技術(shù)文獻

石油定向井取芯技術(shù)淺析與應(yīng)用

發(fā)表時間：2018-12-02 15:51

定向井取芯技術(shù)興起的原因

　　1 定向井取芯技術(shù)的應(yīng)用可以相對的減少邊遠地區(qū)或者交通困難地區(qū)的勘探風險，探井在世界范圍內(nèi)成功率只占13%。定向井取芯小井眼探井除了低費用風險外，在少量地震的前提下，打一些連續(xù)取芯的小井眼探井對搞清地下情況很有幫助，可以盡早的進行決策。
　　2 面臨國際油價大跌的局勢，定向井取芯技術(shù)是其中一種重要的技術(shù)，在BP等多家油公司的資料中闡明了，如果井深相同，就井眼發(fā)生的場地、資料解釋、運輸、材料等費用比采用常規(guī)技術(shù)的費用要低30%。通過不同石油公司的小規(guī)模的實驗證明，定向井取芯技術(shù)的應(yīng)用節(jié)約鉆井費用的前景是40%～50%。
　　3 由于環(huán)境保護的壓力，定向井取芯技術(shù)的應(yīng)用，可以減少泥漿用量和排泄量，節(jié)省場地施工機械，可以起到環(huán)保的作用。
定向井取芯技術(shù)的難點以及應(yīng)用
　　1 鉆井時下部鉆具的穩(wěn)定性較差，導致巖心不能均勻進入，堵芯情況時有發(fā)生，這種情況產(chǎn)生的原因是井眼軸線與鉆具軸線的不重合。
　　2 取芯工具軸線與重力線存在一定的夾角，取芯工具在重力的作用下躺臥在井底底邊，普通的取芯工具在這種情況下會出現(xiàn)兩種取芯難的情況：一是取芯工具的阻卡現(xiàn)象，由于井底底邊形成巖屑床摩擦增大導致的。二是取芯工具在重力的作用下下垂，與外筒內(nèi)壁接觸，在取芯鉆進時，內(nèi)巖的芯筒與外筒一起轉(zhuǎn)動，使取芯效果降低。
　　3 井底的實際鉆井壓與井口顯示的鉆壓達不到統(tǒng)一，是由于定向井的鉆柱與井壁之間產(chǎn)生的摩擦力比較大導致的。
　　4 在定向井的取芯作業(yè)過程中，應(yīng)該正確判斷鉆壓，使內(nèi)外巖心筒居中，對井眼進行清潔。
定向井取芯工具的特點以及措施
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　　1 其軸承采用的是泥漿潤滑懸掛軸承，有泥漿通過時所起到的作用是冷卻和潤滑，具有結(jié)構(gòu)簡單轉(zhuǎn)動靈活，壽命長的特點。
　　2 由于外桶采用了近鉆頭扶正器結(jié)構(gòu)所以穩(wěn)定性比較好，套管本體的采用與扶正器外巖芯筒進行組合，更使其穩(wěn)定性得到鞏固，使收獲率以及平均單筒進尺大大提高，并且延長了取芯鉆頭的使用壽命。
　　3 上下扶正在內(nèi)巖芯筒的應(yīng)用使斜井中內(nèi)筒下垂的問題得到解決，有利于實現(xiàn)雙筒單動，促進巖芯進筒。
　　4 內(nèi)洗結(jié)構(gòu)的采用使塵沙堵巖芯筒的情況大大減少。
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　　定向井取芯具有下鉆摩擦阻力和扭矩都比較大的特點，所以攜砂困難，割芯困難，井眼不通暢，井壁不穩(wěn)定，所以在實際操作過程中需要采取一定的措施：
　　1 在鉆井作業(yè)開始前對取芯筒進行徹底的檢查，確保取芯筒能夠良好的工作，調(diào)整間距，主要是鉆頭與內(nèi)壁的間距。
　　2 當下鉆離井底在一個單根高度左右時，要接方鉆桿并緩慢開泵，等到開泵正常后，對井底進行大排量循環(huán)清洗，將鉆具進行上下大幅度的活動，活動時攜帶井底的沉沙。待鉆具循環(huán)一段時間后，提前波動使轉(zhuǎn)盤下劃，對井底進行徹底的清洗，這樣還可以防止堵芯。
　　3 為了保證井眼暢通以及井底的清潔度，要在鉆前搞好短起下并且調(diào)整好泥漿性能。
　　4 開泵送球，在這一工作進行時要對泵壓表進行仔細觀察，當泵壓升高到1MPa左右時說明球到達了井底，這是需要緩慢放下鉆具，并且轉(zhuǎn)盤也需要提前轉(zhuǎn)動直至井底，也就是“造芯”鉆井的開始。為了使巖芯能夠順利進筒，造芯鉆壓要控制在20kN～30kN，轉(zhuǎn)速控制在50r/min左右，排量控制在25L/s左右，進尺控制在0.3m左右，接著就是加壓，要逐漸加壓40kN～50kN。
　　5 巖性的判斷，選擇在泥巖段割芯比較好，這樣更有利于實現(xiàn)油層的穿鞋戴帽，鉆井完畢后，剎死剎把，使原鉆壓磨芯保持在15min左右，這樣才能把巖芯根部磨細，更易于割芯。把烴泵鉸車速度換成I檔，在慢慢上提的過程中要觀察指重表，考慮到摩擦阻力的情況下，正常的撥芯顯示當指針超過懸鐘50kN～150kN時，如果立即恢復(fù)就證明巖芯被割斷。出現(xiàn)拉力負荷的增加超過200kN時，如果指重指針沒有返回，鉆具應(yīng)立即放下，反復(fù)進行幾次，若還沒有割芯的表現(xiàn)，需要上提200kN左右的負荷，并且猛啟動轉(zhuǎn)盤，也就是“連提帶轉(zhuǎn)”采取這樣的措施后一般的巖芯就會被折斷，如果依然沒有效果，就需要繼續(xù)鉆井0.1m～0.2m，繼續(xù)上提拔芯。如果再次進行一般就都可以割芯成功了。割芯成功后把鉆具放下看是否有余芯，沒有余芯就可以起鉆了。
　　6 在0.5m記一次鉆井時，要特別注意鉆井時的泵壓和懸重的變化情況，并進行認證分析，根據(jù)這些變化來判斷井下的情況。
　　結(jié)語
　　定向井取芯技術(shù)的應(yīng)用不僅可以有效的清洗井底，而且有利于斜井攜沙，保持井眼的清潔，使巖屑床的厚度降低，使排量減少，降低了鉆井液對巖芯的沖刷程度。對于定向井取芯井來說井眼的清潔程度很重要。鉆井與井壁形成的摩擦阻力是定向井取芯施工有著不利的影響。是定向井取芯施工的難點之一。定向井取芯的起下存在摩擦阻力大，攜沙困難，割芯不明顯以及井眼不通暢等問題所以在實際作業(yè)的過程中也需要采取一定的措施來解決。

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