樊页1井长段密闭取心技术的优化

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摘 要：樊页1井是在去年部署的连续取芯414.44m的预探井。施工中面临了泥浆选型、建井周期长、长筒取芯、井眼维护等诸多难题。为解决取芯井段长，起下钻作业次数多，在保证取芯收获率的前提下，工程上采用长取芯筒外筒上对接短取芯筒的优化措施，减少了工人的起下钻工作量，泥浆、地质、钻井工程师协同作战，保证了优质、高效的完成该井。

关键词：樊页1井 连续取芯 取芯钻头 技术优化

一、基本概况

本井2012年5月19日一开，表层套管？339.7mm下深157.23m；5月21日二开，？244.5mm技套下深1983.49m；完钻井深3622m；6月12日井深3030m取第一筒芯.，取芯地层为沙三段，岩性为灰色、深灰色泥页岩，棕褐色油页岩。本井钻井周期78天7小时，建井周期93天7小时，取芯收获率97.39%。

二、项目提出的背景及主要原因

深探井取芯地层硬且复杂，夹层较多，地质情况了解不详细，造成机械钻速低，取芯收获率难以保证，连续取芯以前很少遇到，特别是长筒取芯由于收获率难以保证基本上没有使用，严影响了施工速度。樊页1井是一口连续取芯414.44m的预探井，取芯井段3030m-3444.44m，取芯地层为沙三上到沙四上。该井在施工中，我们总结出了一套行之有效的施工方案，有效的加快了施工进度，保证了取芯的顺利完成。提高了钻井速度，促井了经济效益，对于其它井取芯施工也具有较高的借鉴意义。

三、项目主要内容及实施情况

1.优化施工方案

该井在前10筒取芯中使用了9m取芯筒取芯，在对地层情况比较了解，有把握保证收获率和密闭率的情况下，从第十一筒开始使用16m长方钻杆和接一根半取芯筒的长取芯筒。我们把一根长取芯筒和一根短取芯筒接起来。长取芯筒外筒本体和上接头之间再接一根短取芯外筒，外筒长度共计14m。长取芯筒内筒上面通过一个双母接头和上面短取芯筒内筒相接，内筒长度总共达到了13.4m。取芯过程中，不接单根，不上提钻具，在保证收获率和密闭率的前提下，一次可以取芯13m以上，而使用常规的取芯筒一次只能取芯8m。本井取芯414.44m，按每筒取芯8m计算，预计需要52筒才能完成，而实际只取芯39筒。至少少起下钻13趟，明显的提高了施工速度。

2.优选取芯钻头，在樊页1井使用了三种密闭取芯钻头

型号分别为PSC136m-8115，PMC037m-8115和TMC616-8115取芯钻头。其中PSC136m-8115为PDC取芯钻头，PDC粒径为13mm。PMC037m-8115也为PDC取芯钻头，PDC粒径为8mm。TMC616-8115取芯钻头为聚晶取芯钻头。其使用情况如下表

从对比情况来看，使用型号为PMC037m-8115的PDC取芯钻头机械钻速最快。在该井施工中，我们发现相同的地层，钻头选型不同机械钻速差别较大。对于中深井建议使用粒径为8mm的PMC037m-8115钻头。目前，使用硬地层常规取芯工具，井队从供应站领到的钻头只有三角聚晶或圆柱聚晶取芯钻头，在使用中机械钻速很慢，难以满足施工要求。今年，32560队施工的羊16-斜1井，使用圆柱聚晶取芯钻头，取芯井段1444m～1465.2m，地层沙三段，平均机械钻速只有0.72m/h。3247队施工的广北5-斜2井，取芯井段1830m～1845m，地层沙三段，平均机械钻速只有0.66m/h。如果选用PDC取芯钻头，机械钻速提高一倍是完全可以的。建议供应部门多引进几种取芯钻头以满足施工的需要。

3.检查好取芯工具，特别是岩心抓、取芯筒，各道扣按要求紧扣

施工中严防井下落物。加强设备检查保养，保证取芯连续性。按要求造好芯，在取芯过程中密切注意井下情况变化，严格执行取芯的各项技术措施，确保取芯收获率和密闭率。针对取芯过程中钻时较慢，岩心磨细，岩心抓抓不牢易导致掉芯。通过检查岩心爪，割芯前50cm增大钻压，打完进尺后减少磨芯时间，有效的解决了掉芯的问题，保证了收获率。

4.大排量、高转速、低钻压

页岩气井地层岩性坚硬，在取心钻进过程中应采用大排量、高转带、低钻压的施工参数，以利于岩屑的返出和井下安全，割心阶段可适当增大钻压2～3t以增大岩心直径，提高岩心收获率。推荐取心参数：排量25～27L/s，转数85～90r/min，钻压为4～6t。

5.确保钻井液的投入，取芯前调整好钻井液性能，保证钻井液性能能够满足井下要求，失水满足密闭取芯要求

较长时间浸泡井壁稳定，无坍塌掉块，起下钻无遇阻、遇卡显示，开泵正常。在樊页1井施工中，每取芯70m用牙轮扩眼一趟。下钻时控制下放速度，遇阻不超过30KN。该井未出现活塞销钉提前剪断的情况，保证了密闭率。

6.樊页1井，设计井深3420米，完钻井深3622米，钻井液密度最高1.40g/cm3

该井在沙三下至沙四下地层3030-3444.44米井段连续取心39筒，取心进尺414.44米，取芯段平均机械钻速为1.08m/h。平均单筒进尺10.63米，芯长403.63米，取芯收获率97.4%，密闭率达到了甲方要求。减少取心筒数13筒，节约时间288小时。创油田3000米以下地层连续密闭冷冻保型取心进尺最长，平均单筒进尺最高纪录。

四、结论和建议

1.中长筒保形取心技术在页岩气井中的成功应用，不公缩短了取心周期，降低了钻井成本，同时最大限度地降低了岩心的破损，保证了岩心的完整性，为准确研究页岩的岩石力学特性，制定后期增产措施奠定了基础。

2.通过改进取心工具、优选取心钻头、优化取心技术措施等方法，解决了页岩气井取心施工的难点问题，积累了一些现场实践经验。

3.本项措施在樊页1井实施取得了较好的经济效益，该井于6月12日开始取芯，至8月1日取芯完，实际用时51.2天。而计划用时72天，取芯节约工期20.8天。该井施工钻机为40型钻机，钻机日费2.17万元/天，共节约45.14万元。人工意义和经济效益明显。