勝利密閉取心技術(shù)在渤海油田定向井的現(xiàn)場應(yīng)用

石磊，邱小華，秦天寶

（中海石油（中國）有限公司天津分公司， 天津 300452）

隨著渤海油田開發(fā)的不斷深入，大部分生產(chǎn)井目前均處于水驅(qū)油的開發(fā)模式，部分生產(chǎn)井的采收率未達(dá)到目標(biāo)要求，因此需要對該區(qū)域主力目的層進(jìn)行取心來檢查注水開發(fā)效果、儲層孔隙度、油水界面及油層水洗等情況，綜合分析剩余油飽和度及驅(qū)油效率的分布與變化規(guī)律。定向井密閉取心作業(yè)相較于直井取心，由于其井斜大，割心和巖心收獲率是一大挑戰(zhàn)。本文從取心工具和取心原理展開研究，通過現(xiàn)場應(yīng)用論證該技術(shù)的實用性。

密閉取心技術(shù)是在水基鉆井液條件下，采用密閉取心工具與密閉液，使巖心幾乎不受鉆井液污染的一種特殊取心技術(shù)[1]。對渤海油田而言，該技術(shù)在探井中的直井中應(yīng)用較為廣泛，但在調(diào)整井中的定向井中應(yīng)用較少，該技術(shù)的關(guān)鍵是根據(jù)取心地層的軟、硬程度選擇不同的取心工具，在取心鉆進(jìn)過程中通過控制取心參數(shù)來控制割心的成功率[2]。渤海油田埕北區(qū)塊東營組目的層埋藏淺，砂巖疏松，不易成形，針對該目的層取心巖性特征，選用勝利密閉取心工具Rmb-8100，投球機(jī)械加壓割心方式，取心鉆進(jìn)采用低鉆壓、低轉(zhuǎn)速和小排量的取心參數(shù)，最終該口井總共取心5趟，取出巖心41.12m，巖心收獲率和密閉率都達(dá)到了100%，勝利密閉取心技術(shù)在埕北區(qū)塊定向井成功運(yùn)用，驗證了該技術(shù)的實用性。

1 勝利密閉取心工具Rmb-8100

1.1 Rmb-8100工具結(jié)構(gòu)

Rmb-8100工具由取心鉆頭，取心筒，定位接頭，加壓接頭組成。取心鉆頭上通過剪切銷釘連接一個密閉的活塞頭，防止下鉆過程中密閉液泄露；取心筒由取心外筒、定位接頭、取心內(nèi)筒懸掛總成和襯筒組成，取心外筒直接與取心鉆頭通過絲扣連接，取心內(nèi)筒懸掛總成插入取心外筒里面，通過剪切銷釘懸掛在定位接頭上，取心內(nèi)筒與割心巖心爪連接，鋁合金襯筒插入到取心內(nèi)筒里面用來灌密閉液和保存巖心；定位接頭通過絲扣連接在巖心外筒之上，加壓接頭通過絲扣連接在定位接頭之上，加壓接頭由可相對滑動的六方桿（投球之前自由伸縮）與六方套及加壓中心桿組成[3]。

1.2 Rmb-8100工具參數(shù)

Rmb-8100工具的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)見表1：

表1

2 Rmb-8100工作原理

組合密閉取心鉆具平穩(wěn)下鉆至取心深度，取心鉆進(jìn)前接頂驅(qū)開泵至取心排量，保證井眼順暢，緩慢接觸井底，加鉆壓2～3t，使活塞頭與取心鉆頭之間連接的剪切銷釘剪斷，活塞頭收回到巖心襯筒內(nèi)，取心鉆進(jìn)過程中，密閉液隨著巖心不斷地進(jìn)入襯筒里面，密閉液緩慢流出，保證巖心一直被密閉液包圍，防止鉆井液污染，取心鉆進(jìn)至割心深度時，停頂驅(qū)、停泵，上提鉆具，在取心鉆頭不提離井底的前提下將加壓接頭的六方桿全部拉開，從鉆桿分次投入4個47mm的鋼球，每個鋼球投入間隔時間為3min，待4個鋼球全部到達(dá)加壓中心桿球座之后，緩慢下壓鉆具，鉆具重量通過加壓中心桿傳遞到內(nèi)筒懸掛總成的加壓座上，繼續(xù)下壓8～10t使內(nèi)筒懸掛總成連接到外筒上的剪切銷釘剪斷，繼續(xù)下壓鉆具，推動內(nèi)筒繼續(xù)下行，巖心爪收縮，下壓鉆具25～28t使巖心爪完全收縮，割斷巖心。

3 密閉取心現(xiàn)場施工工藝

渤海油田埕北區(qū)塊東營組主力目的層密閉取心設(shè)計在定向井單筒連續(xù)取心，取心深度處設(shè)計井斜37°左右，該口定向井密閉取心現(xiàn)場施工流程如下。

