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[摘 要] 本文作者根据自己多年的实际工作经验，结合文96-储5井具体工程实例，对钻井取心工艺技术相关问题进行分析探讨，同事提出了自己的看法和意见，仅供参考。
[关键词] 钻井 取心 技术
一、前言
文96-储5井是中石化在中原油田文96块部署建设的国家天然气能源储备井，共部署储气井14口，预计储气量7亿立方米。为更准确详实的了解储层岩性、物性特征，为后期储气选层、储气施工工艺优化提供客观的、真实的第一手地质资料，该井设计取心112米，也是该储气库唯一一口具有取心任务的井。
取心作业中克服了地层埋藏浅，岩性松软，胶结性差，水敏性强，剥蚀掉块严重，易造成堵心、磨心、掉心、出心困难，欠平衡钻进井壁支撑作用力小，易坍塌掉块作业风险大等诸多不利因素，总结出一套行之有效的钻井取心工艺技术措施，效果显著，取心进尺120.71米，心长120.00米，取心收获率：99.41%。
二、钻井取心技术难点
1、为保证取心收获率，要求不许长筒取心，不需井口出心，且取心井段不连续分三段，从而成倍增加了起下钻次数。取心起下钻14趟，层间层下钻进起下钻3趟。任一趟钻任一环节出现纰漏，将影响整体取心结果，对钻井操作要求高。
2、地层埋藏浅，岩性松软，胶结性差，水敏性强，剥蚀掉块严重，易造成堵心、磨心、掉心，取心收获率难于保障。
3、岩性胶结性差、破碎，地面出心困难。砂岩成心性好，不易破碎，易出心。但泥岩极易破碎，堵搡岩心筒内腔，通心不畅，震击又使岩心更为破碎，出心很不容易。
4、为保护气层，三开采用欠平衡钻井，钻井液井壁支撑作用力小，地层易坍塌、掉块，时时威胁井下安全，钻井作业风险大。
三、施工工艺
1、把好取心工具选配、入井关
（1）取心工具选配。按设计要求，岩心直径不小于Φ105mm，并结合邻井资料调研岩性结构特征，选配满足设计要求与地层相适应的WQX180-105（川8-3型）型取心工具。该工具结构简单，维护保养方便，操作简易，适合软至中硬地层，依靠自锁式岩心爪收缩包心实现割心，具有一定的防掉心功用，割心可靠。
（2）取心工具按照操作规程调试保养。软地层取心，一般选用刮刀式取心钻头或内出刃较大的硬质合金取心钻头，本井选用RC476PDC钻头，丈量切削齿部位内径达到取心要求。
2、取心工具入井前准备工作
（1）保持钻井液性能稳定，井眼畅通，无垮塌，无沉砂。遇阻卡井段通井划眼，消除阻卡后方可下钻。
（2）检查机械设备及钻具，确保取心钻进的连续性。
（3）保持井底干净，如有异常及时处理，在确认井底干净后，方可下钻取心。
（4）按要求全面检查送井取心工具，配备2-3套取心工具及足够的易损附件，配送2-3根长度不一的短钻杆，便于调整取心方入。
3、取心钻具下钻
（1）第一趟取心钻具下钻每柱通径，保证水眼干净无杂物、无堵塞，每次接单根检查水眼畅通无杂物，确保投球能顺利座封。下钻全过程严防金属物落井。
（2）操作平稳，不得猛放、猛刹，控制下放速度，Ⅱ挡车起升速度为宜，防止顿钻。
（3）不允许取心钻头划眼，下钻遇阻不得超过50kN，经上下活动不能下入时，可开泵循环钻井液，严禁强行划眼通过。
（4）循环好钻井液后，缓慢下放钻具至井底1～2m处（若井内有余心时，应为距余心顶面1～2m处），冲洗井底，上下活动或缓慢转动钻具，探明井底方入，开始取心。
