国外松软地层取心技术浅谈
胜利松软地层密闭取心技术在盘2—检1井的应用
胜利松软地层密闭取心技术在盘2—检1井的应用介绍了胜利油田Rmb-8100密闭取心工具及工艺技术在胜利临盘油区盘2-检1井的现场应用情况。
在该井的取心作业过程中，通过采取一系列技术措施，选择合适的密闭取心工具、取心钻头，采用油基密闭液，优化钻井参数，在沙三段砂岩中密闭取心进尺75.45m，心长73.54m，收获率97.5%，密闭率83.08%，创造了临盘油区浅层松软地层密闭取心最好成绩。
标签：密闭取心；取心工具；取心收获率；现场应用随着油田开发期的不断延长，注水、注聚合物、注气等增油措施的实施和主力油田采出程度的日益增加，地下情况发生了很大变化，地层疏松、胶结性差、孔隙度大、渗透率高。
目前地层综合含水，渗透率和压降均居高值，多数油田综合含水高达95%以上。
采用原有的常规取心方式已不能获得理想的取心效果。
为此，胜利石油管理局钻井工艺研究院研制开发了适应浅井上部松软地层且能保持岩心原始形状的新型取心技术——松软地层保形密闭取心技术，为高含水、高渗透率及特疏松地层获取准确的油层特性参数资料，提供了技术保障。
密闭取心作业能够在岩心形成过程中用密闭液把岩心保护起来，避免岩心受钻井液滤液的浸泡和污染。
密闭取心所取得的地质资料能够客观真实地反映地层情况，能够准确地取得地层油水饱和度、孔隙度、气体渗透率等物性参数，为计算油气藏储量，制定开采开发方案提供可靠的依据[1]。
盘2-检1井是中石化西南石油局临盘钻井分公司在盘河断块区的西北部，临邑大断层的上升盘施工的重点密闭取心井。
取心层段沙三段地层岩性松散、钻遇夹层较多易发生堵心，取心难度大。
通过工具优选、参数优化、钻井液体系、密闭液体系优选和相应的技术措施，全井密闭取心进尺75.45m，心长73.54m，收获率97.5%，密闭率83.08%，使该井密闭取心作业得以顺利完成。
取心指标达到本地区密闭取心最好水平，为该区块稠油油藏方案编制以及油层的开采提供了直接依据。
1 盘2-检1井概况盘2-检1井位于山东省德州市昌邑县境内，是胜利油田分公司临盘采油厂、胜利油田分公司地质科学研究院联合布置临盘油田盘2-26块沙三段的一口重點密闭取心井。
在松散、缩经地层使用SA75绳索取心钻具加大钻头的实践和效果
在松散、缩经地层使用SA75绳索取心钻具加大钻头的实践和效果【摘要】针对第三系煤田地质勘探中地层松散，易坍塌、掉快、缩径的问题，利用SA75绳索取心钻进技术并将钻头、扩孔器加大，再通过相应的技术措施，取得了质量高、效率高、效益好的成果。
【关键词】勘探;松散;缩径;采取率;钻头加大0.概述2009年-2010年，我单位在黑龙江省东部进行煤田勘探。
该矿区地层属第三系地层，岩石胶结松散、易坍塌、掉块、缩径，孔壁极不稳定，地层较为复杂，施工难度大，风险高，钻探成孔难、取心难、测井难。
尽管如此，经过研究论证，并进行周密准备和精心施工，终以优质高效完成了项目施工，满足了各项指标。
取得了较好的技术经济效果。
1.矿区及地层情况本勘探区为第三系地层，主要由泥岩、粉砂质泥岩、砂岩、粉砂及细砂岩、砂砾岩、煤等组成，属弱胶结或半胶结、代成岩。
岩石松软，胶结疏松。
2.钻孔设计及技术要求我们施工的ZK0506钻孔,设计孔深1000m,终孔直径不小于75mm,直径钻进。
要求岩(矿)心采取率:岩心采取率不低于65%,煤心采取率不低于75%。
钻孔弯曲度:每钻进100m测顶角一次,顶角每百米间距内不超过2°。
3.钻探工艺选择经过考察当时正在施工的2台钻机的施工情况,其钻探工艺是采用直径91mm普通双管钻进,因环状间隙大,既可用浓泥浆护壁防坍塌,防掉块,防缩径,又可以更有效地处理缩径。
不足的是岩(矿)心采取率低,岩(矿)心完整度差,很少见柱状岩心,达不到相关质量要求。
另外由于普双钻进上钻频繁,对钻孔孔壁稳定不利.综合上述各方面因素,我们决定选择SA75+5,绳索取心钻探工艺,即采用SA75绳索取心钻杆,钻具,而只是将钻头,扩孔器就扩大至81mm,这样既可以利用绳索取心钻进的效果好,成孔效果好,以及高效率,又可因增大了环状间隙而采用浓泥浆进而有效地预防钻孔坍塌,掉块,缩径,也可以说这种钻探工艺是采取了普通双管钻进和绳索取心钻进的长处,而同时克服了它们的不足。
松散软及破碎地层绳索取心钻具的研制
松散软及破碎地层绳索取心钻具的研制绳索取心钻进方法以其独特的优越性被广泛应用于勘察钻探取样的多个领域,多年来取得了很好的社会和经济效益。
但随着勘察钻探领域的不断扩大,取心地层的复杂多变,传统的绳索取心钻具只能保证在较坚硬和岩性较好的地层中钻进时获得高岩心采取率,而对于松散软及破碎地层却很难达到取心的要求,甚至不能采取岩心。
虽然配合半合管、三层管和超前管使用,能够改善其取心效果,但并不能根本解决松散软及破碎地层取心的难题。
究其根本原因,在于其卡心装置难以将进入岩心内管的岩心完好地封堵起来,在提钻的过程中往往出现严重的丢心现象,致使采取率大打折扣。
本文针对湖泊相松散软地层科学钻探取样和汶川地震断裂带科学钻探取样两个亟待解决的科钻取样难题,结合传统S系列绳索取心钻具和压卡式取心钻具的工作原理,吸纳其各自的优点,融合进新的机构形式,研制出一套能够在松散软及破碎地层获得符合科学钻探取心要求的新型绳索取心钻具。
S系列绳索取心钻具是固体矿产地质勘探中主要的取心工具,其机构形式和钻进工艺已十分成熟,在较坚硬和岩性较好的地层中能够达到很好的取心效果,但其卡心机构不适应于松散软及破碎地层,如果将其卡簧式卡心装置替换成压卡式的岩心爪卡心形式,将会很大程度上提高其对复杂地层的适应性。
投球压卡式绳索取心钻具将岩心爪引入绳索取心钻具代替传统的卡簧式卡心方法,实现投球压卡卡取岩心;以球悬挂机构代替传统绳索取心机构中的弹卡定位机构,实现球悬挂和定位双重作用;同时融入半合管或塑料三层衬管,以减小岩心进入内管时的摩擦力,防止岩心堵塞事故发生,便于提出地面后对岩心进行分样和运输保存。
投球压卡式绳索取心钻具的研制成功将从根本上解决松散软及破碎地层中的取心难题。
实现投球压卡绳索取心,既满足松散软及破碎地层中科学钻探的取心要求,又能保证其取心钻进的工作效率和经济效益。
松散地层取心回次长度的优化
