取心钻井

11 取芯钻井core drilling11.1 取心coring:利用机械设备和取心工具钻取地层中岩石的作业。

11.1.1 岩心core:取心作业时，从井下取出的岩石。

11.1.2 破碎地层fractured formation:构造运动形成的断层破碎带。

包括堆积在断层两侧的岩石碎块、碎屑和断层角砾岩等。

11.1.3 松散地层unconsolidated formation:胶结成岩差，不易成形的地层。

11.1.4 树心core shaping:取心钻头下到井底以轻钻压钻进,使井底地层与钻头形状完全吻合,钻进0.15~0.30m的阶段称为树心。

11.1.5 割心core cutting:取心钻进到适当长度，把岩心柱从钻头底部割断的作业。

11.1.6 中途割心medium-term core breaking:未钻达本筒取心进尺的割心。

11.1.7 套心picking up lost core:采取适当措施，用取心工具把遗留在井底的岩心套入内岩心筒。

11.1.8 密闭取心液core sealing fluid:用于密闭取心作业的一类专门配制的，不会污染岩心的油基或水基流体。

11.2 钻进取心core drilling:利用取心工具钻取岩心的作业。

11.2.1 转盘钻取心rotary drilling coring:用转盘带动取心工具钻取岩心的作业。

11.2.2 井底动力钻取心down-hole motor coring:用井底动力钻具带动取心工具钻取岩心的作业。

它包括螺杆钻、涡轮钻和电动钻取心。

11.2.3 井壁取心side-wall coring:用射孔仪器，向已钻出的井壁发射取心器或微型旋转工具钻取岩样的作业。

11.3 取心方法coring method:根据不同取心目的与要求，采用相应取心工具和工艺技术进行取心作业。

11.3.1 常规取心conventional coring:对岩心无特殊要求的取心。

取芯作业原则：●油气层部位需要取心。

●具有特殊地质意义的部位需要取心。

●新构造或地区的油、气、水层需要取心。

●为油气田勘探开发的地质需要取心。

取芯对井况的要求1.进入目的层前的钻具组合中尽量加打捞杯，并且每次起钻前都应打捞几次，打捞杯起出后，应认真清理打捞杯内的落物，以判断井下情况；2.要保持良好的井身质量，防止井斜、狗腿、键槽、台肩、缩径等；3.原则上要求在取芯时井下无硬的金属落物；4.原则上要求取芯钻头不能在遇阻严重的井段划眼，特别是在研磨性很强的地层，因为划眼会使取芯钻头保径部分损坏；5.井壁无垮塌现象；6.井下无井漏现象，如果取芯作业中发生井漏，应停止取芯作业，若要配制堵漏泥浆，应考虑取芯筒循环通道对堵漏材料的限制；7.起钻前，记录零钻压时的井深；取芯对设备、仪表的要求●取心之前应把设备、仪表检查保养好，保证取心期间不停钻。

