石油化工專業(yè)畢業(yè)論文現(xiàn)代鉆井取芯技術(shù)

1、現(xiàn)代鉆井取芯技術(shù)龍向井取心（也稱斜井取心）是最近幾年發(fā)展起來的一種新的取心技術(shù)，它隨著斜井鉆井 技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，僅勝利油田每年就鉆幾百口斜井。左向井（或斜井）取心時(shí)苴工具隨著井 眼的軌跡而傾斜，取心工具的巖心內(nèi)筒因受重力作用而下垂，與取心工具的外筒內(nèi)壁相接觸。 因而在取心鉆進(jìn)時(shí)，取心工具外筒帶動(dòng)巖心內(nèi)筒一起旋轉(zhuǎn)。為了避免出現(xiàn)這一問題，勝利油田 管理局鉆井工藝研究院研制了一種D-8100型立向井取心工具。:L998年在渤海灣油田試驗(yàn)成功, 并先后在10多口井上使用，均取得良好效果。在松軟地層左向取心自鎖式取心工具便無法使用， 通過現(xiàn)場幾口井的實(shí)踐和對加壓機(jī)構(gòu)鋼球就位情況實(shí)驗(yàn)分析說明，及取心工具

2、在斜井中受力分 析，證明機(jī)械加壓式取心工具在大井斜立向井進(jìn)行取心作業(yè)是可行的。關(guān)鍵詞：實(shí)踐應(yīng)用：工藝技術(shù)：技術(shù)分析ICoring technology in modern drillingAbstractDirectional coring (also known as well coring) is a new kind of coring technology developed in recent years, it is developed with the development of drilling technology of inclined shaft and each ye

3、ar, only hundreds of Shengli Oilfield Drilling inclined wells. Directional well (or slope) when coring tools with the wellbore trajectory and tilt, coring tool core tube due to gravity and drooping, contact with the inner wall of the outer cylinder coring tool. Thus in the coring drilling, coring to

4、ol outer cylinder drives the core inner barrel rotate togethc匚 To avoid this problem, the Drilling Technology Research Institute of Shengli Oilfield Administration Bureau developed a kind of D-8100 type directional coring tool. 1998 in the Gulf of Bohai oil field trials are successful, and has been

5、used in 10 wells, good effect has been achieved Coring self-locking in soft formation directional coring tool cannot be used, through the practice of several wells and the pressure test mechanism of steel ball positioning analysis, and coring tool in deviated wells stress analysis, prove the mechani

6、cal pressure coring tools are in large oblique directional coring operation is feasibleKeywords: The practice application; Technology; Technical analysis5結(jié)論173摘要IAbstract II目錄Ill1緒論11.1研究的目的和意義 11.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11.3本文研究內(nèi)容22機(jī)械加壓式取心工具實(shí)踐應(yīng)用22. 1取心工具結(jié)構(gòu)原理和特點(diǎn)22.2對加壓機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)研究32.3技術(shù)分析42. 3. 1取心筒在斜井中的受力狀況分析42.3.2斜井對取

7、心的影響42.4技術(shù)要領(lǐng)42. 4. 1鉆頭的選擇42.4.2軸承懸掛52.4.3優(yōu)選參數(shù)52.4.4 判斷52. 5現(xiàn)場應(yīng)用效果63自鎖式取心工具D-8100型的實(shí)際應(yīng)用73.1注水井注入現(xiàn)狀分析73.2結(jié)構(gòu)原理、特點(diǎn)及技術(shù)規(guī)范73. 2. 1定向井取心工具結(jié)構(gòu)73.2.2 特點(diǎn)83. 2.3技術(shù)規(guī)范83.3現(xiàn)場使用措施及應(yīng)用情況93. 3. 1使用措施93. 3.2現(xiàn)場應(yīng)用情況104工藝技術(shù)104.1根據(jù)地層具體情況選擇取心工具和取心鉆頭104. 2合理的選擇鉆井參數(shù)114.3取心操作應(yīng)注意的問題114.4應(yīng)解決的問題 12參考文獻(xiàn)18謝 辭191緒論1.1研究的目的和意義在油氣田的勘探開

8、發(fā)過程中，為了了解儲(chǔ)層構(gòu)造參數(shù)，全面掌握地質(zhì)構(gòu)造的復(fù) 雜性極其變化，以便制定出經(jīng)濟(jì)合理的勘探開發(fā)方案，需要在定向井中進(jìn)行取心作 業(yè)。取出能反映出地層傾角、傾向、走向等構(gòu)造參數(shù)的巖心。我國四川石油管理局 研制的DQX系列定向取心工具適用于大斜度定向井取心。其結(jié)構(gòu)是在取心鉆頭喉道 以上以定向巖心爪代替了常規(guī)自鎖式巖心爪，在常規(guī)取心工具的旋轉(zhuǎn)總成和安全接 頭以上接入裝有多點(diǎn)測斜儀的無磁鉆鋌。定向取心鉆進(jìn)時(shí)在巖心表面形成標(biāo)記槽， 同時(shí)用多點(diǎn)照相儀隨鉆測量必要的參數(shù)。山于定向工具的結(jié)構(gòu)和其作業(yè)技術(shù)比較復(fù) 雜，成本很高，存在一定局限性。例如，容易掉巖心，定向誤差大，質(zhì)量難以保證。 在資金緊張的情況下，一些

9、定向井皆設(shè)計(jì)為探井，雖有大斜度井取心工具，但一些 井隊(duì)在松軟地層取心時(shí)仍然使用了機(jī)械式取心工具。這是因?yàn)闄C(jī)械加壓式取心工具 具有操作方便，安全可靠，工具組裝方便，易于操作。機(jī)械加壓式取心工具是勝利 取心公司自行研制開發(fā)的系列取心工具之一。在地層較硬時(shí)采用自鎖式定向取心工 具 D-8100o1.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀在長期的鉆井取心實(shí)踐中，取心技術(shù)在我國取得蓬勃地發(fā)展。簡單單一適應(yīng)性 較小的單筒取心工具已被結(jié)構(gòu)相對合理適應(yīng)性廣闊的雙筒取心工具所代替，費(fèi)時(shí)費(fèi) 力的短筒取心工具逐步發(fā)展為經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的中長筒取心工具。隨著油氣勘探開發(fā)的需 要，新型取心工具、新的取心方法、特殊取心技術(shù)得到了迅速地發(fā)展和改進(jìn)。定向

