D-8100型取心工具在AGUARICO 12D井的應(yīng)用

王偉 李琪

(西安石油大學(xué),陜西西安 710061)

D-8100型取心工具在AGUARICO 12D井的應(yīng)用

王偉 李琪

(西安石油大學(xué),陜西西安 710061)

本文介紹了D-8100型定向井取心工具的技術(shù)規(guī)格、結(jié)構(gòu)原理及現(xiàn)場操作程序。并結(jié)合在厄瓜多爾SHUSHUFINDI區(qū)塊一口定向井(AGUARICO 12D)的實(shí)際應(yīng)用對該型號取心工具做了比較詳細(xì)的闡述和分析,并有針對性的提出了有關(guān)認(rèn)識。

鉆井取心 取心工具 應(yīng)用

1 D-8100 型定向井取心工具介紹

D-8100型定向井特殊取心工具主要由上接頭、外巖心筒、卡套、懸掛裝置、堵孔鋼球及球座、內(nèi)巖心筒、巖心抓割心機(jī)構(gòu)、取心鉆頭等八大部分組成(見圖1-1)。上接頭包括摩擦環(huán)、上O型圈,下O型圈、安全公頭等部分組成,卡套由卡套帽、卡套塞及墊片等部分組成,可以通過調(diào)節(jié)墊片來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)內(nèi)筒上下位置從而確保與內(nèi)筒底部相連的巖心抓割心機(jī)構(gòu)下端面與鉆頭臺(tái)階面的間隙合適。懸掛裝置由止推軸承、滾珠軸承、內(nèi)筒塞、分流孔等部分組成,通過泥漿的潤滑作用可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)筒與懸掛裝置的相對自由旋轉(zhuǎn),在取心過程中外筒帶動(dòng)鉆頭鉆取巖心,內(nèi)筒保持不轉(zhuǎn)收獲巖心。堵孔鋼球坐在球座上以前可以實(shí)現(xiàn)取芯內(nèi)筒的大排量循環(huán),有利于清洗井底及內(nèi)筒內(nèi)壁,便于巖心進(jìn)入內(nèi)筒防止卡心。內(nèi)巖心筒由鋁合金制成,強(qiáng)度大易切削,筒壁均勻光滑,既可以防止巖心在內(nèi)筒中卡住,又可以在后期與巖心一起被切割保存,保護(hù)巖心不受損壞。巖心割抓心機(jī)構(gòu)包括上鞋、下鞋和卡瓦式巖心爪,上鞋與取心內(nèi)筒下端相連,下鞋為安裝巖心爪的機(jī)構(gòu),內(nèi)有斜坡和臺(tái)階面,巖心爪安裝在下鞋內(nèi),在外力的作用下只能單向向下收縮,正常取心鉆進(jìn)時(shí)可以保證巖心順利進(jìn)入內(nèi)筒,當(dāng)上提鉆具時(shí)可以實(shí)現(xiàn)收縮割心,割心后起鉆能夠承托割取的巖心柱,將其順利帶到地面鉆頭是由Christensen(美國克里斯坦森)公司生產(chǎn)的微切削型金剛石取心鉆頭,以切削、研磨同時(shí)作用方式破碎地層,適用于中硬、硬地層取心。鉆頭頂部的臺(tái)階面能夠保證取芯內(nèi)筒居中。

表1

圖1-1 D-8100 型定向井取心工具結(jié)構(gòu)示意圖1-上接頭;2-外巖心筒;3-卡套;4-懸掛裝置;5-堵孔鋼球;6-內(nèi)巖心筒;7-巖心抓割心機(jī)構(gòu);8-取心鉆頭

2 AGUARICO 12D井的應(yīng)用分析

2.1 Aguarico12D井簡介

Aguarico12D井為川慶鉆探厄瓜多爾分公司CCDC38鉆井隊(duì)承鉆的SHUSHUFINDI區(qū)塊內(nèi)一口定向井,井深結(jié)構(gòu)為20”×300ft,133/8”×5834ft,95/8”×8864ft,7”×10330ft,從300ft處開始造斜,2078ft到達(dá)最大井斜角32．02°開始穩(wěn)斜,4245ft處開始降斜,到6380ft處井斜角0°。該井80m遠(yuǎn)處有1口采油井,井口壓力為142 PSI,平均日產(chǎn)量為600桶。

