渤海旅大區(qū)塊疏松砂礫巖取心實踐

摘 要：渤海旅大區(qū)塊稠油油藏，主要產(chǎn)層為明化鎮(zhèn)組和館陶組，巖性為大套砂巖、含礫砂巖夾泥巖，其中砂巖疏松不成形，礫石直徑較大，取心難度大。重點分析了疏松砂礫巖取心難點以及取心收獲率低的原因。通過優(yōu)選取心工具及取心鉆頭，優(yōu)化取心工藝，總結(jié)出松散砂礫巖地層取心技術(shù)方案。在LD5-2N-2井進行現(xiàn)場應(yīng)用，取心進尺204.00m，心長166.60m，平均收獲率達到81.7%，提高了同類地層取心收獲率，具有推廣應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：疏松；砂礫巖；礫石層；取心

引言

旅大5-2N構(gòu)造位于渤海遼東灣海域，處于遼西凹陷南洼東陡坡帶上。天津分公司在旅大5-2N構(gòu)造高部位鉆探了LD5-2N-1井，鉆遇油層107.3m，其中明化鎮(zhèn)組和館陶組測井解釋油層合計92.8m。為了求取新近系稠油的產(chǎn)能和升級儲量級別，在旅大5-2N構(gòu)造中部鉆探一口評價井，即LD5-2N-2井。

1 疏松砂礫巖取心難點

（1）旅大區(qū)塊儲層埋藏淺，井深在800-1000m之間，地層壓實差，地層巖性疏松，膠結(jié)性差，巖心不成柱。取心進尺達到一定程度后，后續(xù)巖心不足以克服上部巖心重力，從而進筒困難甚至不進筒；（2）地層軟硬夾層多，鉆時、扭矩變化大且非常頻繁，很難準(zhǔn)確判斷井下情況；（3）河流相沉積，砂礫巖地層礫石直徑大、不均質(zhì)，極易造成堵心，影響取心收獲率；礫石之間充填疏松砂巖及泥巖，取心作業(yè)時在礫石影響下不易進筒，即使進筒也會隨著取心作業(yè)進行中，礫石的不斷轉(zhuǎn)動而脫離出內(nèi)筒；（4）大段礫石層對鉆具帶來極大傷害，同時極易造成井下復(fù)雜情況，給取心帶來極大困難。礫石層對取心鉆頭破壞性極大，在礫石層段，礫石與疏松砂巖之間膠結(jié)較差甚至不膠結(jié)，取心鉆頭對巖心實際不是切削，而是直接套擠，鉆頭的破壞主要是礫石對鉆頭切削齒及本體的沖擊破壞。

2 疏松砂礫巖取心技術(shù)方案

2.1 取心工具及鉆頭優(yōu)選

取心工具采用適合松軟地層的Rb-8100型取心工具，其主要特點如下。采用球懸掛技術(shù)，工具可靠性高；內(nèi)筒加裝低摩阻鋁合金襯筒，降低巖心進筒阻力，增加取心進尺，保證取心收獲率；機械加壓式割心方式，可重復(fù)操作，安全可靠；隱蔽式巖心爪，保證進筒巖心不掉不落；同時巖心爪還配備有全封閉式巖心爪及雙結(jié)構(gòu)巖心爪，可供不同情況下選擇應(yīng)用。

根據(jù)地層特點，選擇低沖蝕PSC143b-8100取心鉆頭，保證取心機械鉆速的同時最大限度減少鉆井液對巖心的沖蝕，達到提高取心收獲率的目的。

2.2 取心措施優(yōu)化

2.2.1 取心鉆具組合

取心鉆具組合的選擇遵循既保證下部鉆具能夠提供取心所需鉆壓，又不會因剛性太強而造成起下鉆困難的原則。對于Rb-8100取心工具，根據(jù)割心的需要，鉆具要配夠一定的割心懸重，確保割心所需鉆壓。根據(jù)本井井深結(jié)構(gòu)及工具特點，確定取心鉆具組合為： 8-15/32"CORE-BIT+8-1/4"STB+7"取心筒+8-1/4"STB+定位接頭+加壓接頭+X/O+12"STB+8"DC×6+8"（F/J+JAR）+X/O+5"HWDP×14。

本井取心段為12-1/4"井眼，因此在鉆具組合上選擇了欠尺寸扶正器，保證下鉆順暢的同時保持工具在井內(nèi)居中，增加工具穩(wěn)定性。

2.2.2 取心參數(shù)優(yōu)化

取心鉆壓控制在3-5t，保證跟壓及時，防止放空，取心排量控制在300-500L/min，盡量降低鉆井液對松散巖心的沖蝕；轉(zhuǎn)速控制在30-40rpm，礫石層可在此基礎(chǔ)上適當(dāng)降低轉(zhuǎn)速。鉆進過程中加強參數(shù)監(jiān)控，密閉注意各參數(shù)變化情況，尤其是扭矩變化情況，對出現(xiàn)的問題及時分析判斷，異常情況果斷割心。

