密閉取心工藝在孤東油田的應(yīng)用

摘 要：孤東7-29-檢254井是孤東采油廠部署在孤東油田7區(qū)的一口密閉取心檢查井。該區(qū)塊取心層位地層疏松，油層孔隙度高且水洗嚴(yán)重，給取心作業(yè)帶來很大困難。取心過程中采用選擇適合的取心工具和取心鉆頭、合理選擇施工參數(shù)、優(yōu)化割心位置等措施，于館陶組取心8筒，取心進(jìn)尺51.70m，巖心長度51.70m，巖心收獲率100%，密閉率97%。為孤東油田制定下一步的開發(fā)方案提供了完整的地質(zhì)資料，為該油田將來進(jìn)行密閉取心提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：孤東油田；密閉取心；取心工具；取心鉆頭；巖心收獲率

引言

孤東油田為河流相沉積的大型整裝油田，經(jīng)過了近30年的開發(fā)，主力油層普遍進(jìn)入高含水階段，目前綜合含水率高達(dá)97.5%[1]。為了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)二元驅(qū)前后剩余油分布規(guī)律及剩余油飽和度的變化，研究儲(chǔ)層參數(shù)的變化特征，定量分析油水動(dòng)態(tài)及剩余油分布情況，2013年孤東采油廠針對(duì)孤東7區(qū)館陶組主力油層進(jìn)行了孤東7-29-檢254井密閉取心，取得了較好的效果。

該井于館陶組1240.80-1343.70m井段分四段取心8筒，取心進(jìn)尺51.70m，巖心長度51.70m，巖心收獲率100%，密閉率100%。為孤東油田制定下一步的開發(fā)方案提供了完整的地質(zhì)資料。

1 密閉取心的準(zhǔn)備

1.1 工具準(zhǔn)備

1.1.1 工具選擇

根據(jù)孤東油田取心層位埋藏淺，地層壓實(shí)差，巖心松軟的實(shí)際情況，選用適用于松軟地層取心的Rmb-8100型保形密閉取心工具進(jìn)行密閉取心，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1上接頭 2懸掛總成 3密閉絲堵 4襯筒 5內(nèi)筒 6 外筒

7密封活塞 8取心鉆頭9巖心爪

圖1 Rmb-8100取心工具結(jié)構(gòu)圖

1.1.2 工具原理

Rmb-8100型取心工具通過下部鉆頭密封活塞和上部密封絲堵來對(duì)工具內(nèi)筒進(jìn)行密封，達(dá)到密閉取心的目的。當(dāng)下鉆到底準(zhǔn)備取心時(shí)，通過施加鉆壓剪斷鉆頭密封活塞處的銷釘，活塞進(jìn)入內(nèi)巖心筒內(nèi)，并被隨巖心推動(dòng)沿內(nèi)筒上行，同時(shí)密閉液通過巖心與內(nèi)筒的環(huán)形間隙不斷向下做等體積排出，連續(xù)不斷地、均勻地涂抹在巖心柱表面上，形成保護(hù)膜，從而確保巖心不被鉆井液污染[2]。

1.1.3 工具特點(diǎn)

（1）Rmb-8100型取心工具主體結(jié)構(gòu)采用雙筒雙動(dòng)無懸掛軸承結(jié)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)保形與密閉的雙重功能，取心鉆頭內(nèi)腔與工具內(nèi)筒壓套密閉為靜密封，有效地避免了鉆井液對(duì)巖心的直接污染，保證了密閉件的安全有效[3]；（2）鋁合金材質(zhì)的保形襯筒具有耐磨損、低磨阻、抗高溫、易切割等特點(diǎn)；（3）工具襯筒內(nèi)加入具有相當(dāng)粘度、流動(dòng)性好、附著力強(qiáng)并具有一定耐溫能力的密閉液，對(duì)所取巖心的污染小；（4）采用隱蔽式巖心爪，割心采用機(jī)械加壓方式，可靠性高。

1.2 地質(zhì)相關(guān)準(zhǔn)備

取心前與孤東采油廠地質(zhì)所人員結(jié)合，與臨井該層位電測(cè)曲線進(jìn)行比對(duì)，卡準(zhǔn)取心層位，并對(duì)地層進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)報(bào)，根據(jù)實(shí)際地層情況預(yù)測(cè)取心進(jìn)尺和割心位置，避免在油層中部割心，盡量做到巖心的“穿鞋戴帽”并確保取心收獲率。

