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【摘要】密闭保形取心工艺是准确真实取得地层岩性含油、水、气饱和度的一种方法，可为计算油田储量﹑制定合理的开采开发方案提供可靠的依据。本文针对A20P1井角尾组地层实际取心作业经验，并比较前期取心作业，对角尾组疏松地层的取心工艺和技术措施改进进行介绍。
【关键词】角尾组；密闭取心；疏松地层；取心工具；参数优化
1、概述
密闭取心是通过专用密闭取心工具和密闭液的共同作用来实现的一种特殊钻井取心工艺，为评价油田开采效果，研究和检查地下油水分布规律，确定油层残余油分布特点及油层注水后岩性、物性所发生的变化，为研究涠洲11-1油田角尾组二段油藏剩余油情况，对地下的储层进行相对渗透率、剩余油饱和度等物性研究，从而为油田开发调整方案提供可靠的依据，在涠洲11-1-A20P1井进行了密闭保形取心作业，取出的岩心资料对综合系统评价涠洲11-1油气区块起到了重要意义。
2、涠洲11-1-A20P1井的取心计划及角尾组地质特点
2.1取心计划
钻中块角二段取心井A20P1，钻穿目的层位并密闭取心。（4筒～5筒，约25m～27m收获率和密闭率按照行业规范进行）。
2.2角尾组地质特点
角尾组地层岩性以灰色粉砂岩及褐灰色粉砂岩为主，含有灰质夹层，夹层处容易发生“堵心”。角尾组地层极为疏松，岩心容易被钻井液冲掉难以进入取心筒。
3、取心工艺改进措施
3.1改进优选方案
根据前期取心施工情况，分析取心失败原因其一是所选用的取心工具均是带有内筒悬挂轴承的常规取心工具，该工具采用双筒单动，即取心钻进过程中取心内筒相对地层静止，岩心进筒阻力较大。而密闭取心工具采用双筒双动，在取心过程中岩心旋转进入内筒，可以减小进筒阻力，降低发生“堵心”的几率。原因之二是作业参数，表1列出的两口井施工时排量、转速及钻压都过大，疏松地层容易被冲掉或者因转速过大导致岩心不进筒，本次取心决定在保证施工安全的前提下优选参数。
3.2密闭取心工具
根据涠洲11-1油田角尾组实际情况，决定使用Rmb-8100型密闭取心工具，此工具为机械加压式；适用于松软地层密闭取心作业。密闭取心工具主要由加压接头、外筒、悬挂总成、内筒和取心钻头组成，采用双筒双动结构。
3.3密闭取心工艺原理
入井作业前，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，上端由密封丝堵密封，形成密封腔。先利用钻压将销钉剪断，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。取心钻进中密闭液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。
4、现场应用
4.1取心前准备
在密闭取心作业开始前，除需地质方面对地层进行准确预报外，工程方面也需做到轨迹通畅、井眼清洁、泥浆稳定和平稳送钻等准备。此外，在密闭取心工具入井前仔细检查取心筒的组装，钻头出刃均匀，水眼畅通，活塞销钉正常且能顺利通过钻头内孔；内外筒经检查无裂纹、弯曲。
4.2取心钻具组合
针对取心层位位于稳斜段的特点，A20P1井取心井段在12-1/4"井眼，为保证7"取心筒在井底的稳定性，在钻铤中间增加一12"扶正器，同时在取心筒上下部使用多扶正器的稳斜钻具组合型式，详细钻具组合为：8-15/32“取心钻头+STB+7”取心筒+STB+加压接头+8"DC*1+12"STB+8"DC*2+5"HWDP*12 +5"DP。
取心钻头使用PDC型取心钻头，刀片前沿均布有水眼，保证切削齿能被及时清洗冷却。该钻头根据“等切削原理”应用计算机布齿，并进行力平衡设计，使之工作平稳，磨损均匀；采用过盈固齿工艺，保证切削齿在钻进中不掉不扭。
4.3钻进参数及割心出心