●对钻具进行一次全面的检查，保证取心期间不刺、不漏、不脱扣。

●对取心工具、配件、辅助工具、钻头要进一步进行检查，避免因等工具配件而停工。

取芯作业程序1.组装取心工具；2.下钻；3.循环；下钻距井底0.5～l米时，循环钻井液，并平稳活动和适当转动钻具。

校正指重表，探实际到底方入，上提钻具卸开，投入钢球，待泵压上升后，做钻头压力降试验（自锁式）。

4.造心；先启动顶驱/转盘，缓慢施加钻压，以低转速、轻钻压试运转，待运转平稳、钻进0.5～0.8米以后，逐渐调整到正常取心钻进参数。

5.钻进；钻进是取好岩心的关键环节之一，不仅对合理使用钻头、提高取心速度关系重大，而且对提高岩心收获率也有直接的影响。

6.割心；①正常情况下的割心——在岩性均一、成柱性较好的中硬或硬地层取心时，可以根据内岩心筒的长度来确定割心的位置。

在岩性不均一、软硬交错变化复杂的地层中取心时，在内岩心筒长度的范围内，尽量把割心位置选择在比较硬的地层为好，不要勉强多打进尺。

此时，割心像接单根前割心一样，割完岩心后要在不同高度分别上提钻具，并以不同方向缓慢下放钻具探心。

第十章钻井取心第一节取心方式和取心工具的选择 (2)一．取心方式的选择 (2)二．取心工具的选择 (3)第二节取心钻头的选择 (4)一．全刚石取心钻头的优点 (5)二．全刚石取心钻头的分类 (5)三．国内生产的金刚石取心钻头种类 (6)四．取心钻头的结构和影响其预期性能的因素 (7)五．取心钻头的选择 (8)第三节取心工具 (11)一．常规取心工具 (11)二．特殊取心工具 (17)第四节钻井取心工艺 (24)一．取心原则 (24)二．取心的要求 (24)三．取心前的准备 (25)四．对钻井液性能的要求 (25)五．取心操作程序 (25)六．取心故障分析 (28)七．高温高压井取心 (30)第五节取心工具检修内容及标准 (31)一．取心工具质量检查与标准 (31)二．取心辅助工具 (32)三．取心工具报废标准 (32)参考资料 (32)本章着重介绍取心方式、工具和钻头的选择，取心工具技术规范，取心质量标准，取心施工程序，取心钻进参数及故障分析，取心工具检修内容及标准，高温高压井取心和特殊取心工具等内容。

第一节取心方式和取心工具的选择取心方式有常规取心和特殊取心两类：常规取心对岩心无特殊的要求，所用的工具简单，工艺不复杂，成本低；而特殊取心取出的岩心不受钻井液污染，疏松地层岩心规矩、完整并能保持其出筒前的形状，岩心能保持其地层原始状态，但其装备和工艺比较复杂、施工难度大、成本高。

