密閉取芯工藝在錦112井的應(yīng)用

常明

摘要：大牛地氣田杭錦旗區(qū)塊首口密閉取芯井錦112井密閉取芯過程中，采取了一系列技術(shù)措施，合理選擇了取芯工具、取芯鉆頭、采用合成基密閉液，通過優(yōu)化參數(shù)，使該井巖心收獲率達(dá)到100%，為落實(shí)落實(shí)獨(dú)貴加汗圈閉盒1段砂體含氣特征，建立儲(chǔ)層“四性”關(guān)系，同時(shí)系統(tǒng)開展獨(dú)貴加汗圈閉盒1段巖心分析，為提交控制儲(chǔ)量提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：密閉取芯;取芯工具;獨(dú)貴加汗圈閉;

密閉取芯是我國60 年代發(fā)展起來的一項(xiàng)技術(shù)，它是在普通鉆井液鉆井的條件下，將密閉液裝入取芯內(nèi)筒、在巖芯形成進(jìn)入內(nèi)筒后，密閉液將巖芯保護(hù)起來，防止巖芯污染，通過巖芯取樣分析化驗(yàn)，從而取得該區(qū)塊準(zhǔn)確的氣層含氣水飽和度資料的一種方法。密閉取芯為評價(jià)油田開采效果，研究和檢查地下氣水分布規(guī)律，確定氣層注水后巖性、物性所發(fā)生的變化，取得大量的巖芯分析結(jié)果，為油氣田地質(zhì)研究、開發(fā)動(dòng)態(tài)分析、油氣田調(diào)整方案等方面提供大量的實(shí)際參考資料。

錦112井是中石化大牛地氣田杭錦旗區(qū)塊首口密閉取芯井，該井共密閉取芯5筒，累計(jì)取芯進(jìn)尺40.06m，心長40.06m，平均巖心收獲率100.00%，共計(jì)取樣176塊進(jìn)行密閉檢測，其中165塊密閉，密閉率為93.75%，為該區(qū)塊后續(xù)開發(fā)提供了資料依據(jù)。

1錦112井密閉取芯情況

該井井身結(jié)構(gòu)：一開：Φ311.2×302.50m，套管：Φ244.5×302.35m;二開：Φ215.9×3288.00m，套管：Φ139.7×3287.00m。

2密閉取芯難點(diǎn)

2.1影響巖心密閉率及收獲率的主要因素

（1）地質(zhì)因素：巖石的可鉆性，油砂巖性和油砂成柱性等因素高低對收獲率的高低有影響。如果油砂含水量大，油砂疏松影響密閉液對巖心的附著，影響著密閉率。

（2）井底壓差因素：壓差越小，鉆井液越不容易滲入巖心，施工中嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)鉆井液密度下限，使液柱壓力近平衡，保持井底小壓差，利于巖心密閉效果的提高。

（3）取芯工具因素：取芯工具要求密閉性好，取芯鉆頭設(shè)計(jì)合理，能夠在鉆進(jìn)過程中形成好的密閉液保護(hù)隔離巖心。

（4）密閉液性能因素：密閉液能在巖心形成時(shí)和入筒后表面附著力不易被鉆井液滲透的密閉膜，密閉液在壓差作用下能夠充填巖心表面空隙，使巖心內(nèi)部的油、水、示蹤劑不滲出也不與巖心內(nèi)部的油、水置換，疏松油砂能夠充分包被免于鉆進(jìn)過程中分散。

（5）工程因素：鉆井施工中人員操作、設(shè)備及鉆井參數(shù)的選擇對密閉取芯收獲率有直接影響。要求取芯前設(shè)備、泥漿性能、操作平穩(wěn)、井底干凈、鉆具暢通、鉆具下井無遇阻現(xiàn)象。

2.2合成基密閉液性能要求

（1）具有良好粘敷強(qiáng)度，能在巖心表面形成一層密的保護(hù)膜堵塞巖心表面的孔隙，阻止鉆井液自由水的進(jìn)入;

（2）填充取心內(nèi)筒與巖心之間的間隙，阻止鉆井液進(jìn)入內(nèi)筒;

（3）在巖心進(jìn)入內(nèi)巖心筒的同時(shí)密閉液等體積流出，在鉆頭嘴部形成一密閉保護(hù)區(qū)，確保新鉆出的巖心在進(jìn)入內(nèi)筒前不被泥漿污染;

