钻井工艺深井灰岩破碎地层取心技术及应用成景民冯会王治中2，刘振宇1（1中原油田钻井公司2中国石油大学）成景民等。深井灰岩破碎地层取心技术及应用。钻采工艺，200629（3）：26―27大，采用常规取心工具收获率低（邻井当深3井取心收获率仅有23）通过改造常规取心工具，加大内筒和钻头工作的稳定性，减小钻头内台阶与井筒底端间隙，完善取心工艺，制定合理的操作规程以及强化现场管理，使建阳1井取心平均收获率达98.17，总取心进尺100多米，解决了该地区深井海相灰岩破碎地层取心收获率低的难题，为本区取心作业积累了经验。

　　（457001）河南濮阳中原油田兴业路7号，电话：0393*.联系人：王治中，地址：（102249）北京昌平中国石油大学岩石力学实验室，电钻井取心是获得地层原始标本的途径，是了解地层岩性和储层特性资料的直接可靠的手段。因此，钻井中将取心收获率的高低作为评价取心效果的标准。实践表明，取心收获率高低受地层性质、取心工具以及取心工艺等因素影响较大，需要综合不同情况进行分析，才能得到好的取心效果".本文针对建阳1井邻井钻井中破碎地层取心遇到的问题，通过改造取心工具、完善取心工艺和强化现场管理，使收获率保持在65.3~100之间，平均98.17.解决了该地区深井灰岩破碎地层取心收获率低的难题，为本区取心作业积累了经验。

　　一、基本情况建阳1井是部署在鄂中构造带的一口区域探井，完钻井深5213.02m，地层年代为白垩系、株罗系、二叠系、三叠系、石碳系及泥盆系等地层，地质构造比较复杂。邻井钻井为了满足开发要求，其地层收获率是各项工程指标中的难点。其难点表现在：岩性以黑灰色粉晶灰岩为主，岩心纵横向裂缝发育并为方解石充填；地层取心中地层倾角大，如4431.97~4435.60m，地层倾角达50*~57*从施工情况看，受构造地应力对地层的挤压作用影响较大，地层垮塌严重，破碎性地层；邻井当深3井在海收穑日期：2005*05*相灰岩地层取心，收获率仅为23；采用常规取心工艺先期试取心收获率仅为19.4；地层老、可钻性差、研磨性强、跳钻严重等问题增加了取心的难度。

　　二、改进取心筒通过研究发现，采用常规取心筒和常规取心钻头配合在破碎地层取心存在以下问题：（1）内筒与钻头径向间隙偏大，致使内筒难以居中，破碎块容易卡在间隙内，造成卡心。另外由于不同心钻头工作稳定性差，使本来就很破碎的岩石受到破坏而难以成心，而且间隙大小不均，也容易冲心。（2）使用单一卡箍或卡板岩心爪，容易造成抽心或掉心，当在破碎地层割心时，底部岩心破碎、不规则，岩心爪难以抓牢而掉心或漏心。

　　为此将取心筒做如下改进：在取心钻头的内部增加内扶正结构，确保取心工具的工作稳定性和合理装配。由于井眼都是有一定斜度的，常规取心工具在井下是处于倾斜状态，因而外筒、内筒和岩心三轴线之间有一定的偏差。在钻头内部设置扶正结构，内外筒之间的轴线之间就得到了大大改善，从而加大了内筒和钻头工作的稳定性。岩心爪采用卡箍和卡板双配套组合，保证了防抽心和掉心的现象。

　　因为，使用单一卡箍或卡板岩心爪，容易造成抽心和掉心，尤其在破碎地层割心，底部岩心破碎、不规则，岩心爪难以抓牢而掉心或漏心。减小钻头内台阶与井筒底端间隙，以减少钻井液对岩心的冲蚀。常规取心工具的间隙一般控制在8~12mm，为满足破碎地层取心工具的要求，将其间隙控制在5三、调整取心参数通过试取心效果分析，对建阳1井破碎地层取心参数进行了调整（见表1），即采用低钻压、小排量和低转速，这样会有利于保持取心工具的稳定性，起到保护岩心，引导岩心顺利入筒的作用。为了使取心参数达到好的取心效果还要兼顾机械钻速的快慢问题。在施工过程中，还要使割心位置尽量选在胶结好的层位，这在机械钻速上表现为稳定，取心钻具较为平稳。

　　表1建阳1井地层取心参数评价地层胶结强度取心参数钻压（kN）排量（/转速（/较差好注：参数可根据钻具稳定情况做适当调整。

　　四、制定取心工艺取心工具入井前检查a）内外筒不弯曲、不变形、无伤痕、裂纹以及内筒干净。

　　轴承间隙不超过3mm，转动灵活。

　　卡箍岩心爪内表面碳化钨粉颗粒明显，摩擦作用好，自身弹性好，不变形，卡板岩心爪完好无损，自身弹性好。

　　取心钻头各部位完好无损，水眼、水槽畅通，钻头内外径符合标准。

　　取心钻进树心是取心顺利与否的关键。一般选用轻心顶部形成‘和尚头“，利于引导岩心入筒。

　　取心钻进操作步骤是：空压启动转盘，钻压由小缓慢增大，送钻均匀，严防溜钻。认真观察钻时，钻压和扭矩，防止堵心、卡心和磨心，发现问题立即割心起钻：割心位置应尽量选择成岩好的泥岩地层，割心前0.3~0.5m，增加钻压10~20kN，使岩心直径变粗，然后刹住刹把，继续转动，待选重恢复20 ~30kN，上提钻具割心。

　　取心过程中尽可能做到不停泵、不停转盘、不上提钻具，以保证收获率。为及时判断井下情况，一般不要改变转速和排量。

　　五、现场应用及效果试取心作业情况为保证取心效果，决定进行试取心，取心井段为3195.36~3198.96m，进尺3.6m，收获率仅为19.4.第二次试取心，岩心爪卡箍被一块约1cm左右大的坚硬岩石卡死变形，造成堵心磨心，使岩心无法进入内筒，收获率为零。

　　改进后取心效果通过对取心工具进行改进，结合施工参数选定，到树心、取心、割心精心作业，取心效果得到了很大提高。

　　195.36m至完钻井深5213.02m井段为海相灰岩破碎地层，共取心20次，进尺100.34m，岩心长96.45m，灰岩地层取心平均收获率96.12.六、结束语立足于实际情况，整体分析已取心资料对于提高取心作业的针对性和取心收获率具有重要作用。现场作业表明，取心收获率高低受地层性质、取心工具以及取心工艺等影响较大，需要根据不同的情况进行分析，才能得到好的取心效果。本文针对建阳1井邻井钻井中破碎地层取心遇到的问题，通过改变常规取心工具、完善取心工艺和强化现场管理，现场实践表明其收获率在65.3~100之间，平均98.17的高指标。创出了破碎地层取心的高指标，为本区取心作业积累了宝贵经验。