定向井取芯技术浅析与应用

李洪伟（中国石化中原石油工程有限公司钻井二公司，河南　濮阳　　457000）

定向井取芯技术浅析与应用

李洪伟
（中国石化中原石油工程有限公司钻井二公司，河南濮阳457000）

摘要：石油工业不断进步，钻井技术也不断发展，目前的定向钻井技术已经发展的比较成熟，定向井取芯作业也是越来越多，与此同时定向井取芯技术在钻井施工中所占的比例也是越来越大，由于普通的取芯工具以及取芯工艺技术已经满足不了定向井取芯作业的要求，定向井取芯技术的应用不仅可以有效的清洗井底，而且有利于斜井携沙，保持井眼的清洁，使岩屑床的厚度降低，使排量减少，降低了钻井液对岩芯的冲刷程度。

关键词：连续取芯；取芯工具；摩擦阻力

一、定向井取芯技术兴起的原因

1定向井取芯技术的应用可以相对的减少边远地区或者交通困难地区的勘探风险，探井在世界范围内成功率只占13%。定向井取芯小井眼探井除了低费用风险外，在少量地震的前提下，打一些连续取芯的小井眼探井对搞清地下情况很有帮助，可以尽早的进行决策。

2面临国际油价大跌的局势，定向井取芯技术是其中一种重要的技术，在BP等多家油公司的资料中阐明了，如果井深相同，就井眼发生的场地、资料解释、运输、材料等费用比采用常规技术的费用要低30%。通过不同石油公司的小规模的实验证明，定向井取芯技术的应用节约钻井费用的前景是40%～50%。

3由于环境保护的压力，定向井取芯技术的应用，可以减少泥浆用量和排泄量，节省场地施工机械，可以起到环保的作用。

二、定向井取芯技术的难点以及应用

1钻井时下部钻具的稳定性较差，导致岩心不能均匀进入，堵芯情况时有发生，这种情况产生的原因是井眼轴线与钻具轴线的不重合。

2取芯工具轴线与重力线存在一定的夹角，取芯工具在重力的作用下躺卧在井底底边，普通的取芯工具在这种情况下会出现两种取芯难的情况：一是取芯工具的阻卡现象，由于井底底边形成岩屑床摩擦增大导致的。二是取芯工具在重力的作用下下垂，与外筒内壁接触，在取芯钻进时，内岩的芯筒与外筒一起转动，使取芯效果降低。

3井底的实际钻井压与井口显示的钻压达不到统一，是由于定向井的钻柱与井壁之间产生的摩擦力比较大导致的。

4在定向井的取芯作业过程中，应该正确判断钻压，使内外岩心筒居中，对井眼进行清洁。

三、定向井取芯工具的特点以及措施

（一）定向井取芯工具的特点

1其轴承采用的是泥浆润滑悬挂轴承，有泥浆通过时所起到的作用是冷却和润滑，具有结构简单转动灵活，寿命长的特点。

2由于外桶采用了近钻头扶正器结构所以稳定性比较好，套管本体的采用与扶正器外岩芯筒进行组合，更使其稳定性得到巩固，使收获率以及平均单筒进尺大大提高，并且延长了取芯钻头的使用寿命。

3上下扶正在内岩芯筒的应用使斜井中内筒下垂的问题得到解决，有利于实现双筒单动，促进岩芯进筒。

4内洗结构的采用使尘沙堵岩芯筒的情况大大减少。

（二）定向井取芯措施介绍

定向井取芯具有下钻摩擦阻力和扭矩都比较大的特点，所以携砂困难，割芯困难，井眼不通畅，井壁不稳定，所以在实际操作过程中需要采取一定的措施：

1在钻井作业开始前对取芯筒进行彻底的检查，确保取芯筒能够良好的工作，调整间距，主要是钻头与内壁的间距。

2当下钻离井底在一个单根高度左右时，要接方钻杆并缓慢开泵，等到开泵正常后，对井底进行大排量循环清洗，将钻具进行上下大幅度的活动，活动时携带井底的沉沙。待钻具循环一段时间后，提前波动使转盘下划，对井底进行彻底的清洗，这样还可以防止堵芯。

3为了保证井眼畅通以及井底的清洁度，要在钻前搞好短起下并且调整好泥浆性能。

4开泵送球，在这一工作进行时要对泵压表进行仔细观察，当泵压升高到1MPa左右时说明球到达了井底，这是需要缓慢放下钻具，并且转盘也需要提前转动直至井底，也就是“造芯”钻井的开始。为了使岩芯能够顺利进筒，造芯钻压要控制在20kN～30kN，转速控制在50r/min左右，排量控制在25L/s左右，进尺控制在0.3m左右，接着就是加压，要逐渐加压40kN～50kN。

5岩性的判断，选择在泥岩段割芯比较好，这样更有利于实现油层的穿鞋戴帽，钻井完毕后，刹死刹把，使原钻压磨芯保持在15min左右，这样才能把岩芯根部磨细，更易于割芯。把烃泵铰车速度换成I档，在慢慢上提的过程中要观察指重表，考虑到摩擦阻力的情况下，正常的拨芯显示当指针超过悬钟50kN～150kN时，如果立即恢复就证明岩芯被割断。出现拉力负荷的增加超过200kN时，如果指重指针没有返回，钻具应立即放下，反复进行几次，若还没有割芯的表现，需要上提200kN左右的负荷，并且猛启动转盘，也就是“连提带转”采取这样的措施后一般的岩芯就会被折断，如果依然没有效果，就需要继续钻井0.1m～0.2m，继续上提拔芯。如果再次进行一般就都可以割芯成功了。割芯成功后把钻具放下看是否有余芯，没有余芯就可以起钻了。

6在0.5m记一次钻井时，要特别注意钻井时的泵压和悬重的变化情况，并进行认证分析，根据这些变化来判断井下的情况。

结语

定向井取芯技术的应用不仅可以有效的清洗井底，而且有利于斜井携沙，保持井眼的清洁，使岩屑床的厚度降低，使排量减少，降低了钻井液对岩芯的冲刷程度。对于定向井取芯井来说井眼的清洁程度很重要。钻井与井壁形成的摩擦阻力是定向井取芯施工有着不利的影响。是定向井取芯施工的难点之一。定向井取芯的起下存在摩擦阻力大，携沙困难，割芯不明显以及井眼不通畅等问题所以在实际作业的过程中也需要采取一定的措施来解决。

参考文献

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中图分类号：TE243

文献标识码：A