深层保压密闭取心技术在徐深12井的应用

保压取心技术是一项能够保持或接近地层压力的取心技术,采用保压取心工具和密闭液,通过在井底实现外筒的差动,关闭内筒的球阀,将岩心密封在内筒中,并通过压力补偿装置,保证取心过程中岩心中油气水不散失,从而取得具有原始地层压力的岩心,对取全取准地层资料具有重要意义。2006年研制出一种适合于大庆深层的BYM-Ⅲ型保压取心工具,并在徐深12井深层成功应用。针对深层火山岩地层特点,采用孕镶金刚石取心钻头、优选球阀总成材质、增设球阀关闭保护机构、改进密封材料及形式、采用抗高温密闭液、改进充压工艺,采用液氮冷冻技术,优选钻进参数等技术措施,成功完成了1筒保压取心施工,对正确认识该区块地质情况、计算含气储量、制定合理的开发方案等提供了大量的基础资料和解释依据。     

保温保压保形取心工具优化设计及应用

在精细评价非常规油气的赋存特点及制定高效合理的开发方案时,需要计算接近原始地层的含气量、孔隙度和渗透率等基础数据,为此,开发了保温保压保形取心技术。该技术优化了大通径球阀结构,使其取心直径和密封能力同步得到了提升,且球阀整体结构更加稳定;优化形成了气液补偿总成系统,可消除氮气补偿总成释放的氮气对岩心含气量测定的影响;优选的二氧化硅气凝胶保温材料与常规真空保温内筒相比,在保温性能、工艺加工及后期维护方面更具有优势。保压保温保形取心工具可在煤层气井和页岩气井的水平段进行保压取心作业,取心收获率均超过95%,地面保压率均达到85%以上。现场应用结果表明,该型取心工具现场施工工艺完善,保压、保气效果良好,可为深层非常规油气勘探开发提供技术支撑。     

深层超深层煤层气保压取心工具设计

针对常规煤层气取心工具和油气井保温保压取心工具难以在深层煤储层中获得高价值煤心的问题,依据深层煤层气取心的技术要求,设计了一种具备保压和密闭功能的深层超深层煤层气取心工具。该工具的保压内筒材质优选承压能力高、摩阻力小的7075型硬质铝合金;提出的智能钻杆和帕尔贴集成设计的复合式保温外筒设计方向,有助于解决常规电池的电量不足和电压不稳等诸多问题;优化设计的液压提升机构和压力补偿总成,可确保球阀密封更加可靠,有效降低已获取的原位煤心因地层环境改变而引起的理化数据分析误差。室内试验结果表明,液压提升机构与密封球阀功能性联机试验正常,压力补偿机构可以长时间耐压30 MPa,且工具本体与各部件未发生变形,满足深层保压技术需要。研究结果可为深层超深层煤层气保压取心技术的现场应用提供参考。     

煤层气保温保压保形取心工具研制及现场应用

煤层气岩心从井下取到地面的过程中游离气逃逸、吸附气部分解吸和孔渗测试数据失真,严重影响了煤层气开发方案制订,为此研制了煤层气保温保压保形取心工具.设计了圆弧闭合球阀,采用全密封式球体仓,可耐受60 MPa压力,解决了保压密封失效的问题;设计了复合式保温取心内筒,采用橡胶筒存储煤心,以二氧化硅气凝胶为保温层,使取心工具具...     

保压储气取心工具设计研究

现有取心工具取出的岩心在提升到地面时脱离了其原有地层环境,使得岩心分析存在一定偏差,对油气勘探开发的决策产生影响。保压储气取心工具是为了维持岩心所在地层压力和储存地层中天然气水合物而研制的一种特殊取心工具。该工具在岩心爪组合件外套接了密封腔,钻具上提时密封腔密封内筒空间实现保压,这样能够极大减小岩心由于脱离原地层环境而产生岩心分析偏差的状况,使得油气勘探能够更加精准,同时该取心工具在内筒和旋转总成之间设置了用于收集取心地层油气的储气腔,能够进一步为油气勘探提供可靠的分析依据。     

