松散地层取心技术

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1、松散地层取心技术松散地层取心技术杨树林苏涛王雄鹰张蕾（新疆石油管理局钻井工艺研究院新疆克拉玛依市834000）【摘要】针对松散地层取心时岩心受损机理的分析，提出多种松散地层取心工具研发的技术思路，并经科研人员十多年的潜心研究，在松散地层取心工具研制和工艺技术研究等方面，都有了突破性的进展，成功开发出MQJ215B型取心工具，DQX215型大直径玻璃钢内筒取心工具以及SMQ215型破碎地层取心工具。在工具研制期间获多项国家专利。近几年，这些具有独立知识产权的取心工具在新疆油田的推广应用，使我局松散地层取心技术指标有较大幅度的提高，从而满足了新疆油

2、田勘探开发的需求。【关键词】松散地层取心取心技术取心工具新油田在开发之前要计算储量，需要准确获取油层原始含油饱合度和地层孔隙率等重要资料，以制定合理的开发方案。对于注水开发的老油田，需要检查注水效果，定量分析油层的油水动态，水淹油层情况及水驱油效果，以制定出有效的挖潜增效增产措施，完善开发方案，提高采收率。这些都需要以岩心分析资料为依据，岩心也就成为获取地层资料最直接、最有效的手段。随着老油田的进一步开发，获取真实的地质资料是制定油田二次、三次开发方案的重要依据。由于老油田的后期注水使油层胶结物被水化，胶结强度降低，给取心作业带来很大困难。因此

3、，在松散地层的取心技术在国内各油田仍是一项难题。1松散地层取心技术现状1.1松散地层取心面临的问题松散地层取心是指在比较松散、胶结性差、易破碎、易水化、高含水等地层取心的统称，在这些地层取心往往难度大、复杂程度高，不易得到理想的效果，造成以上结果的主要原因是由于：（1）地层胶结物强度低，岩心不易成形，难以进入取心工具；（2）当岩心胶结物具有较强水敏性时，在水基钻井液冲蚀下，岩心承载能力降低，易坍塌破碎，造成堵心、磨心现象的发生，影响取心技术指标；（3）在胶结松散、不均质含砾砂砾岩取心过程中，取心工具振动易造成岩心断裂、破碎；（4）岩心的出筒过程

4、中，由于岩心柱受力状态发生变化，岩心易坍塌破碎，岩心成形率低，无法选样。1.2常规取心工具的局限性现阶段常规取心的各项技术已较为成熟，目前在国内普遍使用的常规取心工具，在地层胶结性好易于成形的地层取心，能够满足取心技术指标和岩心质量的要求，但在胶结强度低、岩心承载能力差的地层取心，很难达到理想的效果，这是常规取心工具本身结构造成工具使用的局限性，主要是因为：（1）常规取心工具，钻井液通过取心钻头内腔冷却取心钻头和携带岩屑，同时也造成对岩心的冲蚀，松散地层岩心本身比较松散、胶结性差、易破碎，岩心极易被钻井液冲刷带走或是使岩心直径变小造成“抽心”和

5、“丢心”现象的发生；（2）岩心直接与钻井液接触，使岩心胶结物部分水化而降低岩心柱的承载能力。59松散地层取心技术2松散地层取心工具研发的技术思路影响松散地层取心收获率和成形率等技术指标的因素多种多样。经分析，主要有以下几种：（1）取心钻进期间，取心钻头和取心工具的旋转和振动，对所取岩心的破坏作用；（2）钻井液对岩心的冲蚀；（3）岩心入筒阻力的影响；（4）岩心承载能力的影响；（5）提钻时岩心滑脱的问题；（6）岩心出筒时，因岩心受力状态变化，造成岩心破碎。依据以上分析，为解决松散地层取心难的问题，在新型松散地层取心工具的研发过程中，可从以下几个方面

6、着手：2.1提高取心工具工作的稳定性实际钻井过程中，绝对垂直的井眼几乎是没有的，另外取心时工具内、外筒所承受压力也是不同的，这都会导致内、外筒在取心期间不在同一轴线上。当取心工具旋转时，内、外筒间的摩擦阻力就会大大增加，使其常常会超过内筒与岩心柱间的摩擦阻力，致使内筒开始转动，产生对岩心的作用力。严重时致使岩心破碎，影响取心成形率等技术指标。因此，保证内筒工作稳定，改善岩心在内筒的受力，可提高岩心的成形性，有利于提高取心技术指标。2.2减少钻井液对岩心冲蚀常规取心工艺中，钻井液流过取心钻头内腔和内唇面，清冼、携带钻头内唇面切削的岩屑，冷却钻头金

7、刚石切削元件，但钻井液液流也会冲蚀岩心，造成取心技术指标低和岩心污染严重的问题。因此针对松散地层取心钻头的设计过程中，要设计采用减少钻井液对岩心冲蚀的结构，将所取岩心与钻井液隔离开来，从而达到完全避免钻井液对岩心的侵害，如在新疆油田已推广应用的密闭取心技术就是采用这一技术原理。2.3减少岩心入筒阻力常规取心工具内筒采用的是高强度的厚壁管材，内腔表面比较粗糙，同时内筒组合部件的连接使进心管柱成多级台阶，这会造成岩心进入内筒通道的摩擦阻力一般较高。当其摩擦阻力大于岩心承载能力时，将会压碎岩心，造成入筒的岩心难以成形。因此，降低岩心入筒阻力，也是取心

8、工具设计过程中，必须重点考虑的问题。2.4提高岩心承载能力取心时，岩心成形性的好坏与岩心承载能力成正比，而影响岩心柱承载能力的因素多种多样。其中，岩心