《钻井取心工艺技术》课件

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取心钻井

①油基钻井液取心
目的是取得不受钻井液自由水污染的岩心，以求出较为准确的储层原始含油饱和度资料，为合理制定油田开发方案提供依据。
它适用于砂岩油田的各种地层。它能加快钻井取心速度，提高平均单筒进尺与岩心收获率。
②密闭取心
适用于以注水方式开采的砂岩油田，在开发过程中为检查油田注水开发效果，了解地下油层水情况及油水状态，以制定合理的开发调整方案，采用密闭取心工具与密闭液，在水基钻井液条件下取出几乎不受钻井液自由水污染的岩心。
②循环的钻井液经过悬挂总成的分水接头、内外筒环形空间、钻头水眼而清洗井底并携带岩屑。
③当取心钻进完毕加压割心时，上提钻具 0.4~0.5米，让加压接头的滑动部分全部拉开。
见下页继续
④加压接头的加压内台阶位于加压中心杆的球座之上，待加压钢球分次投入钻具并到达加压中心杆球座之后，下放钻具，加压内台阶就必然压住钢球。 ⑤将钻具重力通过钢球和加压中心杆传递给内筒组合的承压座上，确保悬挂内筒的销钉被剪断，并使内筒继续受压下行，迫使岩心爪沿钻头内腔斜坡收缩变形，割断并卡紧岩心，达到取心的目的。
❖ 取心钻进中要时刻注意钻压、泵压和扭矩的变化情况，做好钻时记录，准确判断工具和钻进过程中钻头的使用情况。若发现钻时猛增，转盘载荷变轻，要检查判断是否堵心，若堵心要果断停钻割心。
3）割心
㈠拔断岩心(卡瓦式岩心爪)
割心时要选在岩性较为致密胶结性好的地层。钻完进尺后停止送钻，但不停泵，以原转速旋转10min左右，待悬重恢复后，停止转盘转动，缓慢上提钻具拔断岩心。若岩心未断，则开泵循环，直到岩心断裂恢复原悬重为止。
f—方补心入转盘能进行钻进的最小方入，m。
自锁式长筒取心工具
（1）结构特点： ①与自锁式常规取心工具的结构不同点只是增加了等长的内外岩心筒，没有任何其它的特殊装置； ②自锁式长筒取心工具是适用于中硬至硬地层的取心工具； ③它的岩心爪具有较好的弹性和耐磨性，它的收缩与张开都属于弹性变形，故可多次使用。

取心技术

取心技术
取心技术是指获取地下岩(矿)心样品所使用的机具和钻进工艺方法。由于
不同的岩矿层具有不同的组分物性和结构构造,取心难易程度差异很大,为张
取心质量达到岩心钻探规范及工程技术要求,必须采用不同的取心技术方法。按
照不同的分类方法,取心技术的主要类型见下图
取心技术方法
按取心管层次结构分类
单层若心管取心、双层岩心管取心、三层若心管取心
按取心地层性质分类
松散型地层取心
土层取心、砂矿取心、砂砾石层取心
固结性岩层取芯
完整岩矿层取心、易溶易碎易磨耗地层取心、水泥及混凝土取心
特种地层取心
冻土取心、冰层取心、海底取心、天然气水合物取心、月球表层取心
按取心目的分类
常规取心
地质勘探取心、工程地质勘查取心、油气井取心
特种取心
定向取心、偏斜取心、侧壁取心、密闭取心、保温保压取心
按岩石破碎方法分类
金刚石钻进取心、复合片钻进取心、硬质合金钻进取心、钢粒钻进取心、冲击回转钻进取心
按提取岩心的方式分类
提钻取心
绳索取心
按冲洗介质循环方式分类
正循环钻进取心
提钻取心、绳索取心
局部反循环钻进取心
无泵钻进取心、喷反钻进取心、阻隔反循环钻进取心
全孔反循环钻进Βιβλιοθήκη 心水力反循环钻进取心、气举反循环钻进取心