天然气水合物保温保压取心工具研制及现场试验

天然气水合物一般赋存在深海海底浅层地层中，受扰动易分解，采用常规取心工具难以取得样品，为此进行了天然气水合物保温保压取心工具的研制与现场试验。采用三维设计软件设计了绳索式天然气水合物保温保压取心工具整体结构，介绍了伸缩插入式、活塞射入式、冲击器冲击式和马达旋转式4种类型取心工具的具体结构和工作原理；为使研制的取心工具具有保持温度和压力、压力补偿、快速打捞和减小取心扰动等功能，研究了保温保压取心关键技术。通过室内模拟分析保压密封阀、保温筒、压力补偿装置、岩心管、绳索打捞回收装置等关键部件，证明保压密封阀可保压30.0 MPa，保温筒采取填充隔热复合材料二氧化硅气凝胶的方式，受环境温度的影响减小，其他部件的性能也都符合设计要求。南海LW3区块天然气水合物赋存区2口井13回次的取样试验结果表明，研制的绳索式天然气水合物保温保压取心工具能够成功取心，为国内天然气水合物的自主勘探取心提供了技术支撑。      

保压取心工具差动总成的改进

BYM-Ⅲ型保压取心工具差动总成存在悬挂球阻碍差动滑套下行和关闭球阀的力不足等问题,为此,对保压取心工具的差动总成进行改进设计。改进中,选择内筒相对钻具上行方案,可控制差动速度,减少冲击破坏,并能提供足够大的内筒上举力;设计了台肩悬挂内筒结构,该结构中,钢球不会对挡球的滑套产生挤压力,可使差动动作顺利进行。在青海油田台6-28井进行的保压取心现场试验中,改进后的差动总成提高了取心工具下部球阀关闭成功率,该井累计收获率71.2%,远高于常规取心工具的50.0%。     

GWY194-70BB型保温保压取心工具的研制和应用

GW194-70BB型保温保压取心工具是为寻找和提升天然气水合物实物样品钻取率而研制的特殊取心工具。该工具通过内筒独立密封机构、复合真空隔热保温内筒、氮气压力补偿系统、电子多点随钻测量总成实现了岩心样品的温度保持、压力保持和海量的数据测量,解决了常规工具无法保持岩心压力和温度造成的天然气水合物实物挥发、测量数据不全等难题。在常规井实验中取得了保压成功率93%、保温率80%、温度变化率2~2.5℃/h的良好效果,现场试验表明,该工具在温度保持、压力保持方面可以完全满足天然气水合物样品的钻探与取样要求,对获取天然气水合物样品、提升天然气水合物勘探开发效果具有重要意义。     

GW-CP194-80M型煤层气双保压取心工具研制及现场试验

在煤层气取心过程中,煤心经过压力释放和取样操作,含气量与渗透率发生重大变化,测量数据失真,严重影响煤层气开发方案的制订。为获取覆压下原始状态煤心,减少因地层环境改变引起的煤心测试误差,研制了GW-CP194-80M型煤层气双保压取心工具。工具采用气液压力补偿技术和复合式胶筒保压内筒,可使岩心保持原始地层压力和适当围压,防止微裂缝的形成,还可实现地面带压拆卸,直接进行渗透率测试及临界解吸压力特征观测等后续测试实验。通过室内实验和现场试验表明,GW-CP194-80M型煤层气双保压取心工具性能可靠,技术可行,能有效保护岩心结构,达到双保压设计要求。该工具的成功研制,将为煤层气合理制订开发方案及精确计算含气储量提供重要的技术支持。     

大直径玻璃钢内筒保型取心工具研制

我院研制出的大直径玻璃钢内筒保型取心工具，通过增大岩心直径，有效地增加了岩心柱自身的强度，提高了岩心成型性和收获率；选用玻璃钢内筒代替原有的钢筒，减小了取心钻进过程中岩心入筒的阻力，减少了因堵心、磨心造成的岩心损失，保证了岩心的成型率和正常的取心机械钻速；同时，出心时可直接切割玻璃钢内筒、冷冻岩心，提高了松散岩心的取样率。该工具先后在克拉玛依油田、哈萨克斯坦国肯基亚克油田和吐哈油田等地进行应用，大幅度提高了平均取心收获率和岩心成型率等技术指标，取得了良好的综合效益。本文主要介绍了该工具研制过程中的几个重点问题。     

