王偉志

(中石化西北油田分公司石油工程監(jiān)督中心)

塔河油田深層碳酸鹽巖油氣藏是一個與古風(fēng)化殼有關(guān)的“巖溶裂縫-孔洞型油氣藏”，總體上在縱向具有“斷塊油氣藏”、平面上具有疊合連片含油的特點。只有更好地了解目的層物性資料，了解儲層發(fā)育情況，才能加快塔河油田的油氣勘探步伐，早日實現(xiàn)“塔河之下找塔河”的油氣勘探目標，因而擔(dān)負為地質(zhì)分析提供第一手資料的超深井小井眼取心工作就顯得尤為重要。通過對TY1X、SHB1、SHB1-3等三口超深井?120.65 mm小井眼取心作業(yè)進行分析總結(jié)，提出了有針對性的超深井小井眼取心技術(shù)措施。

一、?120.65 mm小井眼取心技術(shù)難點

1.地層破碎取心收獲率低

塔河油田深層奧陶系和寒武系屬古潛山風(fēng)化巖溶型儲層，發(fā)育多重巖溶縫洞系統(tǒng)。由于巖心上存在縱向裂縫，取心鉆進過程中，巖心破碎掉下的巖塊在鉆頭喉部易形成堵心；帶有空、洞、縫的巖心進入內(nèi)筒，在鉆具旋轉(zhuǎn)震動及鉆井液流動沖擊的作用下，巖心柱上薄弱部位易剝落，剝落的小巖心塊易恰在內(nèi)筒與巖心柱之間形成卡心。出現(xiàn)堵心或卡心后又不可避免地導(dǎo)致磨心，起鉆中也易發(fā)生掉心，從而降低了巖心的收獲率。

2.井眼尺寸小取心工具易失穩(wěn)

深井小井眼取心受井深、井眼尺寸、鉆具結(jié)構(gòu)等因素影響，鉆具穩(wěn)定性差。取心工具失穩(wěn)將造成鉆頭一側(cè)承受過大鉆壓，其受壓部分的切削齒就會因超載和冷卻不良，形成過早磨損，甚至過燒，同時也造成鉆頭的旋轉(zhuǎn)中心偏離幾何中心的情況間歇發(fā)生，使鉆頭的工作齒大量折斷，取心鉆頭不能正常的工作。

3.井下情況判斷困難

超深井小井眼取心受井深結(jié)構(gòu)限制，如果裸眼段長，鉆具上提下放摩阻大，鉆具彈性變形拉伸量大，給準確判斷井下情況帶來困難。

二、?120.65 mm小井眼取心技術(shù)措施

1.提供良好的井眼環(huán)境

小井眼取心作業(yè)要求鉆井液排量不能過高，不能長時間循環(huán)，超深井起下鉆時間長，因此取心前要確保井眼暢通：①取心前一趟鉆下鉆到底充分循環(huán)，起鉆前用稠漿清洗井眼一周以上；②對于起下鉆遇阻嚴重的井段，要堅持短起下鉆劃眼，確保摩阻小于10 t；③鉆井液性能穩(wěn)定，具有良好的攜砂性能；④有油氣顯示的井段無井漏、溢流等復(fù)雜情況。

2.根據(jù)地層選擇合適的巖心爪調(diào)整好鉆頭與內(nèi)筒間隙

巖心完整、成柱性較好的地層宜選用卡箍巖心爪和滑塊巖心爪；較松軟、破碎地層宜選用彈簧片+卡箍組合巖心爪、彈簧片+滑塊組合巖心爪或者卡箍+卡板組合巖心爪；破碎、軟地層宜選用卡板巖心爪。

一般地層取心時將鉆頭內(nèi)臺肩與巖心爪座底面的間隙調(diào)整在8～12 mm，破碎地層取心則將鉆頭內(nèi)臺肩與巖心爪座底面的間隙調(diào)整在5～9 mm。

3.優(yōu)化技術(shù)措施嚴格施工操作

(1)下鉆過程中操作平穩(wěn)，控制速度，嚴禁猛剎猛頓，防止鉆具劇烈擺動。下鉆遇阻不應(yīng)超過50 kN，裸眼段下放速度宜控制在15 m/min，嚴禁使用取心鉆具長時間循環(huán)和劃眼。下鉆距離井底5 m左右，緩慢開泵循環(huán)鉆井液，低速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤，同時緩慢下放到底清洗井底。

(2)超深井地層一般較硬，應(yīng)耐心樹心?？刂茦湫你@壓5～10 kN，轉(zhuǎn)速40 r/min，排量9.0 L/s，若運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，樹心進尺0.3 m左右，待鉆出井底與鉆頭形狀吻合時，逐漸調(diào)整取心參數(shù)，使巖心順利被引導(dǎo)進入內(nèi)筒。