《钻井方法及工艺》课件

循环钻井技术
循环钻井技术是指利用循环液（如水、泥浆等）将钻屑从钻孔中带出地面的钻井技术。
该技术通过循环液的循环流动，将钻屑从钻孔中带出地面，并保持钻孔的清洁和稳定。
循环钻井技术需要先进的循环液技术和钻孔设计，以确保钻孔的安全性和稳定性。
人工智能在钻井中的应用
01
人工智能在钻井中的应用是指利用人工智能技术来优化和自动化钻井过程。
02
通过人工智能技术，可以对大量的数据进行分析和处理，从而
精确预测地层结构和地下资源分布。
人工智能还可以用于自动化控制钻井设备和工具，提高钻井效
03
率和安全性。
感谢您的观看
THANKS
05
钻井新技术与发展趋势
水平井钻井技术
水平井钻井技术是指钻出一段水平或大角度的井段，通常用于提高油、气、水等资源的开采效率。
该技术通过精确控制钻头方向和角度，使钻孔在地下形成水平或大角度的延伸，从而增加与油、气、水等资源的接触面积。
水平井钻井技术需要先进的定向钻井技术和钻井液技术，以确保钻孔的精确性和稳定性。
欠平衡钻井技术
欠平衡钻井技术是指钻井过程中，利用各种方法使地层流体在井内保持欠平衡状态，以防止地层流体对钻头的冲蚀和地层压力对井壁的破坏。
该技术通过控制钻井液的密度和压力，使地层压力略高于钻井液柱压力，从而降低钻头和钻具的磨损，提高钻井效率。
欠平衡钻井技术需要先进的钻井液技术和钻井设备，以确保钻孔的安全性和稳定性。
钻井方法的比较与选择
适用范围
不同钻井方法适用于不同的地层和井深，需要
根据实际情况选择。
钻井效率
不同方法的钻井效率不同，需根据需求选择。
成本

钻井取芯技术

钻井取芯一、取芯方式按取心方式分：常规取心和特殊取心常规取心可分短筒取心和长筒取心特殊取心：1）油基钻井液取心2）密闭取心3）海绵取心4）保压密闭取心5）疏松砂岩保形取心6）定向取心二、常规取心主要目的：①发现油气层，了解含油气情况与储集特征，并确定油气层岩性、物性、厚度、面积等基础数据。

