保压密闭取心
保压密闭取心
四、保压密闭取心密闭取心技术可以防止钻井液的污染，但岩心从井底取到地面，因压力降低和温度降低使岩心中的气体和原油中的轻质组分剧烈膨胀而散逸，所以不能反映井底条件下的原始状况。
保压密闭取心技术是取得保持储层流体完整岩心的一种有效方法。
这种岩心可准确求得井底条件下储层流体饱和度、储层压力、油层相对湿度及储层物性等资料。
它对于正确认识地质情况和进行残余油储量计算，合理地制定开发调整井方案，提高采收率有着十分重要的意义。
（一）工具结构（图5-13），1．切削型取心钻头；卡箍组合；密闭头；2．内外岩心筒总成：双岩心筒单动式；3．球阀总成：由球体、上下阀座、预紧弹簧、阀、阀体、半滑环、密封盘根、轴销等件组成。
球阀总成在割心后能密封内筒保持地层压力。
4．气阀调节机构：由高压气室、调节阀总成、单流阀等组成。
高压气室储存高压氮气（40MPa），气阀调节总成是能够保持内筒压力恒定的压力自动补偿机构5．气室联通总成：起钻时联通接头打开，气体由高压室通过联通接头向内岩心筒补充。
测压接头用以接压力表测量内筒压力或放空内筒压力。
6．悬挂总成：装有悬挂轴承组使内岩心筒保持不转动，用球座式悬挂内筒。
7．滑动机构：由六方杆、内六方套、大小头、压帽、盘根等组成，具有伸缩功能，并带有锁闭和释放机构，内外六方传递扭矩。
工具下部是球阀总成，这是工具下部的密封系统。
8．地面处理设备：对岩心进行清洗、冷冻、切割、分析化验等图5-13 保压密闭取心工具示意图（二）工作原理该工具为双筒单动式取心筒，卡箍式卡心，内筒是非旋转的薄壁管，悬挂在用钻井液润滑的轴承上，内岩心筒是容纳岩心的容器，也是在割心后的密闭壳体。
工具下井前，预先从密闭头注满密闭液，在取心钻进过程不断把岩心包封起来，保护岩心免遭钻井液污染。
当取心钻进完成后，上提钻具，岩心爪卡断岩心，并把岩心扶正到球阀内。
然后投入一只Φ50 mm 钢球使之坐在滑套座上，待钻井液返出且泵压正常后，说明滑套到位，此时，外筒在重力作用下，内外六方脱开，外筒下移，其重力作用在球阀半滑环上，半滑环使球体产生一扭矩，并旋转90°而关闭球阀，使岩心密闭在内岩心筒中。
钻井取心作业的安全操作
钻井取心作业的安全操作钻井取心的方式分常规取心和特殊取心，常规取心一般有短筒取心、中长筒取心、橡皮筒取心等三种。
对岩心有一定特殊要求的钻井取心称特殊取心，如：油基钻井液取心、密闭式取心、保压密闭取心、定向井取心和定向取心。
常规取心是钻井取心作业中最大量、最常见的作业，所以，下面介绍常规取心作业中的安全知识。
在取心作业施工前在，由工程技术人员向施工人员交代取心井段、厚度、取心工具结构性能特点、取心措施及必要的安全操作知识及注意事项等常识。
为了保证取心工具在井下安全工作，取心工具送到井场时应防止摔弯、碰扁；各部分丝扣必须化为灰烬，组装时必须上紧；取心钻头在卸车、搬运及钻头接卸时即便要细心，防止碰坏、碰裂金刚石和钻头胎体，金刚石取心钻头随取心工具上下童心钻台时，钻头必须包捆好。
钻井取心对井眼的总体要求是：井眼畅通无阻，无垮塌沉屑，井底应完全清洁并无金属物。
粪坑金属物对取心极有害，第一是损坏金刚石取心钻头，第二是影响取心富尔县，第三是造成取心投资过程中卡钻。
另外，钻井泥浆和地面设备必须符合取心施工要求。
取心钻进是一项比较细致的施工作业，所以取心钻进、割心、套心和取心起钻，均应由正副司钻操作，取心钻进必须按要求的措施和参数塞雷县执行，若要修定修定必须经技术人员表示同意，下面是取心钻进中常会遇到的一些不安全因素和处理办法。
取心钻进中力求送钻均匀、平稳，防止溜钻，溜叶唇柱的后果轻则容易造成卡心，迫使起钻，严重的会导致扭断取心工具或钻具，发生事故。
下短筒工具取心时应避免接单根(钻杆)。
用中、长筒机器取心钻进，接单根是难免的，接单根要掌握好两个安全环节：第一，方钻杆打完后上提钻具拔断岩心，在拔断岩心的过程中不允许停止泥浆循环，当方钻杆，提出转盘面后才允许停泵；第二，应迅速接单根，防止井内钻具被卡，取心接单根只能用液压大钳或旋绳卸方钻杆，禁止采用转盘卸方钻杆。