10、 取心技術(shù)發(fā)展得也比較快，國內(nèi)有四川石油管理局鉆采工藝研究院研究的JQX系列 和DQX系列，國外常用的有美國克里斯坦森公司的Hugel技術(shù)和橡皮套定向取心技 術(shù)。勝利石油管理局鉆井研究院研制的D-8100定向取心工具同川石JQX系列結(jié)構(gòu) 原理相同。工具的外筒釆用上下穩(wěn)定器，可保證井眼穩(wěn)定；內(nèi)筒采用上下兩點(diǎn)扶正, 從而使巖心筒在傾斜大的條件下，無論外筒怎樣傾斜，內(nèi)筒都能處于外筒中心，不 隨外筒旋轉(zhuǎn)，這樣有效地保護(hù)了巖心，保證了取心同的正常工做。1.3本文研究內(nèi)容勝利油田一些定向井都設(shè)計(jì)成探井，基本是單純的鉆取巖心，不需獲取地層傾 角、傾向、走向等構(gòu)造參數(shù)，因此釆用結(jié)構(gòu)簡單、操作技術(shù)簡單、低成本的

11、取心工 具是最佳之選。在松軟地層取心能否采用機(jī)械加壓式取心工具，D-8100型取心工具 取心效果如何，本文通過對兩種取心工具的結(jié)構(gòu)原理、技術(shù)工藝、實(shí)踐應(yīng)用效果的 研究，分析其定向取心可行性。2機(jī)械加壓式取心工具實(shí)踐應(yīng)用2.1取心工具結(jié)構(gòu)原理和特點(diǎn)本工具是山取心鉆頭、巖心筒組合、加壓接頭三大部分組成，取心鉆頭連接在 外筒之下，巖心筒組合乂有內(nèi)外之分，外筒組和包括外筒、外筒大小和定位接頭； 內(nèi)筒組合包括巖心爪、巖心爪短節(jié)、內(nèi)筒及懸掛總稱。內(nèi)筒組合通過銷釘、銷套固 定在定位接頭銷孔處。加壓接頭連接在定位接頭之上，它是由能相對滑動(dòng)的外六方 桿和內(nèi)六方桿以及加壓中心桿組合。取心鉆進(jìn)時(shí)，加壓接頭六方桿和攏

12、，并傳遞鉆 壓和扭矩。鉆進(jìn)結(jié)束時(shí)，加壓六方桿被拉開，使加壓鋼球到位。然后，滑放鉆具， 加壓，鉆具重量通過鋼球傳遞給加壓中心桿，并直達(dá)內(nèi)筒懸掛銷釘，進(jìn)到剪斷銷釘, 內(nèi)筒下砸，迫是巖心爪沿鉆頭內(nèi)錐面收縮，并割斷包住巖心，達(dá)到松軟地層取心LI 的。主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：(1)工具采用具有伸縮功能的加壓割心機(jī)構(gòu)，特別使用于松軟 地層的割心操作，能保證巖心收獲率。(2)內(nèi)筒采用銷釘懸掛方式，割心采用機(jī)械 加壓，安全可鼎，且地面能觀察到割心顯示。(3)內(nèi)筒采用大彈子，無彈夾的懸掛 軸承，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，使用壽命長。(4)采用壁厚20mm的合金鋼管做外筒，強(qiáng)度高， 穩(wěn)定性好。2.2對加壓機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)研究機(jī)械加壓機(jī)構(gòu)作為軟地

13、層取心工具的主要配合件，在直井取心作業(yè)中取得成功 的同時(shí)，近年在斜井取心作業(yè)中也取得好效果，但在個(gè)別應(yīng)用情況下，產(chǎn)生了一定 的問題。重點(diǎn)表現(xiàn)在井斜角的大小對加壓鋼球的工作狀態(tài)有較大影響。為了在斜井 松軟地層中更好地利用加壓式取心工具，還需要從理論和實(shí)驗(yàn)的有關(guān)方面進(jìn)行探 討，特別是需要模擬井底真實(shí)工況的實(shí)驗(yàn)研究，以更直觀地為加圧接頭的應(yīng)用提供 指導(dǎo)意見。實(shí)驗(yàn)?zāi)M是獲得加圧接頭工作狀態(tài)的有效途徑。但完全真實(shí)地模擬加壓接頭在 井底的工作環(huán)境無法達(dá)到。本實(shí)驗(yàn)作了以下處理：（1）忽略鉆井液的存在，加壓接 頭在空氣介質(zhì)中工作；（2）常溫常壓環(huán)境。用4）50的鋼管焊接成實(shí)驗(yàn)架，通過下部的支撐可以整體旋轉(zhuǎn)。將

14、加壓接頭吊支 在實(shí)驗(yàn)架上，在加壓接頭的下部和中部外闈安裝軸承，使其能夠自山旋轉(zhuǎn)。投球后, 可以從加壓接頭的頂部觀察球的就位情況。通過實(shí)驗(yàn)，考察了以下問題：在不同傾斜角度下鋼球就位情況。實(shí)驗(yàn)時(shí)以一定角度間隔（3° 5° ）傾斜加 壓接頭。以直徑為4）73mm的細(xì)加壓桿，投入4）47mm的鋼球?yàn)槔?，重?fù)多次實(shí)驗(yàn)， 可知：（1）在傾斜角度小于15。左右時(shí)，鋼球一般完全就位，但偶爾會(huì)發(fā)生不完全 就位現(xiàn)象。第一次實(shí)驗(yàn)中在傾角為4。時(shí)，投入的第1、2、3球完全就位，第4球 稍擠在前三球之上。這是加壓桿沒完全居中，投入時(shí)鋼球撞擊速度小而不足以調(diào)整 位置的原因造成的。投球完成以后，稍轉(zhuǎn)加壓