2.2.3 細節(jié)管理

取心作業(yè)是一項系統(tǒng)工程，每個作業(yè)細節(jié)都會對最后取心結(jié)果產(chǎn)生影響。對取心的各個環(huán)節(jié)認(rèn)真分析準(zhǔn)備，同時加強各個部門之間的協(xié)調(diào)溝通，保證在現(xiàn)有條件下最大限度提高取心收獲率及巖心質(zhì)量。

3 現(xiàn)場應(yīng)用

3.1 應(yīng)用效果

通過取心工具、取心鉆頭優(yōu)選，取心措施優(yōu)化，本井在明化鎮(zhèn)、館陶組井段882.00-1086.00m連續(xù)取心204m，巖心長166.60m，平均收獲率81.7%，與同類地層相比收獲率有大幅提高，取心效果良好，得到甲方充分肯定，為同類地層取心提供較強參考。取心數(shù)據(jù)表見表1。

表1 取心效果對比分析表

從表1可以看出，Rb-8100取心工具較其它類型取心工具同類地層取心收獲率提高71.6%，與LSΦ241.3mm工具相比，收獲率也有1.6%幅度的提高，說明Rb-8100取心工具適用于松散砂礫巖地層，同時對Rb-8100取心工具在松散砂礫巖地層改進指明了方向。

3.2 存在問題及對策

（1）取心收獲率偏低，平均收獲率81.67%。尤其礫石層段，收獲率為61.93%。為了提高取心收獲率，現(xiàn)場優(yōu)選取心參數(shù)，取心鉆壓控制在3-5t，取心排量300-500L/min，轉(zhuǎn)速15-30rpm，對取心工具細致檢查，控制取心進尺，加強參數(shù)監(jiān)測，尤其是扭矩的變化，及時判斷，及時決策。同時積極從細節(jié)考慮，調(diào)整內(nèi)外筒間隙，改用全封閉巖心爪，并根據(jù)實際效果及時調(diào)整。準(zhǔn)備大直徑取心筒備用，對付大段礫石層。（2）鉆頭損耗嚴(yán)重，礫石的存在，使得鉆頭切削齒崩損嚴(yán)重。本井共計使用PDC取心鉆頭17只，其中14只崩損、磨損嚴(yán)重，基本報廢。在后續(xù)取心作業(yè)中，根據(jù)地層含礫石情況，合理選擇新鉆頭及舊鉆頭，做到在保證井下安全及取心機械鉆速的情況下，節(jié)省取心鉆頭用量。（3）取心時效差，單筒取心進尺低。本井取心204.00m，取心78筒，單筒取心進尺2.62m，歷時31天。礫石的存在以及砂巖疏松膠結(jié)差，導(dǎo)致取心收獲率較低，只能控制取心進尺來提高收獲率，另一方面礫石層中取心進尺太多，會導(dǎo)致起鉆困難，為了井下安全，在礫石層段應(yīng)控制取心進尺，在實際操作中，密切關(guān)注取心參數(shù)變化，正常情況下盡量多打進尺。

4 結(jié)束語

（1）Rb-8100取心工具基本能夠滿足松散砂礫巖取心要求，工具可靠性高，使用可靠；（2）與其它工具相比，同類地層取心收獲率有明顯提高，可以作為該類地層取心工具首選，對于礫石層可以對取心工具繼續(xù)改進，通過增加巖心直徑來提高取心收獲率；（3）礫石的多寡與直徑大小、巖心成柱性是影響取心收獲率的主要因素。（4）在礫石層地層取心，鉆頭切削地層時，受力極不均勻，取心工具抖動憋跳嚴(yán)重，在持續(xù)交變應(yīng)力下易疲勞破壞，應(yīng)及時更換。

參考文獻

[1]楊立文，廖潤康，孫文濤. LSΦ241. 3mm松散地層取心工具的研制與應(yīng)用[J].石油鉆采工藝，2000（3），17-19

[2]許俊良，薄萬順，蔣慶祥. 球懸掛取心技術(shù)[J].石油鉆采工藝，2005，27（4），85-86

[3]楊鵬，王智峰，王敏生. CB-A29大斜度井取心實踐與認(rèn)識[J]. 西部探礦工程，2005，12（6）：80-81.

作者簡介：趙宗鋒（1981-），碩士，工程師。2007年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（北京）油氣井工程專業(yè)，現(xiàn)從事取心工具的研發(fā)與現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)。