4.3.1钻进参数。取心钻进参数选择如下：钻压3～6t，钻进0.4m后再加压至正常；为使岩心成型好，钻头工作平稳，转速不宜过高，选用30-40r/min；同时为防止钻井液冲蚀岩心，在满足携砂要求的情况下，尽量选用小排量，采用200-300L/min。取心过程中均匀送钻，及时增压，严禁溜钻。
4.3.2割心。为保证取心收获率，每次割心都选择在不太硬的泥岩段割心，这样既利于岩心抓较好收缩，又可保护岩心避免浸泡和起钻掉落，实现“穿鞋带帽”。
4.3.3起钻出心。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，特别是起至最后几个立柱时更应平稳小心。取心工具提出井口，松扣后平稳吊至甲板进行出岩心作业。正常出筒时要求在两个小时之内出筒，并取样完毕。卸掉岩心抓及其短节并卸掉上悬挂。在甲板上抽出铝合金衬筒，按顺序打上标记号，按地质取样的要求切割、冷冻与保存。
5、应用结果及结论
5.1经过及时调整取心工具和合理选择钻井参数，在涠洲11-1油田A20P1井的角尾组取心3筒次，取心总进尺21.47m，收获率100%，取心作业取得圆满的成功。
5.2密闭取心技术在涠洲11-1油田A20P1井的成功应用，真实准确的展示出了该油田角尾组的地下状态，为油田地质研究、开发动态分析、油田调整方案等方面提供大量的实际参考资料。
5.3通过有针对性的工具准备和细化作业参数，角尾组取心获得圆满的成功，因此在取心作业中优选取心工具和钻井参数非常关键。取心收获率受许多因素影响，如排量的选取、钻压的使用、转速的影响等等；对于疏松地层取心参数建议小排量减小对地层的冲刷，低钻压控制机械钻速使岩心顺利进筒，低转速减小钻柱的振动来保证岩心收获率。
5.4在12-1/4"井眼取心，由于取心钻头尺寸为8-1/2"，钻具组合建议使用8"DC和大直径扶正器以增加钻具的稳定性和居中度，避免因为振动或偏心发生磨心。
参考文献
[1]李开荣.密闭取心技术的新发展[J].石油钻采，1998（5）.
[2]蒋杰.取心作业中影响岩心密闭率的因素分析[J].钻采工艺，2000（5）.
[3]周守为.中国海洋石油高新技术与实践[M].北京：地质出版社， 2005.
【关键词】角尾组；密闭取心；疏松地层；取心工具；参数优化
1、概述
密闭取心是通过专用密闭取心工具和密闭液的共同作用来实现的一种特殊钻井取心工艺，为评价油田开采效果，研究和检查地下油水分布规律，确定油层残余油分布特点及油层注水后岩性、物性所发生的变化，为研究涠洲11-1油田角尾组二段油藏剩余油情况，对地下的储层进行相对渗透率、剩余油饱和度等物性研究，从而为油田开发调整方案提供可靠的依据，在涠洲11-1-A20P1井进行了密闭保形取心作业，取出的岩心资料对综合系统评价涠洲11-1油气区块起到了重要意义。
2、涠洲11-1-A20P1井的取心计划及角尾组地质特点
2.1取心计划
钻中块角二段取心井A20P1，钻穿目的层位并密闭取心。（4筒～5筒，约25m～27m收获率和密闭率按照行业规范进行）。
2.2角尾组地质特点
角尾组地层岩性以灰色粉砂岩及褐灰色粉砂岩为主，含有灰质夹层，夹层处容易发生“堵心”。角尾组地层极为疏松，岩心容易被钻井液冲掉难以进入取心筒。
3、取心工艺改进措施
3.1改进优选方案
根据前期取心施工情况，分析取心失败原因其一是所选用的取心工具均是带有内筒悬挂轴承的常规取心工具，该工具采用双筒单动，即取心钻进过程中取心内筒相对地层静止，岩心进筒阻力较大。而密闭取心工具采用双筒双动，在取心过程中岩心旋转进入内筒，可以减小进筒阻力，降低发生“堵心”的几率。原因之二是作业参数，表1列出的两口井施工时排量、转速及钻压都过大，疏松地层容易被冲掉或者因转速过大导致岩心不进筒，本次取心决定在保证施工安全的前提下优选参数。
3.2密闭取心工具
根据涠洲11-1油田角尾组实际情况，决定使用Rmb-8100型密闭取心工具，此工具为机械加压式；适用于松软地层密闭取心作业。密闭取心工具主要由加压接头、外筒、悬挂总成、内筒和取心钻头组成，采用双筒双动结构。