②钻头。钻头结构对松散地层取心的影 响主要在 钻 头 的质 量 、 结 构 和 选 择 与 提 高岩 心 收获 率 有 很 大 的 关 系 。钻 头钻 出 的岩心 柱在 进 入 内筒 之 前就 应 受 到保 护， 因此取心钻头结构必须具有这种功能。钻头体保 护岩 心 主要 由两方 面决 定 ： 一 是 钻头 刀 片较 短 （ 刮 刀 取 冲蚀和振动 ， 则易于得到完整 、 固结、 代表性好 的岩矿 心钻头） ； 二 是钻井液不从钻 头体与 内岩心 间隙处 流 心 。对于断层 、 大倾 角地层、 裂 隙发 育、 胶结性 较差的 出。这样 ， 钻出的岩心在进入 内筒前不会受 到钻井 液 复杂地层 ， 在取心钻进 中， 容易造成堵 心、 卡心 、 磨 心。 的冲 刷 ， 因此有 利 于取心 。 如泥质胶结的砂 岩、 钙质胶结 的砂 岩、 粉砂质 泥岩 等。 ③ 内外岩 心筒的刚度及 光滑度。对于短筒取 心， 不 会 发 生 较 大 若 地层 结构 松 散 、 酥脆 、 软 硬 交替 频 繁 ， 钻 进 中怕 冲 、 怕 内外 管 的刚度 基 本 能够 保 证 满 足 要 求 ， 振、 怕污染等 ， 要取得高质量 的岩矿 心就 比较 困难 ， 如 变 形 。为 了减 小 这 种 阻力 的 影 响 ， 新 工 具 一 般 采 用 了 含 矿含 水 的松 散砂 、 弱胶 结 的含 砾砂 岩 、 砂 砾岩 等 。 内壁光 滑 的 Ｐ Ｖ Ｃ塑 料管 。 １ ． １ ． ２取 心工 艺 因素 ④岩心爪。岩心爪是割心、 包拢岩心 的关键工具 。 １ ． １ ． ２ ． １ 钻 进方 法 岩 心爪 的尺 寸 与钻头 、 岩 心筒 的尺 寸不 匹配 ， 岩 心爪 毛 松 散地 层传 统 的取 心方 法有 压 人 法 、 击入法、 回转 刺过多， 出现变形等质量问题 ， 都有可能造成取心作业 击入法等。回转法通常采用泥浆作 为循环介质 ， 由于 中的堵 心 、 磨 心 或卡 心 。 自锁式 取 心爪 如 果 强 度不 够 、 泥浆流经孔底进行排粉 ， 容易对所 取样品产生 污染 或 缺乏韧性等都会对岩心收获率带来不利的影响。 冲蚀 ， 同时也 不利 于 孔壁 稳 定 ； 钢 丝绳 冲击 取 样 法 虽 然 １ ． １ ． ２ ． ３钻 进规程 不用或用很少量的液体 ， 但工人劳动强度大 ， 取样效率 与 松散 地层相 适 应 的钻 进规 程 十 分 重要 。在松 散 钻 压 过 大 容 易 造 成 岩 心 筒 失 稳 而 发 生 低； 振动取样法虽然克服 了劳动强度大的缺点 ， 但是 由 地层 中钻进 时 ， 于振动力是由钻杆传到钻头 ， 能量损失大 ， 能量利用率 弯曲、 振动 ， 引起岩矿心受扰 ； 增 大 了岩 心进入岩心管 低。潜孔锤取样器 冲击力直接作用在取样 管上 部 ， 能 的阻力 ， 降低 回次长度 ； 极有 可能造成 糊钻、 堵心 、 烧 量利用率高 ， 但对孔 壁的冲蚀性大。各 种方法都有其 钻。钻压过小 又会 降低进尺速度 ， 增长 了岩矿心 的磨 损 时间 ； 如果 吊打 ， 部 分 岩 心 将 会 受 到钻 井 液 冲蚀 ， 不 利弊 ， 必须综合考虑地层岩性进行周详考虑。 １ ． １ ． ２ ． ２钻具 结 构 利 于 松散 地层 取心 。 ①钻具直径 。很显然 ， 钻具直径越大 ， 岩心的直径 转速 过高 时 会 增 加 钻 头 在 井 底 的 振 动 和 摆 动 ， 不 越大 ， 岩 心强 度 就 越 高 ， 也 就 有 利 于 提 高 岩 心采 取 率 。 利 于 松散 地层 孔壁稳 定 ， 增 加 岩 心 的磨 损 ， 导 致岩 心 的 根 据辽 河 油 田现有 取 心 工 具 所 取 岩 心 直 径 统 计 ， 可 得 直径减小 ； 转速过低也会降低进尺速度 ， 增 长了磨心时 到 以下 经 验关 系 ： Ｙ＝１ ５ ． ３ ０ ８＋ ０ ． ８ ｌ Ｘ 间， 不 利于 取心 。 式 中： Ｙ —— 岩 心收 获率 ， ％； 泵 量过 大会 造成 对 松散 岩 心 的 冲刷 ， 不 利 于 取心 ； ｘ — — 岩心 直径 ， ｍｍ。 泵 量过 小 又不 能及 时排 粉 ， 沉积 的岩 粉会 磨 损 岩 心 ， 有 从式中可以很 明显地看 出， 岩心采取率和岩 心直 时还能引起烧钻等事故。为 了减小钻井液对岩心的冲 径呈现线性关系， 随着岩心直径的增大 ， 岩心采取率逐 刷和破坏 ， 应尽可能使用低排量钻进。 渐增 大 。 １ ． １ ． ２ ． ４钻 进 冲洗液 当然 ， 岩心 直径 的增 加 主 要受 到井 眼直 径 的 限制 ， 钻井 液 在松 散 地 层 中如 果 不 能 与地 层 相适 应 ， 如 因此 ， 在 满 足工 具强 度等 条 件 下 ， 应尽 量 选 用 大 直 径取 果失水量高 ， 可能会造成很厚的泥皮 ， 堵塞钻头造成堵
国外松软地层取心技术浅谈
（ ） 提 升 套 上 行 ，当 碰 到旁 通 套 ２时 ，上 顶 ３
封 闭岩心 爪 ；二是设 置 了液 力 举 升 系 统 。共 取 心 ５ 筒 ，前 ３筒 收 获率 １ ０ ，后 两 筒 由于 钻 井 液 原 因 ０％ 收 获率 较 低 。总 体 上 获 得 了 该 地 区 令 人 满 意 的 结 果 … 。经 过 改进 ，于 ９ ０年 代 后 期 液 力 举 升全 封 闭 取 心最 终 成为 美 国在 松 软地 层 取心 的 主要技 术 。
避 免 堵 心 、卡 心 、冲 心 、磨 心 等现 象 ； （ ） 必 须有 可 靠 的 割 心 方 式 ，完 全 有效 地 割 ２ 断岩 心并 封 住 内岩 心筒 ； （ ） 在起钻 中对岩 心有效保 护 ，防止岩 心丢失 ； ３
（ ） 起 钻 到 地 面 ，出 心 时 防 止 岩 心 散 落 ，保 ４
摘 要 松 软 地层 取 心是 石油 钻 井取 心 作 业 中的难 点 ，施 工 复 杂 ，往 往 不 易 得 到理 想 的效 果 。 目前 国外发 展成 熟 的松 软地 层取 心 技 术 ，一般 使 用全 封 闭工具 ，能适 应 井下地 层 的变化 ，可靠 性 高 ，其 上部 实现 割 心 动作 的方 式有 液 力 式和 机 械 式 ，下 部 使 用 两 类 岩 心爪 以适 应 不 同地 层 的 要 求 ，配用 相 应 的取 心钻 头 ，岩心 进 筒 阻力 得 以降低 。该 类 工具 应用 范 围广 ，可 靠性 高 ，但用 于 一 些特 殊松 软 地层 的取 心 ，使 用效 果 并 不理 想 。 关键 词 松 软 地层 取 心 工具 结构 分 析
引
言
Ｈｙ ｒ — ｆ ｌ Ｃｌ ｓ ｒ ｒ ｄ ｏ Ｌｉ Ｆｕ ｌ ｏ ｕ ｅ Ｃｏ ｅ ｔ
提高岩心钻探取心质量的研究和技术
提高岩心钻探取心质量的研究和技术摘要：文章论述了作者二十多年来在研究深厚砂卵石覆盖层和基岩复杂地层金刚石钻进提高取心质量的成果和一套独立完整的工艺技术方法。
上述地层岩心采取率可达到95%以上，并可取得原结构状岩心样。
关键词：岩心钻探,金刚石钻进,取心岩心钻探仍然是目前和今后国内外地质工作者获取直观地质资料的主要手段之一。
提高岩心钻探取心质量是钻探工作者的主要职责和奋斗目标。
勘探工作者经过数十年的努力，不断取得了一些进步，如各种取样器的研制，绳索取心钻具的推广，都提高了岩心钻探的取心质量。
尤其是S系列植物胶钻井液的研制和SDB（及SD）系列金刚石钻具的改进，岩心钻探取心质量有了新的突破。
大多数松散地层（砂卵石覆盖层）和破碎地层（基岩复杂地层）岩心采取率可提高到95%-100%,而且可以取得保持原结构状态的岩心，砂卵石层金刚石钻进获得成功并已普及，曾获得国家和省部级科技进步奖，国际金奖，获准三项国家专利。
取心质量从最早的概念和要求来说，就是岩心采取率，只要取出的岩心数量多就可以了。
现代由于工程勘察的发展和质量要求的提高，还要求取出代表岩层结构、构造、成分、颗粒级配的原结构状岩心样。
即使矿床勘探，取得原结构状岩心也是必要的，如金矿，可以防止分选和人为贫化；对于任何脉状矿体，都可以防止打丢，并保证含矿层的真实厚度和品位。
因此现在的取心质量应该包括岩心采取率和岩心的原状结构程度两个指标。