取心一般是在油层(或预测是油层)中进行的，因此取心钻进防漏、防井喷应当激起注意。
水平井保压取心技术应用与突破
水平井保压取心技术应用与突破摘要：保压取心技术目前在国内逐渐规模化应用于非常规油气资源项目。
其获得原始地层参数的技术特点，在对地层的准确评估中起到了重要的作用。
也成为非常规油气资源勘探的一项利器，目前针对页岩油藏、致密砂岩气藏及煤层气藏的原始资料获取具有一定的帮助。
由于井型的限制，长城钻探工程院根据大斜度井的实际需求对工具做出了很大的改进，采用内外筒内部差动的模式进行割心操作，避免了外筒下行遇阻造成割心失败的可能性，目前在川渝地区的水平井保压取心已施工5口，井斜超过89度，其中一口井水平段长700米。
这几口井的成功应用验证了长城保压取心在水平井段的施工能力和技术先进性。
关键词：水平井保压取心；内筒差动割心；致密砂岩气；目前非常规能源的勘探开发已经纳入国家级重点能源开发对象，对于非常规能源开发方案的制定需要真实的原始地层资料，如何有效获取目的层的原始资料又不造成井下安全事故是目前取心技术的重点。
长城保压取心技术近几年取得了规模化应用，能最大限度的减少岩心中的油气等组分的损失，可准确求取井底条件下储层流体饱和度等重要地层参数[1]。
尤其在非常规资源的研究和勘探方面，保压取心技术获取的岩心资料可为储量计算提供最真实、可靠的数据，也是目前国内最为先进的取心技术。
1 GW系列保压取心工具1.1工具结构GW系列新型保压取心工具主要由差动总成、压力补偿总成、上部密封机构、测量总成、保压内筒总成、球阀密封装置、外筒和取心钻头组成。
图1保压取心工具结构简图表1 GW-CP194-80A型保压取心工具主要类型参数1.2 工具技术特点GW-CP194-80A-01型保压取心工具主要应用于水平井保压取心，与常规保压取心工具做了相应的改短设计，割心方式与传统外筒下行模式有很大提升，避免外筒与井壁因为磨阻太大而导致球阀关闭失败，对于定向井及大位移水平井段取心有很大的技术优势。
因为保压取心工具外径粗，与井壁的磨阻很大，如果井径不规则会导致传统保压取心工具割心失败，这个技术改进收到很大的效果，同时岩心直径增加到80mm，比目前所有的保压取心工具岩心直径都大，对于实验室研究有很大的科研价值，准确性高，分析的数据更有利用价值。
《油层物理》名词及解释
《油层物理》名词及解释1、《《油层物理油层物理》》名词解释名词解释岩石物理性质岩石物理性质petrophysicalproperties指岩石的力学、热学、电学、声学、放射学等各种参数和物理量，在力学特性上包括渗流特性、机械特性〔硬度、弹性、压缩和拉伸性、可钻性、剪切性、塑性等〕。
流体物理性质流体物理性质fluidproperties油层流体是指油层中储集的油、气、水，它们的物理性质主要包括各种特性参数、相态特征、体积特征、流淌特征、互相之间的作用特征及驱替特征等。
水基泥浆取心水基泥浆取心water-basemudcoring水基泥浆钻井时所进行的取心作业。
油基泥浆取心油基泥浆取心oil-basemudcoring油基泥浆钻井时所进行的取心作业；它保证所取岩心不受2、外来水侵扰，通常在需要测取油层初始油〔水〕饱和度时选用。
岩心岩心core利用钻井取心工具获取的地下或地面岩层的岩石。
岩样岩样coresample从岩心上钻取的供分析化验、试验讨论用的小样〔一般长2.5cm～10.0cm、直径2.5cm～3.8cm〕。
井壁取心井壁取心sidewallcoring用井壁取心器从井壁获取地层岩石的取心方法。
岩心收获率岩心收获率corerecovery指取出岩心的长度与取心时钻井进尺之比，以百分数表示。
密闭取心密闭取心sealingcoredrilling 用密闭技术，使取出的岩心保持地层条件下流体饱和状态的取心方法。
