钻井施工工艺技术 教学课件 作者 李发印 主编 张文生 副主编第七章.ppt

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1、第一节取芯技术概述第二节取芯工具组成及类型第三节常规取芯工艺第四节密闭取芯第五节保压密闭取芯第六节定向取芯第七章取芯－、取芯的目的岩芯是石油勘探、开发过程中取得完整的第一性资料，通过大量对岩芯的分析与研究才能为制定合理的开发方案、准确计算油田储量、制定增产措施提供依据。1．研究地层利用岩芯的岩性、物性、电性、矿物成分及化石等资料对地层进行对比分析。通过对岩芯的机械力学性能测定，了解其强度、可钻性、研磨性等，以指导钻井作业。2．研究生油层在一个沉积盆地内寻找油气，需要从目的层的岩芯取样化验分析各项生油指标。根据化验所得结果可以从生油角度选择勘探油气藏的目的层和有利地区。3．研究油气层性质通过

2、对取出岩芯的分析，进一步了解储集层中油、气、水的分布情况，油层的空隙度、渗透率、含油气饱和度以及油气层的有效厚度，以确定油气层的工业开采价值。第一节取芯技术概述4．指导油、气田开发通过对取出岩芯的分析，掌握水驱油的原理和在不同条件下的油水运移规律，为油田开发二次采油提供理论依据和实践经验。同时对岩芯的研究还可为低渗油气田的酸化压裂提供可靠依据。5．检查开发效果在油田开发过程中，通过对取出岩芯的分析，掌握油田开采动态，注入流体推动情况及驱油效率，以获取油层的油水饱和度、岩性、物性资料。得出有关规，提高采收率，并做到合理开发油田。综上所述，在油气田勘探、开发各阶段，为查明储油、储气层的性质或从

3、大区域的地层对比到检查油气田开发效果，评价和改进开发方案，任一研究步骤都离不开对岩芯的观察和研究。二、钻进取芯的几个环节1、环状破碎井底岩石，形成岩芯（圆柱体）。2、保护岩芯。钻进取芯时，已形成的岩芯要加以保护，避免循环的钻井液冲蚀岩芯及钻柱转动的机械碰撞损坏岩芯。3、取出岩芯。在钻进取芯到一定长度后（通常为一个单根长度，也可以进行长筒取芯达几十米甚至百米），要从所形成岩芯的底部割断并夹紧）在起钻时随钻具一同提升到地面。钻进取芯时，以上三个环节都应做好，任一环节处理不当，轻则会得不到应有数量（长度）的岩芯，严重时会导致取芯失败，取不出岩芯。三、取芯钻进的评价指标取芯钻进，其目的是获得岩芯，

4、应将与取芯钻进进尺同样长度的岩芯全部取出。但常常由于种种原因（如冲蚀、磨损等）不能将应有长度的岩芯取出。一般以“岩芯收获率”来评价。即实际取出岩芯长度与本次取芯钻进进尺之比的百分数其计算方法如下：一、取芯工具的组成为了完成钻出岩芯，保护岩芯和取出岩芯三个环节，取芯工具一般都包括有取芯钻头、岩芯筒、岩芯爪、挟正器和悬挂装置等部件，1、取芯钻头（1）取芯钻头的功用：是环状破碎井底岩石，形成岩芯柱。（2）取芯钻头的类型：刮刀取芯钻头；领眼式硬合金取芯钻头；“西瓜皮”取芯钻头；金刚石取芯钻头；PDC取芯钻头等。牙轮取芯钻头由于其收获率很低已被淘汰。如图4-2所示（3）对取芯钻头的要求为了提高岩芯收

5、获率，除在下部钻柱使用扶正器外，要求取芯钻头工作稳定，钻头的切削元件要对称分布，耐磨性一致，钻头底面〈井底〉与岩芯爪的距离尽可能短，岩芯直径大。第二节取芯工具组成及类型图4-1取芯工具组成示意图1—取芯钻头；2—岩芯爪；3—内岩芯筒；4—外岩芯筒；5—扶正器；6—回压凡尔；7—悬挂轴承；8—悬挂装置图4-2常用的取芯钻头（a）刮刀取芯钻头；（b）领眼式硬质合金取（c）西瓜皮取芯钻头（d）金刚石取芯钻头2、岩芯筒石油钻井常用的岩芯筒由内筒种外筒〈双筒〉组成。（1）内岩芯筒的作用内岩芯筒的作用是存储及保护岩芯。取芯时岩芯顺利进入内筒，防止泥浆冲刷岩芯；为了有效保护岩芯，一般采用悬挂式滚动轴承装

6、置将内筒挂在外筒的顶部，取芯钻进时内筒不转。（2）外筒的作用是承受钻压、传递扭矩带动钻头旋转及保护内岩芯筒。（3）内、外岩芯筒的技术规范强度大，无弯曲变形，常用14～25mm的优质厚壁刚材（如35CrMo、30CrMnSi）加工制成。长度一般为5～13m左右。在较硬的致密岩层中取芯，若钻头进尺较多时，内；外筒可长一些。在松软地层取芯，内、外岩芯筒长度宜短一些，一般为5～8米。破碎地层取芯，内、外筒的长度也应短些在钻头进尺较多又能有效保护岩芯时，内、外筒长度可尽量长一些。一次可取芯145、42米。3、岩芯爪。（1）岩芯爪的作用是割取岩芯和承托已割取的岩芯柱。常用的岩芯爪有卡箍式、卡板式、卡瓦

7、式等几种结构，如图4-3所示。图4-3岩芯爪卡箍式（一把抓）；b—卡箍式；c—卡板式；（d）卡瓦式：1—挂套；2—卡瓦弹簧；3—卡瓦轴；4—卡瓦套；5—轴销（1）卡箍式岩芯爪：它的形状如圆箍，一圈开有数道缺口，把它分为许多瓣，每瓣内车有数圈卡牙，卡箍的外壁呈截锥状，与缩径套配合使用。缩径套有同样锥面。岩芯爪沿爪座移动时，其爪牙收缩卡紧岩芯它用于软及中硬地层。（2）卡瓦式岩芯爪：适用于中硬及硬地层。它由挂套、销轴、扭簧及卡