植物胶类钻井液的应用，金刚石单动双管钻具的改进和操作工艺技术的完善，为取原结构状岩心样创造了条件，它已成为一套完整的工艺技术。
二十多年来在全国许多大、中、小水电站的勘探，部分黄金矿的勘探，煤田地质勘探和金属矿床勘探，公路、铁路、桥基勘探和成都市所有中、高层建筑基础及地铁勘探，都采用了上述材料和工艺技术，取得了可靠的地质资料，解决了大量工程勘探难题。
有些是过去常规方法多年无法解决的难题，如铜街子电站解决了河床基岩深埋隐伏断层取样，太平驿电站解决了深厚河床砂卵石覆盖层中多层透镜体砂层取样，三峡电站花岗岩全强风化层和滑坡体滑带取样率达到100％，广西百色电站取得了硬、碎硅质岩柱状岩心才使电站获得批准立项。
松软泥沙地层取心钻具的设计理念与合理应用
2019年6月| 1472.2 采用超前压入提前保护底部岩石，防止岩心被冲蚀严重岩心冲蚀严重影响了岩心的完整性，可以采用超前压入提前保护，避免高压冲洗液冲蚀帝都岩层，造成岩心扰动。
首先取心内筒采用管鞋超前设计。
这种设计让内筒的最前端管鞋先进入地层，提高整体钻进取心的施工效率。
这需要优化卡簧座，保证其能够高效吃入地层的情况下还可以正常放置卡具。
钻头设计为底喷隔水，增大内筒超前管鞋与钻头隔水间隙的通水阻力，使冲洗液流经此隔水面至钻头底唇面领取额内筒超前管鞋和其润滑作用，保护岩心根部，这样可以保证岩心的完整性，达到工程的目标。
在机构上还是采用单动机构，不让外筒转动带动内筒，减小对底部岩层的破坏。
同时单动机构，可以保护底部岩层不被冲洗液冲刷，形成完整岩心。
在单动机构中，岩心在内筒中的摩擦会减少，可以延长钻具的使用年限[2]。
2.3 以爪簧代替卡簧，防止岩心丢失松软泥沙地层取心岩心丢失的问题可以用爪簧代替卡簧来解决。
因为在松软泥沙地层中卡簧几乎没有任何作用，不能有效固定岩心，所以，将卡簧换成爪簧，可以有效固定岩心，防止岩心丢失。
3 松软泥沙地层取心钻具合理应用因为松软泥沙地层的岩心不易成型，所以在取心钻具的应用上一定要做好细节处理。
在钻进过程中，控制转速在每分钟100r左右，钻压5000～10000N之间，52L/min的泥浆泵排量等详细的指标，保证底部岩石的没有受到钻进的扰动，提高钻取岩心的成功率。
当钻至目标之后，将取心钻具下到井底，然后循环泥浆，使用钻具正常作业[3]。
4 结语总之，在松软泥沙地层取心钻具的设计要注意在以往施工中出现的问题，针对在此地层中取心易发生的岩心堵塞，受冲洗液冲蚀破损，岩心丢失的问题，对钻具进行改革，采用射流机构，超前压入，应用爪簧的设计理念，使钻具能够在此地层中正常工作，提高取心率。
在应用中要注意细节掌控，注意施工中的各项指标，使钻具可以发挥作用，获取标准岩心。
参考文献：[1]王振， 李粮纲， 何有强. 松散地层声波钻机配套取心钻具的研制[J]. 勘察科学技术， 2016 (3): 60-63.[2]欧阳涛坚， 程春红. 新型双管取心钻具及其在软土地层中的应用[J]. 探矿工程(岩土钻掘工程), 2017, 44(9): 65-67.[3]陈妍， 张岩. 国产绳索取心钻杆设计制造技术的分析[J]. 信息记录材料， 2018, 19(7): 29-30.0 引言目前，在陆地钻心钻探的工程方面，常规单洞双管钻具得到了广泛应用，该钻具具有岩层取心率高，施工质量好的特点。
松散地层取心技术在小M2井煤层取心中的应用
第 ３ 第 ３期 ０卷
Ｖ０ ． Ｏ １ ３ Ｎｏ ３ ．
钻
采
工
艺
・１ ９ ・ ５
Ｄ ＩＬＮ Ｒ Ｌ Ｉ Ｇ＆Ｐ Ｏ Ｕ ＴＯ Ｅ Ｈ Ｌ Ｇ Ｒ Ｄ Ｃ Ｉ Ｎ Ｔ Ｃ ＮＯ Ｏ Ｙ
松 散 地 层 取 心 技 术在 小 Ｍ２井煤 层 取 心 中的应 用
（） ３ 采用液压剪销割心结 构 ， 靠性 强 ， 压装 置短 ， 可 加 剪 切力大 ， 可适应极浅地层 （ ０ ５ ０ｍ以内 ） 取心 ］ 。 （） ４ 采用隐性全封岩心爪 ， 减少 了岩心进 筒 阻力和起 钻
掉心 的 可 能 。
二 、 散 地 层 取 心 技 术 松
１ ．松 散 地 层 取 心 工 具 结 构
Ｍ ２井取心地层地质特性 、 取心工具 的结构特点 、 和松散地层取心技术在小 Ｍ ２井煤层取心 中的应用 情况。从 小 Ｍ２ 井取心 来看 ， 松散地层取心技术在小 Ｍ ２井煤层 井中的岩心收获率 比其他取心工具高 ３ ． ６ ２ ６ ％。
关 键 词 ：松 散地 层 ； 心 工 具 ； 层 取 心 取 煤
与灰 色泥岩 ， 而煤层 为煤 阶较 低 、 含泥质 高 的褐煤 。根据 地 质特点 ， 采用六翼 刮刀式 Ｐ Ｃ取 心钻 头 ， 钻头外 径 ２ １ Ｄ 该 ４
收 稿 日期 ：２ ０ ０ ７—０ ３一ｌ ８
作者简介 ：罗军 （９ ８一）２ ０ １７ ，０ ２年毕业于西南石油学院石油 工程专业 ， 现在辽河石油勘探局工程技术研究 院钻头取 心所从事科研 与服 务 工作 地址 ： １４ １ ） （２ ００ 辽宁省盘锦市惠宾街 ９ ｌ号 ，电话 ： ２ ７ ０ ０ ９ Ｅ—ｍ ｉ ｌｏｈ ４ ０ ７— ８ ７ ５ ， ａｌ ｕ ｌ ： ｗ＠ｓ ａ ｃｍ ｉ ．ｏ ｎ
松散地层取芯技术实例分析
９ ３ ． １ ２ ％ ，高 ２ １ — ６ ８ — １ １ ２井 全 井 收 获 率 为 ３ ． １ 取 芯 钻头 优 选 。原来 使 用 的钢 体 的岩层 ， 如 遇较 硬 岩层 ’ ／ Ｊ 、 钻 压 钻进 速 度 较 ９ ２ ． ７ ６ ％。 影 响 了录井资 料 的完 整性 。 为了提 取芯 钻头 流道 ， 使钻 井液 直接 与岩芯 接触 ， 慢 或无 进 尺， 可 适 当加 大 钻 压钻 进 ； 如 果 是 高松 散地 层 的取 芯收 获率 ，必须 根据 大庆 对岩 芯 的冲蚀作 用 ， 不利岩 芯 的完整 ， 因此 疏松岩层， 有时会出现堵芯及磨芯现象， 因 松散 地 层 的地质 特点 ，分析 和研 究影 响松 优选 了胎 体孕镶 金 刚石 取芯钻 头 ，其 切 削 而 造成 进尺 较慢 或无 进 尺， 这 时 应正 确 判 散地 层 取芯 收获 率 的各个 因素 ， 从循环、 树 面为 锥形 ， 水 眼的方 向朝井 壁一 侧 ， 避 免泥 断 ， 及 时停 钻， 上提 少许 钻具 ， 重新 探底 钻进 ， 芯 、进芯 和割 芯 等取芯 的各 个环 节逐一 加 浆直 接冲刷 岩芯 柱表 面 。增 加钻 头外 保径 不可 盲 目 加 大钻压 ， 以免造成 情况 复杂化 。 提 高 钻进 时平 稳 性 ， 获 得 均匀 、 连 续 ４ ． ２ 割芯割 芯时异 常 的处 理 。 悬 重无变 以攻 关 和解决 ，使 用新 的松 散地 层取 芯工 长度 ， 化 或反 应轻 微 在 一筒 芯钻 完 需要 割 芯 时， ３ ． ２科 学使 用 取芯 密 闭液 。在 取 芯过 会 出现钻具 悬重无 变化或 反应较 小 的情 况， 被 钻 穿岩 层围 压被解 除后 ， 岩芯 不能 这 时应具体 处 理出现 的情 况 。在 上提 一段 以全 封 闭式 取 芯工 具 结构 图为 例 ， 下 程 中 ， 钻接近井底时 ， 开泵 循 环 ， 冲 洗 内筒 和 井 承受 自身重量， 非胶结的砂岩层 ， 在取芯钻 距离悬 重仍 为钻具原 重量 时， 可能是 钻进 中 底 ，循环 时泥 浆泵 排量 根据 地层 实际情 况 头喉部 堆积 、堵 塞而不 能及 时顺 利地 进入 岩芯 已经断 ， 可 上提下 放钻具 观察悬 重 的变