保压取心保压取心pressurecoring用特别取心工艺和器具，使取出的岩心能保持地层压力的取心3、方法。
定向取心定向取心orientationalcoring能知道所取岩心在地层中所处方位的取心方法。
冷冻取心冷冻取心freezingcore 用冷冻来防止岩石中流体损失和胶结疏松砂岩岩心破裂的岩心爱护方法。
常规岩心分析常规岩心分析routinecoreanalysis常规岩心分析分为部分分析和全分析。
保压取芯工具的使用概要
图2 国产保压密闭取心工具结构 示意图 1-上接头；2-差动装置；3-悬挂轴 承总成；4-压力补偿装置；5-外筒；6内筒；7-球阀总成； 8-取心钻头； 9-密封头。
2 设计特点（与一般密闭取心工具之 不同点）
① 具有在割心后能密封内筒保持地层压力的 球阀关闭机构。 ② 具有能够保持内筒压力恒定的压力自动补 偿机构。 ③ 具有充压、测压与泄压的阀门组机构。 ④ 具有能释放外筒、关闭球阀、打开气室调 节阀并能自锁的差动机构。 ⑤ 具有能保证取心钻进时内筒不旋转的轴承 悬挂总成。
表1
型号
国产保压（密闭）取心工具规格
钻头外 径 mm 215 岩心 直 径 mm 70 外 mm 外径 193.7 内径 168.3 壁厚 12.7 外径 88.9 筒 内 mm 内径 76 壁厚 6.45 筒 工作压力 MPa 25 保压率 % 80.2 可取岩心 长度 m 4.5 悬挂方 式 球悬挂
图3 球阀总成
4） 悬挂与测压机构 由悬挂轴承总成、内筒上接头、锥形阀、压力表 接头、密封件等部件组成。悬挂轴承可使内外岩心 筒产生相对运动。锥形阀可关阀内筒上口，并能接 受压力表测压，或放空内筒压力。
5） 差动机构 由上接头、六方杆、六方套、滑套、剪销、剪销 环、丝堵、悬挂球、承球、压帽和“O”型密封圈 等部件组成。其作用是：传递钻具扭矩，内筒在悬 挂轴承的作用下可与外筒相对转动，钻进取心时内 筒不转；释放外筒时，关闭球阀。
保压取心筒是一种双筒单动式取心筒， 外筒与取心钻头连接，传递钻压和扭矩。内 筒是非旋转的薄壁管，悬挂在用钻井液润滑 的轴承上，它不但是容纳岩心的容器，同时 也是做为岩心切割后的壳体，其长度适合于 运输。工具上部差动装置具有伸缩功能，并 带有锁闭和释放机构，内外六方传递扭矩。 工具下部是球阀总成，这是工具下部密闭系 统。当钻完进尺后，上提钻具割断岩心，然 后投入φ50mm钢球一个，使之坐于滑套球 座上，待钻井液返出且泵压正常，说明滑套 到位。
保压密闭取心技术在延页27井的应用_罗军
采用密闭液从钻头处灌入的方式， 取心工具必须在场地组装 完成， 组装完毕后用吊车将工具吊上钻台， 防止钻井队采用 绷绳时损坏钻头、 剪断密闭液销钉， 减少重复组装工具， 缩短 空井时间。 2． 应用效果 该井 总 共 进 行 保 压 密 闭 取 心 4 筒， 井 段 1 589． 40 1 610． 32 m， 进尺 20． 92 m， 心长 20． 06 m， 收获率 95． 88% ， 保 压成功 3 筒， 保压率 80% （ 见表 1 ） 。 室内模拟分析发现， 气 藏保压率低于同等状态下油藏的保压率， 主要因素是气藏受 温度的影响大于油藏， 气体受温度的变化更大， 因此气藏岩 心室内分析必须考虑温度的影响 。
1 差动总成 2 氮气补偿总成 3 测量总成 4 外筒 5 内筒 6 球阀总成 7 钻头
GWY194 － 70BM 型保压密闭取心工具主要特点： 采用 六方差动结构， 安全性好， 可靠性高； 采用内筒独立密封方 式， 直接拔出取心内筒进行地面岩心冷冻与处理； 测量总成 采用电子多点随钻测量技术， 测量数据多， 压力变化趋势图 形化； 采用高强度铝合金取心内筒， 便于岩心切割与冷冻 。 取心工具主要参数： 工具长度 8． 00 m， 岩心直径 70 mm， 钻头 额定保压 40 MPa， 井眼尺寸 215． 9 mm 尺寸 215． 9 mm， 311． 15 mm， 适应软—中硬地层。