2.2 D-8100型取心工具在AGUARICO 12D井的應(yīng)用

(1)2010年11月8日20:00三開,11月9日19:30三開鉆進(jìn)至井深9620ft(進(jìn)入ARENA U頂部地層13ft,見附表地層信息)。在井段9390-9510ft Caliza M1地層鉆進(jìn)時(shí)(參數(shù)為:鉆壓26klb、轉(zhuǎn)速40r/min、排量500GPM、泵壓2150psi、扭矩15－22klb·pie),在返出的灰?guī)r巖屑表面有原油顯示,并且在振動(dòng)篩處檢測到可燃?xì)怏w,初步推測鉆遇了裂縫發(fā)育發(fā)達(dá)的地層,因此出現(xiàn)了油氣侵現(xiàn)象,為了進(jìn)一步的評價(jià)油氣藏,錄井工程師立即向甲方PPR駐井監(jiān)督建議在ARENA U地層頂部和底部各取一筒長為60ft的巖芯。甲方監(jiān)督隨即命令起鉆。(見表1)

(2)11月10日06:00取心公司人員到位;06:30－08:00測量取心工具及接取心鉆具組合;8 1/2quot;DBS取心鉆頭+8 3/8quot;扶正器+63/

(3)11月11日13:30取心鉆進(jìn)至9680ft,停止加鉆壓送鉆,頂驅(qū)旋轉(zhuǎn)20分鐘后,鉆壓由20klb下降至12klb,停泵停頂驅(qū)。連續(xù)下壓鉆具三次最大增加鉆壓至22klb,連續(xù)七次上提鉆具拔心,每次增加懸重,檢查上提拉力,懸重由250klb增加至375klb后不再增加,上提7ft后懸重有少許下降,下放至井底無阻卡,割心成功。13:30-22:00循環(huán)30min后起鉆,嚴(yán)格控制起鉆速度,防止卡鉆事故。22:00-00:00繃巖心筒進(jìn)行地面割心和地面出心。地面割心:起出巖心筒,卡好安全卡瓦,松開內(nèi)外筒連接絲扣起出內(nèi)筒,上好巖心卡,用割心刀將2根長約為9m內(nèi)筒切成兩段后帶好護(hù)絲,分別將內(nèi)筒繃至大門坡道下離地面0．5m左右的鉆具支架上。

地面出心:用鏈鉗卸開巖心爪總成,用人力和借助割管器開始出心,將巖心切成1m長的巖樣,并按地質(zhì)師的指示進(jìn)行包裝和存放。井場地質(zhì)工程師監(jiān)督巖心的標(biāo)識和取樣。隨后,檢查取心鉆頭,重復(fù)使用取心外筒,下兩根新的取心內(nèi)筒重復(fù)以上作業(yè)進(jìn)行本井的第二次取心,至此,本次定向井第一次取心作業(yè)圓滿結(jié)束。第一次取心率為90%,第二次為95%。

3 D-8100型取心工具在AGUARICO 12D井的應(yīng)用總結(jié)

(1)PETROCORING公司使用的此取心工具設(shè)計(jì)精巧、操作簡單,通常適用于中硬地層的定向井取心。配合金剛石取心鉆頭使用時(shí),盡可能確保井眼清洗干凈。使用足夠的鉆鋌、加重鉆桿和取心筒穩(wěn)定器,能有效的保護(hù)取心鉆頭、提高巖心收獲率和控制井眼軌跡。

(2)一般地為了避免在進(jìn)入地層時(shí)發(fā)生卡鉆,必須在取心開始前隔開頁巖或灰?guī)r層。因此在本口井中進(jìn)入混砂巖13英尺后開始取心,避免了巖性改變可能導(dǎo)致的卡鉆事故。如果取心人員懷疑發(fā)生了卡心,建議立即起鉆,最大程度保證取心收獲率、保持巖心整體性,并減小取心筒被損壞的可能性。