(3)取心鉆進時控制鉆壓10～20 kN，轉(zhuǎn)速45 r/min，排量9.0 L/s。取心鉆進期間操作平穩(wěn)，送鉆均勻，嚴禁停泵、停鉆、鉆頭提離井底，每鉆進0.2 m記錄一次鉆時，根據(jù)鉆時、泵壓、扭矩的變化分析判斷井下情況。發(fā)現(xiàn)堵心、磨心等異常情況時要立即起鉆，以確保巖心收獲率。

(4)割心時，緩慢上提鉆具，注意觀察指重表顯示，一般增加懸重50～150 kN又立即消除，證明巖心被拔斷。如果懸重增加50～150 kN穩(wěn)住不降，則應(yīng)停止上提鉆具，保持巖心處于受拉狀態(tài)，增加鉆井液排量循環(huán)，直至巖心拔斷。若上提鉆具(超過鉆具壓縮距)不增加懸重，應(yīng)立即起鉆。

三、現(xiàn)場應(yīng)用情況

1. SHB1井

SHB1井是西北油田分公司部署在順北區(qū)塊的一口重點勘探井，實際完鉆井深7 446 m。該井在五開奧陶系一間房組7 302.52～7 303.09 m井段取心一回次，進尺0.57 m，心長0.36 m，收獲率63.16%。該井取心時由于取心工具上分水口堵塞使得流道過小，鉆井液壓力升高，反復(fù)沖刷外筒，造成工具刺穿、分水口出現(xiàn)槽痕，對應(yīng)的分水接頭位置外筒刺穿，從而造成取心進尺不足，巖心收獲率低。

2. SHB1-3井

SHB1-3井是西北油田分公司部署在順北區(qū)塊的一口評價井，實際完鉆井深7 472 m。該井在五開奧陶系一間房組取心6回次，取心筒為Y-445，見表1。

表1 SHB1-3井取心收獲率

該井取心率低主要原因：①取心井段上部裂縫發(fā)育，所取巖心巖性主要為黑色瀝青(溶洞充填物)，其質(zhì)脆且破碎，易造成卡心、堵心，不利于巖心爪抓??；下部灰?guī)r成形相對較好，但較脆，取心過程中容易造成巖心之間互相磨損；②超深井小井眼整體取心鉆具組合柔性強、剛性差，鉆具彎曲擾動大，對巖心成形的破壞性也更大；當(dāng)進筒巖心達到一定長度及重量后，對后續(xù)巖心進筒形成一定阻力；③改井6次割心時均無拔心顯示，因巖心直徑較小，斷塊巖心質(zhì)量較輕，在井底鉆井液浮力作用下根本無法使巖心爪下行鎖死，且在開泵循環(huán)形成的震動下，極易使巖心爪處于不工作狀態(tài)，致使巖心掉落。

3. TY1X井

TY1X井是西北油田分公司部署在托普區(qū)塊的一口重點勘探井，實際完鉆井深6 860 m。該井在五開奧陶系鷹山組取心3回次，見表2。

表2 TY1X井取心收獲率

該井第一回次取心鉆進至6 637.24 m時因立壓由8.4↑10↑12.4 MPa，懷疑憋心起鉆。巖心出筒順利、整體較完整，局部輕微-中等破碎，巖心存在磨心現(xiàn)象，起鉆完發(fā)現(xiàn)巖心筒外筒刺漏，內(nèi)筒頂部部分損壞。

四、結(jié)論與認識

(1)塔河油田超深井小井眼取心時應(yīng)選用天然金剛石孕鑲?cè)⌒你@頭。一是其有利于增強小井眼取心工具在井下工作的穩(wěn)定性；二是其具有較強的研磨性，適合奧陶系灰?guī)r地層。

(2)取心工具建議選用川-5式深井小井眼取心工具。一是其采用高強度厚壁無縫鋼管作外筒強度高、穩(wěn)定性好，有利于提高巖心收獲率；二是其旋轉(zhuǎn)總成處設(shè)計有自動卸壓裝置，可避免川-4型工具的調(diào)節(jié)間隙處的鍵槽被高密度鉆井液刺壞；三是該工具只需更換不同結(jié)構(gòu)型式的巖心爪即可來適應(yīng)軟、中、硬及破碎地層。

(3)減少取心進尺和工具入井時間。通過對三口井的取心數(shù)據(jù)進行分析，單筒取心進尺不宜超過3 m，基本可以保證有較高的收獲率；取心結(jié)束后，應(yīng)立刻起鉆，不宜再進行長時間循環(huán)，防止出現(xiàn)掉心和取心筒異常情況的發(fā)生。

(4)塔河油田超深井小井眼取心作業(yè)主要采取地面轉(zhuǎn)盤驅(qū)動方式，取心筒內(nèi)筒長度均小于6 m，鉆井參數(shù)宜采用小鉆壓、低轉(zhuǎn)速和小排量，可確保取心工具的工作狀態(tài)相對平穩(wěn)。