。该技术在钻进过程中防止了钻井液对岩
心的侵蚀， 在起钻过程中阻止游离状态的页岩气逃逸并减缓 了吸附气的解析速度， 不仅提升页岩气储量计算的精度， 也 提搞了岩心其他物化性质的可靠性 。 延页 27 井是延长油田部署的一口页岩气探井， 位于鄂 尔多斯盆地伊陕斜坡东南部局部构造， 本区延长组长 7 、 长9 地层为一套深湖相、 半深湖相暗色泥岩， 烃源岩累计厚度大 、 分布范围广、 生烃能力强， 根据页岩气成藏机理分析， 该套泥
石油钻井工判断题
错误个数总分1800答案序号123456789101112131415161718192021222324252628 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 5658 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 8688 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174176 177 178 179 180高级技师一、选择题(每题4个选项，其中只有1个是正确的，将正确的选项填入答案)题目水平井的类型除普通水平井外，还有丛式水平井、多底水平井、双层水平井。
随着水平井钻井、完井、增产措施等方面技术难点的不断完善，水平井的成本已低于直井。
水平井不是提高低渗透油气藏产量的有效方法。
水平井井眼的稳定性主要受力学作用的影响。
井眼不稳定将导致井漏、井壁剥落掉块及缩径卡钻。
漏失层的垂直裂缝又可分为天然裂缝、诱导裂缝和地下井喷引起的裂缝。
产生井漏的原因之一是岩石的裂缝小于钻井液中最大固相颗粒的粒径。
名词解释
名词解释：静液压力：液柱自身的重力所引起的压力，它的大小与液体的密度、液柱的垂直高度或深度有关。
（压力系数：单位高度或单位深度的液柱压力，用于表示静液压力随深度或高度的变化）上覆岩层压力：该处以上地层岩石基质和孔隙中流体的总重力所产生的压力。
地层压力：岩石孔隙中流体所具有的压力，也称地层空隙压力（储层压力）。
正常地层压力：从地表到地下某处的连续地层水的静液压力。
实际地层压力》正常地层=异常高压实际地层压力《正常地层=异常低压基岩应力：岩石颗粒之间相互接触来支撑的那部分上覆岩层压力，也称有效上覆岩层压力或颗粒间压力。
地层破裂压力:某深度处地层破裂时所能承受的液体压力称为该处地层的破裂压力，用P f 表示。
它取决于井眼周围岩石的应力状态和岩石强度塑性系数：岩石破碎前耗费的总功A F与岩石破碎前弹性变形功A E的比值。
有效应力：外压与内压之差，决定于岩石的强度保径：对于用在研磨性较强的地层的钻头都要增大钻头外径部位的耐磨性。
中性点：钻杆受拉与受压的分界点，上面一段钻杆在钻井液中的重力等于大钩悬重，下面一段钻柱在钻井液中的重力等于钻压。
虑失：钻井液中的液体(刚开始也有钻井液)在压差的作用下向地层内渗滤的过程。
造壁过程：钻井液中的固相颗粒附着在井壁上形成滤饼的过程。
门限钻压：是牙齿开始压入地层时的钻压,其值的大小主要取决于岩层性质,并具有较强的地区性。
岩屑举升效率是指岩屑在环空的实际上返速度与钻井液在环空的上返速度之比。
井眼轨迹：在一口已钻成的井的实际井眼轴线形状井眼曲率：井眼轨迹曲线的曲率。
欠平衡压力钻井：在钻井过程中允许地层流体进入井内，循环出井，并在地面得到控制。
主要标志是井底有效压力低于地层压力。
落鱼：脱落井内的钻具填空：1、钻头分为：牙轮钻头、金刚石材料钻头、刮刀钻头2、金刚石材料钻头分为：天然金刚石钻头、PDC、TSP3、牙轮分为：铣齿、镶齿4、钻柱的组成：方钻杆、钻杆段（钻、接头和扩眼器）、下部钻具（钻铤）5、钻杆的钢级最小屈服强度决定的，从小到大分别是：D、E、95(X)、105(G)、135(S)6、最长用的钻铤有圆形和螺旋形，螺旋形钻铤上有浅而宽的螺旋槽，可减少其与井壁的接触面积，可减少发生压差卡钻的可能性。
