密闭取芯工艺在锦112井的应用

常明

摘要：大牛地气田杭锦旗区块首口密闭取芯井锦112井密闭取芯过程中，采取了一系列技术措施，合理选择了取芯工具、取芯钻头、采用合成基密闭液，通过优化参数，使该井岩心收获率达到100%，为落实落实独贵加汗圈闭盒1段砂体含气特征，建立储层“四性”关系，同时系统开展独贵加汗圈闭盒1段岩心分析，为提交控制储量提供依据。

关键词：密闭取芯;取芯工具;独贵加汗圈闭;

密闭取芯是我国60 年代发展起来的一项技术，它是在普通钻井液钻井的条件下，将密闭液装入取芯内筒、在岩芯形成进入内筒后，密闭液将岩芯保护起来，防止岩芯污染，通过岩芯取样分析化验，从而取得该区块准确的气层含气水饱和度资料的一种方法。密闭取芯为评价油田开采效果，研究和检查地下气水分布规律，确定气层注水后岩性、物性所发生的变化，取得大量的岩芯分析结果，为油气田地质研究、开发动态分析、油气田调整方案等方面提供大量的实际参考资料。

锦112井是中石化大牛地气田杭锦旗区块首口密闭取芯井，该井共密闭取芯5筒，累计取芯进尺40.06m，心长40.06m，平均岩心收获率100.00%，共计取样176块进行密闭检测，其中165块密闭，密闭率为93.75%，为该区块后续开发提供了资料依据。

1锦112井密闭取芯情况

该井井身结构：一开：Φ311.2×302.50m，套管：Φ244.5×302.35m;二开：Φ215.9×3288.00m，套管：Φ139.7×3287.00m。

2密闭取芯难点

2.1影响岩心密闭率及收获率的主要因素

（1）地质因素：岩石的可钻性，油砂岩性和油砂成柱性等因素高低对收获率的高低有影响。如果油砂含水量大，油砂疏松影响密闭液对岩心的附着，影响着密闭率。

（2）井底压差因素：压差越小，钻井液越不容易渗入岩心，施工中严格按照设计钻井液密度下限，使液柱压力近平衡，保持井底小压差，利于岩心密闭效果的提高。

（3）取芯工具因素：取芯工具要求密闭性好，取芯钻头设计合理，能够在钻进过程中形成好的密闭液保护隔离岩心。

（4）密闭液性能因素：密闭液能在岩心形成时和入筒后表面附着力不易被钻井液渗透的密闭膜，密闭液在压差作用下能够充填岩心表面空隙，使岩心内部的油、水、示踪剂不渗出也不与岩心内部的油、水置换，疏松油砂能够充分包被免于钻进过程中分散。

（5）工程因素：钻井施工中人员操作、设备及钻井参数的选择对密闭取芯收获率有直接影响。要求取芯前设备、泥浆性能、操作平稳、井底干净、钻具畅通、钻具下井无遇阻现象。

2.2合成基密闭液性能要求

（1）具有良好粘敷强度，能在岩心表面形成一层密的保护膜堵塞岩心表面的孔隙，阻止钻井液自由水的进入;

（2）填充取心内筒与岩心之间的间隙，阻止钻井液进入内筒;

（3）在岩心进入内岩心筒的同时密闭液等体积流出，在钻头嘴部形成一密闭保护区，确保新钻出的岩心在進入内筒前不被泥浆污染;

（4）外观：黄棕色固相均匀的粘稠液体;

（5）粘度：高温前室温25℃±3℃用NDJ-1旋转粘度计4号转子、6转/分钟的条件下测定值≧85000mPa.S;高温后温度135℃±5℃用HAAKE RV-20旋转粘度计，M5系统、D100/300的转子、剪切速率为20s-1的条件测定值≧650mPa.S;

（6）抽丝长度：高温前≧30cm;高温后≧10cm。

（7）粘度高，在取心条件下足以悬浮密闭液中的固相;

（8）在取心条件下，流动性好，在岩心进入岩心筒的同时密闭液易被挤出;

（9）在取心条件下，附着性好，密闭液能够及时在岩心表面形成一层不易被钻井液渗透的保护膜;

（10）密闭液含有不同粒度惰性固相用以堵塞岩心表面孔隙;

（11）具有较好的抗温防腐能力，适用井温150℃以内;

（12）密闭液的成分不影响测定岩心的密闭率。

3取芯工具及取芯工艺原理

3.1Ym-8115型取心工具简介

工具的主要特点：

采用享有专利的浮动活塞结构，能自动消除井眼液柱压力对工具密封性的影响，从根据上解决了任意井深条件下的密封问题。在油基密闭液润滑的条件下，成功地应用了自锁式岩心爪，简化了工具结构和割心操作。取心钻头采用斜水眼结构，避免了钻井液射流对岩心根部的直径冲刷，有利提高岩心密闭率。

工具主要技术数据：

⑴ 取心钻头外径?215mm;取心钻头内径?115mm;

⑵ 可取岩心直径?115mm;

⑶ 岩心爪可收缩的最小内径?93.9mm;

⑷ 外筒外径?178mm，外筒接头外径?194mm;

⑸ 内筒外径?139.73mm，内筒接头外径?145mm;

⑹ 工具外环隙（取心钻头外径与外筒接头外径之差）20mm;工具中环隙（外筒内径与内筒接头外径之差）7.5mm;工具内环隙（内筒内径与岩心直径之差）9mm;

⑺ 爪心间隙（岩心爪内径与岩心直径之差）-2mm;

⑻ 工具总长度9350mm;

⑼ 可取岩心最大长度8380mm;

⑽ 工具装配好后，缩径套与钻头定位台肩的轴向间隙8～10mm;

⑾ 每取一次内筒保护液的装用量130L;

⑿ 密封活塞固定销为3只，每只销钉剪断力1吨;

⒀ 工具上端扣型51/2FH（520扣型）。

3.2密闭取芯工艺原理

取芯工作开始前，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