1.3 工程相關(guān)準(zhǔn)備

井身質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。取心前進(jìn)行短程起下鉆，確保井眼暢通無阻，井底無落物。鉆井液性能符合設(shè)計(jì)要求，密度控制在近平衡鉆井所要求的范圍內(nèi)。為保證密閉率，嚴(yán)格控制API失水量不大于3ml。與采油廠協(xié)調(diào)在取心前三天，周圍300m以內(nèi)的注水井停止注水，直到取心結(jié)束為止。

2 取心施工技術(shù)措施優(yōu)化

2.1 取心工具組裝與檢查

工具出廠前內(nèi)、外巖心筒通過探傷檢查合格。襯筒內(nèi)壁光滑，無明顯裂紋、傷痕。鉆頭出刃均勻完好，內(nèi)腔密封面光滑完整，鉆頭水眼暢通，螺紋完好?，F(xiàn)場檢查巖心爪無變形，放入鉆頭內(nèi)腔試轉(zhuǎn)靈活。確保所有密封圈完好無損，裝配時(shí)涂滿潤滑脂。加壓接頭滑套活動(dòng)靈活，有效滑距200mm，加壓中心桿使用加粗型中心桿，現(xiàn)場檢查中心桿無變形。工具組裝好后的軸向間隙10-20mm。

2.2 鉆具組合及起下鉆要求

2.2.1 取心鉆具組合

由于本次取心在Ф215.9mm井眼進(jìn)行，因此選用Ф178mm取心筒配合Ф215mm取心鉆頭，在取心工具加壓接頭上部連接9根Ф178mm鉆鋌以保證取心工具工作穩(wěn)定。

因此本井采用的鉆具組合為：

Ф215mm PSC143mb-8100取心鉆頭 + Ф178mm Rmb-8100取心筒 +Ф178mm加壓接頭 +Ф178mm鉆鋌9根 +Ф127mm鉆桿

2.2.2 起下取心工具的技術(shù)要求

內(nèi)筒螺紋用鏈鉗緊扣，外筒螺紋用大鉗緊扣，緊扣扭矩10000-12000Nm。在井口灌滿密閉液后將取心鉆頭提離井口觀察，密閉活塞處無密閉液滲漏以保證密閉良好。放入加壓中心桿后連接加壓接頭。下放鉆具要求勻速平穩(wěn)以保證密閉活塞銷釘不被提前剪斷，下鉆遇阻不超過30kN。取心鉆頭下至距井底8m左右，緩慢開泵，為防止工具懸掛銷釘提前剪斷，鉆井泵啟動(dòng)泵壓不得超過8MPa。充分循環(huán)鉆井液并均勻地向鉆井液中加入規(guī)定數(shù)量的示蹤劑，加入后循環(huán)時(shí)間不少于一個(gè)循環(huán)周，使鉆井液中示蹤劑分散均勻且含量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2.3 鉆井取心、割心及出心的技術(shù)要求

2.3.1 鉆井取心參數(shù)選擇

根據(jù)孤東油田館陶組上部地層的特點(diǎn)，取心井段地層巖性以中細(xì)砂巖為主，夾不等厚泥巖，地層屬于松軟地層。故鉆壓選擇：泥巖60-80kN，一般砂巖40-60kN，疏松砂巖80-100kN；樹心鉆壓20-30kN，鉆進(jìn)0.30m后加至正常鉆壓，若為連續(xù)松軟砂巖取心，則一開始就將鉆壓加至正常鉆進(jìn)鉆壓值。為使巖心成形好，鉆頭工作平穩(wěn)，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速不宜過高；為防止鉆井液沖蝕巖心，在滿足攜砂的情況下，盡量選用小排量，由于本次使用的機(jī)械泵無法無級(jí)調(diào)節(jié)排量，取心前將鉆井泵更換為110mm缸套以獲得更低的排量。

推薦的取心參數(shù)如表1所示：

2.3.2 密閉取心鉆進(jìn)過程中的技術(shù)要求

取心過程中要求送鉆均勻，增壓緩慢，嚴(yán)防溜鉆。鉆進(jìn)中不停泵，不停轉(zhuǎn)，遇蹩跳鉆時(shí)及時(shí)判斷井下情況，適當(dāng)調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)。取心鉆進(jìn)全過程由專人進(jìn)行剎把操作，取心工程師每0.5米記一次半米鉆時(shí)并密切注意鉆時(shí)變化。若發(fā)現(xiàn)鉆時(shí)突然猛增，轉(zhuǎn)盤負(fù)荷變輕，指重表指針只降不回升等現(xiàn)象可能是堵心的反映。若判斷為堵心，為確保收獲率應(yīng)果斷割心。