疏松地层浅井钻井技术研究与实践
不探和结找了 松层进有 复 长离趣功具【用台功 断索 ，出在 地钻的妻３ 跑慢特锚；便网大率 总 疏 效０ ％ 最 ， ６ Ｊ
鬟
获 率
地 疏 ， 井 量 取 收 能良 和 井 度 合 求；７ 至目 层 松 固质 ，心 好 钻 液密 符 要 （ ） 的层 钻
井段前１０ ，调整钻井液性能达到降低失水 ， 米 ０ 提高粘度、切 力；（ 在使用硬地层取心工具Ｙ ８ ） 一 ８２ ￣软地层Ｒ ｌＯ １０ ８ ２取心工具的基础上 ， 根据 《 糊 嘲—————＿—●———一 《
过 程 中 ，出现 了井 径严 重扩大 ，取 心 收获 率
岩采用１３ ／ 泵排量 ；疏松砂岩、破碎性地层和砾 ５ 、总的来看，土 质均匀，隧道变形对地表 ／ 泵排量配合间歇干钻 。 通过 分析 ，影 响 井径扩 大率 的 因素 有以 石层采用 １ ３ 影响较大，体现了浅埋隧道的特征。 ３ 取芯钻进 ：采 用低转速 ，进 尺慢时 钻压 ． 下几点 ：地 层岩性 松软 易碎 ；钻井液体系防塌 ６ 、通过监测 ，可得到如下经验：一般当监 和防冲蚀性能不好 ；钻具 结构中有造成冲蚀的 可以加大 ，蹩跳钻 严重时 减小钻压 ，选择 合适 测断 面距离掌子面大干４ 米时 ，监测断面 处围 Ｏ 大直径部分 ；、钻 井参数没有根据地层情况 合 的割芯 点。破 碎性 地层和砾石层每筒少取 ，以 岩就 基本稳定了。进 口端容许拱顶下沉速率大 理变化 ；钻头水 眼小、不等径、泵压高射流对 保证收获率为原 则。 ０ ｄ 出口端约小 ，当下沉速率超过 容 ４ 起钻 ： Ｉ ． 档起 钻 ，轻坐转 盘 ，平 稳操 概 为１ｍｍ／ ， 井壁的冲刷作用大 ；穿过 油层时 ，由于地层松 许值时 ，一定要加大监测频率 ，掌握 围岩的 变 软 ，常规排量下仍能冲大 井眼。取心收获率低 作。
浅谈软弱易冲蚀地层钻探施工技术
建 设 用 地 供 给 潜 力 等 四种 方 法确 定 收 储 规 模 。
４ ． ６ 收储时序的确定
综合 近 三 年 每 年 实际 土 地 供 应 量 和 城 市 总体 规 划 测 算 的
有 土地 收 购储 备 暂 行 办 法》 将 土 地 收 购储 备 的 范畴 细 分 为 １ ４ 用地 需 求 ．将 符 合 市 区两 级 国 民经 济 和 社 会 发 展 第十 二 个 五 类． 为 增加 规 则 的 可操 作 性 ． 结合 焦作 实 际 对 收储 土 地 重 新 划 年 规 划 纲 要 ： 焦 作 市城 市近 期 建 设 规 划 （ ２ ｏ ｉ １ ～ ２ ０ １ ５年 ） ： 焦 作
现 以 下三 个 问题 ： 矿 心污染大 、 岩 石取 心 率低 和 护 壁 难 度 大
４ － ３ 收储范围及分类
《 土地 储 备 管 理 办 法 》 （ 国土 资 发 ［ ２ ０ ０ ７ ］ ２ ７ ７号 ） 第十条 明
确 规 定 下列 ５类 用 地 土 地 可 以纳 入 土地 储 备 范 围 ， 《 焦作 市国
方面， 见图１ 。
软 弱易冲蚀 地层钻 探 施工技 术
软 弱 易冲 蚀 地 层 和破 碎 地 层 等 。 这 些 复 杂 地 层 的岩 石 非 常松 软， 且 易破 碎 ． 通 常 在 进 入 内管 之 前 就 受 冲洗 液 的影 响 而被 冲 蚀 。 当这 些地 层 岩 心进 入 到 内管 以后 ， 由 Ｌ Ｄ ２ Ｏ １ ４ ／ ３
能源 ・ 地矿
浅谈软 弱 易冲蚀 地层 钻探 施 工技 术
尹朝兴 （ 广西壮族自 治区 三一０ 核 地质大队， 广西 桂林５ ４ １ ０ ０ ０ ）
【 摘 要 】 当前， 钻探施工技术在 复杂地 层的钻 探作业 中占据着 非常重要 的作用。 由于软弱易冲蚀地层的岩石非常松软 ， 又很容 易破碎 ， 且软弱
应用全封闭取心技术提高松软破碎地层岩心收获率
应用全封闭取心技术提高松软破碎地层岩心收获率
李兵;吴尚利
【期刊名称】《钻采工艺》
【年(卷),期】1994(017)001
【摘要】针对四川松软破碎地层岩心收获率普遍偏低现状，研制出全封闭取心工具。
近两年的试验初见成效。
文中介绍了工具结构原理和使用工艺流程以及现场试验情况。
【总页数】4页(P11-14)
【作者】李兵;吴尚利
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】TE244
【相关文献】
1.应用新型PDC取心钻头提高坚硬破碎地层岩心收获率 [J], 孔志刚
2.提高松散地层取心收获率技术 [J], 张国丽;罗军;王俊明;杨立文
3.提高碳酸盐岩破碎地层取心收获率技术 [J], 李伟成;陈晓彬;陈立;饶晓东
4.提高岩心收获率的新型取心工具 [J], 许俊良;周煜辉
5.破碎地层全封闭取心技术研究与应用 [J], 李鹏
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大庆油田松软地层密闭取芯技术的应用
2019年09月斜的功能，先是打开侧面，然后在窗口的那个地方钻出新的井眼，再把尾管放置于井下，则完成了一个工艺技术。
进行侧钻技术前要对下井的人员还有有关的机器装备进行优化，在实施工程之前，掌握好风险的概率以及伤害程度，并制定相应的应急对策，减小难度。
如果转盘扭矩过大会造成倒塌的后果，因此需要依据上一次侧钻的程度来开展下面侧钻工作，避免反复性失误。
水平井需要在加钻加井的条件下，通过调节井眼的走向，然后将施工的步骤进行系统的对接，实现将工期减小的标准。
进行侧钻能够促进修钻水平井工作的顺利实施。
伴随着勘探开发油田的技术持续进步，油井出现意外状况的次数也会减少，科学高效的使用修井技术，就会减少井下油田的工作出现的风险。
2.5解卡技术探究在油田井工作大修施工的过程中，经常采用的接卡技术有，憋压恢复循环接卡和长期神庙接卡方法。
憋压恢复循环接卡法是指在工作过程中，万一出现了砂卡，就应该在最短的时间内将泵打开，要是没有恢复循环，就可通过憋压的方法打开然后消除卡钻。
在憋压的时候，要注意安全，跟管线联系起来的部分要保证扣紧，操作人员在工作过程中，要系好安全带，避免套管滑落伤害到维修的工作人员。
长期悬吊接卡计数法指的是井下钻卡是因为胶皮桶上，胶皮块卡钻的影响。
这样就可以通过处理胶皮然后产生相应的性能，在井口处拉扯管柱，使得胶皮能够流动比较长的一段时间，这样实现解卡的效果。
在施工期间，要多注意悬挂的重量的变化，保障它能拉力，促进蠕动，从而能够实现继续解卡的功能。
2.6套管取换方面探究进行套管取换，在最开始的时候，是被用来修复浅层部位暴露出来的套管，还有破损或者形状改变的套管故障的技术。
这个技术，准确来说，是将受到破坏的井修复彻底的一种技术。
套管取换技术利用工具，钻铣套管等四周的水泥环还有一些石头，让它能够自主的运动。
利用工具将受损的部位的上面还有下面合适位置的套管，截取下来到地面，然后利用工具补接上新的套管，这样才能完成新旧套管的连接。
国外钻井取心新技术一!!!