4、 取心钻进
（1）井底冲洗后，卸开方钻杆投球，球就位后开始树心。树心钻压10-20KN，做到轻起动、慢加压、送钻均匀，树心进0.3—0.5m。因取心段地层松软，钻时快，则一开始就要加到设计钻压钻进。
（2）司钻操作送钻均匀，准确判断情况，及时变参数，钻进中不停泵、不停钻、不顿、溜钻、不上提 。发现不正常现象，分析原因，采取适当措施。
（3）时刻注意钻压、泵压、转速、扭矩的变化，综合判断钻头工作情况，岩心进筒状况，防堵心、卡心、磨心。
（4）钻进参数：钻压：20-40KN，钻时过快适当降低钻压控制钻时，利于岩心成型，心壁规则，进心可靠；转速40-50转/分钟，转速太快会造成内外筒摆动厉害，碰撞岩心易剥蚀掉块造成堵心、卡心，影响单筒进尺，增加起下钻次数及岩心收获率；软地层由于取心进尺快，可适当增大排量，但过大易冲蚀岩心，一般取20-25L/S+ 为宜。
（5）取心工具内筒长度9.3米左右，单筒取心进尺8.5-8.8米较为合适（如根据上筒出心情况判断井底有余心，可根据实际确定相应的单筒进尺），留0.5-0.8米剩余空间为异常情况下的二次割心留有余地，另外可防止井底可能存在的难以清洗的掉块或沉砂造成心满磨心。
（6）单筒进尺最后0.5米+，钻压大于正常钻压1-2吨以形成粗心，便于收缩式岩心爪包心，为顺利割心打基础。
5、 割心
（1）割心应选择岩性致密、胶结性好的地层。该井砂岩段成心性好，不易破碎，尽量作为割心点。钻完进尺，停止送钻，恢复悬重后，停转盘、停泵，记录悬重。
（2）缓慢上提钻具0.3-0.5米刹住刹把，观察悬重变化，悬重增加不恢复，可判断岩心未断，继续上述操作，如果悬重恢复，证明岩心已断。悬重已大于原悬重20吨左右，岩心仍未断，不应再上提避免损坏取心工具，此时下放钻具大于原悬重10-15吨刹住刹把，采取转盘快速甩动、快速开泵压力震击、急速刹刹把等能引起钻具较大幅度震动的措施挫断岩心。
（3）根据本井岩性易破碎特点，岩心已确定割断后不要下探余心，避免顶松岩心爪发生掉心，适当循环注重浆起钻。
6、 起钻操作
（1）起钻操作要平稳，不得猛提、猛刹和猛座，不准使用转盘卸扣，以免甩掉岩心。
（2）起钻过程中专人负责及时向井内灌满钻井液，起出岩心筒应立即盖好井口。
7、岩心出筒
该井采用人力出心法出心，但取心井段岩性破碎，第一筒心出心前对地层成心状况、破碎程度、岩性特征没有直观的、真实的了解，出心遇到前所未有的困难。通过分析原因，寻找症结，改进通心技巧，解决了出心难问题。
（1）将岩心筒平放在钻杆架上固定牢靠，上端放入橡胶塞，然后用长于内筒的铁管（顶部焊有与岩心直径相当的圆形铁板），用人力慢慢顶出岩心。如果推不动，可轻微进行短距离的撞击使岩心运动后缓缓推动，推动距离视出心端出心速度确定，有专人指挥，避免配合不当造成岩心堆积顺序混乱。严禁岩心推不动时使用通心铁管进行强烈反复撞击，造成破碎的泥岩心段堵搡内腔，挤压实成段，致使出心困难。
（2）岩心出筒时，任何人不要站在岩心出筒的方向，严禁用铁器猛击内筒。
（3）岩心筒上下钻台要轻提慢放，严禁大力碰撞，强烈震击，确保内筒内腔平滑，管体无变形，直线度不超标准。
三、应用效果
各筒取心情况见表1。
四、结论与体会