②建立地层剖面，研究岩相及生、储特征。

③了解岩性与电性关系。

2）常规取心方式：短筒取心：取心钻进中途不接单根的常规取心。

它的工具只含有一节岩心筒，结构简单。

它在整个取心作业中所占的比例最大，在任何地层条件下均可进行。

中、长筒取心：钻进中途要接单根的取心。

它的工具必须含有多节岩心筒。

中、长筒取心的目的是在保证岩心收获率较高的前提下，尽可能提高取心的单筒进尺，以大幅度提高取心收获率，降低取心成本。

2、取心工具的选择1）．不同井深条件下取心工具的选择浅井选短筒，深井中长筒。

2）．根据地层岩性选择取心工具在松散、松软地层中应选用加压式取心工具，而在中硬～硬地层以及岩心成柱性较好的软地层中应选用自锁式取心工具。

3）．根据取心方式选择取心工具3、取心钻头的选择目前，国内外钻井取心均广泛使用金刚石取心钻头。

1）．金刚石取心钻头使用效果好特别是胎体式金刚石取心钻头，能保证钻头出刃均匀。

金刚石耐磨，胎体耐冲蚀，因而钻进平稳，速度快，收获率高，使用寿命长，综合经济效益好。

2）．金刚石取心钻头适用范围广。

从极软至极硬地层，均有与之相适应的各种系列的金刚石取心钻头供选择，完全能满足各种条件下取心的需要。

3）．胎体金刚石取心钻头成型容易，加工简便，成品率高。

4、取芯工具的组成取心工具由上稳定器、分水接头、堵孔钢球、外返孔嘴、悬挂总成、内岩心筒组、外岩心筒组、下稳定器、组合内筒鞋、岩心爪、取心钻头等部件组成。

5、取心前的准备A．井眼准备（l）钻进一开始就要保持良好的井身质量，防止井斜、狗腿、键槽、台肩、缩径等。

（2）取心前的一个钻头要带打捞杯，要修平井底。

第10章钻井取心

第十章钻井取心第一节取心方式和取心工具的选择 (2)一．取心方式的选择 (2)二．取心工具的选择 (3)第二节取心钻头的选择 (4)一．全刚石取心钻头的优点 (5)二．全刚石取心钻头的分类 (5)三．国内生产的金刚石取心钻头种类 (6)四．取心钻头的结构和影响其预期性能的因素 (7)五．取心钻头的选择 (8)第三节取心工具 (11)一．常规取心工具 (11)二．特殊取心工具 (17)第四节钻井取心工艺 (24)一．取心原则 (24)二．取心的要求 (24)三．取心前的准备 (25)四．对钻井液性能的要求 (25)五．取心操作程序 (25)六．取心故障分析 (28)七．高温高压井取心 (30)第五节取心工具检修内容及标准 (31)一．取心工具质量检查与标准 (31)二．取心辅助工具 (32)三．取心工具报废标准 (32)参考资料 (32)本章着重介绍取心方式、工具和钻头的选择，取心工具技术规范，取心质量标准，取心施工程序，取心钻进参数及故障分析，取心工具检修内容及标准，高温高压井取心和特殊取心工具等内容。

第一节取心方式和取心工具的选择取心方式有常规取心和特殊取心两类：常规取心对岩心无特殊的要求，所用的工具简单，工艺不复杂，成本低；而特殊取心取出的岩心不受钻井液污染，疏松地层岩心规矩、完整并能保持其出筒前的形状，岩心能保持其地层原始状态，但其装备和工艺比较复杂、施工难度大、成本高。

因此，取心的方式应根据取心的目的、油气藏类型和勘探开发阶段的不同条件来确定。

在取心方式已定的情况下，要根据取心井眼大小、井段深浅、地层岩石软硬与胶结情况来选择相应的取心工具与取心钻头。

一．取心方式的选择1．常规取心对岩心无任何特殊要求的取心称为常规取心。

常规取心是取心作业中最大量、最常见的，无论是什么油气藏，在勘探阶段或开发阶段都要进行大量的常规取心。

（1）主要目的：①发现油气层，了解含油气情况与储集特征，并确定油气层岩性、物性、厚度、面积等基础数据。

钻井取心技术(工程技术员)

图4-2 常用的取芯钻头（a）刮刀取芯钻头；（b）领眼式硬质合金取芯钻头（c）西瓜皮取芯钻头（d）金刚石取芯钻头（e） PDC取芯钻头
第四章取芯第二节取芯工具组成及类型
2、岩芯筒
石油钻井常用的岩芯筒由内筒和外筒〈双筒〉组成。
（1）内岩芯筒的作用
内岩芯筒的作用是存储及保护岩芯。取芯时岩芯顺利进入内筒，
第四章取芯第二节取芯工具组成及类型
三、常规取芯工具的类型
按工具结构分单筒取心工具：无内岩心筒。双筒取心工具：有内、外岩心筒。它又可分为双动双筒取心工具（钻进时内外岩心筒同时旋转）和单动双筒取心工具（钻进时内岩心筒不旋转）。
按取心长度分短筒取心工具：一般钻进取心为一个单根长度以内，即取心钻进时不能接单根。中、长筒取心工具：可连续取心钻进几十米至百米。
第四章取芯第二节取芯工具组成及类型
2、长筒取芯工具（1）取芯时允许上提方钻杆接单根，一次取芯长度在两根单根
钻杆以上，称为长筒取芯。接单根时借助于滑动接头。滑动接头结构如图4-8 滑动接头
1—上接头；2—六方滑动套；3—调节螺母；4—螺帽；5—垫片； 9—下接头
第四章取芯第二节取芯工具组成及类型（2）长筒取芯工作过程
第四章取芯第二节取芯工具组成及类型
二、取芯工具各部分的配合
（1）钻头与外岩芯筒。
通常情况下，取芯钻头外径比普通钻头外径略小，一般钻头内径比内筒的内径要小3～4毫米。
（2）内、外筒的间隙，
保证泥浆顺利流过，避免发生泵压过高的现象（特别是深井取芯）。一般以10～20毫米间隙为宜。
分布情况，油层的孔隙度、渗透率、含油气饱和度以及油气层的
有效厚度，以确定油气层的工业开采价值。