结的岩心极其可靠 , 它还适用于破碎或易于卡心的 地层 。液压提升设备可与铝合金和玻璃钢内筒配合 使用 , 也 可 与 常 规 的 和 螺 纹 加 强 的 取 心 筒 配 合 使用 。
8. HP/ HT 高压/ 高温取心技术 从高压井眼里安全而成功地获得岩心 , 需要将 岩心筒长度限制在 9114m 内 , 这是由于被圈闭着的 气会引起事故 。 在内岩心筒卸扣期间 , 悬挂着的岩心筒可能会 终止卸扣而突然冒气 , 引起伤害 。把岩心提到地 面 , 内岩心筒里的圈闭高压气体可能爆炸 。如果在 两个低渗透性的页岩夹层间圈闭的是高压沙岩 , 这 种情况发生的机会较多 。解决这一高压的简易办法 是在内岩心筒上钻孔 , 但是 , 如果作用在岩心顶部 的液体压力增加 (如提升内岩心筒时) , 这种方法 取心成功的把握并不大 。 鉴于此 , 贝克休斯公司设计了一种 “永久孔” 技术 , 借助某种方式控制这些高压流体 , 即使在高 压井里进行长筒取心也能成功 。在铝合金内岩心筒 钻孔使用了压力释放检查阀 (见图 1) 。这种检查 阀由小球和球座组成 , 在取心钻进期间允许内岩心 筒里的静水压力流出孔 , 防止循环钻井液进入内岩 心筒 , 而在起钻时允许高压空隙流体安全流出 。
(收稿日期 : 2000 - 03 - 07 ; 修改稿收到日期 : 2000 - 06 - 13)
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国外取心技术
1. 胶体取心技术 胶体取心可以保护岩心和提高储层资料的真实 性 , 其应用范围较广 。这种取心方法有利于复杂的 岩性分析和储层评价 , 可采用标准取心设备取心 。 在取心开始前 , 胶体与钻井液是不相混合的 , 一旦形成岩心 , 胶体就被进入内筒里的岩心顶替出
提高松散地层取心收获率技术
松散 和极松散油层 以锦 １ ６块 、 ４ 锦 ５块 、 欢
的搅 动阻 碍作用 ， 影响岩 心进筒 。
２ ３ 取ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 工艺对岩 心收获率 的影 响 ．
１７块 和齐 ４ 的大凌 河油 层 、 ２ ０块 兴隆 台油 层 为 主 ， 储集 层基本上 为不胶 结或胶结 很差 的油砂 。
在 松散地 层 、 含砾 砂 岩地 层 中取 心 钻进 时 ， 岩 心极 易发 生堵 塞 、 冲蚀 、 动 等 问题 。在松散 地 层 搅 中不适 当地采用 中硬地层 的钻进 参数 和操作规则 ， 对 岩心 收获率也 有 明显影 响 。
第 ｌ 增 刊 ７卷
２１ ０ ０年 １ 月 ２
文 章 编 号 ：１０ ６ ３ （ｏ ｏ Ｓ ０ ６－ ５ ５ ２ ｌ） Ｏ－０６ １２一ｏ ２
特 种 油 气 藏
Ｓ ｅ ｉ Ｏｉ ａ ｄ Ｇａ ｓ ｒ ｏｒ ｐ ｃＭ ｌ ｎ ｓ Ｒｅ ｅ ｖ ｉ ｓ
Ｖｏ ７ Ｓ ｐｐ Ｌ １ ｕ ．
１３ ６
销装 置 、 位接 头 、 挂分 流装 置 、 定 悬 内筒 清洗 装 置 、
（ ）采 用 液 力 加 压 割 心 装 置 ， 高 割 心 可靠 ４ 提 性 。采 用 液力 加压 割 心装 置 ， 心剪 切 力 大 ， 割 岩心 爪 易 收缩 ， 高 了割心 可靠性 。 提
扶 正器 、 外简 、 内筒 、 心爪 和取 心钻头 组成 。 岩 （ ）改 进钻 头结 构 ， ２ 降低岩 心 冲蚀 。松散地 层 和含砾 松散地 层胶 结 性 差 ， 易 被 冲 蚀 ， 心 钻 头 极 取 的结构形 式应 具有 保护 岩心 的作用 ， 即采用 减少 内
复杂地层金刚石绳索取芯钻进的应对技术措施
复杂地层金刚石绳索取芯钻进的应对技术措施摘要：介绍了通过金刚石绳索取芯钻进在复杂地区所遇问题及采取的相应措施。
关键词：绳索取芯；复杂地层；技术中图分类号：tu74 文献标识码：a 文章编号：随着金刚石绳索取心钻进技术的推广，在易塌、易漏、易斜和难取心等地层的钻进工作量也相应增加。
显然，研究在这些复杂条件下的钻进技术措施，对扩大绳索取心钻进的使用范围，有着巨大的现实意义。
1、钻进塌、缩、漏等杂地层绳索取心钻进遇到松散破碎、胶结差或吸水膨胀的水敏地层时，经常会出现泵压升高，排粉难，孔壁失稳和钻杆折断等现象，要突破复杂地层的难关，笔者认为必须采取下列综合措施：1.1采用多级口径和多种钻进方法：根据岩层的复杂程度和孔深情况，在确定钻孔结构时，上部可以适当增大钻孔直径到91或110mm，采用合金钻头钻进，然后下人必要的技术套管，换φ75mm 绳索取心钻具通过复杂层。
当钻孔较深，地层又稳定，则可用φ60（或φ59）绳索取心钻具钻至终孔。
如果上部地层条件允许，也可考虑采用无岩心钻进．这样做可提高纯钻时间利用率，提高台效。
有利于快速通过复杂层，缩短施工周期，降低钻探费用。
这种多径成孔的结构，既可发挥上部地层用合金钻进或无岩心钻进的优越性，又可避免用单一小口径绳钻钻进难以达到地质要求和设计孔深等问题。
1.2采用超径钻头，适当增大钻具与孔壁间隙。
如正规的s75绳钻钻具，其钻头外径为φ75mm，扩孔器外径为φ75.5mm，外管为φ73mm。
这样，扩孔器与外管问的间隙只有1.25mm，考虑实际情况，可能增大到2mm左右。
间隙太小，在复杂孔段就容易出现排粉困难、泵压高和孔壁失稳等情况。
这时若将钻头外径增大2～2.5mm，则钻头直径相应为φ77～φ77.5mm，扩孔器外径为φ77.5～φ78mm。
这样，扩孔器外径与外管间隙可蝉大到2.25～2.5mm，实际情况还可能增大到3～3.5mm．钻孔环状间隙在钻杆部分则更大一些，间隙加大以后，上述—系列问题，就能得到较好地解决。
松软泥砂地层取心钻具的设计及应用
松软泥砂地层取心钻具的设计及应用陈云龙#"阮海龙#"朱慈广!"欧阳志勇#"李春#%#>北京探矿工程研究所"北京!#"""$1#!>山西省地质工程勘察院"太原!"1""!-&摘!要 针对松软泥砂地层取心率低的问题 研究设计了内筒超前底喷单动双管钻具 介绍了该钻具的关键技术及其结构 并通过现场试验验证了这种新型钻具在该类松软泥砂地层中的适应性 同时总结了相应的钻进工艺 为以后该类松软泥砂地层钻探取心提供技术装备支持关键词 泥砂地层 底喷 单动双管 钻具中图分类号 +21->-1文献标识码9文章编号 #""7!$!?%!"#$&"2""!2"1!收稿日期!"#$"##"!作者简介陈云龙%#7$%8&"男"江西高安人"核燃料循环与材料专业"硕士"工程师"从事金刚石钻头,钻具的设计及制造工艺研究工作"@;0,A B $C DB >"##"#21>C E 0!#!引言目前"常规单动双管钻具在陆地钻心钻探方面已得到了广泛应用"岩心采取率高"施工质量好!但对于破碎,易蚀等复杂地层"常规单动双管钻具往往难以达到取心要求'#"!(!破碎,易蚀地层种类多而复杂"需要具体情况具体分析"一种取心钻具很难通用在所有破碎,易蚀等复杂地层上"比如松软泥砂地层!当然"也有针对松软地层研制的超前单动双管取心钻具"并取得了一定的效果"但是所获岩心质量及采取率未能达到现场实际要求!因此"需要针对性地研制一种适应松软泥砂地层的取心钻具"解决该类地层岩心采取率低的难题"也为以后该类地层钻探取心工具选型提供参考依据!$!地层情况及取心难度分析根据山西省地质工程勘察院现场前期实钻资料"地层情况大致为一碰即碎的松软泥砂地层"取心难度很大!现场主要使用了两种取心钻具"常规及超前单动双管钻具!常规单动双管钻具几乎无法获取岩心"超前单动双管钻具平均岩心采取率为11&!岩心丢失严重"严重影响岩心采取率及质量!笔者根据地层特点从岩心堵塞,冲蚀等方面进行了分析"具体如下$%#&常规单动双管钻具方面"钻进取心过程中冲洗液对岩心冲蚀大"岩心在进入取心内筒前就已被冲蚀"无法形成完整岩心!即使有少量的岩心进入内筒"也会因为卡簧无法卡住松散的岩心造成岩心丢失!%!&超前单动双管钻具方面"根据现场描述"取心钻具经常会出现钻进">10左右就会出现钻压有所升高"但是泥浆泵压力还是很稳定的情况!因此"大致可以判断取心过程中岩心在取心内筒中出现了堆积,堵塞的情况!这是因为取心过程中随着岩心进入取心筒中高度增加"筒内的岩心与取心筒内壁的摩擦阻力增加"当总摩阻力达到一定数值时"取心筒下部的岩层受力达到极限状态"不再进入取心筒内!进入取心筒的岩心像)瓶塞*一样阻止下部的岩层进入岩心筒"就出现了)桩效应*'1(!对于松软泥砂地层来说"由于岩层本身相对松散"产生)桩效应*后机械钻速变化很小"不易被发现"容易造成岩心丢失!%!取心钻具设计方案笔者通过对上述地层条件和取心难度分析"总结出了岩心堵塞,冲蚀扰动以及丢失三个导致岩心采取率低的主要因素"针对这三个因素开展技术攻关"提出了这类松软泥砂地层取心钻具设计方案!!>#!取心钻具关键技术设计!>#>#!防岩心堵塞技术攻关针对岩心堵塞的问题"可采取射流方式来缓解"通过延迟产生)桩效应*的时间来解决!%#&射流机构射流原理如图#所示!当流体!