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。     

水平井取心工具在杏6-1-平35井中的应用

为开展水平井水平段大段取心钻井技术研究，在杏6–1–平35井的水平段进行了现场实验。针对水平井取心的特点及地层岩性，为PDC取心钻头设计了加长外保径，采用大间距切削齿，工作面流体畅通，排屑效果好，自扶稳定性好，易于控制井斜；钻头保径均为天然金刚石，提高了耐磨性，避免卡心、撸心的可能；钻头内腔喉颈较短，岩心容易进入内筒，减少钻井液对岩心的冲蚀；对取心工具的悬挂机构、自锁式割心机构、内筒扶正装置及液力投球机构等关键部分进行了改进，并提出了合理的工艺措施；采用双稳定器钻具组合，结合LWD技术，成功地解决了井眼轨迹调整困难的问题，保证了岩心资料的准确性、完整性，为探索挖潜直井条件下难动用的厚油层顶部剩余油提供了有效途径。     

塔深1井超深井段取心工艺

塔深1井是亚洲最深的科学探索井,该井侧钻饶障后造成的井眼轨迹易使取心工具产生横向震动,对岩心起破坏作用;取心井段为古潜山风化岩溶型储层,储集空间为后生和表生作用形成的次生孔、洞、缝系统,硬、脆、 致密,加上应力释放的作用和在钻具旋转及钻井液浆流动冲击多重作用下岩心柱上薄弱部位易剥离,剥离形成的小岩心块易在内筒与岩心柱之间形成卡心,导致磨心,降低岩心收获率。经过采取措施后有效提高了取心收 获率,为超深井取心积累了经验。     

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。     

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。     

钻井取心用液动投球装置研制及应用

钻井取心作业前需开泵大排量循环钻井液冲洗内筒,保证内筒无沉砂,有利于岩心顺利进入取心工具内筒,内筒清洗完毕后需从井口钻具水眼内投入密封钢球,并沿着钻具水眼进入取心工具单流阀座,达到封堵取心工具内筒流道的目的,在取心钻进过程中,阻止钻井液直接冲刷内筒中的岩心,从而影响岩心收获率。文章介绍了一种钻井取心用液动投球装置,通过改变钻井液排量打开藏球室,快捷、简便地实现投球坐封取心,并解决了钻具组合中装有内防喷工具无法实现井口投球的问题,大幅度提高了钻井取心作业效率。     

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。     

“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。     

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。     

SLYb—8100型取心工具的研制与现场试验

在充分吸收现有取心工具技术特点及国内外同类产品优点的基础上 ,胜利油田钻井工艺研究院研制出SLYb— 810 0型取心工具。该型工具通过设置耐磨、耐温MC尼龙复合材料衬管 ,有效地降低了岩心进筒阻力 ,防止了岩心的堵塞、阻卡 ,提高了取心质量。使用该型取心工具先后完成 9口井的取心作业 ,累计取心进尺 312 72m ,心长 30 2 6 4m ,平均岩心收获率96 8% ,平均单筒进尺 7 4 3m。SLYb— 810 0型取心工具的研制成功是对国产取心工具的进一步完善 ,有效地解决了我国海洋油田中硬地层 ,特别是砾石层、破碎层的取心难题     

球悬挂取心技术

常规松软地层取心时,取心工具采用销钉悬挂内岩心筒,在工具入井时经常出现失效。研制了取心工具的悬挂新结构——球悬挂。该结构内筒的重量不直接作用在销钉上,而是作用在钢球上。钢球的承载能力大,可以避免提前释放内筒组合,防止取心作业失败。简要阐述了该工具的结构和室内及现场试验情况,通过各项试验证实工具结构可行,并提出工具的今后发展方向。     

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��Raising the stability of outer core barrel is the main approach to extend the life of core bit and to raise core recovery and the footage of single core barrel.The outer core barrel with centralizer is an effective method to raise its stability.Considering the complex coring situation in Sichuan,it is proposed to popularize the "three joints" and "two jioints" outer core barrel assembly,and the setting position of centralizer on outer core barrel is discussed also.     