密闭取芯
四、取芯技术简介
3、密闭取芯技术 采用密闭取芯技术可以避免高速循环钻井液对岩芯冲 刷、浸泡和污染，取得不受外界影响的岩芯。使用的密闭 取芯工具有：机械加压式密闭取芯工具、自锁式密闭取芯 工具、双节双筒密闭取芯工具和双功能深井密闭取芯工具。 目前使用的自锁式密闭取芯工具具有以下特点：适用 于井段800～3000m中深井、深井的密闭取芯；岩芯抓采 用整体式，并且稳坐于钻头内腔锥面，割芯时卡芯牢靠， 可多次使用；内外筒悬挂装臵简单，工具组装、拆卸方便； 操作容易，省去复杂的投球加压法割芯工艺；配有多种类 型取芯钻头，能满足不同地层取芯要求。
四、取芯技术简介
4、保压密闭取芯技术 保压密闭取芯能取出不受钻井液污染，且能保持地层 压力的密闭岩芯，这种岩芯对于正确认识地下油水运动规 律、研究油层水淹动用状况具有重要的意义。 5、水平井取芯技术 水平井取芯是利用螺杆钻具驱动取芯工具进行水平井 段的取芯作业。目前世界上用于水平井的最新取芯技术主 要有两种，既中曲率半径水平井取芯及短曲率半径水平井 取芯。我国80年代中期引进美国各种系列螺杆钻具的先进 技术，经过几年的消化和吸收，集结合我国国情开发和制 造了多种型号的螺杆钻具，满足了油田的需求。
三、取芯工具的组成
2、取芯工具主件部分 外岩芯筒：用来保护岩芯内筒，联接钻具和钻头，承 受钻压和扭矩的钢制管体。 泄压球：用合金制成的钢球，它位于岩芯筒的悬挂总 成内，当岩芯进入内岩芯筒时，使内筒里的钻井液流入到 内外筒环空中。 轴承装臵：装在悬挂总成内，用来悬吊内筒防止其转 支的装臵。 钻头端轴承：对于水平井取芯，内筒下部与钻头之间 装有特制轴承，有助于内于居中和防止转动。
粒运移从而发生损害的临界流速，以及确定由速度变化 引起的油层损害程度；二是为水敏、盐敏、碱敏、酸敏
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。
密闭取心工艺规程
密闭取心作业技术措施1、取心前的准备1．1工具检查1.1.1内外筒无变形，无裂纹，螺纹和密封槽完好，内筒中无剩余密闭液和污物，直线度不超过总长度的0.2％。
1.1.2钻头内出均匀完好，直径和固定活塞销钉孔位置符合图纸要求，内腔密封部位光洁。
1.1.3岩爪无变形，尺寸符合图样要求，放在缩径套内转动灵活，不碰活塞体。
1.1.4下活塞尺寸符合图样要求，放入钻头岩心入口处便于固定活塞销钉并密封，上活塞尺寸符合图样要求，能顺利放入分水接头内并密封。
1．2钻井液1.2.1钻井液滤失量要小，中压滤失量不大于1.5ml。
1.2.2在取心前按资料部门要求，在钻井液中加入示踪剂且循环均匀。
使用加量为800~1000mg/l，其质量符合国家标准。
1．3密闭液1.3.1密闭液的质量符合Q/ZY0143的标准要求。
1.3.2在冬季施工时密闭液需保持温度在210C以上，便于顺利装筒。
1．4设备和仪表1.4.1设备和仪表，性能良好，工作正常。
1.4.2井场应备有拆装取心工具的手工具和相应的井口工具。
1.4.3井场必须备有6m左右的短钻杆3根或12m的长钻杆2根，便于调整方入。
2、下钻2．1有下列情况之一者不准下密闭取心工具a．井下有阻卡掉块，井底有落物和漏失等复杂情况。
b．钻井液性能不符合要求和数量不足。
c．岗位人员对取心工具结构、性能不了解，未贯彻取心措施。
d．设备和仪表故障未排除。
e．取心工具装配质量不合格。
f．密闭液质量不合格。
g．对上筒岩心收获率低或岩心密闭率低未分析原因和未制订有效措施2．2密闭取心工具必须用大钩和电（气）葫芦抬上钻台，钻台上应设栏绳，防止碰断活塞销钉。
2．3外筒上所有螺纹，用大钳紧扣，紧扣扭矩2200~2950N·m。