（4）外觀：黃棕色固相均勻的粘稠液體;

（5）粘度：高溫前室溫25℃±3℃用NDJ-1旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)4號轉(zhuǎn)子、6轉(zhuǎn)/分鐘的條件下測定值≧85000mPa.S;高溫后溫度135℃±5℃用HAAKE RV-20旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，M5系統(tǒng)、D100/300的轉(zhuǎn)子、剪切速率為20s-1的條件測定值≧650mPa.S;

（6）抽絲長度：高溫前≧30cm;高溫后≧10cm。

（7）粘度高，在取心條件下足以懸浮密閉液中的固相;

（8）在取心條件下，流動(dòng)性好，在巖心進(jìn)入巖心筒的同時(shí)密閉液易被擠出;

（9）在取心條件下，附著性好，密閉液能夠及時(shí)在巖心表面形成一層不易被鉆井液滲透的保護(hù)膜;

（10）密閉液含有不同粒度惰性固相用以堵塞巖心表面孔隙;

（11）具有較好的抗溫防腐能力，適用井溫150℃以內(nèi);

（12）密閉液的成分不影響測定巖心的密閉率。

3取芯工具及取芯工藝原理

3.1Ym-8115型取心工具簡介

工具的主要特點(diǎn)：

采用享有專利的浮動(dòng)活塞結(jié)構(gòu)，能自動(dòng)消除井眼液柱壓力對工具密封性的影響，從根據(jù)上解決了任意井深條件下的密封問題。在油基密閉液潤滑的條件下，成功地應(yīng)用了自鎖式巖心爪，簡化了工具結(jié)構(gòu)和割心操作。取心鉆頭采用斜水眼結(jié)構(gòu)，避免了鉆井液射流對巖心根部的直徑?jīng)_刷，有利提高巖心密閉率。

工具主要技術(shù)數(shù)據(jù)：

⑴ 取心鉆頭外徑?215mm;取心鉆頭內(nèi)徑?115mm;

⑵ 可取巖心直徑?115mm;

⑶ 巖心爪可收縮的最小內(nèi)徑?93.9mm;

⑷ 外筒外徑?178mm，外筒接頭外徑?194mm;

⑸ 內(nèi)筒外徑?139.73mm，內(nèi)筒接頭外徑?145mm;

⑹ 工具外環(huán)隙（取心鉆頭外徑與外筒接頭外徑之差）20mm;工具中環(huán)隙（外筒內(nèi)徑與內(nèi)筒接頭外徑之差）7.5mm;工具內(nèi)環(huán)隙（內(nèi)筒內(nèi)徑與巖心直徑之差）9mm;

⑺ 爪心間隙（巖心爪內(nèi)徑與巖心直徑之差）-2mm;

⑻ 工具總長度9350mm;

⑼ 可取巖心最大長度8380mm;

⑽ 工具裝配好后，縮徑套與鉆頭定位臺(tái)肩的軸向間隙8～10mm;

⑾ 每取一次內(nèi)筒保護(hù)液的裝用量130L;

⑿ 密封活塞固定銷為3只，每只銷釘剪斷力1噸;

⒀ 工具上端扣型51/2FH（520扣型）。

3.2密閉取芯工藝原理

取芯工作開始前，在井口將取心工具內(nèi)筒里注滿密閉液，內(nèi)筒下端由銷釘固定密封活塞，上端由浮動(dòng)活塞密封，形成密封腔。取心鉆進(jìn)時(shí)，由于鉆壓的作用，銷釘被剪斷，密封活塞上行，內(nèi)筒密封被打開，之后取心鉆頭接觸井底，并迫使密封活塞完全進(jìn)入內(nèi)筒。此時(shí)內(nèi)筒里的密閉液開始被擠出，在井底形成保護(hù)區(qū)。隨著鉆進(jìn)，巖心不斷形成和增長，推著活塞不斷上行。由于內(nèi)筒上端是密封的，故筒內(nèi)密閉液只能被進(jìn)入內(nèi)筒的巖心所擠壓，且只能從內(nèi)筒環(huán)空間隙等體積向外排出，排出的密閉液立即涂抹在巖心柱表面形成保護(hù)膜。同時(shí)在井底巖心柱周