连续保形密闭取芯技术在油井疏松地层的应用

汤庆金

摘 要：石油是一种重要的战略资源，同时也是现代工业发展的重要基石，做好原油的开采工作对于经济的发展有着极为重要的意义。在油田开采的中后期，由于井下环境变化、复杂的影响，需要积极做好密闭取芯技术的研究，通过优化密闭取芯工具、参数等诸多方式使密闭取芯取得良好的效果。该文说明了密闭取芯技术在疏松地层时面临的问题，对如何在松软地层中应用连续保形密闭取芯技术进行分析。

关键词：连续保形密闭取芯技术；松软地层；油井

中图分类号：TE244 文献标志码：A

0 前言

连续保形密闭取芯技术是一种在密闭取芯技术的基础上通过优化密闭取芯工具与密闭液所发展起来的一种特殊钻井取芯工艺，通过应用连续保形密闭取芯技术能够收集到大量高质量的油田井下岩芯样本，为后续油田开采效果评价、井下油、水分布规律以及油层残余分布特点等分析提供样本数据。连续保形密闭取芯技术应用受井下环境、地层状况等诸多因素的影响，尤其是在松软地层的应用中将会致使连续保形密闭取芯技术的应用效果大打折扣。通过对连续保形密闭取芯技术在松软地层应用中所存在的困难进行分析，并通过优化连续保形密闭取芯工具、参数等的方式提高连续保形密闭取芯效果。

1 连续保形密闭取芯工艺与在松软地层应用中所面临的技术困境

连续保形密闭取芯技术的应用对于油田的开采有着极为重要的意义。我国多数油田经过多年的开采已经进入了开采的中后期，井下含水率高、地层结构复杂，对连续保形密闭取芯技术的应用效果造成了较大的困难。某油井采用连续保形密闭取芯技术进行密闭取芯作业，油井取芯层位为稳斜段的油井，井下地层疏松为松软地层，在连续保形密闭取芯作业中采用稳斜钻具组合形式，并加装钻铤来确保连续保形密闭取芯所使用的钻具具有足够的刚性。连续保形密闭取芯作业中使用的钻井组合为：刮刀取芯钻头、取芯筒、定位接头、加压接头等。在进行连续保形密闭取芯作业时所采用的密闭取芯工序为：钻进→割芯→取芯。在连续保形密闭钻进过程中需要对钻进中的参数进行相应的控制：钻压控制在5 t以内，钻速控制在50 r/min以内，排量控制在500 L/min以内，由于油井地层松软，在密闭取芯作业中需要结合实际情况适时的调整钻进参数，提高钻进效果。钻进到指定位置后提高井下钻压至10 t，以确保密闭取芯钻具能够及时剪断活塞固定销。密闭取芯依靠密闭液对所割岩芯样本进行密闭保护，避免岩芯样本被钻井液等所污染。所割岩芯将在密闭取芯工具的帮助下进入密闭筒中，完成密闭取芯作业。为确保连续保形密闭取芯作业能够取得良好的作业效果，在进行连续保形密闭取芯作业前需要对所钻地层进行详细的勘测，并做好钻井轨迹优化、钻井井眼清理等前期工作并对连续保形密闭取芯工具进行良好的检测，确保连续保形密闭取芯工具的岩芯爪与钻头定位台肩之间的轴筒间隙控制在12±4 mm，连续保形密闭取芯工具的钻头出刃均匀，能够良好的运行。