油田老井原位保真连续取心工具研发

随着油田进入开发中—后期,为了识别剩余油分布特征、规律及主控因素,低成本高效原位取心成为亟需攻克的技术壁垒.通过自主研发,提出了一套低成本高效小曲率水平井密闭连续取心装备的设计构想,取心工具以功能模块为单位,采用链式联接模式,引入可溶球复位反抬升模块,结合气压缸独立控制球阀联动系统,实现了保温保压密闭取心筒的有序启闭,...     

川7-5型(不投球)取心工具

川7-5型(不投球)取心工具用于φ190mm～φ244mm井眼。该工具创新设计了新型悬挂体组合件、自动卸压机构和大螺距高强度螺纹,成功解决了使用带内防喷工具钻具组合条件下取心时无法投球的技术难题,增强了取心工具井下工作的可靠性和安全性。采用该取心工具在海外土库曼阿姆河右岸区块和国内川渝地区多口高压高含硫井及欠平衡钻井应用,获得平均岩心收获率95%以上、最高单筒进尺27m的成绩。现场应用表明,该型工具抗拉、抗扭强度大幅提高,使用寿命延长,不仅可替代现有的其他取心工具在常规井取心作业,还适用于欠平衡钻井取心,以及"三高"和复杂井取心作业,具有较好的推广应用前景。     

密闭取心技术在塔中4油田的应用

介绍MQX194-115密闭取心工具及工艺技术在塔中4-7-19井的现场应用情况。该井位于塔里木盆地中央隆起带塔中4号构造,主要开采层位于石炭系CⅢ组。塔中4油田经过长期的注水开采,含水量大,达到40ml/kg以上,岩心表面的极性增强,从而降低了密闭液对岩心表面的亲和力,影响密闭效果。井底压差过大,CⅢ组地层压力系数为1.05,钻井液密度为1.25g/cm3,井底压差为19kg/cm2。密闭取心一般要求压差控制在低于14kg/cm2。井底压差使钻井液对地层产生先期渗透性污染,特别是渗透率好的砂岩层,从而影响岩心的密闭率。该井在石炭系砂岩中密闭取心88.8m,收获率98.4%,密闭率88%,创造了塔中4油田高含水地层密闭取心好成绩。     

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。     

密闭取心技术的新发展

胜利油田经过30多年的注水开发,老区地下情况发生了很大的变化,综合含水不断上升,使密闭取心效果越来越差,直接影响到增产挖潜措施的制定。从1995年开始,对特高含水、特高渗透率、特疏松地层进行密闭取心技术攻关,将保形取心工具和密闭取心工具合二为一,组成新的保形密闭取心工具。采用防钻井液污染岩心的取心钻头、优质WHC-3密闭液、优质钻井液和平衡压力钻井技术等措施,试验7口井,取心进尺485.10m,岩心收获率93.77%;累计分析取样2131块,岩心密闭率达到85%,对开发后期残余油饱和度与驱油效率的分布及变化规律,以及油层物性、孔隙结构及其它地层物理特征变化规律有较好的认识,从而为增产挖潜、改善水驱效果提供了地质依据。     

深井密闭取心技术在普光8井的应用

对普光8井存在的高压气层、H2S浓度高、循环压力高、裸眼井段长、地层破碎等工艺技术难点进行了分析和研究,结合目前深井密闭取心工具存在的问题,设计加工了机械钻速较高的PDC取心钻头,特制了耐高温、防H2S腐蚀的氟橡胶密封圈,研制了抗高温密闭液,在取心工具下活塞底部焊刮泥板,设计加工了卸压装置,通过一系列的技术革新和措施配套改进,在深井5505~5685.25 m井段,共密闭取心19筒,累计进尺180.25 m,心长141.17 m,收获率78.3%,密闭率95.60%。该研究对同类井的取心作业有重要的借鉴作用。