钻井取心技术

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。

第七章井壁取心录井技术1 井壁取心作业1．1 井壁取心的工艺技术由现场地质人员同取心施工队伍制定，并完成作业任务。

1．2 井壁取心是对油气探井完钻后，完成电测井时，视井下实际情况需要而进行的一项录井技术，由各油气田探区的勘探部（处）或相当的地质主管部门决定。

1．3 录井单位和施工单位的有关技术人员在现场具体商定取心位置和取心颗数。

1．4 拟定井壁取心，必须综合钻时、气测、岩屑及钻井液录井资料、电测资料，以综合测井曲线为重要依据。

1．5 精心施工，确保井壁取心质量和准确的取心深度。

2 井壁取心的原则2．1 凡岩屑严重失真，地层岩性不清的井段均可进行井壁取心。

2．2 凡应该进行钻进取心，而错过了其取心机会的井段，都应作井壁取心。

2．3 油气层段钻井取心收获率太低，岩屑代表性又差，油气层情况不清时，要进行井壁取心。

2．4 岩屑录井无显示，而气测有异常，电测解释为可疑层，邻井为油气层的井段要井壁取心。

2．5 判断不准或需要落实的特殊岩性段要进行井壁取心。

2．6 需要了解的具有特殊地质意义的层段，如断层破碎带、油气水界面、生油层特征等要井壁取心。

3 井壁取心质量要求3．1取心密度依设计或实际需要而定。

通常情况下，应以完成地质目的为准，重点层应加密，取出岩心必须是具有代表性的岩石。

3．2 井壁取心的岩心实物直径不得小于12mm，岩心实物有效厚度不得小于5mm。

条件具备，尽可能采用大直径井壁取心。

每颗井壁取心在数量上应保证满足识别、分析、化验需要。

若因泥饼过厚或枪弹打取井壁太少，不能满足要求时，必须重取。

岩性出乎预料时，要校正电缆，重取。

3．3 井壁取心出井后，要有效保证岩心的正常顺序，避免颠倒。

及时按出枪顺序由上而下系统编号、贴好标签，准确定名描述。

及时观察描述油气水显示，选样送化验室。

及时整理装盒妥善保存。

岩性定名必须在井壁取心后一天内通知测井单位。

3．4 井壁取心数量不得少于设计要求，收获率应达到70％以上。

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。

取芯技术措施一、取芯工具的检查1．取芯工具送到场后立即组织人员进行保养、配件试装，技术员清点配件并记录，缺少配件立即报送。

2．检查取芯工具是否有缺陷，水眼是否畅通，内外岩芯筒无变形、裂纹和伤痕，弯曲度不超过千分之一。

3．内筒转动灵活。

每次取芯结束后要卸开悬挂轴承清洗干净，采用密封轴承的还应按规定加足润滑脂，调整好轴向间隙，保证转动灵活。

4.回压阀必须排液畅通，密封可靠，无刺漏现象，分水接头水眼必须畅通。

5．各丝扣连接部分必须完好无损，组装必须上紧。

6．内岩芯筒的内径至少大于取芯钻头内径3~4mm；卡簧或卡箍的自由通径必须小于钻头内径1~1.5mm，并在内锥面上下滑动灵活，滑动距离要符合卡芯要求。

7．检查岩芯爪的底端与钻头台肩的间隙是否为8~13mm。

8．加压接头内、外管应保证滑动灵活，密封可靠，中心管应保证无弯曲、变形及损伤等情况，装配活动自如，球座段完好无损。

9．取芯工具各部件经全部检查合格后，丈量好主要部件尺寸后方可组装。

10．本次取芯工具型号设计为川6-5，有效抗拉为760KN，抗扭为10.4KN/M。

二、井眼的准备1.起钻前充分清洁打捞井底。

防止井内落物。

2.起钻记录井内摩阻情况，在阻卡点较多的井段要多次上下提放修整井壁。

3.取芯前起钻，若井内阻卡较严重，可下钻进行专项通井。

4.取芯前按设计要求处理钻井液，加入润滑防卡剂，保证钻井液性能优良。

5.出井钻头外径，不得小于取芯钻头外径，否则要使用与取芯钻头外径相匹配的钻头通井。

6.起钻前进行短程起下钻作业。

满足井控要求后再正式起钻。

否则应处理泥浆。

三、取芯操作1.取芯前的准备（1）处理好钻井液，使钻井液性能稳定，井眼畅通，无垮塌，无沉砂能顺利下钻到井底。

（2）检查好机械设备及钻具，保证在取芯钻进中地面设备与钻具不发生问题。

（3）对起下钻遇阻卡井段应先通井划眼，消除阻卡后方可下钻。

（4）取芯前一趟钻起钻前要充分循环冲孔，必须充分保持井底干净。

（5）检查好指重表及其它记录仪表，保证各种参数仪表准确。