连续密闭取心技术在牛页1井的应用

路 峰

（胜利石油管理局黄河钻井总公司，山东东营 257064）

连续密闭取心技术在牛页1井的应用

路 峰

（胜利石油管理局黄河钻井总公司，山东东营 257064）

要求牛页1井进行长段连续密闭取心，取心井段为沙三下至沙四下，取心进尺225 m，取心难度较大。通过优选密闭取心工具、取心钻头，筛选取心密闭液，优化钻井参数，取得了收获率90.46%的应用效果。连续密闭取心技术在牛页1井的成功应用，对于准确了解牛庄—六户洼陷牛页1井区沙三下、沙三下3小层—沙四上纯上亚段泥页岩储集性能及含油情况起到了重要作用，为同类型油层连续密闭取心提供了借鉴，为下一步非常规井的部署奠定了基础。

密闭取心；牛页1井；取心工具

牛页1井位于济阳坳陷东营凹陷牛庄—六户洼陷带西北部牛页1砂体较高部位，该洼陷既有丰富的油气源，又发育有多套储层。为了解牛庄—六户洼陷较深部位沙三下、沙四上纯上亚段泥页岩及沙四段砂岩储层储集性能及含油气情况。设计取心层位为沙三下—纯上亚段、纯下亚段—沙四下，该取心段主要是以灰褐色油泥岩、油页岩与深灰色泥岩互层，夹薄层灰色粉砂岩及灰质砂岩为主。通过资料调研、密闭取心工具对比、牛页1井现状分析，选择适用于中硬地层的YM-8115型取心工具和PMC037、PSC136、TMC616取心钻头，采用油基密闭液，同时优选钻井参数，使该次密闭取心取得了良好的应用效果。该项技术在牛页1井的成功应用，为落实含油气情况，获取油层物性参数提供了准确的数据。

1 取心设计

牛页1井是一口位于广饶县西范乡大武村东北距离约200 m的预探井，设计井深3 710 m。设计取心井段1为沙三下—纯上亚段3 295～3 500 m，取心进尺205 m，取心目的是了解牛庄—六户洼陷牛页1井区沙三下3小层—沙四上纯上亚段泥页岩储集性能及含油气情况，取心原则为定层位取心、连续密闭取心、岩心冷冻保型。设计取心井段2为纯下亚段—沙四下3 500 m～井底，取心进尺20 m，取心目的是落实含油气情况，获取油层物性参数，取心原则为气测见油气显示异常或录井见油斑及以上含油级别的岩屑取心。根据地层岩性描述，判断该段地层为中硬地层。

2 密闭取心工具

2.1 取心工具

根据牛页1井的地层特点，主力油层为沙三、沙四段，取心井段为3 295～3 500 m，该地层岩性以灰质泥岩、砂岩、页岩为主，因此选取适用于中硬地层的YM-8115型取心工具。为确保取心收获率和密闭率，现场准备了多套取心工具，配备了足够数量的取心配件来满足取心的需要。

2.1.1 工具结构 YM-8115型取心工具由取心钻头、密封活塞、浮动活塞和岩心筒组合等4部分组成（如图1）。采用双筒单动结构，内、外筒可相对运动。金刚石密闭取心钻头采用钻井液只通过钻头水眼和外泄水槽循环清洗冷却外唇面的型式，杜绝了岩心受到钻井液的直接冲蚀［1］。

图1 YM-8115型取心工具

2.1.2 工作原理 YM-8115型工具通过下部钻头密封活塞和上部浮动活塞来对工具进行密封。浮动活塞通过上下活动使密闭区内外的压力保持平衡来确保工具的密封性。钻头密封活塞处的销钉在取心开始前被剪断，活塞进入内岩心筒内，并被岩心推动沿内筒上移，密闭液通过岩心与内筒的环形间隙不断向下等体积排出，连续不断地均匀涂抹在岩心柱表面上，形成保护膜，从而确保岩心不被钻井液污染。

2.2 密闭液

取心井密闭液均采用油基密闭液。该油基密闭液为黄棕色固相均匀黏稠液体，无毒，性能稳定。常温黏度大于 85 Pa·s，密度为0.90～1.25 g/cm3；具有良好的悬浮性、流动性、附着性、抗温性，并含有不同粒度惰性固相用以堵塞岩心表面孔隙，其成分不影响岩心密闭率的测定［2］。