2．4密闭取心工具坐在井口后，内筒中应灌满密闭液，然后再向分水接头放入上活塞方可下钻。
2．5取心工具下井时，用（25~30）m/min的速度下放钻具，防止猛放、猛刹和硬压。
保压取芯工具的使用
保压密闭取心是能够保持或接近地层压力的一项 新的技术，由于采用了低温冷冻密封方法，使岩心中 流体和溶解气能保持在原始状态。这种分析技术对于 正确认识地质情况、计算油田可采储量、残余油分布、 合理地制定开发方案、提高采收率有着十分重要的意 义。 保压密闭取心与常规取心不同。它能取出保持储层 原始压力下的含油、含水饱和度的岩心。常规取心主 要受两种不利因素影响：一是钻井液浸人并冲刷岩心， 因而驱走了岩心中所含油气水组分。二是当岩心出筒 后，因环境压力降低和温度下降影响，使岩心中的气 体和原油中的轻质组分剧烈膨胀而散逸。而保压密闭 取心能保持岩心中的压力状态，对于定量分析油水饱 和度资料更加精确。
图2 国产保压密闭取心工具结构 示意图 1-上接头；2-差动装置；3-悬挂轴 承总成；4-压力补偿装置；5-外筒；6内筒；7-球阀总成； 8-取心钻头； 9-密封头。
2 设计特点（与一般密闭取心工具之 不同点）
① 具有在割心后能密封内筒保持地层压力的 球阀关闭机构。 ② 具有能够保持内筒压力恒定的压力自动补 偿机构。 ③ 具有充压、测压与泄压的阀门组机构。 ④ 具有能释放外筒、关闭球阀、打开气室调 节阀并能自锁的差动机构。 ⑤ 具有能保证取心钻进时内筒不旋转的轴承 悬挂总成。
切割是在高速切割机上边完成的。先把岩心筒放入支架， 再按照要求将岩心和内筒一起切成一定长度，以有利于运输 和化验。在切割中，如果发现溶化，应当立即另行冷冻再进 行切割。切割的速度要快，切割以后用橡皮帽将切开的两端 封好，贴好标签送至冷冻箱继续冷冻，并运到化验室进以后，先用铣床铣开内岩心筒，清除密闭 液，再用切片机切片，对切片进行油、气、水饱和度的化验 和收集。
国内保压取芯工具
1 工具结构原理
保压密闭取心工具由上接头、球挂式差动装置、悬挂 轴承总成、单向阀总成、内筒、外筒、球阀总成、岩心爪总 成、取心钻头和密闭总成等组成，如图1所示。
取心技术介绍
转速
（千牛） （转/分）
排量 （公升/
分）
81/2″
55～60 45～55 18～22
3、取心工具及零部件准备
序号 1 2
部件名称 取心工具
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 港5-26-2 1488-1496.5
明化镇组上
段
8.5
98 90
2
官50-4-4
1873.29 ～ 1931.10
3 官18-18-1
2763.18 ～ 2825.86
4 东检5
1278.20～ 1812.97
孔店组一段 54.81 100 98.4 孔一组 51.86 88.74 95
明化镇组 35.31 92.7 92.5
（1）加压式密闭取心工具。 该工具仅适用于松软或岩心 成柱性差的地层密闭取心。
五、密闭取心的难点
密闭液的密封
岩 心
钻井液浸入、渗入
密 闭
钻井液的冲蚀
地面处理时的污染
5.1 针对密闭取心采取的措施
密闭液的密封
平衡活塞
钻井液的浸渗
近平衡(欠平衡)钻井
钻井液的冲蚀
低冲蚀密闭取心钻头
岩心出筒
玻璃钢内筒或内衬管保形
工具顶部有一平衡活塞，平衡内筒密闭液的压力，防治在取心钻进 的过程中密闭液的流失。
工具底部触压头，实现了内筒与钻头、触压头与内筒的密封，有效 的防止密闭液的流失和钻井液冲蚀岩心。
密闭取心技术
收获率
辽河油田分公司钻井工程质量 常规评定项目与质量要求(暂行)规定
中 油 字 （ ２ ０ ０ ２ ） ５ ６ 号
指标，％ 取心类型 项 目 砾岩、花 松散砾岩、 非胶结松 砂泥 岗岩潜山， 石英岩潜山， 散砂岩、 岩 灰岩潜山 破碎灰岩潜 砂砾岩井 井段 井段 山井段 段 ≥90 ≥90 ≥80 ≥80 ≥80 ≥65 ≥65 ≥60 ≥60 ≥80 ≥60 ≥60 ≥50 ≥50 ≥80 ≥55 ≥55 ≥50 ≥50 ≥80