#在"#的高速下进入特殊形状容腔"会在容腔喉部%,处&形成负压"对周围流体形成抽吸作用"最终携带被吸入的流体!!以"!的速度混合成流体!1从出口流出!,处负压越大"射流效果越好!图$!射流原理图笔者优化设计了射流机构的水力参数!射流机构设计如图!所示!泥浆泵排出的高压冲洗液通过射流机构时"会形成如图!中箭头所示的流向!在钻具内筒中形成真空吸力以诱导内筒中的冲洗液向上流动"给内筒中岩心一个上浮力"减少岩心进入取样内筒阻力!有效缓解岩心在取心筒中的堵塞"提高岩心的采取率!同时"阻隔泥浆倒灌取样内筒"不会对进入取心内筒的岩心造成扰动!图%!射流机构设计图%!&取心内筒产生)桩效应*临界条件为#$1%- &%#&式中$#为样品长度临界值#%为取样筒内径"0# &为砂层与取样筒内壁间的摩擦系数!由于取心直径已有要求"因此"根据式%#&通过减小岩样层与取样筒内壁间的摩擦系数延迟产生)桩效应*的时间来增加取样长度"从而达到提高取心率的目的!因此"采用耐磨减阻镀层防堵取样内筒'-("该内筒内壁光滑%表面粗糙度#">-#0&"其硬度接近硬质合金的硬度"可以同时满足减少岩样堵塞提高岩心采取率及增加取样内筒使用寿命的要求!!>#>!!防岩心冲蚀扰动技术攻关针对岩心冲蚀扰动的问题"可采取超前压入提前保护底部岩层以及避免冲洗液直接冲刷底部岩层的方式辅助内筒单动来解决!%#&内筒超前管鞋及底喷钻头内筒采用管鞋超前设计!管鞋超前就意味着内筒最前端管鞋具有)吃入*地层的能力"否则将会影响整体钻进取心效率!因此"将以往取心钻具中的卡簧座进行优化设计"使其既能放置岩心卡取工具又能高效)吃入*地层!钻头采用底喷隔水设计!钻头底部采用特殊隔水装置"使内筒超前管鞋与钻头间的隔水间隙通水阻力加大!只有少部分的冲洗液流经此隔水面至钻头底唇面冷却内筒超前管鞋和起润滑作用"不冲蚀岩心根部"有利于岩心的形成#大部分冲洗液经钻头底喷眼流至井底"冷却钻头后进行循环!内筒超前管鞋及底喷钻头配合如图1所示!图!!内筒超前管鞋及底喷钻头配合示意图%!&单动机构主要是为了使内筒不跟随外筒转动"内筒超前管鞋在不回转的情况下先压入地层"减小先期对底部岩层的破坏!同时"有效阻止冲洗液对底部岩层的冲刷"有利于岩心的形成!另外"岩心进入内筒之后"减少内筒与岩心摩擦以及保持岩心原状"延长取心内筒使用寿命!!>#>1!防岩心丢失技术攻关针对岩心丢失的问题"鉴于这类松软泥砂地层"卡簧几乎已失去原有功效"改用爪簧代替%如图-所图"!爪簧设计图示&!另外"也可通过上述射流方式产生真空吸力来减少岩样掉落风险!!>!!取心钻具结构!!通过突破上述关键技术"研制设计了内筒超前底喷单动双管钻具%型号$':;/<<"#"以下用型号简称&"结构如图%所示!#>外管接头#!>单动机构#1>射流机构#->外筒#%>内筒#2>扩孔器#4>内筒短接#$>内筒超前管鞋#7>钻头图&!内筒超前底喷单动双管钻具结构示意图!!现场使用情况1>#!钻进设备及钻进工艺1>#>#!钻进设备试验采用F ;#地质岩心钻机"配备$%"00常用地质钻杆#G H ;!%"型柱塞式泥浆泵"多挡变速变量"可根据地层实际情况选择需要的泵量#我单位的':;/<<"#型钻具%取心筒长度!0&!1>#>!!钻进工艺针对这种不易成心的松软泥砂地层"转速控制在#""I -0A J 左右#钻压%$#"./#泥浆泵排量%!K -0A J "泵压">%$!>"*+,#泥浆密度#>#3-C 01!1>!!取心钻具使用情况钻至目的层后"取心钻具下入试验井"钻具到达井底后"循环泥浆"开始正常钻进取心!试验钻进!>"0"钻压一直稳定在2./左右"泵压稳定在#>"*+,左右"直至钻完一回次!钻进取心进尺!>"0"采获岩心长度#>220"岩心采取率$1&!为了减少偶然性"现场决定再进行两回次的试验"钻进取心过程一样"采获岩心长度分别为#>420与#>4#0"岩心采取率分别为$$>"&与$%>%&!现场获取的岩心样品如图2,4,$所示"取心钻具使用情况对比见表#!图'!原有超前单动双管钻具获取的岩心样品图(!)*+,--#$型钻具获取的岩心样品综上"对比两种不同取心钻具所获取的岩心样品质量以及表#所示的岩心采取率"':;/<<"#型图.!)*+,--#$型钻具获取的岩心样品钻具的优势极为明显"表现为以下两点$%岩心质量方面"原有超前单动双管钻具获取的岩心较松散#而':;/<<"#型钻具所获取的岩心相对比较完整"而且从图$左图可以看出"岩心样品扰动很小"基本保持了岩心原状!&在同区域相同地层中':;/<<"#型钻具岩心采取率远高于超前单动双管钻具"总进尺20"获得岩心%>#10"平均岩心采取率为$%>%&!较超前单动双管钻具增加了%!>%&"提高了#%7&!表$!取心钻具使用情况对比表取心钻具类型回次进尺-0岩心长度-0岩心采取率-&原超前单动双管钻具11>"">7711>"':;/<<"#型钻具#!>"#>22$1>"':;/<<"#型钻具#!>"#>42$$>"':;/<<"#型钻具#!>"#>4#$%>%!!通过此次试验发现"对于松软泥砂地层"使用':;/<<"#型钻具极大地提高了岩心采取率"保证了岩心质量!基本满足现场对于岩心质量及采取率的要求"试验效果令人满意!下转第!%页钻杆长度的!%&!起拔器的起拔力主要取决于液压系统的压力和起拔油缸的有效作用面积"以'()土壤取样钻机为例"'()土壤取样钻机所配液压系统的额定工作压力为#"*+,"额定起拔力为-"./的起拔器的起拔油缸活塞直径为%"00"活塞杆直径为1200#额定起拔力为2"./的起拔器的起拔油缸活塞直径为2100"活塞杆直径为-%00!!!钢球夹紧液压起拔器试验试验场地选定为临近河边的场地"地层为回填土"地下超过%0为湿泥"黏性比较大!选用的钻具外径为2"00"钻杆外径%#00"实验深度为%0时"通过液压绞车起拔钻杆顺利提出!实验深度超过$0时"利用液压绞车难以起拔"绞车的支撑架发生变形!液压绞车额定拉力为#"./"加装一个动滑轮"使得实际拉力达到!"./"质量2".3!实验深度达到#%0时"使用钢球夹紧起拔器起拔钻杆"顺利提出"起拔出来的钻杆裹满黏性湿泥!由于只带了#4根钻杆"最终实验深度为#40!利用钢球夹紧液压起拔器起拔钻杆时"一次可起拔多根钻杆"且省掉桅杆结构"进一步减轻钻机整体重量!"!结语钢球夹紧液压起拔器与传统的液压绞车相比"其优势在实际应用中非常明显"主要体现在$ %#&有效地降低了钻机的整体重量"优化了钻机整体结构"降低了操作者劳动强度!同样是输出-"./的起拔力"使用液压绞车起拔时"仅液压绞车的质量就达到#"".3左右"如果再算上绞车的支撑架部分"质量可达#1".3"超过钻机整体重量的%"&"给操作者移动钻机带来极大的劳动强度!而使用起拔力相当的钢球夹紧液压起拔器"整体质量仅为1".3"而且还可以省掉桅杆结构"进一步减轻钻机整体重量!%!&当遇到钻杆被卡住时"使用液压绞车起拔钻杆会有断绳的危险"由于钢丝绳是一个弹性体"一旦出现断绳"会对旁边的操作者带来极大的危险!使用钢球夹紧液压起拔器时"钢球只是钻进钻杆"起拔力由液压油缸提供"不存在危及操作者的危险!参考文献'#(!倪江生5液压缸机械锁定问题的研究'6(5液压与气动"#77-%#&$!-8!25'!(!倪江生5钢球锁紧式液压缸的设计计算'6(5机械设计"#772%#!&$##8#15'1(!汤凤林"95!5加里宁"段隆臣5岩心钻探学5第!版'*(5中国地质大学出版社"!""75'-(!王达"何远信5地质钻探手册'*(5中南大学出版社"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""!"#-5上接第!$页"!结论%#&对于这种松软泥砂地层"钻进取心过程中产生)桩效应*的可能性很大!一旦产生"取心过程中很不易发现而继续钻进"最终产生岩样的丢失"影响岩心质量及采取率!%!&针对实际地层取心难点"结合现场对于岩心质量及采取率的要求"在以往科研的基础上"有针对性地进行了结构与功能优化!':;/<<"#型钻具很好的实现了松软泥砂地层高质量钻进取心要求"解决了松软泥砂类地层岩心采取率低的难题"为以后在该类地层钻进取心钻具选型提供了更多的选择!%1&':;/<<"#型钻具回次进尺长度可达!0"在保证较高岩心采取率的同时提高了钻进取心效率"能有效的控制钻井成本"取得较好的经济效益!%-&文中所述钻进取心工艺针对性较强"其它区域类似地层钻进取心可将之作为参考"但最终还是得根据现场实际情况选择最合理的钻进取心工艺!参考文献'#(!李海石"符国强5钻进取心技术'*(5北京$石油工业出版社"#7715'!(!贾正海"肖引学"魏佩忠"等5金刚石单动双管钻具的常见问题及改进措施'6(5探矿工程%岩土钻掘工程&"!""#%=#&$#%4#%$5'1(!鄢泰宁"补家武"陈汉中5海底取样器的理论探讨及参数计算+++海底取样技术介绍之五'6(5地质科技情报"!""#"!"%!&$#"1#"25'-(!欧阳志勇"秦承春5新型钨合金镀层防堵岩芯管的研究和应用'6(5西部探矿工程"!"#2"!$%2&$#-#25。
