钻井取心工艺技术.ppt
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1、钻井取心工艺技术第四技术办第四技术办 钻井取心是提供地下原始资 料的重要途径,也是获取地层岩性,地下含油情况等资料的最直接、最可靠的手段。通过取心并对所取岩心分析、研究,才能制定出合理的开发方案,才能准确地计算出地下油气储量,并为开发做准备。一、基本知识v基本概念 岩心:利用钻井、测井工设备及特制工具把岩石从井下取到地面,供人研究、分析、化 验的岩石样品。取心收获率:实取岩心与取心进尺比值的百分数。v岩心的用途:主要用于研究地层:通过对各种不同地区地层的描述,来对比和研究它们的相互关系说明其特点,确定其形成及在剖面上和平面上的分布规律。研究油气层性质:利用岩心测定岩石的空隙度、渗透率含油饱和度
2、等。研究生油层:利用目的层所取岩心确定生油条件(有机碳、沥青质和烃类物质含量)的好坏。指导油气田开发和检查开发效果:利用岩心进行油层模拟实验,进行注水采油试验,为开采、开发提供理论依据。二、取心工具的组二、取心工具的组成、结构及特点成、结构及特点1、取心工具的分类及组成分类:分类:按方式与目的不同分为:常规取心按方式与目的不同分为:常规取心工具和特殊取心工具工具和特殊取心工具常规取心工具:常规取心工具:按结构分为:单筒取心工具、双筒取心工具按取心长度分为:短筒取心工具、中长筒取心工具按获取岩心的方法分为:自锁式、加压式、差动式与砂卡式取心工具 特殊取心工具:特殊取心工具:v密闭取心工具v保压取
3、心工具v定向取心工具组成:组成:取心钻头:环形破碎地层钻取岩心。旋转取信钻头 复合片聚晶取心钻头 天然金刚石取心钻头岩心筒:是由外岩心筒和内岩心筒组成。外筒:承受钻压、传递扭带动钻头旋转 和保护内岩心筒:维持钻井液循环、清 洗井底。内筒:接受、储存和保护岩心组成:组成:岩心爪:卡住并割断岩心。卡箍式岩心爪 卡板式岩心爪 卡瓦式岩心爪 卡簧式岩心爪扶正器(差值短节):调节内外筒间隙及稳定岩心筒。规规 范范 型型 号号部部 件件 川川8-3型型CQ180-105 川川7-4型型CQ172-10 川川6-3型型CQ133-70 川川6-4型型CQ133-7 0单筒有效长度单筒有效长度 (毫毫 米米)
4、9100920090009000外外 筒筒 尺尺 寸寸 长度长度外径外径内径内径壁厚壁厚 (毫(毫 米米)860018014418860017213618900013310116900013310116内内 筒筒 尺尺 寸寸 长度长度外径外径内径内径壁厚壁厚 (毫(毫 米米)91001271127.591001211086.5900088.975.96.5900088.975.96.5 2、工具技术规范、工具技术规范 规 范 型 号部 件 川8-3型CQ180-105 川7-4型CQ172-10 川6-3型CQ133-70 川6-4型CQ133-7 0岩岩 心心 直直 径(毫径(毫 米米)10
5、5 1017070岩心爪组合岩心爪组合长度长度外径(毫外径(毫 米)米)3251402201292409824098取取 心心 钻钻 头头外径外径内径内径台肩深度台肩深度(毫米)(毫米)2122151053402122151012301507026015070 260循环钢球(毫米)循环钢球(毫米)42.542.531.7531.7525.425.425.425.4差差 值值 短短 节(毫米)节(毫米)5006005005003、技术要求每节内、外筒有效长度的正负误差不超过每节内、外筒有效长度的正负误差不超过10毫米。毫米。每节内、外筒的弯曲度不超过总长的每节内、外筒的弯曲度不超过总长的1/2
6、000(约(约4.5毫米)。毫米)。每节内、外筒的椭圆度不超过允许公差的每节内、外筒的椭圆度不超过允许公差的0.8毫米。毫米。川川8-3型外筒应该用型外筒应该用 142 毫米内径规通过;川毫米内径规通过;川7-4型外筒应该用型外筒应该用 134 毫米内径规通过毫米内径规通过;川川6-3型、型、川川6-4型外筒应该用型外筒应该用 98毫米内径规通过。毫米内径规通过。川川8-3型内筒应该用型内筒应该用 110毫米内径规通过;川毫米内径规通过;川7-4型内筒应该用型内筒应该用 106毫米内径规通过;川毫米内径规通过;川6-3型、川型、川6-4型内筒应该用型内筒应该用 74毫米内径规通过。毫米内径规通