3.3密闭取心工艺原理
入井作业前，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，上端由密封丝堵密封，形成密封腔。先利用钻压将销钉剪断，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。取心钻进中密闭液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。
4、现场应用
4.1取心前准备
在密闭取心作业开始前，除需地质方面对地层进行准确预报外，工程方面也需做到轨迹通畅、井眼清洁、泥浆稳定和平稳送钻等准备。此外，在密闭取心工具入井前仔细检查取心筒的组装，钻头出刃均匀，水眼畅通，活塞销钉正常且能顺利通过钻头内孔；内外筒经检查无裂纹、弯曲。
4.2取心钻具组合
针对取心层位位于稳斜段的特点，A20P1井取心井段在12-1/4"井眼，为保证7"取心筒在井底的稳定性，在钻铤中间增加一12"扶正器，同时在取心筒上下部使用多扶正器的稳斜钻具组合型式，详细钻具组合为：8-15/32“取心钻头+STB+7”取心筒+STB+加压接头+8"DC*1+12"STB+8"DC*2+5"HWDP*12 +5"DP。
取心钻头使用PDC型取心钻头，刀片前沿均布有水眼，保证切削齿能被及时清洗冷却。该钻头根据“等切削原理”应用计算机布齿，并进行力平衡设计，使之工作平稳，磨损均匀；采用过盈固齿工艺，保证切削齿在钻进中不掉不扭。
4.3钻进参数及割心出心
4.3.1钻进参数。取心钻进参数选择如下：钻压3～6t，钻进0.4m后再加压至正常；为使岩心成型好，钻头工作平稳，转速不宜过高，选用30-40r/min；同时为防止钻井液冲蚀岩心，在满足携砂要求的情况下，尽量选用小排量，采用200-300L/min。取心过程中均匀送钻，及时增压，严禁溜钻。
4.3.2割心。为保证取心收获率，每次割心都选择在不太硬的泥岩段割心，这样既利于岩心抓较好收缩，又可保护岩心避免浸泡和起钻掉落，实现“穿鞋带帽”。
4.3.3起钻出心。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，特别是起至最后几个立柱时更应平稳小心。取心工具提出井口，松扣后平稳吊至甲板进行出岩心作业。正常出筒时要求在两个小时之内出筒，并取样完毕。卸掉岩心抓及其短节并卸掉上悬挂。在甲板上抽出铝合金衬筒，按顺序打上标记号，按地质取样的要求切割、冷冻与保存。
5、应用结果及结论
5.1经过及时调整取心工具和合理选择钻井参数，在涠洲11-1油田A20P1井的角尾组取心3筒次，取心总进尺21.47m，收获率100%，取心作业取得圆满的成功。
5.2密闭取心技术在涠洲11-1油田A20P1井的成功应用，真实准确的展示出了该油田角尾组的地下状态，为油田地质研究、开发动态分析、油田调整方案等方面提供大量的实际参考资料。
5.3通过有针对性的工具准备和细化作业参数，角尾组取心获得圆满的成功，因此在取心作业中优选取心工具和钻井参数非常关键。取心收获率受许多因素影响，如排量的选取、钻压的使用、转速的影响等等；对于疏松地层取心参数建议小排量减小对地层的冲刷，低钻压控制机械钻速使岩心顺利进筒，低转速减小钻柱的振动来保证岩心收获率。
5.4在12-1/4"井眼取心，由于取心钻头尺寸为8-1/2"，钻具组合建议使用8"DC和大直径扶正器以增加钻具的稳定性和居中度，避免因为振动或偏心发生磨心。
参考文献
[1]李开荣.密闭取心技术的新发展[J].石油钻采，1998（5）.
[2]蒋杰.取心作业中影响岩心密闭率的因素分析[J].钻采工艺，2000（5）.
[3]周守为.中国海洋石油高新技术与实践[M].北京：地质出版社， 2005.