侯績斌

（中海油服鉆井事業(yè)部，河北 燕郊 065201）

0 引言

在地質情況復雜井段的鉆井取心通常采取單筒取心，而雙筒連續(xù)取心技術適用于井眼狀況比較良好的井段[1]。M油田F區(qū)塊某井要求連續(xù)取心309 m，該區(qū)塊鹽下Asmari 及 Mishrif 儲層屬于鹽下裂縫性灰?guī)r油藏，巖性、非均質性較強，地層可鉆性差；井壁不穩(wěn)定，易掉塊卡鉆；裂縫性灰?guī)r井段的漏失壓力低，易漏失。已鉆井Ф209.55 mm井段曾經多次發(fā)生井漏及卡鉆等復雜情況。綜合考慮井下情況和經濟效益，對比選用單趟鉆雙筒連續(xù)取心技術，制定針對性技術措施，本井最終成功連續(xù)取心十九次，總進尺309 m，巖心總長307.47 m，平均收獲率99.50%。

1 取心作業(yè)難點

（1）該井位于扎格羅斯褶皺帶上，受構造應力影響較大，地質狀況復雜；Asmari 及 Mishrif 油藏儲層巖性、非均質性較強，地層裂縫發(fā)育，易造成堵心磨心；儲層段巖性破碎、巖心成柱性差，易造成堵心、磨心，影響取心收獲率。

（2）井壁極不穩(wěn)定，裸眼段長，作業(yè)期間井壁掉塊一直存在，易發(fā)生卡鉆復雜情況。該區(qū)塊正常鉆進期間，頻繁發(fā)生井壁掉塊卡鉆復雜情況，多口井發(fā)生鉆進期間接立柱前倒劃眼卡鉆事故，處理周期較長；其中一口井采用單趟鉆三筒取心，取心結束割心時發(fā)生卡鉆，處理較為困難。

（3）該區(qū)塊井段壓力窗口較窄，鉆進期間多次發(fā)生井漏復雜情況，處理井漏耗費大量時間和材料，影響取心工作的正常進行。

（4）該井要求深部地層連續(xù)取心309 m，取心層位埋藏深，位于3 000 m以下，地層可鉆性差，取心機械鉆速低。

（5）下部地層巖性為灰?guī)r和白云巖，根據(jù)已鉆井經驗，灰?guī)r取心收獲率均較低，基本在50%左右，石油行業(yè)標準要求不低于70%，收獲率難達到要求；采用單趟鉆單筒取心，收獲率可以提高，起下鉆占了大部分時間，時效低；采用單趟鉆三筒取心，取心筒扶正器多，易發(fā)生卡鉆，同時收獲率無法保證。

因此，鑒于以上技術難點，本井通過對該區(qū)塊地層結構特點及已鉆井情況的分析，采用符合實際情況的單趟鉆雙筒連續(xù)取心技術，并配以優(yōu)化的取心技術措施完成了該井的取心作業(yè)。

2 取心技術措施

2.1 取心工具選擇

選用高強度上提自鎖式取心工具保形取心，內筒采用高強度鋁合金內筒（如圖1所示）。

圖1 高強度保形取心工具完整圖

2.1.1 工具特點

（1）高強度取心工具是石油天然氣鉆井作業(yè)中應用最廣泛的一種鉆井取心技術，適用于各類中軟至極硬地層、破碎地層及高溫高壓力體系的地層的鉆井取心作業(yè)。

（2）采用高強度厚壁無縫鋼管作外筒，強度高、剛性好，有利于提高巖心收獲率、單筒進尺和延長取心鉆頭使用壽命。

2.1.2 取心工具主要技術參數(shù)

（1）鉆頭Ф208 mm（外徑），Ф101 mm（內徑）；

（2）外巖心筒Ф172 mm（外徑），Ф136 mm（內徑）；

（3）內巖心筒Ф127 mm（外徑），Ф108 mm（內徑）；

（4）外巖心筒扶正器Ф206 mm；

（5）巖心爪Ф101 mm（內徑）；

（6）內外巖心筒組的軸向間隙為8～13 mm；

2.2 取心鉆頭選擇

根據(jù)伊拉克M油田Ф209.55 mm井段取心層位白云巖可鉆性差、破碎帶灰?guī)r易掉塊等特點，為防止在起下鉆及取心過程中由于井壁的灰?guī)r掉塊脫落而卡鉆，采用主切削齒為13 mmPDC片、具有倒劃眼功能的PDC取心鉆頭（如圖2所示）。

圖2 PDC取心鉆頭

2.3 取心鉆具組合

取心鉆具組合遵循既保證下部鉆具組合能夠提供足夠鉆壓，取心筒不彎曲，同時又不會因為鉆具剛性太強導致井下復雜情況。因此扶正器的加放極為關鍵，既要保證工具的穩(wěn)定性，又要考慮扶正器的加放引起井下復雜情況的概率。本井上部井段3 000 m左右采用正常加扶正器，下部井段4 000 m左右考慮不使用扶正器。