2.3.3 割心位置的確定

取心前根據(jù)臨井資料分析砂泥巖層厚，位置，根據(jù)取心目的預(yù)先決定割心原則并初步設(shè)定割心位置。取心鉆進(jìn)過程中密切關(guān)注鉆時(shí)變化，與地質(zhì)人員預(yù)先設(shè)計(jì)的割心位置對(duì)比，有鉆時(shí)變化的情況及時(shí)與地質(zhì)人員溝通，合理確定割心位置，割心盡量選取在泥巖段割心，若泥巖段較長，則盡量選取在泥巖段底部割心，現(xiàn)場表現(xiàn)為鉆時(shí)由慢剛剛變快時(shí)割心。

3 現(xiàn)場應(yīng)用效果

為滿足地質(zhì)的要求，本井在館陶組1240.80-1343.70m井段分四段取心8筒，取心進(jìn)尺51.70m，巖心長度51.70m，巖心收獲率100%，密閉率97%。為滿足“穿鞋帶帽”的地質(zhì)要求，本次取心部分筒次判斷為巖性變化時(shí)即及時(shí)割心，因此部分筒次單筒進(jìn)尺較低，平均單筒進(jìn)尺為6.46m。取心數(shù)據(jù)如表2所示。

由于PDC取心鉆頭在砂巖泥巖鉆時(shí)區(qū)別較大，本井選用的PSC143mb-8100取心鉆頭在該區(qū)主要地層巖性粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖及泥巖中取心時(shí)機(jī)械轉(zhuǎn)速區(qū)別較明顯，對(duì)實(shí)時(shí)鑒別地層提供了可靠的依據(jù)，因此可以更好的按照地質(zhì)相關(guān)要求及時(shí)割心，做好“穿鞋帶帽”。

4 結(jié)束語

每筒心取心作業(yè)開始前與地質(zhì)所人員細(xì)致溝通，了解砂泥巖厚度、地層泥質(zhì)含量等參數(shù)、細(xì)化每筒取心進(jìn)尺與割心位置與割心原則，取心過程中盡量按照預(yù)訂筒次和進(jìn)尺逐步取心，以滿足“穿鞋帶帽”的要求。

孤東油田7區(qū)注水開發(fā)多年，巖心孔隙被水洗掏空現(xiàn)象嚴(yán)重，取出的巖心呈“面包狀”，壓縮性強(qiáng)，建議采用9-13L/s的排量，鉆壓4-6t，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速50rpm的參數(shù)取心鉆進(jìn)，此參數(shù)在砂巖段可獲得較好的機(jī)械鉆速、較好的收獲率及較好的密閉率。

由于較準(zhǔn)確地判斷了割心位置，盡量在巖性較硬的位置割心，這就允許下一筒取心前大排量清洗井底而不會(huì)沖散下部巖心。每次取心前循環(huán)時(shí)間約1小時(shí)，井筒的充分清潔保證了井底干凈無泥餅和沉沙，避免了虛井底等情況的發(fā)生，對(duì)取心的成功起到了一定保障作用。

PSC143mb-8100取心鉆頭對(duì)該地區(qū)地層適應(yīng)性較好，有利于現(xiàn)場工程師對(duì)所取巖性的判斷，在具有較高的取心收獲率的同時(shí)獲得了較高的機(jī)械鉆速。

參考文獻(xiàn)

[1]李林祥.孤東油田小油砂體提高采收率技術(shù)[J].油氣地質(zhì)與采收率，2013，20（2）：67-70.

[2]范文星.密閉取心井鉆井技術(shù)及其問題探討[J].石油天然氣學(xué)報(bào)，2007，29（2）：129-131.

[3]黃毓祥，楊建政，劉鵬飛.密閉取心及時(shí)在渤海油田的首次應(yīng)用[J].海洋石油，2009，29（4）：104-106.

[4]李光勝，何雅麗，宋新峰，等.密閉取心技術(shù)在雙河油田的應(yīng)用[J].鉆采工藝，2009，32（3）：106-108.