(3)經(jīng)驗(yàn)表明小鉆壓有利于巖心進(jìn)入取心筒。本口井樹心時(shí)只加了6klb(27KN)的鉆壓,隨后逐漸增加到了最大取心鉆壓20klb(90KN),已經(jīng)達(dá)到了硬地層取心的最大推薦鉆壓值。

(4)起出取心筒后,立即蓋上井口,禁止在井口從取心筒出心。本工具使用的鋁合金取心內(nèi)筒既有較高的強(qiáng)度有利于容納和保護(hù)巖心,又易于被切割與巖心一起被保存。內(nèi)筒起出后崩到場地上進(jìn)行出心,不但提高了出心的安全性,而且利于保護(hù)巖心在運(yùn)輸、保存過程中不被損壞。

(5)本型號取心工具所使用的高強(qiáng)度合金鋼外筒,強(qiáng)度大,能承受較大的扭矩、鉆壓和轉(zhuǎn)速(最大扭矩22klb·pie,最大鉆壓20klb,最大轉(zhuǎn)速為90r/min),已經(jīng)達(dá)到該地層常規(guī)鉆進(jìn)時(shí)的鉆壓和扭矩,頂驅(qū)轉(zhuǎn)速高于帶井下螺桿時(shí)頂驅(qū)轉(zhuǎn)速80r/min。較高的參數(shù)有利于提高取心效率(取心平均鉆時(shí)為6ft/h,該井段井下螺桿帶PDC鉆頭的平均鉆時(shí)為33ft/h)。

(6)定向井取心工具在注重專業(yè)化的同時(shí),工具與工具間的組合使用也是其發(fā)展的一個(gè)重要方向,這將有助于取心效率,最終達(dá)到較好的評價(jià)油氣藏的目的。

[1]李誠銘.《新編石油鉆井工程實(shí)用技術(shù)手冊》.2006.08.

[2]陳樹杰,趙薇,劉依強(qiáng),等.國外連續(xù)油管技術(shù)最新進(jìn)展[J].國外油田工程,2010,11,44-50.

[3]SPE 46013 Electric Coiled-Tubing Drilling: The First steps Toward a Smart CT Drilling System.

[4]coiled tubing handbook.

王偉(1984.12—),男,山東人,西安石油大學(xué),2011級工程碩士,石油工程學(xué)院,石油與天然氣工程/鉆井完井工程。4quot;巖心筒*27ft+8 3/8quot;扶正器+63/4quot;巖心筒*28ft+8 3/8quot;扶正器+安全接頭+7根加重鉆桿5quot;+61/2quot;震擊器+15根加重鉆桿5quot;;08:00-15:30下鉆至井深9395ft遇阻;15:30－22:00開泵不通,下壓15 klb,上提50 klb,扭矩18－22klb·pie,上下活動(dòng)鉆具,直至恢復(fù)循環(huán)(參數(shù)為:轉(zhuǎn)速30r/min、排量371GPM、泵壓770psi)成功下探至井深9620ft;22:00－23:30循環(huán)沖洗井底(參數(shù)為:排量278GPM、泵壓750psi、扭矩18－22klb·pie);23:30－00:00停泵投球(￠11/4”)后開泵送球下降,25mins后,泵壓由650 psi增加至700psi,表明球已入座。隨后開始鉆進(jìn)取心,首先接觸井底加壓6klb,轉(zhuǎn)速40r/min鉆進(jìn)1ft樹心,然后緩慢增加鉆壓和轉(zhuǎn)速,鉆進(jìn)到9630ft時(shí)達(dá)到設(shè)計(jì)最高鉆壓18klb和轉(zhuǎn)速90r/min(取心鉆進(jìn)參數(shù)為:鉆壓18-20klb、轉(zhuǎn)速90r/min、排量220GPM、泵壓600-650psi、扭矩15－22klb·pie),恒定排量,即時(shí)觀察泵壓的變化。