胜利钻井取心技术简介

胜利钻井取芯技术

一、常规系列取芯技术

1、概述

根据胜利油田钻井取芯层系多、岩性变化大、地层松、软、散、硬、碎等特点，从80年代初期，开始了胜利取芯工具、工艺技术的研究与应用工作，先后研制成功了Ym-8115型、Y-8120型、R-8120型等常规系列取芯工具，实现了在215mm井眼中取出直径120mm的岩心，完成了大直径取芯工具与工艺技术的系列化工作，由于该系列工具品种齐全、结构完善、性能可靠，无论是普通或油基钻井液取芯，还是短筒或中长筒取芯，都有很强的适应性，“七五”及“八五”期间，胜利油田共推广本系列工具425套，完成钻井取芯进尺65219.71m，总岩心收获率94.4%，与“六五”期间相比，取芯收获率提高了15个百分点，跨入了全国先进行列，特别是在胜利孤东会战中，采用R-8120系列工具，三口井取芯414.69m，总取芯收获率达99.49%，最高单筒取芯进尺71.15m，达到了世界先进水平。为此，近十年来，该系列工具不仅在胜利油田迅速应用，而且还推广到国内其他八个油田，成为国内推广面积最大的取芯工具。

2、常规系列取芯工具特点

①在直径215mm井眼中，取出岩心直径达120mm，这是目前国内外相同井眼条件下双筒工具中取芯直径最大的一种，有利提高岩心收获率。

②工具、部件通用、互换性强，根据不同地层、不同岩性的特点，可组装为R-8120系列和Y-8120系列，也可根据用户需要，改装为8100系列。

③具有内涂层的低摩阻岩心筒(已获国家专利，专利号：92225857.0)能有效降低岩心进筒阻力，尤其在松软地层取芯，能成倍提高单筒进尺指标。

④采用机械加压的割心方式，能保证松、软、散地层的取芯收获率，这是胜利系列工具的一大特点，长期生产实践证明，操作简便，安全可靠。

⑤长筒取芯钻井，除采用一般的拔断岩心接单根办法外，还可采用特制的转换接头装臵(已获国家专利，专利号：90214127.9)实现钻头不离井底接单根，既适用于松、散、软、硬地层，又不受接单根次数的限制。

二、密闭取芯技术

1、概述

所谓密闭取芯就是在水基钻井液条件下,采用密闭取芯工具与密闭液,使岩心几乎不受钻井液水污染的一种特殊取芯。密闭取芯的主要用途之一是，对于以注水方式开发的砂泥岩油田，在开发过程中打检查井用。检查注水开发效果、油水界面及油层水洗情况，综合分析剩余油饱和度及驱油效率的分布规律与变化规律。为增产挖潜、提高水驱油效率提供地质依据。实践证明，油田开发初期和后期，即油田中含水和高含水期，密闭取芯不失为一种有效方法。密闭取芯的用途之二是，在砂泥岩油田开发之前，在岩心收获率与密闭率有保证的前提下，可替代油基钻井液取芯，用以取得油层的原始含油饱和度资料，为计算油田储量、制定合理的开发方案提供可靠依据。

2、密闭取芯技术特点

①内筒上部采用浮动活塞结构，能自动消除井眼液柱压力对工具密封性的影响，从根本上解决了任意井深条件下的密封问题，使工具的使用范围不受井眼深度的限制。这一结构设计新颖，属国内外首创，已获国家实用新型专利，专利号：86201884.6。

②在有油基密闭液润滑的条件下，首次采用自锁式岩心抓获得成功，使工具结构与割心操作简化，实现了硬地层必须的提钻摩擦割心方式。

③取芯钻头采用斜水眼结构，避免了钻井液射流对岩心根部冲刷，有利于提高岩心密闭率。

④采用胜利钻井院自己研制的新型水基密闭液，与该项技术结合，取得了理想的效果，该水基密闭液具有粘度高、流动性好、附着力强、耐高温等特点，能在岩心表面及时形成一层不易被钻井液渗透的密闭膜，既不会污染岩心，也不会被钻井液熔化，达到保护岩心的目的。

3、应用情况

深井密闭取芯技术自85年投入现场以来，已先后在国内胜利、青海、中原、大港、华北、吉林、滇黔桂、内蒙、新疆等九个油田推广应用，累计取芯38口井，取芯进尺4197.56m，总取芯收获率94.91%，总岩心密闭率86.35%，各项指标均满足地质勘探、开发要求，并创造了许多密闭取芯的最好指标。