取心是一种特殊的钻井工艺技术，为了取全取准地质资料，提高岩心收获率，必须对取心的地层岩性特征、技术措施、操作技能、取心工具等方面，进行深入的分析和研究，并根据施工中出现的问题及时分析查找原因，吸取经验教训，提出相应的改进措施，才能不断提高取心钻井的工艺技术水平。
[关键词] 钻井 取心 技术
一、前言
文96-储5井是中石化在中原油田文96块部署建设的国家天然气能源储备井，共部署储气井14口，预计储气量7亿立方米。为更准确详实的了解储层岩性、物性特征，为后期储气选层、储气施工工艺优化提供客观的、真实的第一手地质资料，该井设计取心112米，也是该储气库唯一一口具有取心任务的井。
取心作业中克服了地层埋藏浅，岩性松软，胶结性差，水敏性强，剥蚀掉块严重，易造成堵心、磨心、掉心、出心困难，欠平衡钻进井壁支撑作用力小，易坍塌掉块作业风险大等诸多不利因素，总结出一套行之有效的钻井取心工艺技术措施，效果显著，取心进尺120.71米，心长120.00米，取心收获率：99.41%。
二、钻井取心技术难点
1、为保证取心收获率，要求不许长筒取心，不需井口出心，且取心井段不连续分三段，从而成倍增加了起下钻次数。取心起下钻14趟，层间层下钻进起下钻3趟。任一趟钻任一环节出现纰漏，将影响整体取心结果，对钻井操作要求高。
2、地层埋藏浅，岩性松软，胶结性差，水敏性强，剥蚀掉块严重，易造成堵心、磨心、掉心，取心收获率难于保障。
3、岩性胶结性差、破碎，地面出心困难。砂岩成心性好，不易破碎，易出心。但泥岩极易破碎，堵搡岩心筒内腔，通心不畅，震击又使岩心更为破碎，出心很不容易。
4、为保护气层，三开采用欠平衡钻井，钻井液井壁支撑作用力小，地层易坍塌、掉块，时时威胁井下安全，钻井作业风险大。
三、施工工艺
1、把好取心工具选配、入井关
（1）取心工具选配。按设计要求，岩心直径不小于Φ105mm，并结合邻井资料调研岩性结构特征，选配满足设计要求与地层相适应的WQX180-105（川8-3型）型取心工具。该工具结构简单，维护保养方便，操作简易，适合软至中硬地层，依靠自锁式岩心爪收缩包心实现割心，具有一定的防掉心功用，割心可靠。
（2）取心工具按照操作规程调试保养。软地层取心，一般选用刮刀式取心钻头或内出刃较大的硬质合金取心钻头，本井选用RC476PDC钻头，丈量切削齿部位内径达到取心要求。
2、取心工具入井前准备工作
（1）保持钻井液性能稳定，井眼畅通，无垮塌，无沉砂。遇阻卡井段通井划眼，消除阻卡后方可下钻。
（2）检查机械设备及钻具，确保取心钻进的连续性。
（3）保持井底干净，如有异常及时处理，在确认井底干净后，方可下钻取心。
（4）按要求全面检查送井取心工具，配备2-3套取心工具及足够的易损附件，配送2-3根长度不一的短钻杆，便于调整取心方入。
3、取心钻具下钻
（1）第一趟取心钻具下钻每柱通径，保证水眼干净无杂物、无堵塞，每次接单根检查水眼畅通无杂物，确保投球能顺利座封。下钻全过程严防金属物落井。
（2）操作平稳，不得猛放、猛刹，控制下放速度，Ⅱ挡车起升速度为宜，防止顿钻。
（3）不允许取心钻头划眼，下钻遇阻不得超过50kN，经上下活动不能下入时，可开泵循环钻井液，严禁强行划眼通过。
（4）循环好钻井液后，缓慢下放钻具至井底1～2m处（若井内有余心时，应为距余心顶面1～2m处），冲洗井底，上下活动或缓慢转动钻具，探明井底方入，开始取心。
4、 取心钻进
（1）井底冲洗后，卸开方钻杆投球，球就位后开始树心。树心钻压10-20KN，做到轻起动、慢加压、送钻均匀，树心进0.3—0.5m。因取心段地层松软，钻时快，则一开始就要加到设计钻压钻进。