石油工程技术钻井取心技术

钻井取心技术钻井取心指的是为了掌握地下地质情况。

直接获得真实可靠的地下岩层的有关资料，在钻井过程中用取心工具从地下取出大块岩样(岩心)的作业。

1取心方式1.1常规取心对岩心无任何特殊要求的取心称为常规取心。

常规取心是取心作业中最大量、最常见的，无论是什么油气藏，在勘探阶段或开发阶段都要进行大量的常规取心。

1.1.1主要目的：1.1.1.1发现油气层，了解含油气情况与储集特征，并确定油气层岩性、物性、厚度、面积等基础数据。

1.1.1.2建立地层剖面，研究岩相及生、储特征。

1.1.1.3了解岩性与电性关系。

1.1.2常规取心方式：1.1.2.1一般短筒取心，是指取心钻进中途不接单根的常规取心。

它的工具只含有一节岩心筒，结构简单。

它在整个取心作业中所占的比例最大，在任何地层条件下均可进行。

1.1.2.2中、长筒取心，是指钻进中途要接单根的取心。

它的工具必须含有多节岩心筒，通常只有当地层岩石的胶结性与可钻性较好时，才进行中、长筒取心。

中、长筒取心的目的是在保证岩心收获率较高的前提下，尽可能提高取心的单筒进尺，以大幅度提高取心收获率，降低取心成本。

1.2特殊取心对岩心有一定特殊要求的钻井取心称为特殊取心。

它多用在油田开发阶段，通常有下列几种方式：1.2.1油基钻井液取心是指在油基钻井液条件下进行的取心。

对储量较大的砂泥岩油气藏，在开发之前一般都要进行这种取心，其目的是取得不受钻井液自由水污染的岩心，以求获得较为准确的储层原始含油饱和度资料，为合理制定油田开发方案提供依据。

由于油基钻井液不失水，性能稳定，流动性和润滑性都很好，因而岩心不存在吸水膨胀或剥落的问题，也不易断裂或磨损，取出的岩心规矩、完整、成柱性好、收获率高。

1.2.2密闭取心是指以注水方式开采的砂岩油田，在开发过程中为检查油田注水开发效果，了解地下油层水洗情况及油水动态，以制定合理的开发调整方案，采用密闭取心工具与密闭液，在水基钻井液条件下取出几乎不受钻井液自由水污染的岩心。

第七章取心钻井

第七章取心钻井岩心是我们认识油、气田和地层的宝贵资料。

获取岩心的方法有井壁取心和钻井取心两种，本章只介绍后者。

所谓取心钻井就是利用专门的钻井工具并施以一定的技术措施，将地下的岩石取地面上来的一种钻井工艺。

取心是石油勘探与开发中十分重要的一项工作。

这是因为在油、气田的勘探和开发过程中，虽然可以采用岩屑录井，地球物理测井，地层测试等方法来收集各种资料，通过对这些资料的分析研究来了解地下的地质情况。

但这些方法各有优缺点，且都有很大局限性，只有岩心才是最完整的第一性性资料。

通过对大量岩心的分析研究，可以取得更为完整、准确的地质资料（如油、气层的分布规律、厚度、岩性、孔隙度、渗透率、含油饱和度、裂缝发育情况等），为制定合理的勘探、开发方案、准确地计算储量，采取有效的增产措施提供可靠的依据。