3 现场应用

3.1 取心前准备

密闭取心作业前要做好充分的井眼准备，主要包含地质和工程两方面内容。其中，地质方面要求对地层进行准确预告，在正式取心前要进行电测对比，卡准取心层位，以便准确预告取心进尺和割心位置，避免在油层中部割心，确保取心收获。

井眼曲率要满足取心要求，牛页1井为直井，最大井斜2.13 °，井眼曲率满足设计要求。为保证取心，取心作业前进行通井作业，保证井眼畅通且井底无落物，钻井液性能良好，密度1.4～1.65 g/cm3，黏度65～90 s，API失水不大于4 mL，含砂不大于0.3%。

为保证取心作业，每次取心作业前都要仔细检查取心工具的组装，以确保取心收获率和密闭率。钻头出刃均匀完好，水眼畅通且偏向井壁，避免射流直接冲刷岩心根部，活塞能顺利通过钻头内孔；内外筒经探伤检查，无裂纹、弯曲、咬扁，内筒要清洁，所有丝扣完好无损；密封圈完好无损，“Y”型圈无翻折现象；工具组装好以后，缩径套与钻头定位台肩的轴筒间隙必须达到8～10 mm。

3.2 取心钻具组合与钻进参数

3.2.1 钻具组合 牛页1井为直井，取心钻进时，易发生蹩跳钻现象，易造成磨心，为保证取心作业正常进行，需加足够数量的钻铤以确保取心筒的稳定性。

牛页1井采用的钻具组合是：Ø215 mm取心钻头+取心筒+Ø178 mm钻铤×3+Ø159 mm钻铤×6+Ø127 mm加重钻杆×15+Ø127 mm钻杆。

3.2.2 取心钻进参数选择 根据牛页1井地层特点，地层为中硬地层。故钻压选择：砂岩70 kN ，泥岩90 kN；树心钻压15～35 kN。钻进0.2 m后加至正常钻压。为使岩心成形好，钻头工作平稳，转速不宜过高；为防止钻井液冲蚀岩心，在满足携砂的情况下，尽量选用小排量。

3.3 钻进取心及割心出心

3.3.1 割心 确保取心收获率的关键是割心层位的选择，应选择在岩性均质的泥岩井段进行割心。在该段割心便于拔心，又有利于保护本筒含油岩心免遭钻井液污染和保证下筒岩心顶部不会遭钻井液长期浸泡。割心操作要点：最后0.1～0.2 m将钻压提至100 kN，形成较粗岩心，刹死刹把，用原钻压磨心5～10 min，停泵，缓慢上提钻具，指针突然摆回，悬重恢复，表示岩心被拔断。否则要重复以上割心操作，但也可以根据实际情况不磨心直接割心。

3.3.2 岩心出筒 岩心出筒时间不超过1 h，要保证岩心的成形率，下雨时岩心出筒必须采取保护措施，严禁雨、水、泥等污染岩心，保证岩心正常出筒，确保密闭率。岩心出筒后不能接触油水，防止污染，要及时丈量、排序编号，切勿颠倒。

3.4 应用效果及改进措施

3.4.1 应用效果 通过采取以上各项技术措施以及选择合理的钻井参数，成功实施了牛页1井的密闭取心，共累计取心30筒，取心进尺205 m，取出岩心长185.45 m，收获率90.46 %。同时，在密闭取心过程中，不断分析影响收获率和密闭率的因素，总结施工经验，针对不利因素采取改进及防范措施，确保了该井较高取心收获率。

3.4.2 取心工艺改进措施

（1）保持内筒内部压力与井筒间压力的平衡 ，确保下钻时内筒内密闭液不被污染、提钻时不因内筒内岩心间的气体压力无处释放而顶掉岩心。

（2）在确保内外筒间密封不使密闭液在钻进时被污染的同时，保证内筒无周向运动 ，提高取心收获率和岩心成形率。

（3）在丢心和堵心问题上，通过改变技术参数，确保了岩心收获率。割心则采取最后0.1～0.2 min增加10～20 kN的钻压，停止送钻磨心待悬重恢复再进行拔心，并且拔心要缓慢上提钻柱，不要急于上拔太大钻压，未拔断岩心则要重复拔心操作。

