取心工具,增加了隐式篮式岩心爪和引心套、内筒扶正器、堵心指示器、防堵心装置,换用内壁光滑的铝合金内筒。最后,对钻压、转速、排量等取心技术参数进行了优化。辽河油田9口井的现场应用表明,机械钻速从0.55 m/h提高至2.79 m/h,岩心收获率从51.13%提高至89.97%。研究结果表明,辽河油田古潜山储层钻井取心技术能有效提高机械钻速、岩心收获率和取心质量,降低井下安全风险,可推广应用于坚硬破碎地层的取心作业中。      

新型井壁取心器的研制与应用

为了解决老式井壁取心器故障率高、维修困难、发射率和收获率低的问题,开发研制了新型的井壁取心器。该取心器采用了枪体整体调质处理与枪体局部高频淬火相结合的热处理技术、弹室壁高频淬火后定量研磨技术、“上内”“下上”的减震技术。另外,为了保护枪体线,采用了在线槽内设置独特的插线板轨道的方法,克服了因护线板与枪体强度不均造成枪体线挤出、磨坏或切断的缺陷。改进了储线仓（储线仓由线仓、密封槽、防退扣槽）的结构,不但便于维修,而且也保证了取心器的安全。通过实际应用,新型井壁取心器取得了良好的效果。     

页岩地层取心技术研究及现场应用

针对页岩地层取心钻进时存在的机械钻速慢,岩心易破碎,易堵心、卡心,取心收获率偏低,出心作业时岩心容易从层理处破裂而影响后期分析等问题,采用高强度低摩阻铝合金内筒代替钢制内筒,配套岩心吊装转移装置进行地面转移,研发了新型耐磨抗冲击取心钻头,建立了取心工具稳定性分析模型,根据理论计算结果优选了取心钻具组合和施工工艺参数,初步形成了页岩地层取心配套技术。该取心技术已现场应用12井次,机械钻速提高1倍以上,单筒进尺提高50%,出心时间缩短为20~30 min,典型区块的取心收获率达到95%以上。现场应用表明,该取心技术可以满足页岩地层取心要求,能显著提高取心效率及取心收获率。      

ZSQ型绳索式取心工具的研制与应用

介绍了绳索式取心工具的结构特点及工作原理，详细叙述了其在新卫２－１０井中４次取心的过程，出现的问题及采取的相应技术措施，现场试验表明，其结构合理、操作方便，岩心收获率高。     

全关闭取心工艺在渤海湾的应用

渤海湾QHD32-6油田,为解决疏松软地层取心困难、收获率低的问题,引进美国DBS公司的全关闭取心工具(Posiclose),取心5筒,进尺33.10m,心长27.45m,平均岩心收获率82.93%,比常规的海洋250P系列取心工具提高48个百分点。文中介绍了全关闭取心工具的基本结构、主要技术参数、工作原理及现场使用情况。