長筒保型取芯技術(shù)在MMG熱得拜油田的應用

薛繼彪，保有海，楊洪波，葛文志，唐習之，韓玉平

（中國石油西部鉆探公司國際工程公司，新疆 烏魯木齊 830000）

1 總體概述

熱得拜油田位于哈薩克斯坦國曼格什拉克半島西部，屬于哈薩克斯坦曼格什套州卡拉基揚地區(qū)管轄，是阿克套項目的主要作業(yè)區(qū)。為準確掌握邊緣井油氣儲量，2019年油田部署三口取芯井，分布于油田東部和南部，其取芯井段長，地層變化大，取芯時效要求高，取芯收獲率大于95%。面對油田的迫切需求及取芯難題，開展了科研攻關(guān)，完成長筒保型取芯工具升級改造，優(yōu)化了取芯軸承和割芯機構(gòu)，同時通過前期工藝驗證，優(yōu)選取芯參數(shù)和高效取芯鉆頭，提高了長筒取芯收獲率，節(jié)約了取芯工期，優(yōu)質(zhì)高效完成取芯工作，獲得了油田業(yè)主的一致贊譽，實現(xiàn)良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

2 取芯技術(shù)難點

2.1 地層巖性變化大，取芯質(zhì)量要求高

巖性以砂巖、粗砂巖、細砂巖、灰?guī)r、煤層、塑性泥巖為主，膠結(jié)致密—松散，層間變化大,長筒取芯易造成局部巖性破碎，形成堵磨芯等復雜情況。

2.2 長筒保型取芯，取芯時效要求高

2 口井設計取芯520m，要求采用長筒保型取芯，設計取芯工期縮短，成本壓力大。

2.3 取芯機速低，取芯工藝要求要求高

在前期同層取芯中，取芯機速低，平均0.93m/h。同時取芯收獲率83.07%，低于甲方要求。如何針對不同地層優(yōu)化取芯工藝參數(shù)、優(yōu)選取芯鉆頭，提高取芯收獲率和取芯機速亦是急需解決的難題。

3 創(chuàng)新舉措

3.1 完成單筒常規(guī)向長筒保型取芯工具的升級

3.1.1 常規(guī)單筒川7-4升級保型長筒工具

依托現(xiàn)有常規(guī)取芯工具，進行了保型內(nèi)筒設計，加工內(nèi)外筒短節(jié)，提高扶正效果，增加工具穩(wěn)定性確保取芯質(zhì)量。實現(xiàn)了取芯的全面優(yōu)化，改進工作量等同于重新設計一套新型取芯工具。

長筒保型取芯工具參數(shù)：

工具總長：19.5m；

適應井深：≤5000m；

適用井眼：≥?215.9mm；

上端扣型：API410；

外筒：?172mm×?136mm×18000mm；

內(nèi)筒：?121mm×?108mm×18000mm；

巖芯長度：≤18m；

巖芯直徑：≤?101mm。

3.1.2 高強度鋁合金內(nèi)筒實現(xiàn)長筒保型

高強度鋁合金內(nèi)筒，可接雙筒、長筒取芯，內(nèi)壁光滑，降低了巖芯入筒阻力，保障了松散夾層的巖芯成型性和取芯收獲率，切割內(nèi)筒出芯，提高出芯質(zhì)量，滿足了用戶提高單趟（18m）取芯進尺和取芯質(zhì)量（95%）的雙需求。

3.1.3 高壽命懸掛機構(gòu)降低長筒磨芯風險

改進提高軸承及配套固定的機構(gòu)和強度，降低了泥漿中含砂對軸承磨損，提高了工作壽命，避免軸承破損、堵塞造成內(nèi)筒轉(zhuǎn)動，磨損巖芯。

3.1.4 高可靠性割芯機構(gòu)提高巖芯收獲率

加工彈性適宜、工作可靠的卡箍式巖芯爪，并對巖芯爪進行扶正和保護，確保軟硬巖芯均能順利入筒，避免原巖芯爪偏軟，長時間工作失效的風險，實現(xiàn)工具的全面優(yōu)化升級。

3.2 制定了長筒保型取芯工藝技術(shù)

3.2.1 制定了長筒保型取芯施工參數(shù)

采用低鉆壓、低排量，中等轉(zhuǎn)速有效提高工具穩(wěn)定性和取芯機械鉆速，同時根據(jù)地層情況進行參數(shù)調(diào)整，在保障取芯質(zhì)量的前提下，提高施工參數(shù)，提高取芯效率。

3.2.2 完善了長筒保型取芯工藝技術(shù)

采用小鐘擺鉆具組合，增強鉆鋌數(shù)量，提高鉆具穩(wěn)定性，避免對正鉆巖芯的破壞。制定單井取芯預案和取芯指令，嚴格按取芯操作規(guī)程操作。

3.3 優(yōu)選高效取芯鉆頭提高取芯機械鉆速

3.3.1 優(yōu)選高效取芯鉆頭

根據(jù)前期地層取芯情況，優(yōu)選出機械鉆速高、壽命長的貝克休斯13mm 復合片8 刀翼和10 刀翼取芯鉆頭，對稱式鉆頭結(jié)構(gòu)，提高鉆頭受力的穩(wěn)定性，有效提高取芯機速。

3.3.2 低壓水槽+水眼雙流道鉆頭

采用低壓水槽和水眼同存，有效清理巖屑并減少泥漿對巖芯沖蝕，保障松散地層的取芯質(zhì)量。同時能夠提高施工排量，提高鉆頭破巖效率，見圖1。

圖1 取芯鉆頭

4 現(xiàn)場應用效果分析

通過長筒連續(xù)取芯技術(shù)的應用，444井和222井長筒保型取芯32 筒次，平均單趟進尺17.19m，累計完成取芯進尺550m，取芯收獲率都達到了100%，實現(xiàn)保型取芯單趟進尺、取芯質(zhì)量、機械鉆速和取芯工期的四項記錄突破。444 井日進尺為15.12m，222 井日為15.84m，分別提高了111.17%和121.23%，大大縮短了取芯周期。使用貝克休斯13mm復合片八刀翼及十刀翼取芯鉆頭，取芯機械鉆速明顯提高，平均機械鉆速1.74m/h，同比提高87%；444 井為1.69m/h，提高81.72%，222井為1.78m/h，提高91.40%。

通過取芯施工，按天折算取芯效率，4993井單筒連續(xù)取芯平均進尺7.16m/d，采用該項技術(shù)后，444 井進尺15.12m/d，222 井15.84m/d，分別提高了111.17%和121.23%，綜合預計節(jié)約工期：(240+310)/7.16-(240/15.84+310/15.12)=41.17(d)，見表1。

表1 長筒保型取芯指標對比表

5 認識與總結(jié)

在哈國MMG 熱得拜油田222 井、444 井長筒保型取芯技術(shù)成功應用，取芯機械鉆速、取芯工期和收獲率均創(chuàng)區(qū)塊記錄，為MMG 甲方重新評價熱得拜油田含油氣性，提供了強有力的依據(jù)。隨著油田開發(fā)力度的加大，邊緣井及預探井增多，取芯項目會越來越多，長筒保型取芯技術(shù)十分適用于哈國各區(qū)地層的取芯作業(yè)，市場前景廣闊。