①最深井密闭取芯指标：

塔里木轮南2-2-J1井

井深：4509.94-4883.40m，进尺80.70m，心长80.33m，收获率99.50%，密闭率83.10%。

②最浅井密闭取芯指标：

内蒙检4井：

井深：783-818.80m，进尺35.80m，心长33.08m，收获率92.4%，密闭率

95.31%。

③高含水、高渗透率地层密闭取芯指标：

华北京617井：

井深：1302-1523m，进尺209.26m，收获率95.79%，密闭率91.26%。

④最高密闭率取芯指标：

胜利桩74井：

井深：3469-3650m，进尺165.14m，收获率91.92%，密闭率98.48%。

三、保形取芯技术

1、概述

在石油地质工作中,为取得极疏松砂岩岩心的物性资料而要求保持岩心始形状的取芯称为保形取芯。

疏松砂岩地层在我国海上及陆地东部油田分布较广，油层埋藏浅，孔隙度大，地层胶结性差，几乎不胶结。由于地层极疏松，取芯难度较大。用常规取芯方法取得的岩心在出筒时因受挤压而变形，出筒后即成为散砂，得不到整体成形

的岩心，因而也就无法得到准确的油层物性参数，难以对油层作出正确评价。目前国外常用的方法是在岩心出筒之前，对岩心和岩心筒进行整体冷冻，而后用仪器鉴别岩性，再分段进行切割。这样，每取芯一次即耗用一个铝合金内筒或玻璃钢内筒。既浪费又繁琐。为此中国胜利取芯公司研制开发了Rb-8100型保形取芯工具及工艺技术，经过不断地改进和完善，现已定型应用。

2、主要技术特点：

①取芯工具采用复合材料管或铝合金管作保形衬筒，该保形筒具有耐磨低阻、抗高温、易切割等特点，能较好地保护岩心原始形状，提高取芯单筒进尺。

②隐蔽式岩心抓在内筒推力的作用下，收缩至最小尺寸，保证疏松油砂在割心后起钻过程中不漏不掉，保证取芯收获率。

③采用防冲蚀、低口径的取芯钻头，以实现在高的机械钻速下，岩心形状不碎、不散、达到保形目的。

④采用冷冻、保形取样方法，为地质部门提供准确的分析资料。

⑤工具主要部件通用互换性强，其主要结构尺寸与常规系列工具尺寸相同，更换部分配件即可进行常规及保形密闭取芯作业。

3、应用情况

保形取芯技术自90年代试验成功以来，已先后在海上、陆地30多口井上应用，累计取芯收获率93.69%，平均单筒取芯进尺达7.35m/筒，特别是自1995年11月与南海西部石油钻井公司合作，先后在乐东、丽水、文昌等油田进行了18口井的取芯技术服务，18口井累计取芯699.86m，总收获率94.69%，平均单筒进尺7.96m/筒，取芯效果非常理想，得到甲方领导及施工平台的好评。98年又与渤海石油钻井公司合作，先后完成了旅大4-1-1井、歧口17-9-3井、歧口17-3S-10及渤中25-1-5井的取芯技术任务。四口井累计取芯161.49m，总收获率97.23%，再次获得了好的服务效果。

四、低污染取芯技术

1、概述

随着油田开发期的不断延长，注水、注聚合物、注气等增油措施的实施和主力油田采出程度的日益增加，地下情况发生了很大变化，多数油田已进入高含

水和特高含水期，综合含水已高达95%以上，在这种情况下，采用原有的常规、油基、密闭等取芯方式，均不能获得理想的效果，为了进一步认识油层动用状况，分析研究注水及复合驱后油层物性、孔隙结构和其它地质物理特征的变化情况，为三次采油方案的制定提供准确的地层资料，胜利取芯公司1995年开展了低污染取芯技术的研究与应用工作，经五年多的努力，一种结构先进、适用性强的低污染取芯工具及低污染取芯工艺技术已基本完善成熟，并已投入现场应用，获得了较好的技术经济效果。

