液力加压取心工具在南海某井的实践

液力加压取心工具主要应用于大斜度井疏松砂岩地层取心,通过液力作用于内筒,迫使岩心爪收缩,突破了采用机械加压割心方式取心工具使用中的诸多限制,从而具有更加广阔的适用范围。YLRb-8100取心工具成功应用于南海西部油田某井的取心作业,取心井段井斜接近80度,取心进尺18m,收获率接近70%,满足了现场获取地质资料的要求。该井取心的成功验证了液力加压取心工具的可靠性,同时也检验了该取心工具的施工工艺。     

高渗透易阻卡地层防卡旋转割心工艺 ——以威207井为例

石油工程取心作业集中在储层井段,裂缝、孔洞发育,渗透性强,取心作业割心时容易阻卡甚至卡钻.针对高渗透易阻卡井段取心作业难点,在威远页岩气风险作业区威207井下寒武统筇竹寺组取心现场实践中,创新提出突出防卡功能的旋转割心工艺并现场试验4次,有效解决了该井割心频繁遇卡的复杂状况,降低了钻具、取心工具、取心钻头承受的工作扭矩...     

提高深井取心效率技术研究

针对大庆油田深井钻井取心效率低的问题,设计了井下动力钻具取心工具、高效研磨取心钻头。动力钻具取心工具增加了液力投球机构、堵心报警及内筒保护机构、双岩心爪割心机构,解决了传统取心工艺钻速慢、收获率低的问题,并有效规避了堵心事故和撸心的现象。高效研磨取心钻头提高了火成岩地层取心机械钻速,同时也提高了钻头的井下使用寿命。现场试验证明,动力钻具取心工具和高效研磨取心钻头应用效果良好,性能突出,切实提高了深井取心效率。     

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。     

破碎地层取心工具的研制与应用

文章介绍了一种适用于破碎地层取心的新型取心工具，该工具设计采用双岩心爪新型割心系统，特别是隐藏式卡板岩心爪，解决了在不均质松散破碎地层取心时的漏心问题。     

国外松软地层取心技术浅谈

松软地层取心是石油钻井取心作业中的难点 ,施工复杂 ,往往不易得到理想的效果。目前国外发展成熟的松软地层取心技术 ,一般使用全封闭工具 ,能适应井下地层的变化 ,可靠性高 ,其上部实现割心动作的方式有液力式和机械式 ,下部使用两类岩心爪以适应不同地层的要求 ,配用相应的取心钻头 ,岩心进筒阻力得以降低。该类工具应用范围广 ,可靠性高 ,但用于一些特殊松软地层的取心 ,使用效果并不理想。     

我国松软地层取心技术浅谈

针对松软地层取心岩心成型难、进入岩心筒阻力大、割心困难大等特点,研制开发了多种适合地层特点的松软地层取心工具,如机械加压式取心工具,液力加压式取心工具、全封闭取心工具、橡皮套取心工具、外返孔取心工具和球悬挂加压式取心工具等。通过长期应用,取得了一些成功经验。然而对于极端情况下的取心,仍然无法获得满意的取心效果。建议改善实验条件,对取心工具和钻头进行综合深入研究,开发新的取心技术和工具,才能不断满足实际要求。     

长庆天然气探井取心提速钻井技术

针对长庆气田产层段石盒子组、山西组、太原组、本溪组和马家沟组各层具有不同的石英含量和砾石含量,石英和砾石含量越高,取心钻头磨损越快,严重影响取心速度;发育很好的砂岩疏松,树心困难,容易断心,造成磨心;割心对心困难,割心时不易割断,对心时掌握不好力度容易造成堵心演变为磨心;一旦在煤线上割心容易造成掉心,使取心失败;而马家沟组则是以白云岩层为产层,不时夹杂石灰岩、泥岩和石膏层,白云岩易碎,石灰岩可钻性极差,石膏层易发生钙侵! 这些都严重制约着取心的提速提效。为此,在常用钻井取心技术基础上,结合长庆气田地质特点优选出取心钻头和取心工具,通过取心作业准备要求及操作技术措施优化,形成了该区块钻井取 心技术方案系列,取心提速技术现场应用于召27井、苏70井、苏75井等井,取得了显著效果,机械钻速比前期取心有了成倍的增长,有效地降低了堵心、磨心、掉心、小井眼卡钻等各种风险,实现了取心提速。     

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。     

密闭取心井钻井技术及其问题探讨

密闭取心井是在有密闭液保护下所钻的取心井.在钻密闭取心井之前,需要对井位的地质情况进行了解,要准备好取心工具.密闭取心井钻井技术实施步骤是:设计钻具组合与钻进参数,钻前准备,取心钻进操作,割心操作.钻密闭取心井涉及的技术问题较多,施工中会出现一些异常情况,需要具体问题具体分析处理.     