破碎松软地层取心钻头孔底流场数值模拟及应用
摘
要： 复杂地层 取心和孔壁稳定一直是 困扰 地质 钻探 界的 ２大技术 难题 。以汶川 地震 科钻为例 ， ５个钻孔都在 断
裂带上 ， 地层 极破碎 、 松软 。针对部分 孑 Ｌ 段取心率低 问题 ， 设 计一种新 型 阶梯式 隔水底 喷取 心钻头 ， 利用 Ｃ Ｆ Ｄ技 术
对钻头孔底流场进行数值分析 ， 优化钻头排水槽结 构 、 泥浆性 能和水力参 数 ， 寻找一 种最佳组 合 ， 为提 高岩心采取
ｅ ｘ ｔ ｒ ｅ ｍｅ ｌ ｙ ｂ ｒ ｏ ｋ ｅ ｎ ａ ｎ ｄ ｓ ｏ ｆ ｔ ．Ａ ｎ ｅ ｗ ｔ ｙ ｐ ｅ ｏ ｆ ｓ ｔ ｅ ｐ ｐ ｅ ｄ ｂ ｏ ｔ ｔ ｏ ｍ ｊ ｅ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｔ ｉ — ｅ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｒ ｅ ｂ ｉ ｔ ｗ ａ ｓ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｅ ｄ ， ｎ ｕ ｍ ｅ ｒ ｉ ｃ ｌ ａ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｗ ａ ｓ
Ｎｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｓ ｉ ｔ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｂ ｏ ｔ ｔ ｏ ｍ Ｆ ｌ ｏ ｗ Ｆｉ ｅ ｌ ｄ ｏ ｆ Ｃｏ ｒ ｅ Ｂｉ ｔ ｉ ｎ Ｂｒ ｏ ｋ ｅ ｎ Ｓ ｏ ｆ ｔ Ｆ ｏ ｒ ｍａ ｉ ｔ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ／ＷＵ ｉｎ ｆ —
率、 预 防堵 心 ， 提高孔壁 的稳定性 奠定 基础 。 关键词 ： 破碎松 软地层 ； 防冲蚀取心 钻头 ； 金刚石钻 头 ； 流场 ； 数值模拟 ； 结构优化 中图分类号 ： Ｐ ６ ３ ４ ． ４ １ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ６ ７ ２— ７ ４ ２ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７— ０ １ ０ ７— ０ ４
ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ ，Ｃ Ｈ Ｅ Ｎ Ｌ ｉ — ｙ ｉ ， Ｚ Ｈ Ａ Ｎ Ｇ Ｗｅ ｉ （ １ ． Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ｄ ｕ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ｄ ｕ Ｓ ｉ ｅ ｈ ｕ ａ ｎ ６ １ ０ ０ ５ ９ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ． Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ
胜利松软地层密闭取心技术在盘2-检1井的应用
较多易发生堵心 ， 取心难度大。通过工具优选 、 参数优化 、 钻井液体 系、 密 闭 液 体 系优 选 和 相应 的技 术 措施 ， 全井 密 闭 取 心进 尺 ７ ５ ． ４ ５ ｍ， 心长 ７ ３ ． ５ ４ ｍ， 收获率 ９ ７ ． ５ ％， 密闭率 ８ ３ ． ０ ８ ％， 使该井密闭取心作业得 以顺 利完 成 。取 心 指标 达 到 本 地 区 密 闭取 心 最好 水 平 ， 为该 区块 稠 油 油 藏方 案 编 制 以及 油层 的开 采提 供 了直 接 依据 。
地质储量 １ ５ ８ ５ 万 吨， 占盘 ２断块区总储量 的 ８ ３ ％。盘 ２ 一 检 １ 井位 于断块区内的盘 ２ — ２ ６断 块 ， 该断块含油面积 ０ ． ６ ５ ｋ ｍ ， 地 质 储 量 约
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过程 中， 通过采取一 系列技术措施 ， 选择合适的密闭取心工具、 取心钻头， 采用油基密闭液， 优化钻 井参数 ， 在沙三段砂岩 中密闭 取 心进 尺 ７ ５ ． ４ ５ ｍ， 心长 ７ ３ ． ５ ４ ｍ， 收 获率 ９ ７ ． ５ ％， 密 闭率 ８ ３ ． ０ ８ ％， 创 造 了临盘 油 区浅层 松软 地 层 密 闭取 心 最好 成 绩 。 关键词： 密 闭取 心 ； 取心工具； 取心收获率； 现场应用 随着油 田开发期 的不断延长 ， 注水 、 注聚合物 、 注气等增油措施 的实 施 和 主 力油 田采 出程 度 的 日益增 加 ，地 下 情 况 发 生 了 很 大 变 化， 地 层疏 松 、 胶 结性 差 、 孑 Ｌ 隙度 大 、 渗 透 率 高 。 目前 地层 综 合 含 水 ， 渗透率和压降均居高值 ， 多数油 田综合含水高达 ９ ５ ％以上 。采用原 有 的 常 规取 心方 式 已不能 获 得 理 想 的取 心 效果 。为 此 ， 胜 利 石油 管 理 局 钻 井 工 艺 研 究 院研 制 开 发 了适 应 浅 井 上部 松 软 地 层 且 能 保 持 岩 心 原 始形 状 的新 型 取 心技 术 —— 松 软 地 层保 形 密 闭 取 心技 术 ， 为 高含 水 、高 渗透 率 及 特疏 松 地层 获取 准 确 的 油层 特 性 参数 资 料 ， 提 供 了技 术保 障 。 密 闭取 心作 业 能够 在 岩 心形 成 过程 中用 密 闭液把 岩 心 保 护起 来 ， 避 免 岩心 受 钻 井液 滤 液 的 浸泡 和 污 染 。密 闭取 心所 取 得 的地 质 资料 能够 客 观 真实 地 反 映地 层 情 况 ， 能 够 准确 地 取 得地 层 油水饱和度 、 孔 隙度 、 气体渗透率等物性参数 ， 为计算油气藏储量 ， 制定开采开发方案提供可靠 的依据＿ １ １ 。盘 ２ 一 检 １ 井是 中石化西南石 油局临盘钻井分公司在盘河断块区的西北部 ， 临 邑大断层 的上升盘 施工 的重 点 密闭 取心 井 。取 心 层 段 沙 三段 地 层 岩性 松 散 、 钻 遇 夹 层
在松散、缩经地层使用SA75绳索取心钻具加大钻头实践和效果论文
在松散、缩经地层使用SA75绳索取心钻具加大钻头的实践和效果【摘要】针对第三系煤田地质勘探中地层松散，易坍塌、掉快、缩径的问题，利用sa75绳索取心钻进技术并将钻头、扩孔器加大，再通过相应的技术措施，取得了质量高、效率高、效益好的成果。
【关键词】勘探;松散;缩径;采取率;钻头加大0.概述2009年-2010年，我单位在黑龙江省东部进行煤田勘探。
该矿区地层属第三系地层，岩石胶结松散、易坍塌、掉块、缩径，孔壁极不稳定，地层较为复杂，施工难度大，风险高，钻探成孔难、取心难、测井难。
尽管如此，经过研究论证，并进行周密准备和精心施工，终以优质高效完成了项目施工，满足了各项指标。
取得了较好的技术经济效果。
1.矿区及地层情况本勘探区为第三系地层，主要由泥岩、粉砂质泥岩、砂岩、粉砂及细砂岩、砂砾岩、煤等组成，属弱胶结或半胶结、代成岩。
岩石松软，胶结疏松。
2.钻孔设计及技术要求我们施工的zk0506钻孔,设计孔深1000m,终孔直径不小于75mm,直径钻进。
要求岩(矿)心采取率:岩心采取率不低于65%,煤心采取率不低于75%。
钻孔弯曲度:每钻进100m测顶角一次,顶角每百米间距内不超过2°。
3.钻探工艺选择经过考察当时正在施工的2台钻机的施工情况,其钻探工艺是采用直径91mm普通双管钻进,因环状间隙大,既可用浓泥浆护壁防坍塌,防掉块,防缩径,又可以更有效地处理缩径。
不足的是岩(矿)心采取率低,岩(矿)心完整度差,很少见柱状岩心,达不到相关质量要求。
另外由于普双钻进上钻频繁,对钻孔孔壁稳定不利.综合上述各方面因素,我们决定选择sa75+5,绳索取心钻探工艺,即采用sa75绳索取心钻杆,钻具,而只是将钻头,扩孔器就扩大至81mm,这样既可以利用绳索取心钻进的效果好,成孔效果好,以及高效率,又可因增大了环状间隙而采用浓泥浆进而有效地预防钻孔坍塌,掉块,缩径,也可以说这种钻探工艺是采取了普通双管钻进和绳索取心钻进的长处,而同时克服了它们的不足。
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!国外石油机械#国外松软地层取心技术浅谈杨玉坤Ξ 成 伟(胜利石油管理局钻井工艺研究院) 摘要 松软地层取心是石油钻井取心作业中的难点,施工复杂,往往不易得到理想的效果。
