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密闭取心技术


密闭取心技术
1 概述

油田勘探开发需要准确获得油层原始含油饱和度和地 层孔隙度等重要地质资料 ,以制定合理的勘探开发方案。对 于注水开发的老油田 ,需要检查注水效果 ,定量分析油层 的油水动态 ,水淹油层情况及水驱油效果 ,以制定出有效 的挖潜增效增产措施 ,完善开发方案。这些都需要以岩心分 析资料为依据。 常规取心获得的岩心因受到钻井液的污染 ,钻井液中 的部分固相颗粒进入岩心使地层孔隙率数据失真 ,钻井液 滤液进入岩心使地层液体矿物质成分发生变化并造成油水 饱和度数据不准 ,最终对该岩心分析得到的资料会有较大 误差 ,从而使勘探开发方案的制定受到较大的制约 。 密闭取心是指在水基钻井液中取得的岩心基本不受钻 井液的污染 ,能真实再现地层原始地质孔隙度 、含油饱和 度及水侵和含水率等资料 。它是通过专用密闭取心工具和 密闭液的共同作用来实现的一种特殊钻井取心工艺 。
2 工作原理

2. 1 密闭取心工具 密闭取心工具主要由安全接头 、外筒 、悬挂结构 、 内筒和取心钻头组成 。采用双筒单动结构 ,内 、外筒可相 对运动 。金刚石密闭取心钻头采用钻井液只通过钻头水眼

和外泄水槽循环 ,清洗冷却外唇面的型式 ,杜绝岩心受钻 井液直接冲蚀 。 2. 2 密闭取心工艺原理

取心工作开始前 ,在井口将取心工具内筒里注满密闭 液 ,内筒下端由销钉固定密封活塞 ,上端由浮动活塞密封 , 形成密封腔。取心钻进时 ,由于钻压的作用 ,销钉被剪断 , 密封活塞上行 ,内筒密封被打开 ,之后取心钻头接触井底 , 并迫使密封活塞完全进入内筒。此时内筒里的密闭液开始被 挤出 ,在井底形成保护区。随着钻进 ,岩心不断形成和增 长 ,推着活塞不断上行。由于内筒上端是密封的 ,故筒内密 闭液只能被进入内筒的岩心所挤压 ,且只能从内筒环空间 隙等体积向外排出 ,排出的密闭液立即涂抹在岩心柱表面 形成保护膜。同时在井底岩心柱周围形成一定范围的保护 区 ,钻井液只通过钻头水眼和外泄水槽循环 ,在携带岩屑 和清洗冷却外唇面 ,使保护岩心免遭钻井液污染的目的得 以实现。
2. 3 密闭取心和松散地层取心存在的技术难题

2. 3. 1 密闭取心的技术难题 ( 1)保持内筒内部压力与井筒间压力的平衡 ,确保下钻 时内筒内密闭液不被污染 、提钻时不因内筒内岩心间的气 体压力无处释放而顶掉岩心 。 ( 2)在确保内外筒间密封不使密闭液在钻进时被污染的

同时 ,保证内筒无周向运动 ,提高取心收获率和岩心成形 率 。 2. 3. 2 松散地层取心的技术难题 松散地层是指胶结性差 、易破碎 、易水化 、高含水 等地层的统称 ,在这些地层取心往往难度大 、复杂程度高 , 不易得到理想的效果 ,造成以上结果的主要原因是由于 : ( 1)地层胶结物强度低 ,岩心不易成形 ,难以进入取心 工具 ; ( 2)当岩心胶结物具有较强水敏性时 ,在水基钻井液冲 蚀下 ,岩心承载能力降低 ,易坍塌破碎 ,造成堵心 、磨心 现象的发生 ,影响取心技术指标 ; ( 3)在胶结松散 、不均质含砾砂砾岩取心过程中 ,取 心钻头和工具振动易造成岩心断裂 、破碎 ; ( 4)岩心的出筒过程中 ,由于岩心柱受力状态发生变化 ,岩 心易坍塌破碎 ,减小了岩心地质分析的选样范围 ,降低了 地质资料的准确性 。


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