伊朗雅達(dá)油田F9井中長筒取心技術(shù)探討

王朝平

摘要：油氣勘探開發(fā)過程中，使用單根取心筒進(jìn)行取心作業(yè)稱之為單筒取心，將兩根及兩根以上取心筒相連接進(jìn)行取心作業(yè)則稱之為中長筒取心。目前國內(nèi)單筒取心進(jìn)尺一般為8～9m，中長筒取心進(jìn)尺一般都在18m及18m以上。中長筒取心適用于中硬-硬地層，鉆井能夠節(jié)省起下鉆次數(shù)，顯著提高取心效率，大大節(jié)約鉆井成本。伊朗雅達(dá)油田F9井采用中長筒取心作業(yè)15筒次，取心進(jìn)尺256m，巖心長240.62m，收獲率為94.0%，平均單筒次取心進(jìn)尺17.1m，極大地節(jié)約了鉆井成本。

關(guān)鍵詞：油氣勘探；中長筒取心；單筒取心

中圖分類號：TE921 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）07-

油氣勘探開發(fā)過程中，使用單根取心筒進(jìn)行取心作業(yè)稱之為單筒取心，將兩根及兩根以上取心筒相連接進(jìn)行取心作業(yè)則稱之為中長筒取心。目前國內(nèi)單筒取心進(jìn)尺一般為8～9m，中長筒取心進(jìn)尺一般都在18m及18m以上。中長筒取心適用于中硬-硬地層，鉆井能夠節(jié)省起下鉆次數(shù)，顯著提高取心效率，大大節(jié)約鉆井成本。伊朗雅達(dá)油田F9井采用中長筒取心作業(yè)15筒次，取心進(jìn)尺256m，巖心長240.62m，收獲率為94.0%，平均單筒次取心進(jìn)尺17.1m，極大地節(jié)約了鉆井成本。

1 F9井取心基本情況

1.1 取心設(shè)計

F9井位于雅達(dá)瓦蘭油田的最南邊，是伊朗雅達(dá)瓦蘭油田的一口重點探井。F9井設(shè)計在白堊紀(jì)Sarvak地層取心168m，F(xiàn)aliyan地層取心88m。Sarvak地層主要由淺海大規(guī)模碳酸石灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r組成，F(xiàn)ahliyan地層主要為微晶石灰?guī)r、常含泥質(zhì)、灰泥質(zhì)局部含鐵礦物和只含泥質(zhì)的灰?guī)r和泥灰?guī)r組成；Sarvak地層和Fahliyan地層是伊朗雅達(dá)瓦蘭油田的兩個主力油藏。

1.2 工具選取

Sarvak地層和Fahliyan地層埋藏較深，地層巖性較硬，因此選用適用于于中硬-硬地層的Yb-8100取心工具進(jìn)行取心作業(yè)。該工具采用雙筒單動、上提自鎖式巖心爪結(jié)構(gòu)，工具結(jié)構(gòu)簡單可靠；巖心筒使用鋁合金襯筒。在保證收獲率的同時保證巖心質(zhì)量；工具上下兩端各加裝一扶正器保證工具的穩(wěn)定性，同時工具扶正器可以進(jìn)行根據(jù)現(xiàn)場條件進(jìn)行隨意拆裝，也可以進(jìn)行組裝多個巖心筒進(jìn)行中長筒取心作業(yè)。

Yb-8100取心工具主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下： 鉆頭外徑Φ215mm（Φ212mm），鉆頭內(nèi)徑Φ100mm；外巖心筒外徑Φ178mm，扶正器外徑Φ210mm；內(nèi)外巖心筒組的軸向間隙8～15mm；取心工具的長度10300mm，可取巖心長度9300mm；取心工具上端扣型“410”。

1.3 取心方式的選取

F9井屬于海外作業(yè)，鉆井日費高，因此對取心的時效性要求很高，故F9井采用中長筒取心方式。首選雙筒取心作業(yè)方式，在地層條件可行的情況下再采用三筒取心作業(yè)方式。

1.4 取心情況

F9井在Sarvak地層Fahliyan地層共計取心15筒次，取心總進(jìn)尺256m，巖心長240.62m，收獲率為94.0%，平均單筒進(jìn)尺17.1m。F9井采用過雙筒取心方式，也采用過3筒取心方式。具體取心數(shù)據(jù)見

2 F9井雙筒、三筒取心方式作業(yè)對比分析

2.1 雙筒取心方式作業(yè)情況

F9井總共進(jìn)行了6次雙筒取心作業(yè)，取心總進(jìn)尺102.58m，巖心長96.56m，收獲率94.1%，平均單筒次進(jìn)尺17.10m。其中在Sarvak地層取心作業(yè)4筒次，進(jìn)尺66.78m，心長65.31m，收獲率97.8%，平均單筒次進(jìn)尺16.70m；Fahliyan地層取心作業(yè)2筒次，取心進(jìn)尺35.80m，巖心長31.25m，收獲率87.3%，平均單筒次進(jìn)尺17.90m。

2.2 三筒取心方式作業(yè)情況

F9井總共進(jìn)行了9筒次三筒取心作業(yè)，總進(jìn)尺153.42m，巖心長144.06m，收獲率93.9%，平均單筒次進(jìn)尺17.05m。其中在Sarvak地層取心作業(yè)6筒次，總進(jìn)尺99.22m，心長93.91m，收獲率94.6%，平均單筒次進(jìn)尺16.54m；Fahliyan地層雙筒取心作業(yè)3筒次，取心進(jìn)尺54.2m，巖心長50.15m，收獲率92.5%，平均單筒次進(jìn)尺18.07m。