15、接頭，笫4球輕松就位。說明在小角 度時(shí)，球就位是完全有保證的，加壓接頭處于正常的工作狀態(tài)。（2）當(dāng)傾斜角度為15° '50°間時(shí)，鋼球就位狀況仍是良好的。最普遍悄況是 投入的第1、2只鋼球完全就位，第3只鋼球落在前兩球之上，稍轉(zhuǎn)加壓接頭，鋼 球就位。投入的第4只鋼球落在前3球之上，轉(zhuǎn)動(dòng)加壓接頭，鋼球都就位。個(gè)別惜 況下，投入的四只球不旋轉(zhuǎn)接頭就全部就位。說明加圧接頭的傾斜角度已經(jīng)影響到 鋼球的就位，但在投球以后，旋轉(zhuǎn)鉆具，鋼球能夠就位，加壓接頭可以正常工作。（3）傾斜角度增大到50°、60°間時(shí)，投入的第1只鋼球就位，第2球有時(shí)直 接就位，有時(shí)落

16、在第1球上面，轉(zhuǎn)動(dòng)加壓接頭笫2球就位。第3球落在前兩球之上, 轉(zhuǎn)動(dòng)加壓接頭球也能就位。第4只球情況較為復(fù)雜。有時(shí)能直接就位，再轉(zhuǎn)動(dòng)加壓 接頭可能某球乂不就位；有時(shí)落在前3球之上，多轉(zhuǎn)動(dòng)兒次和下壓壓座，鋼球也能 就位；個(gè)別情況下，鋼球一直無法就位?？梢娫诖私嵌确秶鷥?nèi)，只有三只鋼球的就 位較順利，雖然在一定程度上也能夠完成加壓的工作忖的，但可靠性不能保證。2. 3技術(shù)分析在斜井中取心要了解工具在井中的受力惜況及山于井斜而給取心造成的影響。 下面就從這兩方面進(jìn)行分析：2. 3.1取心筒在斜井中的受力狀況分析可看出，在未加任何扶正裝置的內(nèi)筒處于自山下垂?fàn)顟B(tài)，與外筒的中心軸線不 在同一位置，存在著一個(gè)偏

17、差角0,這個(gè)偏差角的大小直接影響著取心時(shí)的巖心進(jìn) 筒，同時(shí)在巖心基部存在著側(cè)向力。在斜井取心中的關(guān)鍵是減小這個(gè)偏差角，以減 少側(cè)向力對巖心的影響。2. 3.2斜井對取心的影響（1）井斜角過大，造成取心內(nèi)筒不居中，造心時(shí)，巖心不易進(jìn)筒。（2）巖心內(nèi)筒的不居中，在旋轉(zhuǎn)時(shí)易產(chǎn)生側(cè)向力。而任何側(cè)向運(yùn)動(dòng)都會(huì)在巖 心上產(chǎn)生一個(gè)作用力，并在其基部產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力，從而導(dǎo)致巖心不易進(jìn)筒。（3）鉆頭易偏磨，造成取心機(jī)械鉆速慢，進(jìn)尺少。（4）井斜角過大，磨阻大，對井下惜況的判斷比較困難。2. 4技術(shù)要領(lǐng)2. 4.1鉆頭的選擇在斜井中取心，關(guān)鍵是要造好心，使巖心進(jìn)入內(nèi)筒，這就應(yīng)首先要減少側(cè)力對 巖心的影響，也就是減少取心

18、內(nèi)、外筒之間的偏差角。在現(xiàn)場，可采用勝利油田取 心公司研制生產(chǎn)階梯式刮刀取心鉆頭和PDC取心鉆頭，該種取心鉆頭內(nèi)臺(tái)階與取心 內(nèi)筒間隙只有2mm,因此可以很好地扶正內(nèi)筒，減小了巖心內(nèi)、外筒之間的偏差角， 減少了側(cè)向力對巖心的影響。2. 4.2軸承懸掛在鉆進(jìn)時(shí)一定要保證懸掛軸承的旋轉(zhuǎn)靈活，以減少鉆進(jìn)時(shí)產(chǎn)生的離心力。防止 因離心力的過大而使巖心破碎造成堵心。Rb-8100型取心工具采用大彈子，無彈夾 的懸掛軸承，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，使用壽命長。2. 4. 3優(yōu)選參數(shù)造心時(shí)，要無壓啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤，采用低轉(zhuǎn)速(60r/min),造心鉆壓要比直井中的取 心造心鉆壓稍大(20-30KN),小排量(14-161/s)；在鉆進(jìn)

19、0. 5m后，根據(jù)地層軟硬, 調(diào)整鉆壓至60-80KN；轉(zhuǎn)速則保持不變。在鉆進(jìn)時(shí)要注意扭矩的變化，及時(shí)調(diào)整各 參數(shù)。割心時(shí)，要根據(jù)取心鉆進(jìn)前觀察到的摩阻，上提取心鉆具，拉開加壓接頭六 方滑塊，割心時(shí)要轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤，以保證鋼球全部就位。同時(shí)選用外徑為直徑76mm的 粗加壓桿，使加壓桿更好的居中，減少傾斜角?，F(xiàn)場實(shí)驗(yàn)均取得良好的效果。其中 盤9-斜4井，取心井段1643. 8-1685. 21m,取心井段井斜角33.6°取心六筒，總?cè)?心進(jìn)尺41.41m,巖心收獲率98. 89%,田9-斜4井,取心井段是1609. 00-1645. 8m, 取心井段井斜角43°取心四筒，總?cè)⌒倪M(jìn)尺

