伊朗雅达油田F9井中长筒取心技术探讨

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摘要：油气勘探开发过程中，使用单根取心筒进行取心作业称之为单筒取心，将两根及两根以上取心筒相连接进行取心作业则称之为中长筒取心。目前国内单筒取心进尺一般为8～9m，中长筒取心进尺一般都在18m及18m以上。中长筒取心适用于中硬-硬地层，钻井能够节省起下钻次数，显著提高取心效率，大大节约钻井成本。伊朗雅达油田f9井采用中长筒取心作业15筒次，取心进尺256m，岩心长240.62m，收获率为94.0%，平均单筒次取心进尺17.1m，极大地节约了钻井成本。

关键词：油气勘探；中长筒取心；单筒取心

中图分类号：TE921 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）07-

油气勘探开发过程中，使用单根取心筒进行取心作业称之为单筒取心，将两根及两根以上取心筒相连接进行取心作业则称之为中长筒取心。目前国内单筒取心进尺一般为8～9m，中长筒取心进尺一般都在18m及18m以上。中长筒取心适用于中硬-硬地层，钻井能够节省起下钻次数，显著提高取心效率，大大节约钻井成本。伊朗雅达油田F9井采用中长筒取心作业15筒次，取心进尺256m，岩心长240.62m，收获率为94.0%，平均单筒次取心进尺17.1m，极大地节约了钻井成本。

1 F9井取心基本情况

1.1 取心设计

F9井位于雅达瓦兰油田的最南边，是伊朗雅达瓦兰油田的一口重点探井。F9井设计在白垩纪Sarvak地层取心168m，Faliyan地层取心88m。Sarvak地层主要由浅海大规模碳酸石灰岩和白云质灰岩组成，Fahliyan地层主要为微晶石灰岩、常含泥质、灰泥质局部含铁矿物和只含泥质的灰岩和泥灰岩组成；Sarvak地层和Fahliyan地层是伊朗雅达瓦兰油田的两个主力油藏。

1.2 工具选取

Sarvak地层和Fahliyan地层埋藏较深，地层岩性较硬，因此选用适用于于中硬-硬地层的Yb-8100取心工具进行取心作业。该工具采用双筒单动、上提自锁式岩心爪结构，工具结构简单可靠；岩心筒使用铝合金衬筒。在保证收获率的同时保证岩心质量；工具上下两端各加装一扶正器保证工具的稳定性，同时工具扶正器可以进行根据现场条件进行随意拆装，也可以进行组装多个岩心筒进行中长筒取心作业。

Yb-8100取心工具主要技术数据如下： 钻头外径Φ215mm（Φ212mm），钻头内径Φ100mm；外岩心筒外径Φ178mm，扶正器外径Φ210mm；内外岩心筒组的轴向间隙8～15mm；取心工具的长度10300mm，可取岩心长度9300mm；取心工具上端扣型“410”。

1.3 取心方式的选取

F9井属于海外作业，钻井日费高，因此对取心的时效性要求很高，故F9井采用中长筒取心方式。首选双筒取心作业方式，在地层条件可行的情况下再采用三筒取心作业方式。

1.4 取心情况

F9井在Sarvak地层Fahliyan地层共计取心15筒次，取心总进尺256m，岩心长240.62m，收获率为94.0%，平均单筒进尺17.1m。F9井采用过双筒取心方式，也采用过3筒取心方式。具体取心数据见

2 F9井双筒、三筒取心方式作业对比分析

2.1 双筒取心方式作业情况

F9井总共进行了6次双筒取心作业，取心总进尺102.58m，岩心长96.56m，收获率94.1%，平均单筒次进尺17.10m。其中在Sarvak地层取心作业4筒次，进尺66.78m，心长65.31m，收获率97.8%，平均单筒次进尺16.70m；Fahliyan地层取心作业2筒次，取心进尺35.80m，岩心长31.25m，收获率87.3%，平均单筒次进尺17.90m。

2.2 三筒取心方式作业情况

F9井总共进行了9筒次三筒取心作业，总进尺153.42m，岩心长144.06m，收获率93.9%，平均单筒次进尺17.05m。其中在Sarvak地层取心作业6筒次，总进尺99.22m，心长93.91m，收获率94.6%，平均单筒次进尺16.54m；Fahliyan地层双筒取心作业3筒次，取心进尺54.2m，岩心长50.15m，收获率92.5%，平均单筒次进尺18.07m。