作者簡介：莊偉（1982-），男，工程師，2008年于中國石油大學(xué)（華東）油氣井工程專業(yè)碩士畢業(yè)，現(xiàn)就職于中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院，主要從事鉆井工具研發(fā)及推廣工作。

推薦的取心參數(shù)如表1所示：

2.3.2 密閉取心鉆進(jìn)過程中的技術(shù)要求

取心過程中要求送鉆均勻，增壓緩慢，嚴(yán)防溜鉆。鉆進(jìn)中不停泵，不停轉(zhuǎn)，遇蹩跳鉆時(shí)及時(shí)判斷井下情況，適當(dāng)調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)。取心鉆進(jìn)全過程由專人進(jìn)行剎把操作，取心工程師每0.5米記一次半米鉆時(shí)并密切注意鉆時(shí)變化。若發(fā)現(xiàn)鉆時(shí)突然猛增，轉(zhuǎn)盤負(fù)荷變輕，指重表指針只降不回升等現(xiàn)象可能是堵心的反映。若判斷為堵心，為確保收獲率應(yīng)果斷割心。

2.3.3 割心位置的確定

取心前根據(jù)臨井資料分析砂泥巖層厚，位置，根據(jù)取心目的預(yù)先決定割心原則并初步設(shè)定割心位置。取心鉆進(jìn)過程中密切關(guān)注鉆時(shí)變化，與地質(zhì)人員預(yù)先設(shè)計(jì)的割心位置對(duì)比，有鉆時(shí)變化的情況及時(shí)與地質(zhì)人員溝通，合理確定割心位置，割心盡量選取在泥巖段割心，若泥巖段較長，則盡量選取在泥巖段底部割心，現(xiàn)場表現(xiàn)為鉆時(shí)由慢剛剛變快時(shí)割心。

3 現(xiàn)場應(yīng)用效果

為滿足地質(zhì)的要求，本井在館陶組1240.80-1343.70m井段分四段取心8筒，取心進(jìn)尺51.70m，巖心長度51.70m，巖心收獲率100%，密閉率97%。為滿足“穿鞋帶帽”的地質(zhì)要求，本次取心部分筒次判斷為巖性變化時(shí)即及時(shí)割心，因此部分筒次單筒進(jìn)尺較低，平均單筒進(jìn)尺為6.46m。取心數(shù)據(jù)如表2所示。

由于PDC取心鉆頭在砂巖泥巖鉆時(shí)區(qū)別較大，本井選用的PSC143mb-8100取心鉆頭在該區(qū)主要地層巖性粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖及泥巖中取心時(shí)機(jī)械轉(zhuǎn)速區(qū)別較明顯，對(duì)實(shí)時(shí)鑒別地層提供了可靠的依據(jù)，因此可以更好的按照地質(zhì)相關(guān)要求及時(shí)割心，做好“穿鞋帶帽”。

4 結(jié)束語

每筒心取心作業(yè)開始前與地質(zhì)所人員細(xì)致溝通，了解砂泥巖厚度、地層泥質(zhì)含量等參數(shù)、細(xì)化每筒取心進(jìn)尺與割心位置與割心原則，取心過程中盡量按照預(yù)訂筒次和進(jìn)尺逐步取心，以滿足“穿鞋帶帽”的要求。

孤東油田7區(qū)注水開發(fā)多年，巖心孔隙被水洗掏空現(xiàn)象嚴(yán)重，取出的巖心呈“面包狀”，壓縮性強(qiáng)，建議采用9-13L/s的排量，鉆壓4-6t，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速50rpm的參數(shù)取心鉆進(jìn)，此參數(shù)在砂巖段可獲得較好的機(jī)械鉆速、較好的收獲率及較好的密閉率。

由于較準(zhǔn)確地判斷了割心位置，盡量在巖性較硬的位置割心，這就允許下一筒取心前大排量清洗井底而不會(huì)沖散下部巖心。每次取心前循環(huán)時(shí)間約1小時(shí)，井筒的充分清潔保證了井底干凈無泥餅和沉沙，避免了虛井底等情況的發(fā)生，對(duì)取心的成功起到了一定保障作用。

PSC143mb-8100取心鉆頭對(duì)該地區(qū)地層適應(yīng)性較好，有利于現(xiàn)場工程師對(duì)所取巖性的判斷，在具有較高的取心收獲率的同時(shí)獲得了較高的機(jī)械鉆速。

參考文獻(xiàn)

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[4]李光勝，何雅麗，宋新峰，等.密閉取心技術(shù)在雙河油田的應(yīng)用[J].鉆采工藝，2009，32（3）：106-108.