2.4 取心方式

第一趟取心采用單筒取心，在確定地層的基本特征后，如巖心成柱性好，膠結性佳，則采取單趟鉆雙筒連續(xù)取心方式。根據(jù)井況最終采取連續(xù)取心三趟進行一次擴眼作業(yè)。

2.5 取心鉆井液

由于取心作業(yè)，排量較小，因此，需增強攜巖性來提高井眼清潔能力。同時提高封堵性能，在防漏情況下，緩慢提高鉆井液比重保證井壁穩(wěn)定。本井采用具有強封堵性及強抑制性的儲層鉆開液，作業(yè)期間維持鉆井液性能穩(wěn)定。

鉆井液性能：密度1.30 g/cm3、粘度60 s、屈服值11 Pa、API失水2.4 mL、含砂量0.1%、固相含量6%。

2.6 取心前井眼準備

取心作業(yè)前一趟起鉆前，調整好泥漿性能并進行充分循環(huán)清除井底沉砂，確保井眼清潔。對于阻卡井段，進行短起下鉆，必要時進行通井，確保井眼暢通。

2.7 取心程序

工具檢查準備——井口工具組裝——井口檢查——下鉆——循環(huán)(清潔井底)——樹心鉆進——取心鉆進——割心——起鉆——出心——檢查組裝下一趟工具，期間巖心丈量分析。

2.7.1 樹心

開泵轉動鉆具情況下，校對指重表，緩慢下放鉆具到井底試轉，輕壓慢轉后，樹心參數(shù)：鉆壓1～2 t，轉速40 r/min，排量800 L/min。樹心是取心順利與否的關鍵，要求送鉆均勻，鉆進0.3～0.5 m，讓頂部巖心形成“和尚頭”，方可正常加壓鉆進。

2.7.2 取心鉆進參數(shù)

（1）根據(jù)巖石的硬度與可鉆性、鉆頭類型和鉆具結構、強度來選擇合適鉆壓。本井鉆壓控制在4～6 t，ROP較為理想。鉆進時平穩(wěn)加鉆壓，特別是遇到疏松地層時，防止堵心。

（2）使用低轉速，保護巖心，減少巖心筒的離心力，轉速推薦為40～60 r/min。

（3）鉆井液排量不易高，防止沖散巖心以致堵心。排量的大小以能夠滿足清潔井底和冷卻鉆頭為前提，本井取心排量范圍800～1 000 L/min[2]。

2.7.3 割心

（1）進尺滿足要求準備割心時，剎住剎把恢復一下鉆壓，待扭矩泵壓平穩(wěn)后，提高排量沖洗井底，停頂驅，不停泵，緩慢上提鉆具，注意觀察指重表顯示，一般懸重增加5 t左右又立即消除，證明巖心割斷，下放至原懸重，開頂驅，倒劃出新井眼；

（2）若增加懸重5 t 穩(wěn)住不降，停止上提鉆具則將鉆具放回原懸重，繼續(xù)上提并增加上提噸位，仍穩(wěn)住不降，保持巖心受拉狀態(tài)，開頂驅，轉速60 r/min，磨巖心3～5 min，停頂驅后緩慢上提鉆具割斷巖心。

2.7.4 起鉆和出心

（1）割心后，倒劃眼上提至老井眼； （2）起鉆操作要平穩(wěn)，不猛剎、猛頓，用液壓大鉗卸扣，防止甩掉巖心；（4）蓋好井口，防止井下落物；（5）出完心，檢查、保養(yǎng)取心筒、軸承及巖心爪等易損件。

3 應用效果

本井在Asmari 層連續(xù)取心175.4 m，在Mishrif層連續(xù)取心133.6 m。取心總進:309 m，芯長307.47 m，收獲率99.50%，平均機械鉆速1.45 m/hr。

4 結語

（1）單趟鉆雙筒連續(xù)取心在伊拉克M油田的成功應用，為該區(qū)塊及后續(xù)類似灰?guī)r地層取心積累了寶貴經驗。（2）單趟鉆雙筒連續(xù)取心的成功實施，與單趟鉆單筒取心相比節(jié)約起下鉆時間，提高時效，同時避免單趟鉆三筒連續(xù)取心作業(yè)易發(fā)生卡鉆的風險。（3）上部3 000 m左右井段取心可用常規(guī)組合（取心筒上加扶正器），下部4 000 m左右井段取心可考慮不加扶正器，以降低卡鉆風險。（4）下部4 000 m左右井段取心作業(yè)割心時，采取提高排量沖洗井底，停頂驅不停泵，割心結束后，開頂驅，倒劃出新井眼的方式降低卡鉆的風險。（5）在井筒狀況允許情況下，可考慮單趟鉆三筒連續(xù)取心以提高作業(yè)時效，節(jié)約成本[3]。