目前国外发展成熟的松软地层取心技术,一般使用全封闭工具,能适应井下地层的变化,可靠性高,其上部实现割心动作的方式有液力式和机械式,下部使用两类岩心爪以适应不同地层的要求,配用相应的取心钻头,岩心进筒阻力得以降低。
该类工具应用范围广,可靠性高,但用于一些特殊松软地层的取心,使用效果并不理想。
关键词 松软地层 取心工具 结构分析引 言在岩石胶结性好、易于成柱的硬地层完成取心的各项技术现已较为成熟,其中自锁式取心工具使用稳妥、方便,能够保证满意的岩心收获率和岩心质量。
相比之下,在松散、胶结性差、易破碎、易水化、高含水等松软地层取心,难度大,施工复杂,往往不易得到理想的结果。
虽然目前发展的各种松软地层取心技术,在某种程度上满足了现场使用要求,但松软地层取心仍属未完全解决的世界性难题。
松软地层取心技术在每个环节都提出了更高的要求。
要想获得理想的效果,必须克服易堵心、丢心等现象,该项技术必须达到以下基本要求:(1)取心钻进中必须使岩心顺利进入岩心筒,避免堵心、卡心、冲心、磨心等现象;(2)必须有可靠的割心方式,完全有效地割断岩心并封住内岩心筒;(3)在起钻中对岩心有效保护,防止岩心丢失;(4)起钻到地面,出心时防止岩心散落,保持地层原始层状。
下面拟介绍国外两项主要松软地层取心技术。
Hydro2Lift Full Closure C oreCatcher取心工具 11发展概况Hydro2Lift Full Closure C ore Catcher取心技术,即液力举升全封闭取心技术,是美国Baker Hughes I NTE Q公司为松软地层取心开发的重要技术。
上世纪80年代中期,N orton Christensen公司在Venezuela地区开发了一种新的取心方法。
后来在天气比较恶劣的墨西哥海湾的G reen Cany on184区块,在半潜式钻井平台、水深570m、井斜20°的条件下,使用当时主要用于松软地层取心的橡皮套取心工具十分困难,于是决定使用液力举升全封闭取心方法。
该方法主要有两个新颖之处:一是采用了全封闭岩心爪;二是设置了液力举升系统。
共取心5筒,前3筒收获率100%,后两筒由于钻井液原因收获率较低。
总体上获得了该地区令人满意的结果[1]。
经过改进,于90年代后期液力举升全封闭取心最终成为美国在松软地层取心的主要技术。
21结构与工作原理Hydro2Lift Full Closure C ore Catcher取心工具结构复杂,悬挂和内筒之间增加了一套液力提升系・56・2002年 第30卷 第10期石 油 机 械CHINA PETRO LE UM M ACHINERYΞ杨玉坤,高级工程师,生于1957年,1990年毕业于石油大学(华东)钻井工程专业,现从事油田井下工具科研及相关组织工作,任副院长。
地址:(257017)山东省东营市。
电话:(0546)8793041。
(收稿日期:2001-12-25;修改稿收到日期:2002-02-17)统。
为了解决松软地层割心问题,内筒下部的岩心爪设计颇为复杂。
图1和图2分别给出该取心工具的结构和工作原理。
图1 Hydro 2Lift Full Closure C ore Catcher取心工具液力提升部分1—提升轴;2—旁通套;3—外筒;4—提升套;5—锁套;6—钢球;7—滑套;8—锁块;9—弹簧;10—弹簧座图2 Hydro 2Lift Full Closure C ore Catcher取心工具岩心爪部分1—岩心爪内套;2—外筒;3—岩心爪外套;4—定位块;5—弹簧;6—全封闭蛤壳;7—卡瓦式岩心爪 为了达到提升内筒之目的,如图1,在取心钻进完成后完成以下动作:(1)投钢球6,封闭钻井液通道,滑套在液力作用下下行。
提升套4与锁套5形成的腔室压力升高,给提升套向上的作用力。
(2)滑套下行,当其外表面凹槽对准锁块8时,锁块脱出,解除锁套与提升套联系,提升套沿提升轴1上行,带着下部连接的内筒部分上行。
(3)提升套上行,当碰到旁通套2时,上顶使旁通口打开,泄流。
(4)在弹簧9的作用下,锁块8进入提升套内表面第二个凹槽,重新锁住提升套,提升过程完成。
当内筒提升后,如图2,岩心爪内套1随之上行一定距离,先后将藏于其后的卡瓦式岩心爪7和全封闭蛤壳6露出。
在弹簧5和岩心重力作用下,蛤壳截断岩心,使岩心筒内岩心处于封闭的空间状态,确保岩心的收获。
如果岩心硬,胶结强度高,蛤壳不能卡死,卡瓦式岩心爪将起到割心的作用。
Hydro 2Lift Full Closure C ore Catcher 取心技术有以下主要特点:(1)投球憋压的割心方式,避免移动钻柱,操作简便。
(2)两类岩心爪,地层适用范围大,增大割心成功系数。
(3)取心钻头、岩心爪内套和内筒系统光滑、平稳,使岩心进筒阻力小。
(4)配合抗回旋、低污染取心钻头,减少对岩心的扰动,加大钻进速度提高收获率和岩心质量。
(5)可以使用PVC 衬筒或铝合金、玻璃钢内筒,对岩心的处理更方便。
Hydro 2Lift Full Closure C ore Catcher 取心工具现场使用安装、调试复杂,工作量较大,钻进中不能接单根,内岩心筒在钻进时有可能上顶,取心过程中需要两次投球。
P osiclose 取心工具P osiclose 取心工具是Security DBS 公司为松软地层取心开发的专门技术。
该技术也是一种全封闭取心,但它不是液力提升方式。
虽然结构上有所不同,但P osiclose 工具的岩心爪部分与Hydro -Lift Full Closure C ore Catcher 工具的原理相同。
P osiclose 取心工具的割心过程也是靠提升内筒来实现的。
它的提升机构位于上部接头和悬挂装置之间,是水力解锁,机械提升的作用方式(图3)。
取心钻进完成后,投一个 38mm 钢球2,接头1内压力升高,迫使上部具有劈槽的滑套5收缩,从接头1的凸槽通过,从而脱出锁块4,解除提升接头1和外筒3的联接,然后提升钻具,可以将提升接头1及连接在下部的内筒提升。
・66・ 石 油 机 械2002年 第30卷 第10期图3 Posiclose 取心工具劈槽提升机构1—提升接头;2—投球;3—外筒;4—锁块;5—滑套由于劈槽滑套锁住和解锁的工作不是十分稳定,后来发展出弹簧结构的形式(图4)。
投球后压缩弹簧7,球悬挂6解除,上提钻具,可以将接头1、悬挂套5及下部连接的内筒系统提起30418mm (12英寸)长度,完成割心。
图4 P osiclose 取心工具弹簧提升机构1—接头;2—外筒;3—投球;4—滑套;5—悬挂套;6—钢球;7—弹簧;8—弹簧座 P osiclose 取心工具与Security DBS 公司其它工具的部件通用,在现场可以将传统的取心工具改装为P osiclose 取心工具。
该工具岩心进筒阻力小,降低了发生堵心、卡心的几率,割心时地面显示明显。
该取心工具的两类岩心爪具备适用复杂地层取心的条件,使用时常配合加长的内筒鞋和特殊设计的低侵蚀取心钻头,可以达到在松软地层条件下提高岩心收获率和岩心质量的要求。
其他取心工具除了上述取心工具以外,国外还发展了一些专门的取心工具。
上世纪80年代前,橡皮套取心工具是Christensen 公司开发的适合于松软易碎地层的取心工具,曾被大量应用,但因操作复杂、成本高、使用范围不广等原因已经渐渐减少了应用。
防堵取心工具也是上世纪90年代发展的专门在易卡心、堵心地层使用的工具,可以提高单筒取心进尺,但成本高,使用复杂。
由上述可见,不管是液力作用,还是机械作用,全封闭取心工具是国外目前成熟的、普遍应用的松软地层取心工具。
与国内的松软地层取心工具相比,其主要优点是使用范围大,能适应井下地层的变化。
同时全封闭形式,可靠性高。
但作为通用的松软地层取心工具,在对付一些特殊松软地层,如十分松散、含砾、地层不均等情况,全封闭工具没有特别的优势,使用效果并不够理想。
参 考 文 献1 Whitebay L E 1Im proved coring and core 2handling procedures forthe uncons olidated sands of the green cany on area ,G ulf of Mexico.SPE 15385(本文编辑 王志权)(上接第3页)结 论(1)采用电液伺服控制技术对钻机自动送钻模拟实验装置进行加载控制是完全可行的;(2)加载系统采用自组织模糊控制策略,提高了输出性能,在阶跃信号作用下,系统输出稳定,最大稳态误差213%,最大超调515%;动态调整时间8s ;峰值时间214s ;(3)加载系统对正弦信号的信号响应输出稳定,在9s 后即能复现正弦信号,稳态误差小于3%。
参 考 文 献1 冯冬青,谢宋和,周 勇等1模糊智能控制1北京:化学工业出版社,1998:81～832 章卫国,杨向忠,模糊控制理论与应用1西安:西北工业大学出版社,1999:49～59,108～113(本文编辑 赵连禄)・76・2002年 第30卷 第10期杨玉坤等:国外松软地层取心技术浅谈 。