衡量取心钻井技术水平高低的一一个最基本、最重要的指标就是岩心收率。

所谓岩心收获率是指实取岩心长度与取心进尺比值的百分数。

即：岩心收获率=%100*）（）（米取心进尺米实取岩心长度例7-1 在某次取心时，取心进尺为10米，实际取出岩心长度为9。

8米，则岩心收获率为 %98%100*1089。

最理想的岩心收获率为百分之百。

岩心收获率又分单筒岩心收获率和全井平均岩心收获率。

由此可见，提高岩心收获率是取心钻井最根本的要求。

欲提高岩心收获率，一方面要选用适合于取心井段岩性的取心工，另一方面还要采取合理的技术措施。

二者就是本章所要介绍的主要内容。

第一节取工具的组成取心工具是获取岩心的重要工具。

本节主要介绍钻井取心法所使用的工具。

它一般都是由取钻头、岩心筒、岩心爪、扶正器和县挂装置等部件组成（如图7-1）。

下面分别介绍部件的用途、结构特点及要求。

一．取心钻头取心钻头是钻出岩心的主要工具。

其切削刃分布在一个同心圆的环形面积上。

它的功用是对井底岩石进行环形破碎，形成岩石。

取心钻头的类型，目前使用的有刮刀取心钻头、硬质合金取心钻头和金刚石取心钻头等几种（如图7-2所示）。

钻井取心工艺技术

（2）取心钻进中，要求送钻均匀，严防溜钻。无特殊情况，钻头不提离井底，尽可能避免中途停钻。
（3）取心钻进时，应把钻压、转速、排量等钻进参数调配适当。
（4）若地层变化，可适当调整钻进参数，直到获得最佳取心效果。取心钻进中，注意观察机械钻速、泵压的变化，认真分析，判断井下情况。
4.4 割心：取心钻进完毕，停止转动转盘，缓慢上提钻柱，拔断岩
悬挂总成
规格型号川8－3
3
岩心总成
4
岩心爪
5
调节环
2mm、3mm、5mm、8mm
6
悬挂钢球
φ32
7
取心钻头
8
岩心钳
数量 2套 2套
2套 5只各2只 10只 2只
1把
4、取心现场作业措施
4. 1 工具下井前的准备：（1）取心工具到井后，由技术员对工具及所有零部件完好情况进行详细检查，确保取心工具在井下工作安全稳定。
5.2 常规密闭取心工具
5.2.1 型号(type) 5.2.2 近几年取心应用情况
5.2.1 常规密闭取心工具规格型号
取心工具型号
取心工具尺寸
外径× 内径
长度
取心钻头型号
井眼直径 (mm)
岩心直径 (mm)
MQ215 203
密闭取心工具
102
RQ302 9米 ×215.9 203 102
4.2 起下钻：（1）起下钻操作要平稳，不能猛顿、猛刹，井斜较大及井径缩小处必须慢下，若遇阻严重，需用牙轮钻头扩眼，不允许用金刚石钻头长段划眼。（2）下钻中，若钻头接近时，应转动钻具，开泵循环，清除沉砂及坍塌物。钻头接近井底，应校对好悬重。
4.3 钻进（1）金刚石钻头接近井底，缓慢转动钻具，小心地将取心钻头放到井底。钻压（5～10千牛）由小到大，待井底与钻头胎体形状完全吻合后，方可逐渐加至推荐钻压。

钻井取芯工艺技术分析

• 保持井底干净。如有落物必须采取打捞、磨铣等方法清理干净后,才能下入取芯工具。
• 起下钻畅通。在井眼曲率变化大和起下钻遇阻井段,要采用起下钻通井划眼后再下入取心工具。 • 井下静止时间超过24小时必须先下钻头通井，再下取心筒。
2、取心前取心工具的检查：
• 井队工程技术员对送井的取心工具及附件逐项检查，下井使用前应重点检查以下部位及尺寸。 • 取心钻头外径、内径尺寸及钻头腔体内径均符合取心工具及井眼尺寸要求,与取心筒配合同心度好、不偏心。 • 各取心筒丝扣无碰伤、断裂、变形,紧密距合乎要求。内外筒畅通,无咬扁、无裂纹、无变形,无深度超过2毫米的麻坑。内外筒的长度、弯曲度、椭圆度均符合技术要求。
保压取心工具
定向取心工具
2、工具技术规范
规范型号
部件
单筒有效长度 (毫米)
川8-3型川7-4型（川8-4） CQ172-10 CQ180105 9100 9200
川6-3型川6-4型 CQ133-70 CQ133-7 0 9000 9000
外筒尺寸 8600×18 长度×外径×内径 0×144× ×壁厚（毫 18 米）
各丝扣光洁、无毛刺，外筒用手上紧后其紧密距为：川8-3型川8-4型、川7-4型（0.5-2.2 毫米）川6-3型川6-4型（0.5-1.8毫米）轴承转动必须灵活，轴向间隙不得超过5毫米，弹子及轨道无损伤。卡箍座最小内径必须大于钻头内径1-2毫米，同时必须小于闭合后的卡箍外径1岩心筒旋转，从而保护了内筒中的岩心；下排防止内岩心筒上顶。轴承两边无密封，可以允许少量泥浆通过，起到润滑和冷却的作用，使得其结构简单，转动灵活、寿命长。取心工具下到井底后，开始开泵循环清洗内筒及井底，待清洗干净后，投入钢球，清洗内外筒间隙，从而保证了内外筒之间的干净，避免了堵心、卡心。