2、主要技术特点

①取芯工具采用享有专利的复合材料管或钢制双瓣组合管作为密闭取芯工具的保形衬筒，实现保形取芯与密闭取芯相结合。

②采用低口径、斜水眼、自洗式结构的新型取芯钻头，机械钻速高，抗污染能力强。

③采用胜利SSM-Ⅰ型水基密闭液，该密闭液具有粘度高、流动性好、附着力强、耐高温等特点，能满足高含水、高渗透率疏松砂岩地层低污染取芯要求。

④采用低密度、低失水的优质钻井液和实施近平衡钻井工艺，确保在高含水、高渗透率砂岩地层保形、密闭取芯获得理想效果。

3、推广应用情况

该技术自投入现场应用以来，先后在胜利孤岛、孤东、滨南、河口等油田取芯33口井，在1130-2000m的馆陶组高含水、高渗透率疏松油层中累计取芯1612.82m，心长1489.41m，取芯收获率92.36%，岩心密闭率81.84%。圆满地完成了各井的低污染取芯任务，满足了地质勘探要求，收到了良好的社会经济效果。

五、定向、水平井取芯技术

1、概述

定向、水平井取芯技术是胜利油田近几年新发展起来的一项钻井取芯技术，

随着胜利油田海油陆探工程的不断开展与实施，大位移钻井逐渐增多，相应的大位移定向井中的取芯任务也开始增多。目前，胜利取芯公司已完成了两口取芯井段井斜角大于60度，水平位移超过2000m的大位移定向井取芯任务。其中桩斜314井自井深1955m至3610.50m井段，采用水平井取芯工具和定向井取芯工具，累计取芯91.12m，总收获率达90.54%，其中自3525-3610.50m，在井斜角大于63.75度的稳斜井段连续取芯70m，心长68.22m，收获率达97.45%，平均单筒取芯进尺6.36m/筒，创造了胜利油田大位移定向井取芯的历史最好成绩。

2、工具主要结构特点：

①工具采用液力推进、机械上提并存结构，实现水平井取芯工具钻进完毕上提割心目的。

②采用台阶悬挂结构，多级扶正方式，使工具内筒在水平井或定向井中始终居中，实现双筒单动，有利于岩心的顺利进入。

③采用隐蔽式卡板岩心抓和自缩卡箍岩心抓组合结构，使工具适用于各种地层。

④工具可以内洗，能及时清除井底沉砂，有利于提高取芯收获率。

⑤工具通用部件多，互换性强，结构合理，操作简便。

六、胜利金刚石取芯钻头

胜利取芯公司多年来在致力于研制开发各种取芯工具的同时，不断加大金刚石系列取芯钻头的研究力度，研制了适合多种取芯工具及各类复杂地层取芯需要的高效金刚石取芯钻头，逐步实现了取芯钻头结构、材质、形式的系列化和商品化，配合胜利系列工具的推广与应用，获得了好的经济效果。

1、圆柱聚晶金刚石取芯钻头

该钻头采用长外锥、浅内锥及内洗分流逼压式水道无水眼结构形式，选用耐磨性高、抗冲击性强、锥角小的圆柱聚晶金刚石作为切削元件，既有利于提高钻头机械钻速和使用寿命，又可使钻头适应于各类中硬地层，用之可实现中长筒

取芯钻进，平均单只进尺71m，平均机械钻速达0.96m/h，使用效果良好。

2、三角聚晶金刚石取芯钻头

该钻头采用中等外锥中深内锥及内洗分流逼压式水道无水眼结构形式，以三角聚晶金刚石作为切削元件，具有压剪作用的破岩机理，压持效应小，在中到中硬塑性及塑脆性地层钻进中，可获得高的机械钻速和长的使用寿命，在井底干净且均质的大段砂泥岩地层中，可获得好的使用效果。该钻头平均单只进尺为47.80m，机械钻速达1.27m/h，最高单只进尺15.71m，机械钻速1.45m/h。

3、钢体式PDC取芯钻头

PDC钻头在软到中硬地层破岩效率最好，钢体式PDC取芯钻头，根据“等切削原理”，应用计算机布齿，并运用“力的平移定理”进行稳定性设计，使之工作平稳，磨损均匀，采用真空扩散焊接工艺和过盈固齿工艺，保证切削齿在钻进中不掉不扭，经胜利跟踪11只钻头使用资料统计，平均单只进尺67.14m，机械钻速1.55m/h，最高单只钻头取芯进尺109.70m，创造了油田最高纪录。

4、根据地层需要，取芯公司还配有刮刀合金型取芯钻头(软地层平均机械钻速3m/h以上，平均岩心收获率90%以上)，胎体PDC取芯钻头以及天然金刚石取芯钻头，还可根据现场取芯需要，随时研制、加工各类取芯钻头，以满足现场不同取芯工具、不同地层岩性的取芯施工要求。