长筒保型取芯技术在MMG热得拜油田的应用

薛继彪，保有海，杨洪波，葛文志，唐习之，韩玉平

（中国石油西部钻探公司国际工程公司，新疆 乌鲁木齐 830000）

1 总体概述

热得拜油田位于哈萨克斯坦国曼格什拉克半岛西部，属于哈萨克斯坦曼格什套州卡拉基扬地区管辖，是阿克套项目的主要作业区。为准确掌握边缘井油气储量，2019年油田部署三口取芯井，分布于油田东部和南部，其取芯井段长，地层变化大，取芯时效要求高，取芯收获率大于95%。面对油田的迫切需求及取芯难题，开展了科研攻关，完成长筒保型取芯工具升级改造，优化了取芯轴承和割芯机构，同时通过前期工艺验证，优选取芯参数和高效取芯钻头，提高了长筒取芯收获率，节约了取芯工期，优质高效完成取芯工作，获得了油田业主的一致赞誉，实现良好的经济效益和社会效益。

2 取芯技术难点

2.1 地层岩性变化大，取芯质量要求高

岩性以砂岩、粗砂岩、细砂岩、灰岩、煤层、塑性泥岩为主，胶结致密—松散，层间变化大,长筒取芯易造成局部岩性破碎，形成堵磨芯等复杂情况。

2.2 长筒保型取芯，取芯时效要求高

2 口井设计取芯520m，要求采用长筒保型取芯，设计取芯工期缩短，成本压力大。

2.3 取芯机速低，取芯工艺要求要求高

在前期同层取芯中，取芯机速低，平均0.93m/h。同时取芯收获率83.07%，低于甲方要求。如何针对不同地层优化取芯工艺参数、优选取芯钻头，提高取芯收获率和取芯机速亦是急需解决的难题。

3 创新举措

3.1 完成单筒常规向长筒保型取芯工具的升级

3.1.1 常规单筒川7-4升级保型长筒工具

依托现有常规取芯工具，进行了保型内筒设计，加工内外筒短节，提高扶正效果，增加工具稳定性确保取芯质量。实现了取芯的全面优化，改进工作量等同于重新设计一套新型取芯工具。

长筒保型取芯工具参数：

工具总长：19.5m；

适应井深：≤5000m；

适用井眼：≥∅215.9mm；

上端扣型：API410；

外筒：∅172mm×∅136mm×18000mm；

内筒：∅121mm×∅108mm×18000mm；

岩芯长度：≤18m；

岩芯直径：≤∅101mm。

3.1.2 高强度铝合金内筒实现长筒保型

高强度铝合金内筒，可接双筒、长筒取芯，内壁光滑，降低了岩芯入筒阻力，保障了松散夹层的岩芯成型性和取芯收获率，切割内筒出芯，提高出芯质量，满足了用户提高单趟（18m）取芯进尺和取芯质量（95%）的双需求。

3.1.3 高寿命悬挂机构降低长筒磨芯风险

改进提高轴承及配套固定的机构和强度，降低了泥浆中含砂对轴承磨损，提高了工作寿命，避免轴承破损、堵塞造成内筒转动，磨损岩芯。

3.1.4 高可靠性割芯机构提高岩芯收获率

加工弹性适宜、工作可靠的卡箍式岩芯爪，并对岩芯爪进行扶正和保护，确保软硬岩芯均能顺利入筒，避免原岩芯爪偏软，长时间工作失效的风险，实现工具的全面优化升级。

3.2 制定了长筒保型取芯工艺技术

3.2.1 制定了长筒保型取芯施工参数

采用低钻压、低排量，中等转速有效提高工具稳定性和取芯机械钻速，同时根据地层情况进行参数调整，在保障取芯质量的前提下，提高施工参数，提高取芯效率。

3.2.2 完善了长筒保型取芯工艺技术

采用小钟摆钻具组合，增强钻铤数量，提高钻具稳定性，避免对正钻岩芯的破坏。制定单井取芯预案和取芯指令，严格按取芯操作规程操作。

3.3 优选高效取芯钻头提高取芯机械钻速

3.3.1 优选高效取芯钻头

根据前期地层取芯情况，优选出机械钻速高、寿命长的贝克休斯13mm 复合片8 刀翼和10 刀翼取芯钻头，对称式钻头结构，提高钻头受力的稳定性，有效提高取芯机速。

3.3.2 低压水槽+水眼双流道钻头

采用低压水槽和水眼同存，有效清理岩屑并减少泥浆对岩芯冲蚀，保障松散地层的取芯质量。同时能够提高施工排量，提高钻头破岩效率，见图1。

图1 取芯钻头

4 现场应用效果分析

通过长筒连续取芯技术的应用，444井和222井长筒保型取芯32 筒次，平均单趟进尺17.19m，累计完成取芯进尺550m，取芯收获率都达到了100%，实现保型取芯单趟进尺、取芯质量、机械钻速和取芯工期的四项记录突破。444 井日进尺为15.12m，222 井日为15.84m，分别提高了111.17%和121.23%，大大缩短了取芯周期。使用贝克休斯13mm复合片八刀翼及十刀翼取芯钻头，取芯机械钻速明显提高，平均机械钻速1.74m/h，同比提高87%；444 井为1.69m/h，提高81.72%，222井为1.78m/h，提高91.40%。

通过取芯施工，按天折算取芯效率，4993井单筒连续取芯平均进尺7.16m/d，采用该项技术后，444 井进尺15.12m/d，222 井15.84m/d，分别提高了111.17%和121.23%，综合预计节约工期：(240+310)/7.16-(240/15.84+310/15.12)=41.17(d)，见表1。

表1 长筒保型取芯指标对比表

5 认识与总结

在哈国MMG 热得拜油田222 井、444 井长筒保型取芯技术成功应用，取芯机械钻速、取芯工期和收获率均创区块记录，为MMG 甲方重新评价热得拜油田含油气性，提供了强有力的依据。随着油田开发力度的加大，边缘井及预探井增多，取芯项目会越来越多，长筒保型取芯技术十分适用于哈国各区地层的取芯作业，市场前景广阔。