因此，取心的方式应根据取心的目的、油气藏类型和勘探开发阶段的不同条件来确定。

在取心方式已定的情况下，要根据取心井眼大小、井段深浅、地层岩石软硬与胶结情况来选择相应的取心工具与取心钻头。

一．取心方式的选择1．常规取心对岩心无任何特殊要求的取心称为常规取心。

常规取心是取心作业中最大量、最常见的，无论是什么油气藏，在勘探阶段或开发阶段都要进行大量的常规取心。

（1）主要目的：①发现油气层，了解含油气情况与储集特征，并确定油气层岩性、物性、厚度、面积等基础数据。

钻井取芯作业安全监督1.1含硫化氢井出芯时未佩戴防护设施造成人员中毒伤害事故。

1.2出芯时人员站位不合理易造成人员伤害事故。

2、监督要点2.1取心工具送到井队后，用5吨吊带系在取心筒两端并系好牵引绳，专人指挥使用吊车卸在钻杆架上。

2.2利用游车和绷绳抬取心工具上钻台，并使用5吨吊带连接，平稳斜放在坡道上后固定防止下滑。

2.3钻具组合中接入浮阀的，每下入5－10柱向钻具内灌满钻井液，严禁油气层顶部不灌满钻井液开泵循环。

2.4含硫化氢岩心出芯时，作业人员佩戴正压式呼吸器，使用便携式硫化氢检测仪检测硫化氢含量。

2.5在钻台面出芯前，清理钻台杂物并盖好小鼠洞。

2.6监控钻台上出芯时，手脚不得放在取芯筒下方。

2.7监控在钻台坡道上出芯时，不得站在取心筒的正前方，防止岩心崩出伤人。

2.8出芯需要敲击时，作业人员佩戴护目镜，敲击用力不能过猛。

钻井取芯作业安全监督（二）钻井取芯作业是石油勘探过程中非常关键的一步，它直接关系到地下油层的结构、性质和储量评估。

然而，钻井取芯作业过程中存在诸多的安全风险，如井口失事、井眼塌陷、设备故障等，这些风险对作业人员的健康和生命安全构成严重威胁。

因此，钻井取芯作业的安全监督工作是必不可少的。

钻井取芯作业安全监督的目标是保障作业人员的生命安全和财产安全，减少事故发生的可能性，及时发现并解决安全隐患，确保作业过程的安全和稳定进行。

以下是钻井取芯作业安全监督的主要内容和要点。

一、事前准备在钻井取芯作业开始之前，需要进行充分的事前准备工作。

首先，要对作业区域进行安全评估，确定可能存在的危险源和安全隐患。

其次，要制定详细、科学的作业方案，包括安全措施和应急预案。

最后，要进行相关人员的培训和演习，确保他们了解安全操作规程和应急处理方法。

二、现场监督在钻井取芯作业过程中，需要有专门的人员进行现场监督。

监督人员要时刻关注作业现场的安全状况，密切配合作业人员进行作业，及时发现并解决安全问题。

监督人员还要对作业人员进行安全指导，确保他们按照规程进行操作，不擅自修改操作程序，遵守现场的安全纪律。

钻井和取芯作业的安全操作钻井取心的方式分常规取心和特殊取心，常规取心一般有短筒取心、中长筒取心、橡皮筒取心等三种。

对岩心有某些特殊要求的钻孔取芯称为特殊取芯，如：油基钻井液取心、密闭式取心、保压密闭取心、定向井取心和定向取心。

常规取心是钻井取心作业中最大量、最常见的作业，所以，下文介绍了常规取芯操作中的安全知识。

在取心作业施工前，由工程技术人员向施工人员交代取心井段、厚度、取心工具结构性能特点、取芯措施常识及必要的安全操作知识和注意事项。

为了保证取心工具在井下安全工作，取心工具送到井场时应防止摔弯、碰扁；各部分丝扣必须完好无损，组装时必须上紧；取心钻头在卸车、搬运及钻头接卸时都要细心，防止碰坏、碰裂金刚石和钻头胎体，金刚石取心钻头随取心工具上下钻台时，钻头必须包捆好。

钻井取心对井眼的总体要求是：井眼畅通无阻，无垮塌沉屑，井底应完全清洁无金属物。

井底金属物对取心极有害，第一是损坏金刚石取心钻头，第二是影响取心质量指标，第三是造成取心过程中卡钻。

另外，钻井泥浆和地面设备必须符合取心施工要求。

取心钻进是一项比较细致的施工作业，所以取心钻进、割心、套心和取心起钻，均应由正副司钻操作，取心钻进必须按要求的措施和参数执行，若要修定必须经技术人员同意，以下是取芯钻井中常见的一些不安全因素和处理方法。

取心钻进中力求送钻均匀、平稳，防止溜钻，溜钻的后果轻则容易造成卡心，迫使起钻，严重的会导致扭断取心工具或钻具，发生事故。

下短筒工具取心时应避免接单根(钻杆)。

用中、长筒工具取心钻进，接单根是难免的，接单根要掌握好两个安全环节：第一，方钻杆打完后上提钻具拔断岩心，在拔断岩心的过程中不允许停止泥浆循环，当方钻杆，提出转盘面后才允许停泵；第二，应迅速接单根，防止井内钻具被卡，单个取芯接头只能用于使用液压钳或旋转绳索卸载方钻杆，禁止使用转盘卸方钻杆。

取心一般是在油层(或预测是油层)中进行的，因此取心钻进防漏、防井喷应当引起注意。

钻井取心技术钻井取心指的是为了掌握地下地质情况。

直接获得真实可靠的地下岩层的有关资料，在钻井过程中用取心工具从地下取出大块岩样(岩心)的作业。

1取心方式1.1常规取心对岩心无任何特殊要求的取心称为常规取心。

常规取心是取心作业中最大量、最常见的，无论是什么油气藏，在勘探阶段或开发阶段都要进行大量的常规取心。

1.1.1主要目的：1.1.1.1发现油气层，了解含油气情况与储集特征，并确定油气层岩性、物性、厚度、面积等基础数据。

1.1.1.2建立地层剖面，研究岩相及生、储特征。

1.1.1.3了解岩性与电性关系。

1.1.2常规取心方式：1.1.2.1一般短筒取心，是指取心钻进中途不接单根的常规取心。

它的工具只含有一节岩心筒，结构简单。

它在整个取心作业中所占的比例最大，在任何地层条件下均可进行。

1.1.2.2中、长筒取心，是指钻进中途要接单根的取心。

它的工具必须含有多节岩心筒，通常只有当地层岩石的胶结性与可钻性较好时，才进行中、长筒取心。

中、长筒取心的目的是在保证岩心收获率较高的前提下，尽可能提高取心的单筒进尺，以大幅度提高取心收获率，降低取心成本。

1.2特殊取心对岩心有一定特殊要求的钻井取心称为特殊取心。

它多用在油田开发阶段，通常有下列几种方式：1.2.1油基钻井液取心是指在油基钻井液条件下进行的取心。

对储量较大的砂泥岩油气藏，在开发之前一般都要进行这种取心，其目的是取得不受钻井液自由水污染的岩心，以求获得较为准确的储层原始含油饱和度资料，为合理制定油田开发方案提供依据。