QXT203-125 BXRM
QXT194-115 BXRM
QXT140-80 BXRM
QXT194-115 YM
QXT180-105 YM
液力(机械)加压割心 Core breaking by hydraulic (mechanical) load 6100, 8100 203×171 194×162 140×118
内筒内壁摩阻、耐温对比
300 250 200 150 100 50 0 ¸ Ö Ö Ê Ä Ú Í ² Ë Ü Á Ï ¹ Ü ² £ Á §¸ Ö Ä Ú Í ² Ä ¦ × è Á ¦ Ä Í Î Â
取 心 钻 头 及 密 闭 活 塞 示 意 图
3. 取心工艺技术
( coring technology)
自锁式割心 Core breaking by self-locking 9900 194×154 180×144
159×145
150×135
108×95
139.7×121.4
127×112
139×130 121/4″～91/2″
129×120 95/8″～81/2″
91×84 81/2″～6″
------95/8″～81/2″
保压取芯工具的使用
8 使用要求 1) 取心前的准备 ① 配齐地面处理设备，如取心专用工具、冷 冻箱、切割机、运输车，美国工具必须备有美 国进口的服务车间。 ② 配齐密闭液材料，包括碳酸钙、溴化钙、 羟乙基纤维素（HEC）。 ③ 使用美国工具需要配备冲洗液材料，包括 有机膨润土（VG-69）和石脑油。 ④ 冷冻材料一般选用固体二氧化碳（干冰）， 每筒岩心用量不少于250kg。 ⑤ 充气材料选用惰性气体，一般选用氮气或 氩气，每筒岩心需用压力达12MPa的气瓶。
⑥ 具有包括对岩心进行清洗、冷冻、切割、 分析化验等功能在内的一整套专用地面处理 设备。 ⑦ 国产工具采有密闭内筒的办法，压力能 直接向内筒补偿，工具从井口起出后，可直 接抽出内筒进行岩心冷冻与切割，省去了地 面冲洗程序和所需要的复杂设备与冲洗液材 料。 ⑧美国工具采用密闭外筒的办法，从井口起 出工具后需要在服务车间内用专门仪器设备 和冲洗液进行高压冲洗，之后才能进行冷冻 与切割。
国内保压取芯工具
1 工具结构原理
保压密闭取心工具由上接头、球挂式差动装置、悬挂 轴承总成、单向阀总成、内筒、外筒、球阀总成、岩心爪总 成、取心钻头和密闭总成等组成，如图1所示。
图1 保压密闭取心工具结构图 1-上接头；2-差动装置；3-悬挂轴承总成；4-测 压头；5-外筒；6-内筒；7-球阀总成； 8-钻头； 9-密封头。
工具 类型
钻 压 kN
转 速 rpm
排 量 L/s
国产 工具 美国 工具
60~80 60~80
20~30 60~80
15~207~10源自（7）起钻 按照常规取心要求割心上提钻具、座稳吊卡以后，卸开 方钻杆，投入50.8mm(2in)钢球，重新循环钻井液送球入 座。当压力达到一定的数值时，滑套销钉就被剪断，悬挂 球脱开，内、外筒开始滑动，在外筒重力作用下关闭球阀。 然后，以3m/min的速度起钻，操作平稳。
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四、保压密闭取心
密闭取心技术可以防止钻井液的污染，但岩心从井底取到地面，因压力降低和温度降低使岩心中的气体和原油中的轻质组分剧烈膨胀而散逸，所以不能反映井底条件下的原始状况。
保压密闭取心技术是取得保持储层流体完整岩心的一种有效方法。
这种岩心可准确求得井底条件下储层流体饱和度、储层压力、油层相对湿度及储层物性等资料。
它对于正确认识地质情况和进行残余油储量计算，合理地制定开发调整井方案，提高采收率有着十分重要的意义。
（一）工具结构（图5-13），
1．切削型取心钻头；卡箍组合；密闭头；