作者簡介：莊偉（1982-），男，工程師，2008年于中國石油大學(xué)（華東）油氣井工程專業(yè)碩士畢業(yè)，現(xiàn)就職于中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院，主要從事鉆井工具研發(fā)及推廣工作。

推薦的取心參數(shù)如表1所示：

2.3.2 密閉取心鉆進(jìn)過程中的技術(shù)要求

取心過程中要求送鉆均勻，增壓緩慢，嚴(yán)防溜鉆。鉆進(jìn)中不停泵，不停轉(zhuǎn)，遇蹩跳鉆時(shí)及時(shí)判斷井下情況，適當(dāng)調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)。取心鉆進(jìn)全過程由專人進(jìn)行剎把操作，取心工程師每0.5米記一次半米鉆時(shí)并密切注意鉆時(shí)變化。若發(fā)現(xiàn)鉆時(shí)突然猛增，轉(zhuǎn)盤負(fù)荷變輕，指重表指針只降不回升等現(xiàn)象可能是堵心的反映。若判斷為堵心，為確保收獲率應(yīng)果斷割心。

2.3.3 割心位置的確定

取心前根據(jù)臨井資料分析砂泥巖層厚，位置，根據(jù)取心目的預(yù)先決定割心原則并初步設(shè)定割心位置。取心鉆進(jìn)過程中密切關(guān)注鉆時(shí)變化，與地質(zhì)人員預(yù)先設(shè)計(jì)的割心位置對(duì)比，有鉆時(shí)變化的情況及時(shí)與地質(zhì)人員溝通，合理確定割心位置，割心盡量選取在泥巖段割心，若泥巖段較長，則盡量選取在泥巖段底部割心，現(xiàn)場表現(xiàn)為鉆時(shí)由慢剛剛變快時(shí)割心。

3 現(xiàn)場應(yīng)用效果

為滿足地質(zhì)的要求，本井在館陶組1240.80-1343.70m井段分四段取心8筒，取心進(jìn)尺51.70m，巖心長度51.70m，巖心收獲率100%，密閉率97%。為滿足“穿鞋帶帽”的地質(zhì)要求，本次取心部分筒次判斷為巖性變化時(shí)即及時(shí)割心，因此部分筒次單筒進(jìn)尺較低，平均單筒進(jìn)尺為6.46m。取心數(shù)據(jù)如表2所示。

由于PDC取心鉆頭在砂巖泥巖鉆時(shí)區(qū)別較大，本井選用的PSC143mb-8100取心鉆頭在該區(qū)主要地層巖性粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖及泥巖中取心時(shí)機(jī)械轉(zhuǎn)速區(qū)別較明顯，對(duì)實(shí)時(shí)鑒別地層提供了可靠的依據(jù)，因此可以更好的按照地質(zhì)相關(guān)要求及時(shí)割心，做好“穿鞋帶帽”。

4 結(jié)束語

每筒心取心作業(yè)開始前與地質(zhì)所人員細(xì)致溝通，了解砂泥巖厚度、地層泥質(zhì)含量等參數(shù)、細(xì)化每筒取心進(jìn)尺與割心位置與割心原則，取心過程中盡量按照預(yù)訂筒次和進(jìn)尺逐步取心，以滿足“穿鞋帶帽”的要求。

孤東油田7區(qū)注水開發(fā)多年，巖心孔隙被水洗掏空現(xiàn)象嚴(yán)重，取出的巖心呈“面包狀”，壓縮性強(qiáng)，建議采用9-13L/s的排量，鉆壓4-6t，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速50rpm的參數(shù)取心鉆進(jìn)，此參數(shù)在砂巖段可獲得較好的機(jī)械鉆速、較好的收獲率及較好的密閉率。

由于較準(zhǔn)確地判斷了割心位置，盡量在巖性較硬的位置割心，這就允許下一筒取心前大排量清洗井底而不會(huì)沖散下部巖心。每次取心前循環(huán)時(shí)間約1小時(shí)，井筒的充分清潔保證了井底干凈無泥餅和沉沙，避免了虛井底等情況的發(fā)生，對(duì)取心的成功起到了一定保障作用。

PSC143mb-8100取心鉆頭對(duì)該地區(qū)地層適應(yīng)性較好，有利于現(xiàn)場工程師對(duì)所取巖性的判斷，在具有較高的取心收獲率的同時(shí)獲得了較高的機(jī)械鉆速。

參考文獻(xiàn)

[1]李林祥.孤東油田小油砂體提高采收率技術(shù)[J].油氣地質(zhì)與采收率，2013，20（2）：67-70.

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[4]李光勝，何雅麗，宋新峰，等.密閉取心技術(shù)在雙河油田的應(yīng)用[J].鉆采工藝，2009，32（3）：106-108.

作者簡介：莊偉（1982-），男，工程師，2008年于中國石油大學(xué)（華東）油氣井工程專業(yè)碩士畢業(yè)，現(xiàn)就職于中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院，主要從事鉆井工具研發(fā)及推廣工作。