（2）司钻操作送钻均匀，准确判断情况，及时变参数，钻进中不停泵、不停钻、不顿、溜钻、不上提 。发现不正常现象，分析原因，采取适当措施。
（3）时刻注意钻压、泵压、转速、扭矩的变化，综合判断钻头工作情况，岩心进筒状况，防堵心、卡心、磨心。
（4）钻进参数：钻压：20-40KN，钻时过快适当降低钻压控制钻时，利于岩心成型，心壁规则，进心可靠；转速40-50转/分钟，转速太快会造成内外筒摆动厉害，碰撞岩心易剥蚀掉块造成堵心、卡心，影响单筒进尺，增加起下钻次数及岩心收获率；软地层由于取心进尺快，可适当增大排量，但过大易冲蚀岩心，一般取20-25L/S+ 为宜。
（5）取心工具内筒长度9.3米左右，单筒取心进尺8.5-8.8米较为合适（如根据上筒出心情况判断井底有余心，可根据实际确定相应的单筒进尺），留0.5-0.8米剩余空间为异常情况下的二次割心留有余地，另外可防止井底可能存在的难以清洗的掉块或沉砂造成心满磨心。
（6）单筒进尺最后0.5米+，钻压大于正常钻压1-2吨以形成粗心，便于收缩式岩心爪包心，为顺利割心打基础。
5、 割心
（1）割心应选择岩性致密、胶结性好的地层。该井砂岩段成心性好，不易破碎，尽量作为割心点。钻完进尺，停止送钻，恢复悬重后，停转盘、停泵，记录悬重。
（2）缓慢上提钻具0.3-0.5米刹住刹把，观察悬重变化，悬重增加不恢复，可判断岩心未断，继续上述操作，如果悬重恢复，证明岩心已断。悬重已大于原悬重20吨左右，岩心仍未断，不应再上提避免损坏取心工具，此时下放钻具大于原悬重10-15吨刹住刹把，采取转盘快速甩动、快速开泵压力震击、急速刹刹把等能引起钻具较大幅度震动的措施挫断岩心。
（3）根据本井岩性易破碎特点，岩心已确定割断后不要下探余心，避免顶松岩心爪发生掉心，适当循环注重浆起钻。
6、 起钻操作
（1）起钻操作要平稳，不得猛提、猛刹和猛座，不准使用转盘卸扣，以免甩掉岩心。
（2）起钻过程中专人负责及时向井内灌满钻井液，起出岩心筒应立即盖好井口。
7、岩心出筒
该井采用人力出心法出心，但取心井段岩性破碎，第一筒心出心前对地层成心状况、破碎程度、岩性特征没有直观的、真实的了解，出心遇到前所未有的困难。通过分析原因，寻找症结，改进通心技巧，解决了出心难问题。
（1）将岩心筒平放在钻杆架上固定牢靠，上端放入橡胶塞，然后用长于内筒的铁管（顶部焊有与岩心直径相当的圆形铁板），用人力慢慢顶出岩心。如果推不动，可轻微进行短距离的撞击使岩心运动后缓缓推动，推动距离视出心端出心速度确定，有专人指挥，避免配合不当造成岩心堆积顺序混乱。严禁岩心推不动时使用通心铁管进行强烈反复撞击，造成破碎的泥岩心段堵搡内腔，挤压实成段，致使出心困难。
（2）岩心出筒时，任何人不要站在岩心出筒的方向，严禁用铁器猛击内筒。
（3）岩心筒上下钻台要轻提慢放，严禁大力碰撞，强烈震击，确保内筒内腔平滑，管体无变形，直线度不超标准。
三、应用效果
各筒取心情况见表1。
四、结论与体会
取心是一种特殊的钻井工艺技术，为了取全取准地质资料，提高岩心收获率，必须对取心的地层岩性特征、技术措施、操作技能、取心工具等方面，进行深入的分析和研究，并根据施工中出现的问题及时分析查找原因，吸取经验教训，提出相应的改进措施，才能不断提高取心钻井的工艺技术水平。