由于油基钻井液不失水，性能稳定，流动性和润滑性都很好，因而岩心不存在吸水膨胀或剥落的问题，也不易断裂或磨损，取出的岩心规矩、完整、成柱性好、收获率高。

1.2.2密闭取心是指以注水方式开采的砂岩油田，在开发过程中为检查油田注水开发效果，了解地下油层水洗情况及油水动态，以制定合理的开发调整方案，采用密闭取心工具与密闭液，在水基钻井液条件下取出几乎不受钻井液自由水污染的岩心。

现场取心操作规程1、下钻1）、有下列情况时不许下钻：井下情况不正常；泥浆性能不好；加压用的钢球有丢失，且下落不明；机动设备不正常；取心工具装配不好，部件质量不合格；工具性能没有掌握；指重表不灵或冷热变化规律末掌握。

2）、下钻操作要平稳，不得猛刹、猛放，对缩径井段，井斜较大处，下钻应控制为Ⅱ档起钻速度，严防顿钻。

3）、应避免用取心钻头划眼，下钻遇阻不得超过三格，经上下活动无效后，应循环泥浆，不得划眼强下。

4）、取心下钻前，要注意检查钻杆水眼是否畅通。

5）、下钻可根据具体情况，或分段循环泥浆，或一次下到距井底下10米左右处循环并处理泥浆。

开始用小排量，控制起动泵压不超过来80~85大气压，以防止压差过大而提前剪断销钉。

6）、最后，缓慢下至距井底（若井底有余心，则应距鱼顶）1~2米处，冲洗井底，并多次上提下放，适当转动钻具。

2、取心钻进1）、取心钻进前，开好取心前的设计会；循环并处理好泥浆；探井深，查方入，看井底是否干净。

2）、取心钻进原则是：起下钻保打钻，地面保地下，灵活机动，能打就打，不能打决不硬打，一气呵成，速战速胜。

3）、造心时要轻压起动，仔细造成心。

若为中硬地层，则缓慢加压2~3吨，钻进0.1米而后逐渐增至正常钻压，若为疏松油层，则一开始就可加足钻压。

4）根据地层的性质选择合理的参数进行钻进。

在钻进过程中不准停泵；不准提钻（迫不得已上提方钻杆，不超过0.2——0.3米）；不准溜钻；尽量减少憋、跳钻，地层原因，可适当调整钻压和转速；在砂岩中钻进时，钻速较快，且有轻微憋钻，钻压应当紧跟上，防止放空，冲掉油砂。

注意温度对指重表的影响，注意泵压变化及岩屑返出的情况。

3、割心在使用川式取心工具时，割心应选在岩心较硬、致密和结较好的地层。

当钻完进尺后停止送钻（但不停泵），原转数旋转15—20分钟，恢复一下悬重，然后上提钻具0.1—0.2米，以较高转速猛合、猛摘转盘离合器数次，甩断岩心。

此后，上提钻具不同高度，并转动钻具，从不同方向慢慢往下探（放到井底时放至原钻进时的悬重），如果上提均有挂卡的现象而下放无阻，表明岩心尚未割断，需按上述方法继续割心；如果上提下放时都在同一高度遇阻，表明岩心已割断，但井底有余心，余心的高度可以从方入上判断；如果上提、旧放均无阻卡现象，则表明岩心已割断，井底余心很少，这时可以上提钻具0.2—0.5米，继续循环泥浆5—10分钟后起钻。

