保压取芯工具的使用.ppt

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1、保压取芯工具的使用保压密闭取心是能够保持或接近地层压力的一项新的技术，由于采用了低温冷冻密封方法，使岩心中流体和溶解气能保持在原始状态。这种分析技术对于正确认识地质情况、计算油田可采储量、残余油分布、合理地制定开发方案、提高采收率有着十分重要的意义。保压密闭取心与常规取心不同。它能取出保持储层原始压力下的含油、含水饱和度的岩心。常规取心主要受两种不利因素影响：一是钻井液浸人并冲刷岩心，因而驱走了岩心中所含油气水组分。二是当岩心出筒后，因环境压力降低和温度下降影响，使岩心中的气体和原油中的轻质组分剧烈膨胀而散逸

2、。而保压密闭取心能保持岩心中的压力状态，对于定量分析油水饱和度资料更加精确。早在30年代美国就提出了压力取心技术，经过40余年的研究改进，1979年投入商业服务，当年取心220次，1980年～1981年取心565次。随着我国油气田开发的迅速发展，大庆油田在1980年开展了这项技术的研究，至1982年就完成了压力密闭取心工具的设计与试制，并在室内进行了54次的各种工具的静密封、球阀关闭、内外筒脱开、压力测试等单元试验，并在9口井取心22筒次。经过不断改进，最后在3口井连续取心7筒，平均岩心收获率98.7%,平均

3、岩心保压率达到80.2%,平均岩心密闭率达到97%,实际技术指标全部达到设计要求。国内保压取芯工具1工具结构原理保压密闭取心工具由上接头、球挂式差动装置、悬挂轴承总成、单向阀总成、内筒、外筒、球阀总成、岩心爪总成、取心钻头和密闭总成等组成，如图1所示。图1保压密闭取心工具结构图1-上接头；2-差动装置；3-悬挂轴承总成；4-测压头；5-外筒；6-内筒；7-球阀总成；8-钻头；9-密封头。保压取心筒是一种双筒单动式取心筒，外筒与取心钻头连接，传递钻压和扭矩。内筒是非旋转的薄壁管，悬挂在用钻井液润滑的轴承上，它不

4、但是容纳岩心的容器，同时也是做为岩心切割后的壳体，其长度适合于运输。工具上部差动装置具有伸缩功能，并带有锁闭和释放机构，内外六方传递扭矩。工具下部是球阀总成，这是工具下部密闭系统。当钻完进尺后，上提钻具割断岩心，然后投入φ50mm钢球一个，使之坐于滑套球座上，待钻井液返出且泵压正常，说明滑套到位。此时在外筒重力作用下，内外六方脱开，外筒下移，其重力作用在球阀半滑环上，半滑环使球体产生一定扭矩并旋转90º而关闭球阀，使岩心密封在内筒中。压力补偿系统包括高压氮气储气室和一个可调节的压力调节器，以及相关的供给氮气阀

5、门机构，阀门机构可预先调节到规定压力，起钻过程中可恒定地向内筒补充压力，直到与地层压力平衡为止。工具下井前，在内筒中预先填充一种非浸蚀性的胶体密闭液，在钻进过程中不断把岩心包封起来，保护岩心免遭钻井液污染。割心时，上提钻具，岩心爪卡断岩心，并把岩心扶正到球阀内。图2国产保压密闭取心工具结构示意图1-上接头；2-差动装置；3-悬挂轴承总成；4-压力补偿装置；5-外筒；6-内筒；7-球阀总成；8-取心钻头；9-密封头。2设计特点（与一般密闭取心工具之不同点）①具有在割心后能密封内筒保持地层压力的球阀关闭机构。②具

6、有能够保持内筒压力恒定的压力自动补偿机构。③具有充压、测压与泄压的阀门组机构。④具有能释放外筒、关闭球阀、打开气室调节阀并能自锁的差动机构。⑤具有能保证取心钻进时内筒不旋转的轴承悬挂总成。⑥具有包括对岩心进行清洗、冷冻、切割、分析化验等功能在内的一整套专用地面处理设备。⑦国产工具采有密闭内筒的办法，压力能直接向内筒补偿，工具从井口起出后，可直接抽出内筒进行岩心冷冻与切割，省去了地面冲洗程序和所需要的复杂设备与冲洗液材料。⑧美国工具采用密闭外筒的办法，从井口起出工具后需要在服务车间内用专门仪器设备和冲洗液进行高

7、压冲洗，之后才能进行冷冻与切割。3适用范围工具适用于软~硬地层的保压密闭取心。安全抗扭强度是150kN·m和最大抗拉强度是2530kN4钻井液性能要尽可能控制钻井液密度和钻井泵排量，以便减少井眼液柱压力与地层压力的压差，并力求达到平衡地层压力条件下钻井取心。要求粘度35s~45s，固相含量尽可能低，含砂量小于0.5%，失水量小于2ml，钻井液性能达到均匀稳定。5部件简介1）钻头、密闭头及卡心部分（1）钻头采用六翼三阶梯式取心钻头，切削面为锥形，水眼方向朝向井壁一侧，以免直接冲刷岩心柱。另外，为减少钻井液在水眼

8、上的压力降，适当增加了水眼的总面积，采用18×φ10mm水眼。（2）卡心结构采用卡环与卡箍组合形式，能适应软——硬地层割心。（3）密闭头从密闭头孔道注入密闭液，钻进前可密封密闭液，钻进时引导岩心进筒，并迫使密闭液从内筒不断排出，使岩心柱表面形成保护液涂层，防止外界钻井液污染。2）内外岩心筒组合外岩心筒采用API193.675mm，N-80，壁厚12.7mm套管。内岩心筒采用API88.9mm，壁厚6