科学钻探新技术—随“取心”测井技术

近期开发的随“取心”测井(logging-while—coring)系统是在Oregon海岸Hydrate Ridge204区块进行海洋钻井工程时实施和试验的。系统主要由两套现有设备改进而成：斯仑贝谢公司的随钻电阻率测井仪和德克萨斯大学研制的电缆式可回收取心筒与锁具。这种组合结构可以保证在单个井筒中准确地确定测井取心深度和方位，而且无需起下管柱，节省了作业时间，具有其独特的优越性．2002年7月在Hydrate Ridge南部水深788．5m处进行了试验，以平均32．9％的收获率从1249B井45m长的井段中取出8筒岩心，其中1筒岩心的收获率为67．8％。井下仪详尽记录了钻开的74．9m层段的高质量测井与成像数据。测井数据经过处理之后可以与邻近的1249A井的常规测井数据进行对比．在204区块的成功试验表明可以同时完成取心与随钻测井工艺。2003年，海洋钻井工程将在坚硬的高电阻率地层中应用随“取心”测井技术。预计在这些区域采用随“取心”测井技术会变得越来越普遍，否则在这些钻井条件困难的地区，会因为钻井时间的限制而取消取心作业。     

海洋钻井计划中随钻测井取心新技术

一种新的随钻测井取心(LWC)系统在俄勒冈海滨水合物隆起(Hydrate Ridge)海洋钻井计划(ODP)第204分部应用和测试，标志着取心技术和随钻测井技术首次进行了同时使用。现代电缆取心和LWD技术的融合在不损失时间或相伴裸眼时间更长而增加风险情况下提供两类极重要的数据集，使得同时而连续地采集大直径岩心和现场测井数据成为可能。LWC系统实质上组合了两种技术：一种是电缆式回收岩心筒与锁住器械，另一种是商用钻头电阻率仪器。该系统的组合能力提供精确的岩心-测井深度刻度和单一孔眼内岩心定向，不必起下钻杆。如果研究人员能使用对海底沉积和远在海面之下岩石所记载的关于地质与环境的大量宝贵信息资料，海洋钻井计划(ODP)能成为为仔细研究地球演变和构架而组织的科学家与研究学会的一项国际合作项目。LWD和电缆测井测量一般在作为ODP一部分而钻的所有井眼中是在取岩心之后测量的。石油与天然钻井中，取岩心计划由于时间和费用的制约往往是限制于一些关键井段，与此不同，在几乎所有ODP钻井井眼中，连续的电缆式可回收取岩心是日常工作。在水深范围由不到1000ft到接近20000ft间，ODP钻井井眼深度达到6000fI，不使用隔水管。利用海水以高压力清洗井眼的岩屑。一般，在常规取岩心作业以后用传统的电缆测井仪器对该井眼进行测井。在预计钻井会出现困难或者电缆测井质量情况差的场合会应用各种LWD技术。专用的LWD往往只是在困难钻井环境中为采集现场测井数据的解决方法之一。     

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。     

YD油田钻井取心技术难点及对策

YD油田早期探井的岩心资料不全,且岩心收获率偏低.为补全岩心资料,提高该油田的岩心收获率,针对该油田取心井段地层溶洞发育、易破碎,地层岩性非均质强,软硬地层交错且高含H2S等特点,在分析该油田钻井取心技术难点的基础上,结合该油田的钻井取心实践,从取心工具的选择、井眼准备、下钻、取心参数的优化、割心及起钻等方面,提出了提高YD油田岩心收获率的技术对策,并在YD油田APP3井和F09井钻井取心时进行了现场试验,2口井的岩心收获率得到大幅提高.这表明,该取心技术对策可以解决YD油田钻井取心存在的技术难点.      

KD—I型取心工具在深井中的应用

通过在深井中使用克拉玛依钻井工艺研究所设计生产的ＫＤ－Ｉ型自锁式取心工具的实践，总结了在深井中直接影响岩心收获率的几个重要环节，这对其它深井钻井取心具有一定的指导意义。     

单趟钻三筒取心技术在涠洲11-1N油田的应用

海洋石油钻井成本高昂,在钻井取心作业中,取心进尺作业时间短,起下钻占了大部分时间,为了节约成本,提高时效,采用先进的Yb-8100型取心工具,设计了有3个取心筒配3个扶正器的钻具组合,在南海西部涠洲11-1N油田进行了首次单趟钻三筒取心作业,连续取心24.74m,收获率达99.99%。单趟钻三筒取心是取心技术的一次大胆尝试,它的成功实施可以直接节省两趟起下钻时间,实现高效经济取心作业,更为今后单趟钻三筒取心甚至更多筒取心技术的推广和应用积累了宝贵的作业经验。     

普光气田空气钻井取心技术

为了开展对普光气田上部陆相地层的岩性研究,进一步提高普光气田钻井速度,在普光107-1H井和普光3011-5井进行了空气钻井取心作业,这也是我国首次进行空气钻井取心.针对空气钻井取心存在的润滑性差、摩擦过热、钻具震动大等技术难点,优选了取心钻头和钻井参数,简化了取心钻具组合,并将取心筒的悬挂轴承改进为耐高温高压的空气冷却密封轴承,岩心爪总成由缩径套式改为加长卡紧套式,保证了两口井空气钻井取心作业的成功.普光107-1H井岩心收获率87.25%,取心平均机械钻速0.28 m/h;普光3011-5井岩心收获率79.34%,取心平均机械钻速2.71 m/h.采用空气钻井取心解决了常规取心造成的岩心污染问题,客观真实地反映了地层情况,为深入开展地层研究评价,促进普光气田的勘探开发提供了重要的科学依据.     

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。      

欠平衡钻井取心技术在四川的应用

欠平衡钻井取心技术是在欠平衡钻井条件下的一种特殊取心技术,通过该技术可以提高在欠平衡钻井条件下的岩心收获率和单筒进尺,有利于获得真实的地质资料。欠平衡取心工具组装方式与常规取心工具组装方式不一样。常规取心一般在正眼内组装工具,调节间隙。而欠平衡取心是在场地上先调节好间隙,组装好取心工具,带上外筒护丝,平稳吊上钻台后,在小鼠洞内组装取心钻头和上紧外筒螺纹。在取心工具上部连接上钻具止回阀,然后把取心工具下入井,当取心钻头快要接触到全封时,卸掉井内压力,迅速打开全封,放入取心工具,接入钻具下钻。文章重点阐述了欠平衡取心工具结构原理、取心工艺特点以及在四川地区的应用。     

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。