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摘要：大牛地气田杭锦旗区块首口密闭取芯井锦112井密闭取芯过程中，采取了一系列技术措施，合理选择了取芯工具、取芯钻头、采用合成基密闭液，通过优化参数，使该井岩心收获率达到100%，为落实落实独贵加汗圈闭盒1段砂体含气特征，建立储层“四性”关系，同时系统开展独贵加汗圈闭盒1段岩心分析，为提交控制储量提供依据。
关键词：密闭取芯;取芯工具;独贵加汗圈闭;
密闭取芯是我国60 年代发展起来的一项技术，它是在普通钻井液钻井的条件下，将密闭液装入取芯内筒、在岩芯形成进入内筒后，密闭液将岩芯保护起来，防止岩芯污染，通过岩芯取样分析化验，从而取得该区块准确的气层含气水饱和度资料的一种方法。密闭取芯为评价油田开采效果，研究和检查地下气水分布规律，确定气层注水后岩性、物性所发生的变化，取得大量的岩芯分析结果，为油气田地质研究、开发动态分析、油气田调整方案等方面提供大量的实际参考资料。
锦112井是中石化大牛地气田杭锦旗区块首口密闭取芯井，该井共密闭取芯5筒，累计取芯进尺40.06m，心长40.06m，平均岩心收获率100.00%，共计取样176块进行密闭检测，其中165块密闭，密闭率为93.75%，为该区块后续开发提供了资料依据。
1锦112井密闭取芯情况
该井井身结构：一开：Φ311.2×302.50m，套管：Φ244.5×302.35m;二开：Φ215.9×3288.00m，套管：Φ139.7×3287.00m。
2密闭取芯难点
2.1影响岩心密闭率及收获率的主要因素
（1）地质因素：岩石的可钻性，油砂岩性和油砂成柱性等因素高低对收获率的高低有影响。如果油砂含水量大，油砂疏松影响密闭液对岩心的附着，影响着密闭率。
（2）井底压差因素：压差越小，钻井液越不容易渗入岩心，施工中严格按照设计钻井液密度下限，使液柱压力近平衡，保持井底小压差，利于岩心密闭效果的提高。
（3）取芯工具因素：取芯工具要求密闭性好，取芯钻头设计合理，能够在钻进过程中形成好的密闭液保护隔离岩心。
（4）密闭液性能因素：密闭液能在岩心形成时和入筒后表面附着力不易被钻井液渗透的密闭膜，密闭液在压差作用下能够充填岩心表面空隙，使岩心内部的油、水、示踪剂不渗出也不与岩心内部的油、水置换，疏松油砂能够充分包被免于钻进过程中分散。
（5）工程因素：钻井施工中人员操作、设备及钻井参数的选择对密闭取芯收获率有直接影响。要求取芯前设备、泥浆性能、操作平稳、井底干净、钻具畅通、钻具下井无遇阻现象。
2.2合成基密闭液性能要求
（1）具有良好粘敷强度，能在岩心表面形成一层密的保护膜堵塞岩心表面的孔隙，阻止钻井液自由水的进入;
（2）填充取心内筒与岩心之间的间隙，阻止钻井液进入内筒;
（3）在岩心进入内岩心筒的同时密闭液等体积流出，在钻头嘴部形成一密闭保护区，确保新钻出的岩心在進入内筒前不被泥浆污染;
（4）外观：黄棕色固相均匀的粘稠液体;
（5）粘度：高温前室温25℃±3℃用NDJ-1旋转粘度计4号转子、6转/分钟的条件下测定值≧85000mPa.S;高温后温度135℃±5℃用HAAKE RV-20旋转粘度计，M5系统、D100/300的转子、剪切速率为20s-1的条件测定值≧650mPa.S;
（6）抽丝长度：高温前≧30cm;高温后≧10cm。
（7）粘度高，在取心条件下足以悬浮密闭液中的固相;
（8）在取心条件下，流动性好，在岩心进入岩心筒的同时密闭液易被挤出;