20、25.80m,巖心收獲率97%。從而證明機(jī) 械加壓式取心工具在井斜小于40°的定向井中取心作業(yè)是可行的。2. 4. 4判斷對井下情況判斷要果斷，要詳細(xì)記錄好取心鉆進(jìn)的鉆時(shí)，一旦發(fā)現(xiàn)機(jī)械鉆速變 慢，鉆時(shí)猛增，應(yīng)果斷割心起鉆。利用綜合錄井儀實(shí)時(shí)監(jiān)測，分析處理井下悄況利 用綜合錄井儀記錄的各參數(shù)及其變化曲線，及時(shí)判斷井下惜況以采取相應(yīng)措施。對 于斜井，靠鉆臺(tái)上的儀表觀察扭矩、泵壓的變化比較困難，而借助錄井儀的變化曲 線，則可形象的進(jìn)行判斷。2.5現(xiàn)場應(yīng)用效果通過七口井的應(yīng)用，取心井段最大井斜40° ,累計(jì)取心進(jìn)尺191.67m,巖心長185. 12m,平均巖心收獲率96. 58%

21、,平均單筒進(jìn)尺6. 85m,效果理想。表2-1國內(nèi)部分油田注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目碎屑巖油藏 注水水質(zhì)推薦 指標(biāo)及分析方 法標(biāo)準(zhǔn)勝利油田華北油田大慶長 恒大慶外 圍長慶油含油量KW0. 1 KW0. 5520W30W20W10W15mg/LK>0. 1 KW0. 1總鐵<5WO. 5WO. 5WO. 50. 5mg/L 三價(jià)鐵_-W0. 4mg/L 懸浮固體KW0. 1 KW1.0KWO. 2KWO. 2地下水地下水WO. 1mg/LKW2. 0KW2.0KW2.0KW2.0K二0. 1 0. 6KWO. 2KWO. 2地下水其他水KW3. 0KW4.0KW5. 0KW5.0W5.0K&g

22、t;0. 6 KW5. 0污染水KW10.011 懸浮固體KW0. 1KWO. 2<5.0W5. 0直徑mg/LKW2.0 p>80%KW2. 0p>80%p70%p70%K二0. 1 0. 6K>0. 2KW3. 0 p80%KW2. 0pM90%K>0. 6 KW2. 0p80%溶解氧總礦化密閉流總礦化含油污W0. 05W0. 05mg/L度>5000mg/L程W度>1000水 W0.5WO. 050. 05mg/L W0. 05總礦化開式流總礦化其他水度>5000mg/L程wo.度>1000W0. 05WO. 055mg/ W0. 0

23、5硫化物W10W14W50W50W5mg/L細(xì)菌總數(shù)K<0. 1K<1O:K>0. 210'W10W10W10?個(gè)/mL<2. 5X10K二0. 1 0. 6 KWK<0. 2103<2. 5X10K>0. 6 K<10'硫酸鹽還K<0. 6 K<10:<10:W10W10W10，W10'原菌個(gè)K二0. 1 0. 6,/mL<102K>0. 6, < IO2平均腐蝕WO. 076WO. 125WO. 10WO. 076WO. 076WO. 075率膜濾系數(shù)KWO. 1 KM20_>

24、20(MF)K二0. 1 0. 6 KM游離二氧化碳mg/LW10W3015K>0. 6 K>103自鎖式取心工具D-8100型的實(shí)際應(yīng)用3.1注水井注入現(xiàn)狀分析D-8100型定向取心工具，工具的外筒采用上下穩(wěn)定器，可保證井眼軌跡穩(wěn)定， 內(nèi)筒采用上下兩點(diǎn)扶正，可避免內(nèi)筒跟隨外筒旋轉(zhuǎn)并能扶正巖心內(nèi)筒，同時(shí)乂能保 證鉆井液順利通過，該工具在10多口井上應(yīng)用，取心進(jìn)尺278. 94m,取心長263.85m, 平均巖心收獲率為94. 6%,可滿足地質(zhì)勘探需要。3. 2結(jié)構(gòu)原理、特點(diǎn)及技術(shù)規(guī)范3. 2. 1定向井取心工具結(jié)構(gòu)外筒組合包括外巖心筒、穩(wěn)定器，取心鉆頭連接在外筒組合之下。內(nèi)筒組合包

25、 括縮徑套、短節(jié)、內(nèi)巖心筒和懸掛總成。懸掛總成與上接頭的內(nèi)螺紋相連，外筒組 合與上接頭的外螺紋相連。巖心爪置于縮徑套中。下鉆完畢，用大量循環(huán)鉆井液 沖洗內(nèi)筒，清洗井底。一切正常后投入堵孔鋼球待就位后，開始取心鉆進(jìn)。由于巖 心爪內(nèi)徑略小于巖心直徑，所以巖心總是與巖心爪的內(nèi)沿相接觸而產(chǎn)生摩擦力。當(dāng) 取心鉆進(jìn)完畢緩慢上提鉆具時(shí)，巖心爪與縮徑套發(fā)生相對移動(dòng)。山于縮徑套內(nèi)錐面 與巖心爪外錐面吻合，相應(yīng)位移的結(jié)果必然迫使巖心爪收縮、自鎖、卡緊并拔斷巖 心，達(dá)到割心的LI的。山于自鎖式巖心爪具有較好的彈性和耐磨性，它的收縮與 張開都屬于彈性變形，故可反復(fù)進(jìn)行。因此，當(dāng)長筒取心鉆進(jìn)中途需要接單根時(shí)， 可通過“