肯基亚克盐下油田小井眼取心技术

哈萨克斯坦肯基亚克盐下油田油层埋藏深,地质条件复杂,特别是更改为四层井身结构后,?149.2 mm小井眼高密度钻井液钻进,更增加了勘探开发难度,也给该地区钻井取心作业造成了极大困难。为克服肯基亚克盐下油田地质条件复杂、钻井液密度高等技术难题,通过分析盐下油藏地层规律,结合该区块钻井技术特点,研制了小直径高强度取心工具。通过采用带扶正机构的铝合金内筒和密封轴承提高了内筒稳定性,通过采用新型取心钻头,增加篮式岩心爪和防钻井液倒返装置,提高了取心作业效率和取心收获率。现场应用表明,该技术能够有效克服该区块钻井取心技术难题,取心效果提升明显,值得进一步推广应用。     

中长筒取心技术在玛页1井的应用

根据玛湖风城组地层特点及历年的取心实践情况,优选取心工具,配套专用的取心钻头,优化后钻井参数等手段,在该区块玛页1井实施螺杆驱动取心工具进行中长筒取心工艺技术,并在取心钻具组合中采用满眼钻头,减少通井时间,获得了预期的效果,大大提高单筒取心进尺,节约钻井周期,降低钻井成本。为后期在该区中长筒应用中长筒取心技术有一定借鉴意义。     

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。     

超高温高压井取心技术在LD13井的应用

海上超高温高压井由于超高地层温度超高地层压力、压力窗口极窄等特点,作业难度较高,在超高温高压井段取心,存在井控风险高、易井漏等高风险,是一项难度极高的作业。该文分析了在超高温高压井段取心的技术难点,从而对取心筒改进、钻具组合和钻进参数优选、井控措施、防漏措施进行研究,提出取心筒改进方案、推荐钻具组合和钻进参数、井控措施和防漏措施,并首次在LD13超高温高压井实践中得到了应用。施工中采用改造后的取心筒,控制住了井控风险,避免了井漏,并最终取得100%取心收获率,在南海海上超高温高压井段取心作业圆满完成,应用效果明显,可为海上超高温高压井段取心提供有效参考和借鉴。     

低摩阻岩心筒的研究与应用

常规内岩心筒的内表面未经任何加工,比较粗糙;内筒组合各部件连接使进心管路成多级台阶,所以在松软地层取心极易堵心。胜利油田钻井工艺研究院研制成功的低摩阻岩心筒,内筒内表面有一层低摩擦系数的环氧树脂涂层,特点是随载荷增加,摩擦系数减小;岩心爪采用隐蔽式结构,进心管路采用内平式连接,有利于岩心顺利进筒。推广后,仅据埕岛、樊家等油田10口井的统计,累计取心进尺815.90m,心长789.94m,岩心收获率96.82%,平均单简进尺10.07m。单筒进尺指标比油田同期平均4.61m提高1倍以上,实现了单筒进尺翻番的目标。     

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��This article, through analyzing the stability of Sichuan-type coring equipment, points out that the bended outer barrel affects its normal working conditions while coring, and presents some methods for improving its stability, in combination with field examples, to enhance core recovery.     

GW-CP194-80A型保压取心工具的研制

保压取心技术可以使取出的岩心保持在原始地层压力状态下,能最大限度地减少岩心中油气等组分的损失,进而准确求取井底条件下储层流体饱和度等重要地层参数,是目前最先进且技术难度最高的钻井取心技术。但是,较之于国外同类产品,国内现有的保压取心工具在岩心直径和保压能力两项主要技术指标方面尚存在着明显的差距,尤其是在保压能力方面,难以满足深海钻探、陆上深井和水平井保压取心作业的需求,限制了该技术的应用范围和普及率。为此,基于已有的GWY194-70BB型保压取心工具,设计研发了GW-CP194-80A型起钻式保压取心工具(以下简称新工具)。现场应用效果表明:①通过采用可受控转动的大通径球阀密封装置和高强度保压内筒,新工具所取岩心直径由原来的70 mm提升到80 mm、额定保压能力由原来的20 MPa提升到60 MPa;②新工具的内提式差动总成和上下同步密封机构,有效地解决了大斜度井、水平井取心作业过程中球阀关闭、保压成功率低的难题;③新工具共应用于现场5口井27筒次,取心平均收获率为87.5%、保压成功率达92.6%。结论认为,新工具达到了岩心直径和保压能力的设计目标,满足了深海、深层、非常规油气藏保压取心作业的需求,可为常规及非常规油气藏的储层评价、增产改造等提供技术支撑。