（9）在取心条件下，附着性好，密闭液能够及时在岩心表面形成一层不易被钻井液渗透的保护膜;
（10）密闭液含有不同粒度惰性固相用以堵塞岩心表面孔隙;
（11）具有较好的抗温防腐能力，适用井温150℃以内;
（12）密闭液的成分不影响测定岩心的密闭率。
3取芯工具及取芯工艺原理
3.1Ym-8115型取心工具简介
工具的主要特点：
采用享有专利的浮动活塞结构，能自动消除井眼液柱压力对工具密封性的影响，从根据上解决了任意井深条件下的密封问题。在油基密闭液润滑的条件下，成功地应用了自锁式岩心爪，简化了工具结构和割心操作。取心钻头采用斜水眼结构，避免了钻井液射流对岩心根部的直径冲刷，有利提高岩心密闭率。
工具主要技术数据：
⑴ 取心钻头外径?215mm;取心钻头内径?115mm;
⑵ 可取岩心直径?115mm;
⑶ 岩心爪可收缩的最小内径?93.9mm;
⑷ 外筒外径?178mm，外筒接头外径?194mm;
⑸ 内筒外径?139.73mm，内筒接头外径?145mm;
⑹ 工具外环隙（取心钻头外径与外筒接头外径之差）20mm;工具中环隙（外筒内径与内筒接头外径之差）7.5mm;工具内环隙（内筒内径与岩心直径之差）9mm;
⑺ 爪心间隙（岩心爪内径与岩心直径之差）-2mm;
⑻ 工具总长度9350mm;
⑼ 可取岩心最大长度8380mm;
⑽ 工具装配好后，缩径套与钻头定位台肩的轴向间隙8～10mm;
⑾ 每取一次内筒保护液的装用量130L;
⑿ 密封活塞固定销为3只，每只销钉剪断力1吨;
⒀ 工具上端扣型51/2FH（520扣型）。
3.2密闭取芯工艺原理
取芯工作开始前，在井口将取心工具内筒里注满密闭液，内筒下端由销钉固定密封活塞，上端由浮动活塞密封，形成密封腔。取心钻进时，由于钻压的作用，销钉被剪断，密封活塞上行，内筒密封被打开，之后取心钻头接触井底，并迫使密封活塞完全进入内筒。此时内筒里的密闭液开始被挤出，在井底形成保护区。随着钻进，岩心不断形成和增长，推着活塞不断上行。由于内筒上端是密封的，故筒内密闭液只能被进入内筒的岩心所挤压，且只能从内筒环空间隙等体积向外排出，排出的密闭液立即涂抹在岩心柱表面形成保护膜。同时在井底岩心柱周 围形成一定范围的保护区，钻井液只通过钻头水眼和外泄水槽循环，在携带岩屑和清洗冷却外唇面，使保护岩心免遭钻井液污染的目的得以实现。
3.3 施工流程图
工具组装——井口检查并灌密闭液——下钻——地质循环（清洁井底）——造心钻进——取心钻进——割心——起钻——出心——岩心丈量分析——工具维修保养
4密闭取芯施工各环节要求
4.1工具的检查与准备
（1）取心工具的内、外岩心筒须经过探伤检查合格，全长直线度不超过0.5%，管体无咬扁，两端螺纹丝扣完好。
（2）取心钻头出刃均匀完好。钻头直径应符合图纸或使用说明书的规定。外径尺寸215±1mm，内径115±1mm。钻头内腔密封面必须光滑完整。固定密封活塞用的销孔须均匀完好，不能留有残留焊渣，钻头丝扣完好。
（3）岩心爪在装配前后无变形，放入缩颈套内腔须试转灵活。
（4）所有密封圈完好无损，装配时应涂满润滑脂，不允许有翻转扭折现象。
（5）取心工具必须经过严格的丈量计算和选配，工具组装好后的轴向间隙10～20 mm。
4.2 施工作业井眼的准备
（1）井眼质量符合设计要求。起下钻必须畅通无阻，井底无落物。
（2）钻井液设计符合设计要求，API失水量不大于4ml，含砂量小于0.3%。
（3）应备有足够量的加重钻井液。
（4）取心的前三天，取心井周围300m以内的注水井必须停注，直到取心结束为止。