26、割心一接單根一頂開巖心爪一再取心鉆進(jìn)”的辦法，實(shí)現(xiàn)連續(xù)取心。3. 2. 2特點(diǎn)（1）巖心內(nèi)筒采用上下兩點(diǎn)扶正，實(shí)現(xiàn)雙筒單動(dòng)。巖心外筒帶動(dòng)取心鉆頭旋 轉(zhuǎn)巖心內(nèi)筒不轉(zhuǎn)，以便巖心被磨損。（2）工具采用內(nèi)洗式結(jié)構(gòu)。在取心鉆進(jìn)前允許鉆井液通過巖心內(nèi)筒，起到清 洗巖心內(nèi)筒的作用，避免堵塞物充填巖心內(nèi)筒影響巖心進(jìn)入。（3）巖心爪為整體自鎖式，其內(nèi)徑一般要比巖心直徑小2飛mm。當(dāng)上提鉆具時(shí), 巖心爪則能自動(dòng)卡緊巖心，實(shí)現(xiàn)自鎖割心。（4）外筒配有穩(wěn)定器，提高其穩(wěn)定性，有利于長筒取心鉆進(jìn)，不影響井眼的 軌跡。若需要長筒取心時(shí)，只要在短筒工具的基礎(chǔ)上增加等長的內(nèi)外巖心筒（不需 任何其它特殊裝置）就可作業(yè)，因而結(jié)構(gòu)簡

27、單。（5）懸掛總成釆用大彈子開列式軸承，承載能力強(qiáng)且轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，懸掛軸比普 通的結(jié)構(gòu)稍長，U的是為了配置單列向心球軸承，使其既能起到上邊扶正乂不影響 鉆井液的流通。（6）在鉆頭腔內(nèi)配置特殊的滾柱扶正軸承，與縮徑套相配合，使工具巖心內(nèi) 筒上下扶正。3. 2.3技術(shù)規(guī)范外筒主體外徑：178mm巖心內(nèi)筒外徑：127mm鉆頭外徑:215mm巖心直徑：101mm工具總長：9000mm上扣扭矩：12000"14000Nm抗拉強(qiáng)度：1810. 4KN3. 3現(xiàn)場使用措施及應(yīng)用情況3. 3. 1使用措施（1）準(zhǔn)備工作：鉆頭的選擇要符合取心層位。要有詳細(xì)、準(zhǔn)確的取心地層預(yù) 告。井身質(zhì)量、鉆井液性能應(yīng)符合

28、設(shè)計(jì)要求。設(shè)備、儀表工作正常。靜底無金屬落 物。全部在用鉆具水眼應(yīng)大于55mm保證堵孔鋼球順利通過。（2）工具檢查：工具與配件應(yīng)符合圖紙要求。裝配后在工具懸吊的情況下以 能用手轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)筒為合格。工具裝配的軸向間隙為15、20mm。（3）起下鉆操作：起鉆過程中應(yīng)連續(xù)向井眼灌滿鉆井液。應(yīng)控制起下鉆速度， 嚴(yán)禁猛提、猛剎、猛放。不準(zhǔn)用取心鉆頭劃眼強(qiáng)下。（4）取心鉆進(jìn)：鉆進(jìn)前，鉆頭不能接觸井底，在轉(zhuǎn)動(dòng)鉆具的情況下校對靈敬 表。鉆頭時(shí)，應(yīng)輕啟動(dòng)，慢加壓，均勻送鉆。先用10KN鉆壓造心，待進(jìn)尺達(dá)到0.3m 后再改為正常鉆壓，鉆進(jìn)參數(shù)推薦值見表lo鉆進(jìn)中盡量做到不停泵、不停轉(zhuǎn)、不 上提、不溜鉆，減少蹩跳鉆。認(rèn)

29、真做好鉆時(shí)記錄，仔細(xì)觀察機(jī)械鉆速、泵壓及轉(zhuǎn)盤 載荷的變化，及時(shí)分析判斷井下悄況。（5）起下鉆遇阻卡處理：當(dāng)起下鉆遇阻卡超過正常摩阻時(shí)，要堅(jiān)持“起鉆少 提多放，下鉆少放多提，反復(fù)活動(dòng)消除摩阻”的原則，否則循環(huán)不劃眼。認(rèn)真記錄 每次起下鉆遇阻位置判斷鍵槽，鍵槽遇阻嚴(yán)禁硬提，應(yīng)采用倒劃眼的方法起出，并 破壞鍵槽。（6）鉆井液性能：鉆井液要有良好的潤滑性、抑制性和攜巖性，鉆井液的摩 擦系數(shù)應(yīng)小于0.2,含砂量低于0. 5%,固相含量低于12%,塑性粘度和動(dòng)切力的比 例不低于2： lo（7）沉砂處理：鉆頭接近沉砂時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)鉆具，開泵循環(huán)鉆井液，清除沉砂或 坍塌物，鉆頭接近井底，校對懸重。（8）操作要點(diǎn)：長

30、筒取心采用割心接單根的辦法實(shí)現(xiàn)連續(xù)取心。其操作要點(diǎn)： 一是停轉(zhuǎn)、停泵后，緩慢上提鉆具割心；二是卸方鉆桿時(shí)要鎖住轉(zhuǎn)盤銷子，用液壓 大鉗或旋繩器卸扣，保證井下鉆具不轉(zhuǎn)動(dòng)；三是接完單根后開泵循環(huán)，緩慢下放鉆 具，沖洗井底35米；四是用不底于1.5倍鉆壓的力靜壓井底，以頂松巖心爪。之 后再微提鉆具，輕壓啟動(dòng)轉(zhuǎn)盤，恢復(fù)取心鉆進(jìn)。3.3.2現(xiàn)場應(yīng)用情況D8100型定向取心工具先后在10多口井上使用，取心進(jìn)尺278. 94m長263. 85m 平均巖心收獲率為94. 6%,可滿足地質(zhì)勘探的需要。例如樁斜138井和樁斜314井, 井斜角度±60。，水平位移接近2000m,在這樣的環(huán)境下取心20多筒次