“二合一”取心工具

二合一"取心工具是在机械加压式及自割式(或称川式)两种取心工具的基础上研制的,具有操作简便、收获率高、割心容易等优点。文中重点介绍了这种工具的结构、试用及推广情况。     

SL Rmb-8100型取心工具的研制与应用

常规取心过程中,钻井液会污染岩心,导致地层孔隙度、油水饱和度等数据失真。为此,研制了SL Rmb-8100型取心工具。该工具吸收了国内外松软地层密闭取心工具的优点,采用三筒三动整体密闭方式,将保形取心技术与密闭取心技术有机地结合在一起,并采用球悬挂、机械加压的割心方式,结构简单、可靠,大大提高了割心成功率,有效提高了松软地层的岩心收获率和密闭率。用SL Rmb-8100型取心工具在面1-9-63井取心9筒,总进尺53.58 m,心长51.56 m,收获率96.23%,密闭率87.10%,平均机械钻速达到12.16 m/h,各项指标均超过设计要求。     

液力加压器在水平井钻磨复合桥塞中的应用

针对水平井油管桥塞钻磨时加压困难且钻磨缓慢的现状,将液力加压器用于修井钻磨作业。液力加压器具有液力减振作用,利用液体弹性吸收的原理,结合钻井液柔性连接关系,可有效地保护钻具和钻头;同时液力加压器通过改变水力参数来调节钻压大小,且具有自动送钻功能。现场应用结果表明:加装液力加压器后,钻磨效率平均提高了29.36%,最大钻磨效率提高了46.51%;在使用六刃磨鞋、排量800 L/min的条件下,磨屑体积适中并能及时返出井筒,降低了卡钻风险。所得结论可为钻磨工具的选择和应用提供参考。     

“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。     

水平井取心工具承托弹簧设计

SP-8100型水平井取心工具,通过液力推进-机械提升装置,在取心结束后实现了内筒随伸缩机构上行,卡板岩心爪封闭内筒的目的,所以适用于未固结砂岩和未成柱岩性地层的取心。装置的核心部件是承托弹簧。通过计算设计的承托弹簧经实验证明达到了设计要求,可满足现场需要。     

川式取心工具成功用于海上取心作业

川式取心工具针对国内地质特征,结合国内外先进技术,先后在工具的岩心爪、轴承、内外筒等部件研究设计上,形成自身独特先进的结构。抗拉、抗弯、抗扭能力强,取心割心安全可靠,是标准化、系列化的取心工具。在海上取心作业中,针对南海西部地质沉积年代短,岩层强度低,泥岩疏松,易水化膨胀,对岩心收获率和单简进尺影响大等难点,取心技术人员在工具上选用有特殊内筒扶正轴承的定向井取心工具;在参数上,针对φ311井眼,合理调整钻压、转速和钻具组合,成功地完成涠12—1—3等3口井的取心作业,岩心平均收获率在94％以上。     

国外钻井取心新技术(一)

目前国外比较成熟的钻井取心技术主要有胶体取心、CoreGard低污染取心、防卡取心、保形取心、马达取心、小井眼取心、液力提升全封闭取心以及HP/HT高压 /高温取心等。针对不同井眼尺寸和地层特点设计了配套的取心设备 ,其中较先进的装置主要有卡心指示器、井底分流装置和长距离调整装置。卡心指示器可在岩心被卡时提醒操作者 ;井底分流装置可代替压力释放阀 ,转移通过内筒的钻井液流量 ;长距离调整装置用于在地面调整井下组合长筒取心工具的间隙。     

保形取心工具的改进及其应用

潜山风化壳破碎地层软硬交错,在该地层取心难度大,取心收获率低,满足不了勘探开发的需要。为此对保形取心工具进行了改进,改进主要体现在两个方面,一是使用双岩心爪,在全封闭岩心爪的上部加装卡箍式岩心爪,防止单一岩心爪割心失败和起钻掉心等情况发生;二是取心钻头设计为５刀翼抛物线形８ｍｍＰＤＣ密集布齿,对硬夹层有较强的攻击性;另外该钻头在取心钻进时,钻井液由一定角度水眼分流,可减小对岩心的直接冲蚀。使用改进后的保形取心工具和取心钻头在ＰＬ９－１油田的两口井进行了取心作业,取心收获率有明显提高,实践表明,改进后的保形取心工具对蓬莱地区潜山地层的适应性较强,能够很大程度的提高取心质量。     

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.      

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。