4.3施工设备与仪器仪表准备
（1）设备与仪表配备齐全，且性能良好，工作情况正常。
（2）有足够数量的钻铤保证取心顺利进行，工具的接头扣型为520，并配有521*410转换接头，甲方负责准备与取心工具相匹配的钻铤转换接头。
4.4取心工具下钻作业
（1）工具须平稳上钻台，要落实鼠洞深度，严防碰撞钻头活塞头。
（2）密闭液在井口向内筒缓缓灌入，直至灌满为止。
（3）灌满后将取心钻头提离井口检查，无密闭液渗漏为合格。
（4）内筒螺纹用链钳紧扣。外筒螺纹用大钳紧扣，紧扣扭矩为10000～12000N.m。
（5）下放钻具要平稳，下完钻铤要挂刹车。下钻遇阻不得超过30kN，不得用取心钻头划眼强下。
（6）取心钻头下至距井底10m左右缓慢开泵充分循环钻井液。同时按规定数量均匀地向钻井液中加入示踪剂。加入时间不少于一个循环周。在钻头不接触井底的条件下，可适当上下活动或转动钻具。使钻井液中的示踪剂分散均匀且含量达到设计要求，经测试含量符合要求后方可取心钻进。
4.5取心钻进
（1）待一切准备工作就绪后测量方入（保证方余10m以上）開始钻进。要求在钻头到底之后，5秒钟内将钻压加至60kN（6t），以保证及时剪断活塞固定销。
（2）取心参数
（3）要求技术熟练人员扶刹把，送钻均匀，增压及时，严禁溜钻。在整个取心过程中要求不停泵、不停转。
4.6起钻作业
割心完毕应立即起钻，以尽量减少岩心在钻井液中的浸泡时间;起钻操作要平稳，严禁用转盘崩扣、卸扣，特别是起至最后几个立柱时更应平稳小心;起钻过程中应连续向井眼灌满钻井液;取心工具提出井口，松扣后平稳绷下钻台进行出岩心作业。
4.7岩心出筒作业
（1）正常出筒时要求在两个小时之内出筒，并取样完毕。
（2）卸掉岩心抓及其短节，从内筒的上部取出衬筒定位挡环。
（3）用专用的顶心工具依次顶出岩心。按要求包装送化验室，岩心密闭率由地质化验部门负责测。
（4）出筒过程中，工程、地质人员均须在场，密切配合，并严格操作规程，避免岩心受到钻井液、水及其它物质的污染;如遇雨雪天气，应采取防护措施，确保岩心正常出筒。
（5）取心完毕，对取心工具以及加压接头等部件，凡是用大钳紧过扣的地方，都必须用大钳松扣。
5现场取芯及成果
5.1取心前工况
1）套管串：244.5mm套管下至302m，裸眼段达2800多米
2）取心井眼：8-1/2"
3）井斜：直井，最大井斜2.63°
4）钻井液性能：密度1.08g/m3，失水4ml，粘度38s，含砂量0.2。
5）示踪剂：加入硫氰酸铵，并循环均匀，测量值达到标准后起钻
5.2取心钻具组合
本井盒一段连续密闭取心作业5筒次，取心钻具组合如下：
Φ215mm取心钻头+Φ178mm取心筒+X/O+6-1/4"DCx9+ 5"HWDP x24+ 5"DP
5.3取心作业参数
造心：钻压2t，转速40rpm，排量77-80spm
钻进：钻压4-5t，转速60rpm，排量77-80spm
6作业认识
1、取心作业期间，各单位相互配合，密切协作，给本井取心作业施工提供了强有利的保证，从而保证了此次取心任务圆满的完成。
2、Ym-8115密闭取心是一套成熟的工艺体系，在锦112井同样有显著的效果。
3、PSC035-8115取心钻头在盒一段具有较强的适用性，平均机械钻速达到8.14m/h，尤其在泥岩段的高钻速是一大亮点。
4、本井是揭开目的层后进行连续取心作业，造心段砂岩和割心段砂岩存在提前污染和侵蚀的可能，建议应将上下0.5m砂岩去除，不计入采样。本井采样块中不密闭块均为两端取样块，也证明了这一点。
