定向井取芯技術(shù)淺析與應(yīng)用

李洪偉（中國石化中原石油工程有限公司鉆井二公司，河南　濮陽　　457000）

定向井取芯技術(shù)淺析與應(yīng)用

李洪偉
（中國石化中原石油工程有限公司鉆井二公司，河南濮陽457000）

摘要：石油工業(yè)不斷進步，鉆井技術(shù)也不斷發(fā)展，目前的定向鉆井技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的比較成熟，定向井取芯作業(yè)也是越來越多，與此同時定向井取芯技術(shù)在鉆井施工中所占的比例也是越來越大，由于普通的取芯工具以及取芯工藝技術(shù)已經(jīng)滿足不了定向井取芯作業(yè)的要求，定向井取芯技術(shù)的應(yīng)用不僅可以有效的清洗井底，而且有利于斜井攜沙，保持井眼的清潔，使巖屑床的厚度降低，使排量減少，降低了鉆井液對巖芯的沖刷程度。

關(guān)鍵詞：連續(xù)取芯；取芯工具；摩擦阻力

一、定向井取芯技術(shù)興起的原因

1定向井取芯技術(shù)的應(yīng)用可以相對的減少邊遠地區(qū)或者交通困難地區(qū)的勘探風險，探井在世界范圍內(nèi)成功率只占13%。定向井取芯小井眼探井除了低費用風險外，在少量地震的前提下，打一些連續(xù)取芯的小井眼探井對搞清地下情況很有幫助，可以盡早的進行決策。

2面臨國際油價大跌的局勢，定向井取芯技術(shù)是其中一種重要的技術(shù)，在BP等多家油公司的資料中闡明了，如果井深相同，就井眼發(fā)生的場地、資料解釋、運輸、材料等費用比采用常規(guī)技術(shù)的費用要低30%。通過不同石油公司的小規(guī)模的實驗證明，定向井取芯技術(shù)的應(yīng)用節(jié)約鉆井費用的前景是40%～50%。

3由于環(huán)境保護的壓力，定向井取芯技術(shù)的應(yīng)用，可以減少泥漿用量和排泄量，節(jié)省場地施工機械，可以起到環(huán)保的作用。

二、定向井取芯技術(shù)的難點以及應(yīng)用

1鉆井時下部鉆具的穩(wěn)定性較差，導(dǎo)致巖心不能均勻進入，堵芯情況時有發(fā)生，這種情況產(chǎn)生的原因是井眼軸線與鉆具軸線的不重合。

2取芯工具軸線與重力線存在一定的夾角，取芯工具在重力的作用下躺臥在井底底邊，普通的取芯工具在這種情況下會出現(xiàn)兩種取芯難的情況：一是取芯工具的阻卡現(xiàn)象，由于井底底邊形成巖屑床摩擦增大導(dǎo)致的。二是取芯工具在重力的作用下下垂，與外筒內(nèi)壁接觸，在取芯鉆進時，內(nèi)巖的芯筒與外筒一起轉(zhuǎn)動，使取芯效果降低。

3井底的實際鉆井壓與井口顯示的鉆壓達不到統(tǒng)一，是由于定向井的鉆柱與井壁之間產(chǎn)生的摩擦力比較大導(dǎo)致的。

4在定向井的取芯作業(yè)過程中，應(yīng)該正確判斷鉆壓，使內(nèi)外巖心筒居中，對井眼進行清潔。

三、定向井取芯工具的特點以及措施

（一）定向井取芯工具的特點

1其軸承采用的是泥漿潤滑懸掛軸承，有泥漿通過時所起到的作用是冷卻和潤滑，具有結(jié)構(gòu)簡單轉(zhuǎn)動靈活，壽命長的特點。

2由于外桶采用了近鉆頭扶正器結(jié)構(gòu)所以穩(wěn)定性比較好，套管本體的采用與扶正器外巖芯筒進行組合，更使其穩(wěn)定性得到鞏固，使收獲率以及平均單筒進尺大大提高，并且延長了取芯鉆頭的使用壽命。