31、，沒有因?yàn)楣?具的結(jié)構(gòu)問題而影響施工。山于工具采用了上下兩點(diǎn)扶正，大彈子懸掛軸承使工具 內(nèi)筒旋轉(zhuǎn)靈活。采用低轉(zhuǎn)速、合理的鉆壓，略高的排量這一參數(shù)是合適的，它可保 證斜井施工正常進(jìn)行，同時(shí)乂能保證巖心不被沖刷。通過對取心質(zhì)量的分析，認(rèn)為 這種取心工具的設(shè)計(jì)是成功的，結(jié)構(gòu)是先進(jìn)的，所選參數(shù)是可行的。4工藝技術(shù)4.1根據(jù)地層具體情況選擇取心工具和取心鉆頭地層的特性決定取心工具和取心鉆頭的選擇。松軟地層的巖石可鉆性好、鉆速快、進(jìn)尺高。取心可存在兩種情況：一是巖石 膠結(jié)性較差、巖心成柱性差，鉆取巖心時(shí)可能粗細(xì)不均其至發(fā)生破碎，一般可釆用 機(jī)械加壓式取心工具。二是巖石膠結(jié)性好，巖心成柱性強(qiáng)，鉆取時(shí)巖心直徑

32、均勻、 巖心不易碎，可采用自鎖式取心工具。松軟地層中可選用可取較大直徑巖心的工具。 有的地層松軟易碎但硬度大，巖心的成柱性差。易碎的巖心在取心內(nèi)商移動(dòng)時(shí)易于 垮塌堵塞、磨心和堵心，巖心收獲率難保證?？刹扇∽枣i式割心方式的勝利保形取 心工具型號Yb-8100屬硬地層保形取心工具，該工具主要有外巖石筒組合保形襯筒 三大部分組成。主體結(jié)構(gòu)采用雙筒單動(dòng)內(nèi)洗式轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，內(nèi)筒易居中防止卡心和堵 心的機(jī)率，而且保形襯筒是MC尼龍復(fù)合材料，具有低摩阻特性，在取心鉆進(jìn)過程 中巖心進(jìn)筒的摩擦阻力很低，有效地防止了巖心的堵塞和阻卡。工具外巖心向上下 各加一螺旋柱定中，可提高取心工具的可靠穩(wěn)定性，防止了取心工具的彎曲

33、失穩(wěn)。 在商830井鉆探取心中，從2675. 6米開始到3079. 50米，不連續(xù)取心8筒，取心 進(jìn)尺56. 3米，心長36. 3米，取心收獲率100%。軟地層巖石可鉆性好，機(jī)械鉆速高，可釆用內(nèi)外切削排列且呈三階梯壯分布 45°斜角齒的刮刀式鉆頭。中硬地層，巖心成柱性好，鉆速中等，可選用微切削齒 取心鉆頭，是單錐曲面、雙錐曲面形狀鉆頭。針對砂礫巖石，硬且易破碎，采用人 造圓柱聚晶雙錐形（VTC616）和人造圓柱三角聚晶復(fù)合雙錐型（VTC526）這兩種 鉆頭對泥質(zhì)量高的沙礫巖適用。天然金剛石雙錐型取心鉆頭（VDC938）對砂質(zhì)含量 高的粗礫巖應(yīng)用效果好對泥質(zhì)含量高的巖層適應(yīng)效果差，不僅

34、機(jī)械鉆速平均單筒進(jìn) 尺低而且易造成堵心。4. 2合理的選擇鉆井參數(shù)（1）松軟巖層宜采用低的鉆壓與轉(zhuǎn)速。過硬地層取心適當(dāng)增大鉆圧可提高鉆 速減少巖心 磨損，軟硬交錯(cuò)或傾角大的地層和易破碎地層應(yīng)降低鉆壓和轉(zhuǎn)速以防 止取心鉆頭沿巖石層面和斷層面滑移。（2）根據(jù)地層巖性盡可能提高鉆進(jìn)速度以獲得較高的巖心收獲率。因?yàn)闄C(jī)械 鉆速高巖心形成短，巖心受鉆井液侵害磨損少、巖心表面比較光滑成柱性交好。（3）選擇適應(yīng)的排量。對疏松地層鉆量大小對收獲率影響很大。排量大容易 井低巖心，排量小不能保證井底清潔易使鉆頭泥包也會(huì)使鉆頭定卻不好，如進(jìn)尺快 井底巖屑多堵塞巖心入口。（4）泥漿性能的要求。鉆井液的性能必須最大限度地

35、保證工藝安全，提高機(jī) 械鉆速保證取心收獲率應(yīng)達(dá)到“四低一適當(dāng)”即低密度、低粘度、低失水、低含沙、 適當(dāng)?shù)那辛Α?.3取心操作應(yīng)注意的問題取心過程中應(yīng)保持轉(zhuǎn)速和泵排量不變。根據(jù)地層變化及時(shí)、均勻、逐漸調(diào)整鉆 壓，地層變軟時(shí)鉆圧應(yīng)平穩(wěn)跟上，及時(shí)做好鉆時(shí)記錄，學(xué)會(huì)根據(jù)鉆時(shí)、泵壓、轉(zhuǎn)盤 負(fù)荷、蹩鉆、跳鉆判斷井下情況，從鉆時(shí)看，當(dāng)樹心0.2m左右后，鉆時(shí)變慢轉(zhuǎn)盤 負(fù)荷顯著減小，可能是下鉆時(shí)進(jìn)入內(nèi)巖心筒的掉塊橫擋在內(nèi)筒入口或破碎地層的碎 塊橫擋在內(nèi)筒入口。當(dāng)鉆頭剛接觸井底時(shí)若遇到掉塊時(shí)會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的蹩鉆、跳鉆、 轉(zhuǎn)盤負(fù)荷增大鉆時(shí)很慢，這時(shí)要緩慢平穩(wěn)劃眼、劃碎掉塊消除蹩跳鉆后方可正常取 心鉆進(jìn)。在軟硬交錯(cuò)的地