5、现场对取心工具认真细致检查，采用合理的取心参数，割心精心操作，是确保取心成功的有效保障。
6、本井裸眼段较长，良好的泥浆性能及井眼质量为密闭取心作业顺利进行提供了良好条件。
关键词：密闭取芯;取芯工具;独贵加汗圈闭;
密闭取芯是我国60 年代发展起来的一项技术，它是在普通钻井液钻井的条件下，将密闭液装入取芯内筒、在岩芯形成进入内筒后，密闭液将岩芯保护起来，防止岩芯污染，通过岩芯取样分析化验，从而取得该区块准确的气层含气水饱和度资料的一种方法。密闭取芯为评价油田开采效果，研究和检查地下气水分布规律，确定气层注水后岩性、物性所发生的变化，取得大量的岩芯分析结果，为油气田地质研究、开发动态分析、油气田调整方案等方面提供大量的实际参考资料。
锦112井是中石化大牛地气田杭锦旗区块首口密闭取芯井，该井共密闭取芯5筒，累计取芯进尺40.06m，心长40.06m，平均岩心收获率100.00%，共计取样176块进行密闭检测，其中165块密闭，密闭率为93.75%，为该区块后续开发提供了资料依据。
1锦112井密闭取芯情况
该井井身结构：一开：Φ311.2×302.50m，套管：Φ244.5×302.35m;二开：Φ215.9×3288.00m，套管：Φ139.7×3287.00m。
2密闭取芯难点
2.1影响岩心密闭率及收获率的主要因素
（1）地质因素：岩石的可钻性，油砂岩性和油砂成柱性等因素高低对收获率的高低有影响。如果油砂含水量大，油砂疏松影响密闭液对岩心的附着，影响着密闭率。
（2）井底压差因素：压差越小，钻井液越不容易渗入岩心，施工中严格按照设计钻井液密度下限，使液柱压力近平衡，保持井底小压差，利于岩心密闭效果的提高。
（3）取芯工具因素：取芯工具要求密闭性好，取芯钻头设计合理，能够在钻进过程中形成好的密闭液保护隔离岩心。
（4）密闭液性能因素：密闭液能在岩心形成时和入筒后表面附着力不易被钻井液渗透的密闭膜，密闭液在压差作用下能够充填岩心表面空隙，使岩心内部的油、水、示踪剂不渗出也不与岩心内部的油、水置换，疏松油砂能够充分包被免于钻进过程中分散。
（5）工程因素：钻井施工中人员操作、设备及钻井参数的选择对密闭取芯收获率有直接影响。要求取芯前设备、泥浆性能、操作平稳、井底干净、钻具畅通、钻具下井无遇阻现象。
2.2合成基密闭液性能要求
（1）具有良好粘敷强度，能在岩心表面形成一层密的保护膜堵塞岩心表面的孔隙，阻止钻井液自由水的进入;
（2）填充取心内筒与岩心之间的间隙，阻止钻井液进入内筒;
（3）在岩心进入内岩心筒的同时密闭液等体积流出，在钻头嘴部形成一密闭保护区，确保新钻出的岩心在進入内筒前不被泥浆污染;
（4）外观：黄棕色固相均匀的粘稠液体;
（5）粘度：高温前室温25℃±3℃用NDJ-1旋转粘度计4号转子、6转/分钟的条件下测定值≧85000mPa.S;高温后温度135℃±5℃用HAAKE RV-20旋转粘度计，M5系统、D100/300的转子、剪切速率为20s-1的条件测定值≧650mPa.S;
（6）抽丝长度：高温前≧30cm;高温后≧10cm。
（7）粘度高，在取心条件下足以悬浮密闭液中的固相;
（8）在取心条件下，流动性好，在岩心进入岩心筒的同时密闭液易被挤出;
（9）在取心条件下，附着性好，密闭液能够及时在岩心表面形成一层不易被钻井液渗透的保护膜;
（10）密闭液含有不同粒度惰性固相用以堵塞岩心表面孔隙;
（11）具有较好的抗温防腐能力，适用井温150℃以内;