2．内外岩心筒总成：双岩心筒单动式；
3．球阀总成：由球体、上下阀座、预紧弹簧、阀、阀体、半滑环、密封盘根、轴销等件组成。
球阀总成在割心后能密封内筒保持地层压力。
4．气阀调节机构：由高压气室、调节阀总成、单流阀等组成。
高压气室储存高压氮气（40MPa），气阀调节总成是能够保持内筒压力恒定的压力自动补偿机构
5．气室联通总成：起钻时联通接头打开，气体由高压室通过联通接头向内岩心筒补充。
测压接头用以接压力表测量内筒压力或放空内筒压力。
6．悬挂总成：装有悬挂轴承组使内岩心筒保持不转动，用球座式悬挂内筒。
7．滑动机构：由六方杆、内六方套、大小头、压帽、盘根等组成，具有伸缩功能，并带有锁闭和释放机构，内外六方传递扭矩。
工具下部是球阀总成，这是工具下部的密封系统。
8．地面处理设备：对岩心进行清洗、冷冻、切割、分析化验等
图5-13 保压密闭取心工具示意图
（二）工作原理
该工具为双筒单动式取心筒，卡箍式卡心，内筒是非旋转的薄壁管，悬挂在用钻井液润滑的轴承上，内岩心筒是容纳岩心的容器，也是在割心后的密闭壳体。
工具下井前，预先从密闭头注满密闭液，在取心钻进过程不断把岩心包封起来，保护岩心免遭钻井液污染。
当取心钻进完成后，上提钻具，岩心爪卡断岩心，并把岩心扶正到球阀内。
然后投入一只Φ50 mm 钢球使之坐在滑套座上，待钻井液返出且泵压正常后，说明滑套到位，此时，外筒在重力作用下，内外六方脱开，外筒下移，其重力作用在球阀半滑环上，半滑环使球体产生一扭矩，并旋转90°而关闭球阀，使岩心密闭在内岩心筒中。
压力补偿系统中的高压气室预先储存着高压氮气。
阀门组机构预先调到规定压力，在起钻过程中和以后作业中，通过压力调节器恒定地向内筒补充压力，从而维持内岩心筒的压力不变。
（三）保压密闭取心工艺
除与自锁式密闭取心工具相同的操作规程外还有以下特殊要求。
1 配齐地面处理设备，如取心专用工具、冷冻箱、切割机、运输车。
2 配齐密闭液材料，包括碳酸钙、溴化钙、羟乙基纤维素（HEC）。
3 冷冻材料一般选用固体二氧化碳（干冰），每筒岩心用量不少于250kg。
4 充气材料选用惰性气体，一般选用氮气或氩气，每筒岩心需要压力达12MPa的气瓶一瓶。
5.工具组装好后,从密闭头处注入清水试压25兆帕, 30分钟压力降小于0.3兆帕, 球阀与密封处不渗不漏为合格。
6.储气室、调压室总成、气室联通接头总成组装好后用氮气试压10兆帕，30分钟压降不超过0.3兆帕为合格。
7.用齿轮泵将密闭液从密闭头处注入内筒, 注入量为40升, 经检查不渗不漏方可入井。
8.工具上下钻台, 应用大钩和气动绞车配合操作。
9.必须坚持使用钻杆滤清器。
10.示踪剂含量达到要求后 .慢慢下放钻具至井底 , 并轻压慢转。
当密闭头销钉剪断并引导岩芯进入内筒后, 再逐渐加压正常取心钻进。
11 取心钻井参数：钻压60~80kN，转速60~80r/min，排量15~20L/s.
12。
钻井液密度尽量达到平衡钻井的要求，以便减少井眼液柱压力与地层压力的压差，粘度35~45s，固相含量尽可能低，含砂量小于0.5%，失水量小于2mL，钻井液性能达到均匀稳定。
13.钻完预定进尺之后上提钻具割芯。
投入一颗直径为50毫米的钢球, 开泵送球入座,水力剪销。
泵压恢复正常后表明销钉剪断。
在外筒重力作用下, 球阀关闭内筒密封。
14.工具放到地面以后, 卸掉外筒悬挂轴承以上部分，将压力表接到内筒测压筒中，打开针阀可读出筒内的压力，测压后关闭针阀。
15抽出内岩心筒，将带有岩心的岩心筒放入冷冻箱内，周围放置足够的干冰，冷冻箱内充压到原有压力值，冷冻6-8小时。
16.为方便运输和化验，待岩心中的液体凝固后，取出内筒按需要用高速切割机切成数段，（连内岩心筒一起切割）。
17.将切割后的岩心两端封好，在卡片上打好井号、日期、井段等，然后将岩心放入冷冻箱运往化验室。
18.化验前将内筒铣掉，清洗密封液，准备化验。