36、層易引起鉆時(shí)忽快忽慢，應(yīng)該及時(shí)調(diào)整鉆壓，硬地層減圧, 軟地層緩慢跟壓。從泵判斷：泵壓現(xiàn)較大的波動(dòng)而且機(jī)械鉆速忽高忽低應(yīng)是鉆遇 軟硬交錯(cuò)地層。泵壓升高機(jī)械鉆速下降，當(dāng)稍微上提鉆具時(shí)泵壓恢復(fù)正常。從井口 返出巖屑變細(xì)，可判為鉆頭磨損。若泵壓升高機(jī)械鉆速明顯下降，轉(zhuǎn)盤負(fù)荷變大， 稍提鉆具泵壓不能恢復(fù)應(yīng)是鉆入軟地層鉆頭泥包。若泵壓升高鉆時(shí)不變轉(zhuǎn)盤負(fù)荷無 變化稍提鉆具泵壓不變應(yīng)是鉆頭水眼堵。學(xué)會(huì)及時(shí)割心，夾層多、鉆速變化大、 有蹩鉆跳鉆現(xiàn)象的地層中鉆進(jìn)時(shí)應(yīng)少打取心進(jìn)尺，選擇適當(dāng)位置割心。當(dāng)鉆取的地 層山軟變硬時(shí)再鉆進(jìn)0. 2m左右割心，當(dāng)鉆取的地層山碩變軟時(shí)應(yīng)立即割心。4.4應(yīng)解決的問題(1) 井下井眼

37、的準(zhǔn)備要充足。保證良好的井分質(zhì)量、防止井斜、避免出現(xiàn)“狗 眼鍵槽”井眼不規(guī)則縮徑。(2) 防止堵心。下鉆過程中嚴(yán)禁猛下猛放，泥漿排量適當(dāng)使巖屑能及時(shí)清洗, 以免鉆頭泥包、在水敏性強(qiáng)的地層巖心進(jìn)入內(nèi)筒后可能吸水膨脹堵心。(3) 防止卡心。充分清洗內(nèi)筒保證良好的鉆井液，避免進(jìn)入內(nèi)筒的巖心泥餅 忽粗忽細(xì)而容易使巖心斷橫卡于內(nèi)筒。在破碎裂隙地層、疏松砂巖、大傾角裂縫發(fā) 育地層取心巖心容易破碎。鉆具蹩鉆振動(dòng)幅度大易將巖心破碎卡心。(4) 防止磨心。在疏松或易破碎地層取心細(xì)心觀察鉆時(shí)，泵壓量轉(zhuǎn)盤扭矩的 細(xì)微變化，防止存在僥幸心理，將鉆時(shí)變慢歸為地層巖性變硬導(dǎo)致取心收獲率變低。表4-1 BSJ-1復(fù)合解堵劑

38、殺菌性能測定結(jié)果濃度100030010050空白菌數(shù)殺菌菌數(shù)殺菌菌數(shù)殺菌菌數(shù)殺菌菌數(shù)殺菌mg / L個(gè)/率個(gè)/率個(gè)/率個(gè)/率個(gè)/率mLmLmLmLmL總菌010010:99. 910399. 010'90. 0105/腐生010010:99. 010:99. 010'010'/菌硫酸鹽還0100010010199. 010=90. 0103/原菌鐵細(xì)0100103010301030103/菌4-2復(fù)合劑對巖心潤濕性的影響結(jié)果復(fù)合解堵挑0. 001020. 305相對潤親油巖 心0. 57-0. 080. 280. 380. 42濕指數(shù)弱親油巖心-0. 25-0. 050

39、. 260. 350. 39潤濕性親油巖心親油中間潤濕弱親水親水親水弱親油巖心弱親油中間潤濕弱親水親水親水潤濕反轉(zhuǎn)，山于表面活性劑的吸附而造成的巖石潤濕性改變的現(xiàn)象。儲(chǔ)層潤濕性的改變（水濕一油濕），不影響巖石的絕對滲透率，但它是各類油藏 油相滲透率降低的主要原因，一般會(huì)降低40%左右。產(chǎn)生潤濕改變的來源主要有鉆井 濾液及油井增產(chǎn)措施中所用流體含有表面活性劑、防腐劑、殺菌劑、破乳劑（通常 是陽離子表面活性劑）吸附在巖石表面上，使巖石山水濕變?yōu)橛蜐?，減少了地層對油 的相對滲透率。一般認(rèn)為，砂巖儲(chǔ)層比灰?guī)r儲(chǔ)層更易遭受油潤濕和乳狀液堵塞。影 響潤濕性改變的因素有巖石的礦物組成、孔隙結(jié)構(gòu)、所含油水的化學(xué)

40、組成及溫度、 壓力。一般地，滲透性越差、含油飽和度越高越易發(fā)生潤濕性改變。生產(chǎn)中表現(xiàn)為 產(chǎn)油量下降、水量不變或增加。采用自吸法測定巖心的潤濕指數(shù)，潤濕性測定實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4-2高效有機(jī)垢解堵劑：有三部分組成d：滲透、溶解b:剝離、脫落c:溶解、 清除。a組分活性很高，具有很強(qiáng)的滲透、分散能力，它具有一定的溶解蠟的能 力，其親油基極易插入蠟聚集體內(nèi)部，穿透蠟的結(jié)構(gòu)，破壞蠟分子與孔隙表 面及蠟分子與蠟分子之間的粘結(jié)力，使蠟從巖石孔隙表面剝落下來并分散， 在蠟表面結(jié)上一層極性水膜，使蠟不易再沉積，由“死蠟”變成了 “活蠟”。 還可以在一定程度上降低原油粘度，改善其流動(dòng)性，有利于原油的增產(chǎn)。b組分含有各