7、过。v各丝扣光洁、无毛刺,外筒用手上紧后其紧密各丝扣光洁、无毛刺,外筒用手上紧后其紧密距为:距为:川川8-3型型 川川7-4型型 (0.5-2.2 毫米)毫米)川川6-3型型 川川6-4型型 (0.5-1.8毫米)毫米)v轴承转动必须灵活,轴向间隙不得超过轴承转动必须灵活,轴向间隙不得超过5毫米,毫米,弹子及轨道无损伤。弹子及轨道无损伤。v卡箍座最小内径必须大于钻头内径卡箍座最小内径必须大于钻头内径1-2毫米,毫米,同时必须小于闭合后的卡箍外径同时必须小于闭合后的卡箍外径1-2毫米。毫米。4 4、川式工具的结构、川式工具的结构特点特点 川式取心工具适用于中硬、硬地层取川式取心工具适用于中硬、硬
8、地层取心可一次下一至三节取心筒,具有下列特心可一次下一至三节取心筒,具有下列特点:点:外岩心筒强度高、稳定性好、外岩心筒强度高、稳定性好、组合方便、使用范围广组合方便、使用范围广。外岩心筒是用无缝厚壁钢管制成。使用了带有台阶的锥度扣,强度高、稳定性好,提高了岩心的收获率,延长了取心钻头的使用寿命,并且上卸扣方便:内外筒等长(外筒带有差值短节),各套内外筒可以互换,用了一个差值短节来补偿悬挂器总成的差值,既可以单筒取心,也可以用做长筒取心。长筒取心时,利用岩心爪割心接单根的方法实现连续取心。采用了采用了215毫米的取心钻头毫米的取心钻头 不需要进行大段的划岩,节约了时间不需要进行大段的划岩,节约
9、了时间采用了双盘单向推力轴采用了双盘单向推力轴承承 上排用于悬挂内岩心筒,使其不随外岩心筒旋转,上排用于悬挂内岩心筒,使其不随外岩心筒旋转,从而保护了内筒中的岩心;下排防止内岩心筒上顶。轴从而保护了内筒中的岩心;下排防止内岩心筒上顶。轴承两边无密封,可以允许少量泥浆通过,起到润滑和冷承两边无密封,可以允许少量泥浆通过,起到润滑和冷却的作用,使得其结构简单,转动灵活、寿命长。却的作用,使得其结构简单,转动灵活、寿命长。采用了投球法清洁内筒采用了投球法清洁内筒 取心工具下到井底后,开始开泵循环清洗内筒及井取心工具下到井底后,开始开泵循环清洗内筒及井底,待清洗干净后,投入钢球,清洗内外筒间隙,从而底
10、,待清洗干净后,投入钢球,清洗内外筒间隙,从而保证了内外筒之间的干净,避免了堵心、卡心。保证了内外筒之间的干净,避免了堵心、卡心。三、取心前的准备取心前的准备1、取心工具入井前的各项准、取心工具入井前的各项准备工作备工作:取心工具入井前取心工具入井前,工程工程.地质技术员应分别丈量地质技术员应分别丈量内外筒及其它工具的尺寸并绘制草图。内外筒及其它工具的尺寸并绘制草图。工程工程,地质技术员必须分别核算钻具长度和井深地质技术员必须分别核算钻具长度和井深,计算取心工具到底方入并核对。计算取心工具到底方入并核对。工程技术员应对井内起出牙轮钻头的外径工程技术员应对井内起出牙轮钻头的外径,使用使用状况进行
11、检查、分析,确保取心钻头顺利入井。状况进行检查、分析,确保取心钻头顺利入井。取心工具入井前取心工具入井前,由井队干部由井队干部(工程技术员工程技术员)组织组织人员清洗人员清洗,检查。检查。认真检查钻具和井口工具、吊钳、吊卡、卡认真检查钻具和井口工具、吊钳、吊卡、卡瓦和安全卡子等工具瓦和安全卡子等工具,应灵活好用应灵活好用,安全可靠安全可靠,防止牙板和手工具落井。防止牙板和手工具落井。做好设备和仪表的修理、维护和保养。做到做好设备和仪表的修理、维护和保养。做到在取心钻进中不停车在取心钻进中不停车,不停不停泵泵,设备不发生故设备不发生故障。指重表、记录仪、泵压表应灵敏可靠。障。指重表、记录仪、泵压
12、表应灵敏可靠。井下不正常,有阻卡现象、沉砂显示井下不正常,有阻卡现象、沉砂显示,有井有井漏、油气显示活跃等复杂情况时,要处理循漏、油气显示活跃等复杂情况时,要处理循环钻井液环钻井液,使钻井液性能稳定使钻井液性能稳定,符合设计要求符合设计要求,井眼畅通后方可起钻准备取心。井眼畅通后方可起钻准备取心。保持井底干净。如有落物必须采取保持井底干净。如有落物必须采取打捞、磨铣等方法清理干净后打捞、磨铣等方法清理干净后,才才能下入取心工具。能下入取心工具。起下钻畅通。在井眼曲率变化大和起下钻畅通。在井眼曲率变化大和起下钻遇阻井段起下钻遇阻井段,要采用起下钻通要采用起下钻通井划眼后再下入取心工具。井划眼后再