（12）密闭液的成分不影响测定岩心的密闭率。
3取芯工具及取芯工艺原理
3.1Ym-8115型取心工具简介
工具的主要特点：
采用享有专利的浮动活塞结构，能自动消除井眼液柱压力对工具密封性的影响，从根据上解决了任意井深条件下的密封问题。在油基密闭液润滑的条件下，成功地应用了自锁式岩心爪，简化了工具结构和割心操作。取心钻头采用斜水眼结构，避免了钻井液射流对岩心根部的直径冲刷，有利提高岩心密闭率。
工具主要技术数据：
⑴ 取心钻头外径?215mm;取心钻头内径?115mm;
⑵ 可取岩心直径?115mm;
⑶ 岩心爪可收缩的最小内径?93.9mm;
⑷ 外筒外径?178mm，外筒接头外径?194mm;
⑸ 内筒外径?139.73mm，内筒接头外径?145mm;
⑹ 工具外环隙（取心钻头外径与外筒接头外径之差）20mm;工具中环隙（外筒内径与内筒接头外径之差）7.5mm;工具内环隙（内筒内径与岩心直径之差）9mm;
⑺ 爪心间隙（岩心爪内径与岩心直径之差）-2mm;
⑻ 工具总长度9350mm;
⑼ 可取岩心最大长度8380mm;
⑽ 工具装配好后，缩径套与钻头定位台肩的轴向间隙8～10mm;
⑾ 每取一次内筒保护液的装用量130L;
⑿ 密封活塞固定销为3只，每只销钉剪断力1吨;
⒀ 工具上端扣型51/2FH（520扣型）。
3.2密闭取芯工艺原理
取芯工作开始前，在井口将取心工具内筒里注满密闭液，内筒下端由销钉固定密封活塞，上端由浮动活塞密封，形成密封腔。取心钻进时，由于钻压的作用，销钉被剪断，密封活塞上行，内筒密封被打开，之后取心钻头接触井底，并迫使密封活塞完全进入内筒。此时内筒里的密闭液开始被挤出，在井底形成保护区。随着钻进，岩心不断形成和增长，推着活塞不断上行。由于内筒上端是密封的，故筒内密闭液只能被进入内筒的岩心所挤压，且只能从内筒环空间隙等体积向外排出，排出的密闭液立即涂抹在岩心柱表面形成保护膜。同时在井底岩心柱周 围形成一定范围的保护区，钻井液只通过钻头水眼和外泄水槽循环，在携带岩屑和清洗冷却外唇面，使保护岩心免遭钻井液污染的目的得以实现。
3.3 施工流程图
工具组装——井口检查并灌密闭液——下钻——地质循环（清洁井底）——造心钻进——取心钻进——割心——起钻——出心——岩心丈量分析——工具维修保养
4密闭取芯施工各环节要求
4.1工具的检查与准备
（1）取心工具的内、外岩心筒须经过探伤检查合格，全长直线度不超过0.5%，管体无咬扁，两端螺纹丝扣完好。
（2）取心钻头出刃均匀完好。钻头直径应符合图纸或使用说明书的规定。外径尺寸215±1mm，内径115±1mm。钻头内腔密封面必须光滑完整。固定密封活塞用的销孔须均匀完好，不能留有残留焊渣，钻头丝扣完好。
（3）岩心爪在装配前后无变形，放入缩颈套内腔须试转灵活。
（4）所有密封圈完好无损，装配时应涂满润滑脂，不允许有翻转扭折现象。
（5）取心工具必须经过严格的丈量计算和选配，工具组装好后的轴向间隙10～20 mm。
4.2 施工作业井眼的准备
（1）井眼质量符合设计要求。起下钻必须畅通无阻，井底无落物。
（2）钻井液设计符合设计要求，API失水量不大于4ml，含砂量小于0.3%。
（3）应备有足够量的加重钻井液。
（4）取心的前三天，取心井周围300m以内的注水井必须停注，直到取心结束为止。
4.3施工设备与仪器仪表准备
（1）设备与仪表配备齐全，且性能良好，工作情况正常。
（2）有足够数量的钻铤保证取心顺利进行，工具的接头扣型为520，并配有521*410转换接头，甲方负责准备与取心工具相匹配的钻铤转换接头。