第七章 取心钻井岩心是我们认识油、气田和地层的宝贵资料。

获取岩心的方法有井壁取心和钻井取心两种，本章只介绍后者。

所谓取心钻井就是利用专门的钻井工具并施以一定的技术措施，将地下的岩石取地面上来的一种钻井工艺。

取心是石油勘探与开发中十分重要的一项工作。

这是因为在油、气田的勘探和开发过程中，虽然可以采用岩屑录井，地球物理测井，地层测试等方法来收集各种资料，通过对这些资料的分析研究来了解地下的地质情况。

但这些方法各有优缺点，且都有很大局限性，只有岩心才是最完整的第一性性资料。

通过对大量岩心的分析研究，可以取得更为完整、准确的地质资料（如油、气层的分布规律、厚度、岩性、孔隙度、渗透率、含油饱和度、裂缝发育情况等），为制定合理的勘探、开发方案、准确地计算储量，采取有效的增产措施提供可靠的依据。

衡量取心钻井技术水平高低的一一个最基本、最重要的指标就是岩心收率。

所谓岩心收获率是指实取岩心长度与取心进尺比值的百分数。

即：岩心收获率=%100*）（）（米取心进尺米实取岩心长度例7-1 在某次取心时，取心进尺为10米，实际取出岩心长度为9。

8米，则岩心收获率为 %98%100*1089。

最理想的岩心收获率为百分之百。

岩心收获率又分单筒岩心收获率和全井平均岩心收获率。

由此可见，提高岩心收获率是取心钻井最根本的要求。

欲提高岩心收获率，一方面要选用适合于取心井段岩性的取心工，另一方面还要采取合理的技术措施。

二者就是本章所要介绍的主要内容。

第一节 取工具的组成取心工具是获取岩心的重要工具。

本节主要介绍钻井取心法所使用的工具。

它一般都是由取钻头、岩心筒、岩心爪、扶正器和县挂装置等部件组成（如图7-1）。

下面分别介绍部件的用途、结构特点及要求。

一．取心钻头取心钻头是钻出岩心的主要工具。

其切削刃分布在一个同心圆的环形面积上。

它的功用是对井底岩石进行环形破碎，形成岩石。

取心钻头的类型，目前使用的有刮刀取心钻头、硬质合金取心钻头和金刚石取心钻头等几种（如图7-2所示）。

钻井取芯的步骤
钻井取芯的步骤主要包括选址、井口准备、钻井作业、取芯、数据分析等几个
关键步骤。

下面我将逐步介绍这些步骤。

首先是选址。

在进行钻井取芯之前，首先需要进行地质勘探工作，选取合适的
地点进行钻探。

选址需要考虑地质构造、地质条件、目标地层等因素，确保取得准确、代表性的芯样。

其次是井口准备。

井口准备包括搭建钻井平台、安装井口设备、准备钻井液等
工作。

确保井口设备的正常运转和施工条件的安全，为钻井取芯作业提供良好的条件。

接下来是钻井作业。

钻井作业是钻井取芯的核心环节，包括钻井井深、钻井井径、钻井液性质等工作。

钻井作业需要根据地层条件和目标层位的要求进行调整，确保钻井作业的顺利进行。

然后是取芯。

取芯是钻井取芯的重要环节，通过取芯设备将地层样品取出。

取
芯设备根据地层性质和要求选择合适的取芯方式，取得的芯样需要进行标注、包装、保存等工作，确保芯样的完整性和准确性。

最后是数据分析。

钻井取芯完成后，需要对芯样进行分析，获取地层岩性、地
层性质、矿产资源等信息。

通过数据分析，可以为地质勘探、资源评价、地质科研等工作提供重要的参考依据。

综上所述，钻井取芯的步骤包括选址、井口准备、钻井作业、取芯、数据分析
等几个关键环节。

每个步骤都需要精心准备和科学操作，确保钻井取芯作业的顺利进行和取得准确、可靠的结果。

钻井取芯作业安全监督钻井取芯作业是指通过钻井技术，在地下岩石中进行钻探并取得岩心样品。

这个作业过程中存在一系列的安全风险，包括岩石坍塌、井眼塌陷、井涌、井喷等。

因此，对于钻井取芯作业的安全监督显得尤为重要。

本文将从安全监督的角度，探讨钻井取芯作业的安全监督方法和措施。