2.3 雙筒和三筒取心作業(yè)方式對比分析

雙筒和三筒取心作業(yè)方式對比如表2：

從表2可以看出，雙筒和三筒取心作業(yè)方式在F9井的巖心收獲率和平均單筒次進(jìn)尺數(shù)據(jù)方面都很接近，我們可以認(rèn)為雙筒和三筒取心作業(yè)方式在F9井的取心效率是一致的。從各自取心方式的地層對比看：Sarvak地層雙筒取心方式與三筒取心方式平均單筒次進(jìn)尺也很接近（分別為16.70m和16.54m）；收獲率方面分別為97.8%和94.6%，雙筒取心方式略高于三筒取心方式。Fahliyan地層雙筒取心方式與三筒取心方式平均單筒次進(jìn)尺分別為17.9m和18.07m，收獲率分別為87.3%和92.5%，收獲率方面雙筒取心方式低于三筒取心方式。

不考慮取心作業(yè)方式，F(xiàn)ahliyan地層取心平均單筒次進(jìn)尺都要高于Sarvak地層，而收獲率方面都是Sarvak地層高于Fahliyan地層。

進(jìn)行雙筒取心作業(yè)的最大取心進(jìn)尺能夠達(dá)到18m，三筒取心作業(yè)的最大取心進(jìn)尺能夠達(dá)到27m。雙筒取心作業(yè)取心6筒次有5筒次達(dá)到了最大取心進(jìn)尺；而三筒取心作業(yè)取心9筒次，只有兩筒次達(dá)到最大取心進(jìn)尺。由此可以看出，F(xiàn)9井進(jìn)行雙筒次取心作業(yè)基本都達(dá)到了節(jié)省時間的目的，而三筒取心作業(yè)方式只有兩筒次完全達(dá)到預(yù)期更加節(jié)省時間的目的，三筒取心方式較雙筒取心方式更容易堵心。

3 影響中長筒取心作業(yè)的因素

中長筒取心作業(yè)能否在保證取心收獲率的同時而增加取心進(jìn)尺，達(dá)到節(jié)省鉆井成本的目的，主要受以下幾個因素的影響：

3.1 地層因素

地層條件是中長筒取心作業(yè)能否成功的主要因數(shù)。中長筒取心主要適用于中硬-硬地層，要求地層相對均質(zhì)、相對致密、膠結(jié)良好、巖心成柱性強(qiáng)，幾乎不存在天然裂縫、孔隙、孔洞等。若地層條件達(dá)不到要求，很容易造成堵心現(xiàn)象的發(fā)生。最終導(dǎo)致中止取心作業(yè)。

3.2 取心筒連接數(shù)

取心筒連接數(shù)量也是影響中長筒取心作業(yè)能否成功的關(guān)鍵因數(shù)。連接的取心筒越多，取心進(jìn)尺就越大，所能夠節(jié)省的時間越多，但是取心難度越大，成功幾率越低。主要從以下幾個方面影響：

3.2.1 工具穩(wěn)定性。取心工具的特點是剛度低、穩(wěn)性差、抗彎能力弱。進(jìn)行中長筒取心作業(yè)時，會在取心外筒與外筒連接處加裝扶正器，來保證取心工具的穩(wěn)定性，但是取心內(nèi)筒連接處卻無扶正器。

由工程力學(xué)有關(guān)壓桿穩(wěn)定的理論知，壓桿的穩(wěn)定性是指受壓桿件保持原有直線平衡狀態(tài)的能力，臨界壓力的歐拉公式：

由歐拉公式可以看出，取心工具越長，就越更加容易失穩(wěn)，從而更容易發(fā)生堵心現(xiàn)象。

3.2.2 巖心進(jìn)筒阻力的影響。巖心進(jìn)入巖心筒最大的阻力在于要克服上部巖心的重力，所接取心筒越多，所取巖心越長，巖心受到的上部重力作用越大，巖心進(jìn)筒的阻力也更大。同時巖心在上部巖心重力作用下，更容易受到破壞而引起堵心現(xiàn)象的發(fā)生。

3.2.3 取心時間。取心筒越多，需要的取心時間越長，就會對巖心爪有較大的磨損，從而降低巖心爪的工作可靠性。

3.3 取心參數(shù)合理的選取

取心作業(yè)過程中，根據(jù)地層特點選取合理鉆井取心參數(shù)，保證巖心順利入筒。

3.4 鉆頭選取

適合地層的取心鉆頭，也能夠保證巖心質(zhì)量，節(jié)省鉆井時間。

4 結(jié)語

（1）雙筒取心是一種成熟的中長筒取心工藝，在F9井的取心作業(yè)中，都達(dá)到了提高鉆井取心時效，節(jié)省鉆井成本的目的。

（2）三筒取心方式在F9的取心作業(yè)中，整體效果跟雙筒取心差不多，但它較雙筒取心方式更容易發(fā)生堵心。

（3）三筒取心方式有兩筒次取心作業(yè)達(dá)到了最大取心進(jìn)尺，在條件許可的情況下，三筒取心方式能夠更大程度節(jié)省取心作業(yè)時間，節(jié)省鉆井

成本。

（4）地層的選擇、取心筒連接數(shù)量、取心參數(shù)的合理制定、合適的取心鉆頭是中長筒取心作業(yè)能否成果的關(guān)鍵因素。

（5）中長筒取心作業(yè)連接的取心筒數(shù)量越多，所取的巖心進(jìn)尺越多，節(jié)約的時間也越多，但是取心難度也越高。

（責(zé)任編輯：葉小堅）