41、種脂肪酸與脂肪醇，曲于其成分復(fù)雜，更能發(fā)揮協(xié)同作用。 其中不同碳數(shù)的脂肪酸可與c組分發(fā)生反應(yīng)，生成HLB值在15-18之間的增溶性 很強(qiáng)的表面活性劑，同時(shí)有機(jī)酸在蠟從巖石表面剝落后還有清洗孔道的作用。c組分除了與脂肪酸反應(yīng)生成表面活性劑之外，還可與瀝青質(zhì)等極性物質(zhì) 發(fā)生反應(yīng)，它們的產(chǎn)物易分散于水，即易于從表面將它們?nèi)コ?。許多油田聚合物驅(qū)三次采油過程中，隨著聚合物注入體積的增加，注聚井堵塞 問題日益突出，主要表現(xiàn)是:注入壓力高、達(dá)不到配注、間歇注入等，嚴(yán)重影響聚驅(qū) 效果.注聚井解堵增注技術(shù)分析了聚驅(qū)注入井注入壓力上升的主要原因及注聚井堵 塞規(guī)律，并根據(jù)注聚井近井地帶堵塞物的成分分析，研制出新型注

42、聚井解堵劑配方; 為減少注聚井解堵后因聚合物的再吸附而重新堵塞，研究了注聚井油層保護(hù)技術(shù), 形成了既能防止聚合物在油層孔隙表面的再吸附，乂能通過競爭吸附將吸附在油層 孔隙表面的聚合物驅(qū)替掉的油層保護(hù)劑配方。針對地層堵塞原因，開發(fā)出BSJ1剝離滲透抗吸附復(fù)合解堵劑。BSJ-1剝離滲 透抗吸附復(fù)合解堵劑是多成份的復(fù)合物，其中包含兩種不同結(jié)構(gòu)的功能型高分子活 性劑，輔以酸性劑、絡(luò)合劑、緩蝕劑、氧化劑等，對原油、瀝青、膠質(zhì)石蠟、聚合 物等有機(jī)質(zhì)及微生物粘泥具有極強(qiáng)的滲透性、分散性和剝離性。該產(chǎn)品外觀為淡黃 色液體（A組分）與青色液體（B組分），A組分能有效滲透粘在巖石上的稠油、瀝青、 蠟質(zhì)，B組分能有

43、效剝離管壁與地層中的無機(jī)鹽垢及粘泥，且能將巖石表面山親油 變?yōu)橛H水性，在巖石表面形成保護(hù)膜，抑制有機(jī)物質(zhì)在巖石表面的吸附。該產(chǎn)品能 有效滲透、分散微生物膜形成的粘稠物質(zhì)，抑制微生物的生成，不會(huì)對地質(zhì)和環(huán)境 造成污染，不會(huì)對設(shè)備產(chǎn)生腐蝕。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（表4-3、4-4）表明；BSJ-1復(fù)合解 堵劑可以溶解聚合物膠團(tuán)，濃度不同對聚合物溶液的降解程度不同；把膠團(tuán)放置于Oo 0. 30%的復(fù)合解堵劑中,5小時(shí)后，膠團(tuán)完全溶解。表4-3不同時(shí)間BSJ-1不同時(shí)間BSJ-1復(fù)合解堵劑對聚合物溶液的降解試BSJ-1復(fù)合解不同時(shí)間(h)的粘度(ml) as)堵劑濃度0. 0051. 03-05o 07. 00

44、. 18734. 218. 79.55. 24. 30. 28726. 513. 26-44. 33. 60. 38711. 97o 14.63. 12. 30. 5874. 23. 22.0 1. 01. 01. 0873 '52. 31.0 1. 01. 0表4-4BSJ-1復(fù)合解堵劑對不同粘度的聚合物降解實(shí)驗(yàn)BSJ-1復(fù)合解不同時(shí)間(h)的粘度(ml)Ls)堵劑濃度0. 0051. 03.05- 07. 00. 3874. 23 12.0 1. 01. 00. 3985. 54. 33.6 2. 01. 00. 31349. 86. 44.63. 12. 30. 317619.

45、214. 56.74. 23. 2能從譜分析圖可知，垢片在浸泡前其Si、8及Fe元素成分含量較高， 而這些物質(zhì)都是所結(jié)垢的成分，當(dāng)垢片浸泡24h后，上述元素成分含量顯著 降低，說明絕大部分垢被除去，體現(xiàn)出SH-1表面活性復(fù)合劑的除垢、滲透 剝離特從垢片相同位置、以掃描電鏡相同放大倍數(shù)(250倍)所觀察到的圖象 可以明顯看出(圖4-1),垢片被藥劑溶液中浸泡24h后，其所結(jié)垢兒乎全部脫 離壁面，體現(xiàn)藥劑良好滲透剝離。圖4-1浸泡后垢片掃描電鏡（放大倍數(shù)250）圖象顯然，不管油藏巖石潤濕狀態(tài)如何，經(jīng)BS-1處理的巖石潤濕性均朝著親 水憎油方向轉(zhuǎn)變，同時(shí)發(fā)現(xiàn)，巖石顆粒表面潤濕程度不同，潤濕性改變的幅 度不同，親油性越強(qiáng)，潤濕性向親水性轉(zhuǎn)變的幅度就越大，如實(shí)驗(yàn)結(jié)果所示, 親油巖心其轉(zhuǎn)變幅度較弱親油巖心高出2596以上，體現(xiàn)出BSJ-1更為理想的剝 離效應(yīng)。BS-1可以使巖石的潤濕性明顯向親水方向轉(zhuǎn)變，且在巖石表面形成 保護(hù)膜，防止后續(xù)的有機(jī)物質(zhì)在巖石表面的吸附，延長解堵周期?？傊蜌鈨?chǔ)層受到損害而出現(xiàn)堵塞是物理作用化學(xué)作用共同作用的結(jié) 果，即屬于有機(jī)和無機(jī)的復(fù)合堵塞。該解堵技術(shù)將滲透剝離、潤濕反轉(zhuǎn)、化 學(xué)生熱、氧化性能降解有機(jī)質(zhì)、井底自生泡沫等技術(shù)結(jié)合在一起，是一項(xiàng)完 善的解堵增注技術(shù)，能夠現(xiàn)場解堵工作的需要。195結(jié)論(1) 含聚污水