一、钻井取芯作业的安全风险及其影响1. 岩石坍塌风险：在地下钻探过程中，由于地下岩石的巨大压力和岩层的不稳定性，存在岩石坍塌的风险。

岩石坍塌会导致井眼塌陷，严重威胁作业人员的安全。

2. 井眼塌陷风险：钻探过程中，由于岩层的不稳定性，井眼容易塌陷，导致设备堵塞，阻碍顺利进行作业。

3. 井涌和井喷风险：由于井内压力的改变，地下水和其他物质可能会从井眼中涌出，引发井涌和井喷事故。

井涌和井喷不仅会对作业人员的安全造成威胁，还会对钻探设备造成损坏。

4. 设备故障风险：钻探设备由于工作强度大，经常出现设备故障的情况，例如钻杆断裂、井眼泥浆循环系统故障等。

设备故障不仅会影响作业进程，还可能导致作业人员受伤。

以上风险如果发生，将对钻井取芯作业造成较大的影响，甚至导致人员伤亡和设备损毁。

因此，需要建立有效的安全监督机制，保障作业的安全进行。

二、钻井取芯作业的安全监督方法和措施1. 安全生产教育培训：组织作业人员进行安全生产教育培训，了解安全知识和操作规程。

培训内容包括岩层识别、岩层状态评估、井眼稳定性评估等，以提高作业人员的安全意识和应急处理能力。

2. 岩层勘测和识别：在进行钻井取芯作业之前，应对工作区域的岩石特征、围岩稳定性进行勘测和识别。

通过这些信息，对作业风险进行评估，采取相应的防护措施。

3. 安全防护设施：为了防止岩石坍塌和井眼塌陷，应设置防护帷幕、钻井液护壁等安全防护设施。

同时，应确保这些设施的良好运行和维护，防止设备故障。

4. 岩心采样和分析：在进行岩心采样之前，应对作业区进行岩层特征分析和岩心样品分析。

这样可以提前了解岩石性质和污染情况，为作业人员的安全提供参考。

取心技术操作规程一、常规取心1、工具检查及装配1.1钻头丝扣完后，钻头体无裂缝，内外径符合要求，水眼畅通。

1.2岩心爪尺寸和性能符合要求，无毛刺，无变形，弹性良好，岩心爪在缩径套内活动灵活。

1.3分水接头水眼畅通，单流凡尔密封可靠，悬挂轴承转动灵活，组装后吊在井口哟内个手能转动内筒。

1.4内外筒无咬扁、无裂纹、螺纹完好。

直线度不超过0.5%,内外径符合钻井设计要求，内筒内壁光滑，无泥砂和异物。

1.5装配时内外筒丝扣必须清洁，涂好密封脂，新加工的扣必须认真磨合。

1.6组装后工具的轴向间隙10〜15mm为宜。

1.7内筒丝扣用双链钳上紧，外筒用大钳上紧。

2、井眼准备及设备要求2.1井身质量与钻井液性能符合钻井设计要求。

2.2井下情况无异常、无漏失、无溢流，起下钻畅通无阻。

2.3设备运转良好，仪表装备齐全，灵敏可靠。

2.4井底无落物。

2.5如用投球式取心工具，应检查钻具与接头的内径，保证取心专用球能顺利通过。

2.6井场必须备有6m左右短钻杆2根或12m的长钻杆1根，下完钻调整方入。

3、下钻作业3.1出现下列情况之一时不能下取心工具。

3.1.1井下不正常，有阻卡、掉块；井底有落物、漏失; 油气很活跃。

3.1.2钻井液性能不符合设计要求。

3.1.3岗位工人对取心工具结构、性能不熟悉，未贯彻取心设计和未制定取心措施。

3.1.4设备有问题，不能保证连续取心施工。

3.1.5取心工具装配质量不合格。

3.1.6指重表和泵压表不灵敏。

3.1.7对上筒岩心没有分析出收获率低的原因和未订出下筒取心措施。

3.2取心工具下钻时一定要控制下放速度，不得猛刹。

3.3下钻遇阻不得超过40kN,否则接方钻杆开泵循环，慢转下放钻具，若遇阻严重立即起钻换牙轮钻头通井。

3.4通常钻头离井底0.5〜1.0m循环钻井液校正方入，如有余心或岩石疏松，钻头可离井底1.5m循环，上提下放配合使用高速钻动甩掉内筒赃物。

使用内筒自洗式取心工具，下完钻循环好钻井液，投球堵住内筒水眼后再开泵取心。