3上下扶正在內(nèi)巖芯筒的應(yīng)用使斜井中內(nèi)筒下垂的問題得到解決，有利于實現(xiàn)雙筒單動，促進巖芯進筒。

4內(nèi)洗結(jié)構(gòu)的采用使塵沙堵巖芯筒的情況大大減少。

（二）定向井取芯措施介紹

定向井取芯具有下鉆摩擦阻力和扭矩都比較大的特點，所以攜砂困難，割芯困難，井眼不通暢，井壁不穩(wěn)定，所以在實際操作過程中需要采取一定的措施：

1在鉆井作業(yè)開始前對取芯筒進行徹底的檢查，確保取芯筒能夠良好的工作，調(diào)整間距，主要是鉆頭與內(nèi)壁的間距。

2當下鉆離井底在一個單根高度左右時，要接方鉆桿并緩慢開泵，等到開泵正常后，對井底進行大排量循環(huán)清洗，將鉆具進行上下大幅度的活動，活動時攜帶井底的沉沙。待鉆具循環(huán)一段時間后，提前波動使轉(zhuǎn)盤下劃，對井底進行徹底的清洗，這樣還可以防止堵芯。

3為了保證井眼暢通以及井底的清潔度，要在鉆前搞好短起下并且調(diào)整好泥漿性能。

4開泵送球，在這一工作進行時要對泵壓表進行仔細觀察，當泵壓升高到1MPa左右時說明球到達了井底，這是需要緩慢放下鉆具，并且轉(zhuǎn)盤也需要提前轉(zhuǎn)動直至井底，也就是“造芯”鉆井的開始。為了使巖芯能夠順利進筒，造芯鉆壓要控制在20kN～30kN，轉(zhuǎn)速控制在50r/min左右，排量控制在25L/s左右，進尺控制在0.3m左右，接著就是加壓，要逐漸加壓40kN～50kN。

5巖性的判斷，選擇在泥巖段割芯比較好，這樣更有利于實現(xiàn)油層的穿鞋戴帽，鉆井完畢后，剎死剎把，使原鉆壓磨芯保持在15min左右，這樣才能把巖芯根部磨細，更易于割芯。把烴泵鉸車速度換成I檔，在慢慢上提的過程中要觀察指重表，考慮到摩擦阻力的情況下，正常的撥芯顯示當指針超過懸鐘50kN～150kN時，如果立即恢復(fù)就證明巖芯被割斷。出現(xiàn)拉力負荷的增加超過200kN時，如果指重指針沒有返回，鉆具應(yīng)立即放下，反復(fù)進行幾次，若還沒有割芯的表現(xiàn)，需要上提200kN左右的負荷，并且猛啟動轉(zhuǎn)盤，也就是“連提帶轉(zhuǎn)”采取這樣的措施后一般的巖芯就會被折斷，如果依然沒有效果，就需要繼續(xù)鉆井0.1m～0.2m，繼續(xù)上提拔芯。如果再次進行一般就都可以割芯成功了。割芯成功后把鉆具放下看是否有余芯，沒有余芯就可以起鉆了。

6在0.5m記一次鉆井時，要特別注意鉆井時的泵壓和懸重的變化情況，并進行認證分析，根據(jù)這些變化來判斷井下的情況。

結(jié)語

定向井取芯技術(shù)的應(yīng)用不僅可以有效的清洗井底，而且有利于斜井攜沙，保持井眼的清潔，使巖屑床的厚度降低，使排量減少，降低了鉆井液對巖芯的沖刷程度。對于定向井取芯井來說井眼的清潔程度很重要。鉆井與井壁形成的摩擦阻力是定向井取芯施工有著不利的影響。是定向井取芯施工的難點之一。定向井取芯的起下存在摩擦阻力大，攜沙困難，割芯不明顯以及井眼不通暢等問題所以在實際作業(yè)的過程中也需要采取一定的措施來解決。

參考文獻

[1]王岳．石油鉆井技術(shù)智能化發(fā)展研究[J]．知識經(jīng)濟，2011（08）．

[2]韓正磊．定向井取芯技術(shù)淺析與應(yīng)用[J]．西部探礦工程，2013，25（06）：73-75．

[3]龔志敏．定向井長筒取芯技術(shù)應(yīng)用[J]．石油鉆探技術(shù)，1995（03）．

[4]高平平．蘇北盆地溱潼凹陷帥垛區(qū)塊取芯技術(shù)淺析[J]．建筑界，2013（13）：187-188．

[5]張巧喜，牛大可，袁建平，等．軌跡連續(xù)控制技術(shù)在常規(guī)定向井中的應(yīng)用[J]．西部探礦工程，2010，22（10）：55-58．

中圖分類號：TE243

文獻標識碼：A