3.4.3 取心工具改进措施 根据密闭取心工具的特点，针对取心过程中发现的问题，对YM-8155取心工具进行了改进，完善和提高了密闭取心岩心收获率和密闭率。

（1）改善工具的密闭性能，取心工具是否密封直接影响着岩心密闭率的高低。以前的密闭取心工具在螺纹连接处由于密封不好，使钻井液渗入浸泡岩心而影响密闭率。针对这一问题，在现场推广应用中先后采用密封胶带和钻杆螺纹膜，对取心内筒螺纹进行了强制密封。

（2）下活塞焊刮泥板。由于受钻井液排量和割心以后不能长时间循环的影响，造成井底沉砂和滤饼增多，在树心时井底沉砂和滤饼进入内筒造成堵心和磨心，严重影响岩心收获率和密闭率。经研究分析，决定在取心工具下活塞底部焊上刮泥板，在树心前对井底沉砂和滤饼反复刮洗，保证井底干净后再开始树心，从而杜绝了因滤饼和沉砂进入内筒堵心的现象，提高了岩心收获率。

4 结论

（1）密闭取心工具在牛页1井的成功应用，成功还原了取心地层，获取了详尽的油层物性参数。

（2）优选了与密闭取心工具相适应的PMC037、PSC136、TMC616取心钻头，在不同岩性、不同地层情况下获得了较快的钻时，为同类型非常规大段取心提供了成功的经验。

（3）密闭取心在取心过程中易出现堵心和掉心情况，建议从取心工具的设计上进行优化改进。

［1］张洪君，刘春来，王晓舟，等.深层保压密闭取心技术在徐深 12 井的应用［J］.石油钻采工艺，2007，29（4）：110-111,114．

［2］马上刚.玉门油田青西地区深井取心技术［J］.石油钻采工艺，2008，30（1）：35-37．

［3］李让，肖国益，夏彬，等.深井密闭取心技术在普光8井的应用［J］.石油钻采工艺，2008，30（1）：38-42．

［4］易贵华，易明，谢勇，等.密闭取心技术［J］.新疆石油天然气，2008，4（4）：47-50．

［5］李光胜，何雅丽，宋新峰，等.密闭取心技术在双河油田的应用［J］.钻采工艺，2009，32（3）：106-108．

［6］刘春来，杨永祥，常珍，等.提高深井取心效率技术研究［J］.石油钻采工艺，2012，34（2）：52-54．

［7］石崇东，高龙，宁金生，等.镇钾1井长井段连续取心钻井工艺［J］.石油钻采工艺，2012，34（5）：111-114．

［8］孙少亮，尹家峰. JH-1井取心实践与认识［J］.石油钻采工艺，2012，34（5）：115-117．

（修改稿收到日期 2013-04-08）

Application of continuous sealing core drilling technique on Well Niuye 1

LU Feng
（Yellow River Drilling Company,Shengli Petroleum Administration Bureau,Dongying257064,China）

In the development design for Well Niuye 1, it is required to conduct long-section continuous sealing core drilling. The coring formations are lower Sha-3 and lower Sha-4, and the coring footage is 225 m, so the coring diff i culty is great. Through selecting sealing coring tool, coring bit, screening proper coring fl uid, and optimizing drilling parameters, the yield of 90.46% is obtained. The success application of continuous sealing core drilling technique on Well Niuye 1 plays an important role in getting aware of the reservoir characteristics and oil saturation of Niuye 1 Zone in Niuzhuang-Liuhu Depression. It supplies reference for conducting continuous sealing core drilling in the same kind of formation.

sealing core drilling; Well Niuye 1; coring tool

路峰.连续密闭取心技术在牛页1井的应用 ［J］. 石油钻采工艺，2013，35（3）：108-110.

TE244

B

1000 – 7393（ 2013 ） 03 – 0108 – 03

路峰，1982年生。2006年毕业于中国石油大学石油工程专业，主要从事钻井工程及井控管理工作。电话：0546-8626821。E-mail：lufeng4587@163.com。

〔编辑

景 暖〕