钻井取心技术(工程技术员)

第四章取芯
第一节取芯技术概述
二、钻进取芯的几个环节环状破碎井底岩石，形成岩芯（圆柱体）。 1、环状破碎井底岩石，形成岩芯（圆柱体）。保护岩芯。钻进取芯时，已形成的岩芯要加以保护， 2、保护岩芯。钻进取芯时，已形成的岩芯要加以保护，避免循环的钻井液冲蚀岩芯及钻柱转动的机械碰撞损坏岩芯。取出岩芯。在钻进取芯到一定长度后（ 3、取出岩芯。在钻进取芯到一定长度后（通常为一个单根长度，也可以进行长筒取芯达几十米甚至百米），），要单根长度，也可以进行长筒取芯达几十米甚至百米），要从所形成岩芯的底部割断并夹紧）从所形成岩芯的底部割断并夹紧）在起钻时随钻具一同提升到地面。升到地面。钻进取芯时，以上三个环节都应做好，任一环节处理不当，钻进取芯时，以上三个环节都应做好，任一环节处理不当，轻则会得不到应有数量（长度）的岩芯，轻则会得不到应有数量（长度）的岩芯，严重时会导致取芯失败，取不出岩芯。芯失败，取不出岩芯。三、取芯钻进的评价指标
图4-2 常用的取芯钻头（a）刮刀取芯钻头；）刮刀取芯钻头；（b）领眼式硬质合金取芯钻头）（c）西瓜皮取芯钻头）（d）金刚石取芯钻头）（e） PDC取芯钻头）取芯钻头
第四章取芯第二节取芯工具组成及类型 2、岩芯筒
石油钻井常用的岩芯筒由内筒和外筒〈双筒〉组成。石油钻井常用的岩芯筒由内筒和外筒〈双筒〉组成。内岩芯筒的作用（1）内岩芯筒的作用内岩芯筒的作用是存储及保护岩芯。取芯时岩芯顺利进入内筒，内岩芯筒的作用是存储及保护岩芯。取芯时岩芯顺利进入内筒，防止泥浆冲刷岩芯；为了有效保护岩芯，一般采用悬挂式滚动轴承防止泥浆冲刷岩芯；为了有效保护岩芯，一般采用悬挂式滚动轴承装置将内筒挂在外筒的顶部取芯钻进时内筒不转。将内筒挂在外筒的顶部，装置将内筒挂在外筒的顶部，取芯钻进时内筒不转。外筒的作用是承受钻压的作用是承受钻压、（2）外筒的作用是承受钻压、传递扭矩带动钻头旋转及保护内岩芯筒。芯筒。外岩芯筒的技术规范（3）内、外岩芯筒的技术规范强度大，无弯曲变形，常用14 25mm的优质厚壁刚材 14～的优质厚壁刚材（强度大，无弯曲变形，常用14～25mm的优质厚壁刚材（如 35CrMo、30CrMnSi）加工制成。长度一般为5 13m左右左右。 35CrMo、30CrMnSi）加工制成。长度一般为5～13m左右。在较硬的致密岩层中取芯，若钻头进尺较多时，外筒可长一些。致密岩层中取芯，若钻头进尺较多时，内；外筒可长一些。在松软地层取芯，外岩芯筒长度宜短一些，一般为5 地层取芯，内、外岩芯筒长度宜短一些，一般为5～8米。破碎地层取芯，取芯，内、外筒的长度也应短些在钻头进尺较多又能有效保护岩芯外筒长度可尽量长一些。一次可取芯145 42米 145、时，内、外筒长度可尽量长一些。一次可取芯145、42米。

《钻井取心工艺技术》课件

取心钻井

取心技术

《钻井方法及工艺》课件

钻井取芯技术

第10章 钻井取心

钻井取心技术(工程技术员)

石油工程技术 钻井取心技术

第七章 取心钻井

钻井取心工艺技术

钻井取芯工艺技术分析

钻井取心技术(工程技术员)

第10章钻井取心

石油工程技术钻井取心技术

第七章取心钻井