2.3 双筒和三筒取心作业方式对比分析

双筒和三筒取心作业方式对比如表2：

从表2可以看出，双筒和三筒取心作业方式在F9井的岩心收获率和平均单筒次进尺数据方面都很接近，我们可以认为双筒和三筒取心作业方式在F9井的取心效率是一致的。从各自取心方式的地层对比看：Sarvak地层双筒取心方式与三筒取心方式平均单筒次进尺也很接近（分别为16.70m和16.54m）；收获率方面分别为97.8%和94.6%，双筒取心方式略高于三筒取心方式。Fahliyan地层双筒取心方式与三筒取心方式平均单筒次进尺分别为17.9m和18.07m，收获率分别为87.3%和92.5%，收获率方面双筒取心方式低于三筒取心方式。

不考虑取心作业方式，Fahliyan地层取心平均单筒次进尺都要高于Sarvak地层，而收获率方面都是Sarvak地层高于Fahliyan地层。

进行双筒取心作业的最大取心进尺能够达到18m，三筒取心作业的最大取心进尺能够达到27m。双筒取心作业取心6筒次有5筒次达到了最大取心进尺；而三筒取心作业取心9筒次，只有两筒次达到最大取心进尺。由此可以看出，F9井进行双筒次取心作业基本都达到了节省时间的目的，而三筒取心作业方式只有两筒次完全达到预期更加节省时间的目的，三筒取心方式较双筒取心方式更容易堵心。

3 影响中长筒取心作业的因素

中长筒取心作业能否在保证取心收获率的同时而增加取心进尺，达到节省钻井成本的目的，主要受以下几个因素的影响：

3.1 地层因素

地层条件是中长筒取心作业能否成功的主要因数。中长筒取心主要适用于中硬-硬地层，要求地层相对均质、相对致密、胶结良好、岩心成柱性强，几乎不存在天然裂缝、孔隙、孔洞等。若地层条件达不到要求，很容易造成堵心现象的发生。最终导致中止取心作业。

3.2 取心筒连接数

取心筒连接数量也是影响中长筒取心作业能否成功的关键因数。连接的取心筒越多，取心进尺就越大，所能够节省的时间越多，但是取心难度越大，成功几率越低。主要从以下几个方面影响：

3.2.1 工具稳定性。取心工具的特点是刚度低、稳性差、抗弯能力弱。进行中长筒取心作业时，会在取心外筒与外筒连接处加装扶正器，来保证取心工具的稳定性，但是取心内筒连接处却无扶正器。

由工程力学有关压杆稳定的理论知，压杆的稳定性是指受压杆件保持原有直线平衡状态的能力，临界压力的欧拉公式：

由欧拉公式可以看出，取心工具越长，就越更加容易失稳，从而更容易发生堵心现象。

3.2.2 岩心进筒阻力的影响。岩心进入岩心筒最大的阻力在于要克服上部岩心的重力，所接取心筒越多，所取岩心越长，岩心受到的上部重力作用越大，岩心进筒的阻力也更大。同时岩心在上部岩心重力作用下，更容易受到破坏而引起堵心现象的发生。

3.2.3 取心时间。取心筒越多，需要的取心时间越长，就会对岩心爪有较大的磨损，从而降低岩心爪的工作可靠性。

3.3 取心参数合理的选取

取心作业过程中，根据地层特点选取合理钻井取心参数，保证岩心顺利入筒。

3.4 钻头选取

适合地层的取心钻头，也能够保证岩心质量，节省钻井时间。

4 结语

（1）双筒取心是一种成熟的中长筒取心工艺，在F9井的取心作业中，都达到了提高钻井取心时效，节省钻井成本的目的。

（2）三筒取心方式在F9的取心作业中，整体效果跟双筒取心差不多，但它较双筒取心方式更容易发生堵心。

（3）三筒取心方式有两筒次取心作业达到了最大取心进尺，在条件许可的情况下，三筒取心方式能够更大程度节省取心作业时间，节省钻井

成本。

（4）地层的选择、取心筒连接数量、取心参数的合理制定、合适的取心钻头是中长筒取心作业能否成果的关键因素。

（5）中长筒取心作业连接的取心筒数量越多，所取的岩心进尺越多，节约的时间也越多，但是取心难度也越高。