13、下入取心工具。井下静止时间超过井下静止时间超过24小时必须先下小时必须先下钻头通井,再下取心筒。钻头通井,再下取心筒。2、取心前取心工具的检查:、取心前取心工具的检查:井队工程技术员对送井的取心工具及附件逐井队工程技术员对送井的取心工具及附件逐项检查,下井使用前应重点检查以下部位及项检查,下井使用前应重点检查以下部位及尺寸。尺寸。取心钻头外径、内径尺寸及钻头腔体内径均取心钻头外径、内径尺寸及钻头腔体内径均符合取心工具及井眼尺寸要求符合取心工具及井眼尺寸要求,与取心筒配与取心筒配合同心度好、不偏心。合同心度好、不偏心。各取心筒丝扣无碰伤、断裂、变形各取心筒丝扣无碰伤、断裂、变形,紧密距紧密距合乎
14、要求。内外筒畅通合乎要求。内外筒畅通,无咬扁、无裂纹、无咬扁、无裂纹、无变形无变形,无深度超过无深度超过2毫米的麻坑。内外筒的毫米的麻坑。内外筒的长度、弯曲度、椭圆均符合技术要求。长度、弯曲度、椭圆均符合技术要求。悬挂轴承灵活悬挂轴承灵活,装配后内筒用手转动灵活,装配后内筒用手转动灵活,安全接安全接头内的头内的“O”形密封圈必须完好密封形密封圈必须完好密封,安全接头必须安全接头必须记录倒扣圈数。记录倒扣圈数。详细丈量岩心爪组合件长度及卡箍的内外径。卡箍详细丈量岩心爪组合件长度及卡箍的内外径。卡箍座无裂纹、无毛刺。与卡箍装配后座无裂纹、无毛刺。与卡箍装配后,卡箍在其内活动卡箍在其内活动自如自如,
15、卡箍下移卡箍下移,其下端露出卡箍座不得超过其下端露出卡箍座不得超过2-3毫米。毫米。卡箍外表面光滑无伤痕、弹性适宜。卡箍外表面光滑无伤痕、弹性适宜。丈量并记录内外筒长度、内外径丈量并记录内外筒长度、内外径,卡箍张开、闭合直卡箍张开、闭合直径径,卡箍座最小内径卡箍座最小内径,循环回压钢球直径并确实证明循环回压钢球直径并确实证明上述尺寸都符合技术规范。上述尺寸都符合技术规范。3、井场取心工具的装配方法:井场取心工具的装配方法:在场地在场地,上紧所用的岩心爪组合件和下稳定上紧所用的岩心爪组合件和下稳定器器,戴上护丝戴上护丝,用提升短节将内外筒同时吊用提升短节将内外筒同时吊上钻台上钻台,外筒上好钻头外
16、筒上好钻头(注意钻头工作面的注意钻头工作面的保护保护,以防碰坏切削以防碰坏切削齿齿),按下钻铤的方法下按下钻铤的方法下入井眼内入井眼内,并用安全卡子卡牢。并用安全卡子卡牢。用内筒卡盘卡住内筒,并座在外筒端面上,用内筒卡盘卡住内筒,并座在外筒端面上,卸掉提升短节,继续上述方法,将所需下卸掉提升短节,继续上述方法,将所需下井的内外筒依次连接,内筒用链钳上紧井的内外筒依次连接,内筒用链钳上紧,内筒严禁悬绳或大钳紧扣。内筒严禁悬绳或大钳紧扣。将地面组装好的安全接头和旋转总成与内筒内螺将地面组装好的安全接头和旋转总成与内筒内螺纹连接好后,卸掉内筒卡盘下放内筒,最后将安纹连接好后,卸掉内筒卡盘下放内筒,最
17、后将安全接头外螺纹与外筒内螺纹上紧。全接头外螺纹与外筒内螺纹上紧。岩心爪底面与钻头内台肩的纵向间隙川岩心爪底面与钻头内台肩的纵向间隙川8-3、川川7-4为为10-15毫米毫米;川川6-4、川、川6-3间隙为间隙为 8-15毫米毫米。否则,必须卸开旋转总成调整间隙。川。否则,必须卸开旋转总成调整间隙。川8-3型工具则必须卸开卡箍座用调节环调整间隙。型工具则必须卸开卡箍座用调节环调整间隙。取心工具组装时,不装钢球,待下钻完毕,循环取心工具组装时,不装钢球,待下钻完毕,循环泥浆冲洗内筒后,从钻杆水眼内投入一个规定尺泥浆冲洗内筒后,从钻杆水眼内投入一个规定尺寸的钢球,球落座后可开始取心钻进。寸的钢球,
18、球落座后可开始取心钻进。外筒上扣推荐扭矩如下表外筒上扣推荐扭矩如下表:取心工取心工具规格具规格 外外 筒筒 尺尺 寸寸(外径外径内径内径)扭矩扭矩(牛顿牛顿米米)猫头绳猫头绳 川川6-3型型133101 8500 二挡三道二挡三道川川6-4型型1331018500-9500 二挡三道二挡三道川川7-4型型172136 12500-13300 二挡三道二挡三道川川8-3型型180144 12000 二挡三道二挡三道四四、取心工艺及操作取心工艺及操作1、起下钻、起下钻 起下钻做到操作平稳,不猛刹、猛放、猛顿,起下钻做到操作平稳,不猛刹、猛放、猛顿,防止钻具剧烈摆动。防止钻具剧烈摆动。下钻中若遇键槽
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