4.4取心工具下钻作业
（1）工具须平稳上钻台，要落实鼠洞深度，严防碰撞钻头活塞头。
（2）密闭液在井口向内筒缓缓灌入，直至灌满为止。
（3）灌满后将取心钻头提离井口检查，无密闭液渗漏为合格。
（4）内筒螺纹用链钳紧扣。外筒螺纹用大钳紧扣，紧扣扭矩为10000～12000N.m。
（5）下放钻具要平稳，下完钻铤要挂刹车。下钻遇阻不得超过30kN，不得用取心钻头划眼强下。
（6）取心钻头下至距井底10m左右缓慢开泵充分循环钻井液。同时按规定数量均匀地向钻井液中加入示踪剂。加入时间不少于一个循环周。在钻头不接触井底的条件下，可适当上下活动或转动钻具。使钻井液中的示踪剂分散均匀且含量达到设计要求，经测试含量符合要求后方可取心钻进。
4.5取心钻进
（1）待一切准备工作就绪后测量方入（保证方余10m以上）開始钻进。要求在钻头到底之后，5秒钟内将钻压加至60kN（6t），以保证及时剪断活塞固定销。
（2）取心参数
（3）要求技术熟练人员扶刹把，送钻均匀，增压及时，严禁溜钻。在整个取心过程中要求不停泵、不停转。
4.6起钻作业
割心完毕应立即起钻，以尽量减少岩心在钻井液中的浸泡时间;起钻操作要平稳，严禁用转盘崩扣、卸扣，特别是起至最后几个立柱时更应平稳小心;起钻过程中应连续向井眼灌满钻井液;取心工具提出井口，松扣后平稳绷下钻台进行出岩心作业。
4.7岩心出筒作业
（1）正常出筒时要求在两个小时之内出筒，并取样完毕。
（2）卸掉岩心抓及其短节，从内筒的上部取出衬筒定位挡环。
（3）用专用的顶心工具依次顶出岩心。按要求包装送化验室，岩心密闭率由地质化验部门负责测。
（4）出筒过程中，工程、地质人员均须在场，密切配合，并严格操作规程，避免岩心受到钻井液、水及其它物质的污染;如遇雨雪天气，应采取防护措施，确保岩心正常出筒。
（5）取心完毕，对取心工具以及加压接头等部件，凡是用大钳紧过扣的地方，都必须用大钳松扣。
5现场取芯及成果
5.1取心前工况
1）套管串：244.5mm套管下至302m，裸眼段达2800多米
2）取心井眼：8-1/2"
3）井斜：直井，最大井斜2.63°
4）钻井液性能：密度1.08g/m3，失水4ml，粘度38s，含砂量0.2。
5）示踪剂：加入硫氰酸铵，并循环均匀，测量值达到标准后起钻
5.2取心钻具组合
本井盒一段连续密闭取心作业5筒次，取心钻具组合如下：
Φ215mm取心钻头+Φ178mm取心筒+X/O+6-1/4"DCx9+ 5"HWDP x24+ 5"DP
5.3取心作业参数
造心：钻压2t，转速40rpm，排量77-80spm
钻进：钻压4-5t，转速60rpm，排量77-80spm
6作业认识
1、取心作业期间，各单位相互配合，密切协作，给本井取心作业施工提供了强有利的保证，从而保证了此次取心任务圆满的完成。
2、Ym-8115密闭取心是一套成熟的工艺体系，在锦112井同样有显著的效果。
3、PSC035-8115取心钻头在盒一段具有较强的适用性，平均机械钻速达到8.14m/h，尤其在泥岩段的高钻速是一大亮点。
4、本井是揭开目的层后进行连续取心作业，造心段砂岩和割心段砂岩存在提前污染和侵蚀的可能，建议应将上下0.5m砂岩去除，不计入采样。本井采样块中不密闭块均为两端取样块，也证明了这一点。
5、现场对取心工具认真细致检查，采用合理的取心参数，割心精心操作，是确保取心成功的有效保障。
6、本井裸眼段较长，良好的泥浆性能及井眼质量为密闭取心作业顺利进行提供了良好条件。