（1）取心前作業(yè)準(zhǔn)備

取心井眼第一趟鉆采用常規(guī)動力定向鉆具鉆進(jìn)，鉆進(jìn)過程中盡量控制軌跡平滑，鉆進(jìn)至取心深度之前增加地質(zhì)循環(huán)，卡準(zhǔn)取心層，原則上為了取全目的層的巖心資料，鉆進(jìn)鉆具的鉆進(jìn)深度盡量接近目的層但不揭開目的層，本井取心設(shè)計需要連續(xù)取心5筒，取心作業(yè)設(shè)計時間7天，為保證連續(xù)取心作業(yè)中無復(fù)雜情況發(fā)生，鉆進(jìn)至取心深度后，充分循環(huán)，短起下鉆，調(diào)整鉆井液性能，降低鉆井液失水小于3ml，含砂量小于0.3%，保證井眼順暢，井壁穩(wěn)定。

（2）下鉆、取心鉆進(jìn)

鉆臺組合取心鉆具，取心筒內(nèi)灌滿密閉液，連接加壓接頭、裝加壓中心桿，下鉆過程中每柱鉆桿通徑，每300m打通一次，下鉆過程中遇阻不超過3t（防止與取心鉆頭連接的活塞頭銷釘提前剪斷），盡量避免用取心鉆頭劃眼下鉆，取心鉆具下鉆至距離井底10m左右，充分循環(huán)鉆井液，循環(huán)過程中根據(jù)循環(huán)鉆井液量加入適當(dāng)比例的示蹤劑，保證失蹤劑的含量30～70mg/L，失蹤劑的目的是用來檢測巖心密閉率，其檢驗原理是從所取巖心中來測定示蹤劑的含量，檢測巖心是否受到鉆井液的污染以及污染程度。檢測示蹤劑含量滿足要求后，下放鉆具接觸井底，接觸井底之后迅速加鉆壓2～3t剪切活塞頭與取心鉆頭之間銷釘，銷釘剪切之后一直到取心作業(yè)結(jié)束前，鉆頭不得提離井底，取心鉆進(jìn)過程中盡量保證取心參數(shù)平穩(wěn)，機(jī)械鉆速穩(wěn)定，該區(qū)塊東營目的層取心作業(yè)參數(shù)鉆壓3～5t，排量350～600L/min，轉(zhuǎn)速35～60r/min，該作業(yè)參數(shù)5筒巖心的巖心收獲率均為100%。

（3）隔心、起鉆、出心作業(yè)

取心鉆進(jìn)至割心深度時，停頂驅(qū)、停泵，緩慢上提鉆具0.5m，此時加壓接頭的六方桿全部拉開，而鉆頭又不提離井底，分次投入4個47mm鋼球，鋼球到位后，緩慢下壓鉆具10t剪切內(nèi)筒懸掛總成連接到外筒上的銷釘，繼續(xù)下壓鉆具至28t使巖心爪收縮，割斷巖心，隔心過程中重復(fù)3次，保證隔心成功率。割心成功后立即起鉆，盡量減少巖心在鉆井液中的浸泡時間，保證密閉率，起鉆過程中要操作平穩(wěn)，甲板準(zhǔn)備好出心所需的場地和工具，起鉆至井口后取心筒平穩(wěn)地吊至甲板進(jìn)行出心作業(yè)，出心要盡量迅速，按照地質(zhì)取樣的要求切割、冷凍與保存，避免巖心受到污染。埕北區(qū)塊本次取心作業(yè)5筒巖心的密閉率均為100%。

4 結(jié)論

（1）連續(xù)密閉取心作業(yè)持續(xù)時間長，取心作業(yè)之前要保證井眼順暢和井壁穩(wěn)定。

（2）埕北區(qū)塊東營組密閉取心取得了巖心收獲率和密閉率均為100%的成果，為后續(xù)該區(qū)塊再次取心作業(yè)提供了參考，具有一定的指導(dǎo)意義。

（3）勝利密閉取心工具有很多種，本文只針對適應(yīng)埕北區(qū)塊東營組密閉取心作業(yè)的Rmb-8100工具進(jìn)行了介紹，其它不同工具使用的條件和適應(yīng)的地層還需后續(xù)繼續(xù)研究。

（4）埕北區(qū)塊密閉取心作業(yè)采用連續(xù)單筒取心方式，是否可以采用連續(xù)多筒的取心方式以節(jié)省時效，需要繼續(xù)研究取心技術(shù)和優(yōu)化取心工具。

◆參考文獻(xiàn)

[1] 董星亮等編著. 海洋鉆井手冊[M].北京：石油工業(yè)出版社，2009，671.

[2] 許俊良，宋維華，任紅. 老油區(qū)疏松地層取心關(guān)鍵技術(shù)研究及現(xiàn)場應(yīng)用[J].石油鉆探技術(shù)，2012，40(5)：26-29.

[3] 董星亮等編著. 海洋鉆井手冊[M].北京：石油工業(yè)出版社，2009，678.