在油井松软地层使用连续保形密闭取芯工艺进行连续保形密闭取芯作业的过程中，存在着2个问题。1）连续保形密闭取芯作业工程中，由于取芯长度较长在第一、二取芯筒取芯作业中所获得的岩芯样本能够达到100 %的收获率，而在第三、四筒的取芯过程中获取率则大幅下降，致使连续保形密闭取芯作业无法取得良好的取芯效果。为获得良好的取芯效果需要结合油井松软地层对连续保形密闭取芯作业参数、工艺等进行优化、改进。2）在对第三、四筒岩芯爪进行观测后发现，第三、四筒的岩芯爪处所堵塞的岩芯情况极为相似。具体表现为第三筒岩芯爪与第四筒岩芯爪都有一定的收缩变形，不同处则主要集中在变形量的大小不同。连续保形密闭取芯工具的钻头腔与岩芯爪都因岩芯阻塞造成岩芯爪的卡死，进而造成岩芯大量堆积，影响连续保形密闭取芯工具的使用。在第三、四筒岩芯连续保形密闭取芯作业过程中，第三筒出芯时上部空的衬筒内喷出筒密闭液，致使第三筒内存在部分“和尚头”现象，影响取芯效果。而在第四筒出芯时，其所形成的“和尚头”现象则更为明显。为提高连续保形密闭取芯作业效果需要積极就油井松软地层中应用连续保形密闭取芯技术存在的问题进行分析，并积极采取针对性的措施加以解决，提高连续保形密闭取芯作业效果。

2 油井疏松地层下应用连续保形密闭取芯技术的改进优化

结合在油井疏松地层下应用连续保形密闭取芯技术所存在的问题及油井井下地层地质报告，确定连续保形密闭取芯作业出现问题的具体原因为连续保形密闭取芯作业过程中岩芯在取芯工具的作用下缓慢地进入密闭筒中，但是受制于所割取的岩芯样本自身强度与钻具稳定性的影响，致使所获取的岩芯样本自身稳固性较差，在进入密闭筒的过程中自行解体，所脱落的部分岩芯掉落堆积在连续保形密闭取芯工具中的岩芯爪及钻头腔内，致使密闭液的下行通道受阻，这一现象被称之为“堵芯”，这一现象的存在将使得密闭筒内的密闭液无法及时排出，致使密闭筒内的压力上升形成内部憋压使岩芯样本进入密闭筒内更加困难，并最终造成了第三、四筒岩芯样本所存在的问题。

为确保连续保形密闭取芯作业获得良好的效果，需要从以下3个方面入手做好连续保形密闭取芯工艺的改进优化：1）优化连续保形密闭取芯作业的参数，在松软地层条件下应用连续保形密闭取芯技术时，不同的参数将会对连续保形密闭取芯作业造成不同的影响。不同的地层地质情况需要使用与之相匹配地钻进参数（如连续保形密闭取芯工具地钻进转速、钻压、排量等），结合地质情况合理的选择相关参数。2）为避免“堵芯”的情况发生，可以在连续保形密闭取芯衬筒上端的0.7 m与1 m区段的最上端面约15±5 mm进行打孔，并对钻孔进行抛光处理，以使得连续保形密闭取芯工具能够具有更多的密闭液排出通道，避免“堵芯”现象的发生。3）优化钻具组合，使得连续保形密闭取芯工具能够在井底钻进作业中具有足够的稳定性。在原有连续保形密闭取芯工具的基础上进行优化改进，使用新型钻铤替换原有钻铤，并在扶正器以下多加装一根钻铤使得连续保形密闭取芯工具在运行过程中能够具有良好的稳定性。提高连续保形密闭取芯作业效果。

3 结语

我国原油资源相对匮乏，原有的诸多油田经过多年的开采已经逐步进入了开发的中后期，这一时期的油井井下压力体系复杂、地层物性变化较大，从而给油田的开采带来了极大的困难。密闭取芯主要用于获取油田地层岩性、含油、水、气饱和度等的岩层数据，以便为油田开采方案的选取提供数据支持。该文在分析连续保形密闭取芯技术在油井松软地层应用中所存在困境的基础上，对如何做好连续保形密闭取芯工具与工具改进优化，确保连续保形密闭取芯作业能够取得良好的作业效果进行分析。改进优化后某油井在应用连续保形密闭取芯技术的过程中收获率达到了100 %，完美地完成了取芯作业。

参考文献

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