准噶尔盆地玛页1井长筒取心技术

玛页1井是新疆油田股份公司在准噶尔盆地西部隆起乌夏断裂带部署的一口风险探井,目的是探索风城组页岩油和常规高孔火山岩油藏的勘探潜力,全井设计取心275 m,实际取心445 m,该井具有取心井段长、致密泥岩地层取心效率低、裂隙发育段易堵心等特点。针对该区域地层特点及玛页1井长井段取心面临的技术难点,通过应用KT216型钻具长筒取心技术,配套井底动力高转速驱动金刚石钻进工艺,与邻井相比,玛页1井长井段取心钻进综合效率提高1.79倍,连续取心长度445 m,单回次取心长度41.97 m,创该区域历史最高纪录,可为后续该区域长井段连续取心实施提供参考和借鉴。     

国内常规海洋地质钻探取心技术进展

为实现在海洋地质钻探中高效、便捷地采获海底各类地层样品,设计研发了绳索取心泥浆静压活塞取心钻具、海洋砂质地层绳索取心钻具和液动冲击绳索取心钻具,并在南海进行了钻探试验和作业。结果表明,泥浆静压活塞取心钻具能有效减少样品扰动,原始结构较为完整,海洋砂质地层绳索取心钻具和液动冲击绳索取心钻具在粉砂层、砂层中的岩心采取率高于规范要求,能够满足作业需求。     

对复杂地层偏心扩孔跟管取心钻具的设想

针对复杂地层钻进和取心困难的问题，将潜孔锤跟管钻进、局部反循环取心工艺和单动双管取心钻具结合起来，设想了一种复杂地层偏心扩孔跟管取心钻具。论述了设计原则、设计思路、钻具工作原理以及钻具的特点。     

珊瑚礁地层钻探取心技术研究及应用

人工吹填珊瑚岛礁地层结构比较特殊,以珊瑚砂和珊瑚碎屑为主,取心和成孔难度较大。以南海某岛礁地质钻探取心工程实践为例,针对地层岩性特点,采用一系列对应技术措施：上部松散或弱胶结砂砾层采取跟管钻进和无水干钻取心技术;礁灰岩全漏失地层设计了一套掏砂钻具进行掏砂,确保井眼干净;软硬互层采用超前侧喷钻头;粉砂质地层采取小口径钻具无水干钻取心技术等。该技术在18个钻孔实施中取得了良好的效果,可为后续珊瑚礁地层钻探取心提供借鉴。     

FDS-P型绳索取心钻具研制及试验研究

针对复杂地层绳索取心钻进时易出现的内管总成打捞失败问题,开展了FDS-P型绳索取心钻具研制。基于内管总成打捞失败原因分析,完成了FDS-P型绳索取心钻具设计,通过室内试验,初步验证了钻具结构设计的合理性。为进一步验证钻具性能,在贵州页岩气井开展了野外生产试验,先后完成16个回次取心钻进,累计进尺39.03 m,岩心采取率达到98%以上,其中有6个回次发生堵心,内管打捞全部成功,内管到位及堵心均得到了及时提示。实际应用结果表明,FDS-P型绳索取心钻具结构设计合理,具有良好的到位及堵心报信提示作用,内管总成打捞可靠性得到显著提升,有效提高了易堵心地层钻进效率及岩心采取质量。     

西藏鸭湖地区天然气水合物调查井钻探施工技术

西藏羌塘盆地是公认的天然气水合物有利找矿区,钻探取心是鉴别天然气水合物最直接、最准确的手段。为满足天然气水合物钻探需求,制定了大直径取心、低温泥浆护心的技术方案。试制了跟管取心钻具和大直径绳索取心钻具;逐步完善低温泥浆配方;研制出新型高效泥浆冷却装置。在鸭湖地区天然气水合物调查井施工中,克服地层复杂、环境恶劣等难题,完成钻探取样施工,终孔深度700.70 m,岩心采取率满足地质要求。查明了地层岩性、冻土厚度、气源、岩石物性特征等,不仅为天然气水合物资源评价也为其他油气资源调查提供了地质资料、技术支撑和人才储备。     

青海贵德ZR1干热岩井钻进工艺研究

青海贵德ZR1干热岩井具有高温、高硬度、高研磨性的特点。在施工中优选聚磺钻井液体系,在高温高压下保持良好的流变性与较低的滤失量,满足干热岩井施工要求,应用效果好。通过分析地层岩性、岩石物性等因素,选择了适于该井高硬度、高研磨性地层钻进的牙轮钻头,并取得1.24 m/h平均机械钻速。通过实验与实践,掌握了高温井（130 ℃）固井工艺,固井止水质量检查合格。使用川5-4型取心器成功在高温、高压、较破碎地层完成了取心作业,取心率45%～83%。     

囊袋多节捆绑式绳索取心钻具的设计与应用

由于现有的普通绳索取心钻具缺乏隔水与护心装置,在松散、软弱、破碎等复杂地层取心钻进时,破碎岩心易被冲蚀,提钻过程中岩心易脱落,使岩心采取率和取心质量达不到设计要求,甚至无法采取到岩心。针对上述问题,设计了一种囊袋多节捆绑式绳索取心钻具。该钻具在普通绳索取心钻具基础上增加了多节捆绑式囊袋总成结构,并与超前侧喷钻头配合使用。囊袋可以隔绝冲洗液,有利于取得原状岩心,通过分段捆绑,可以有效包裹住岩心,防止其在提钻过程中脱落。超前侧喷钻头改变了冲洗液流向,起到隔水与护心的作用。现场应用表明,该钻具能够完成在松散、软弱、破碎等复杂地层的钻探工作,岩心采取率达90%以上,取心质量也得到明显提高。      

松辽盆地页岩油勘探大口径取心技术

大口径取心技术为页岩油勘探提供了准确可靠的岩心地质资料,本文主要介绍了川7-4型、KT-194型大口径常规取心钻具和ZYVC型大口径密闭取心钻具的技术参数以及这3种取心钻具在松页油2井大口径取心中的应用情况,通过对取心钻具、取心钻头、取心钻进参数的调整和改进,机械钻速大幅度提高,岩心质量优良,提高了钻进效率,为页岩油勘探取心提供了丰富经验和技术方法。     

绳索取心技术在覆盖地层钻井中的应用

为提高吉林白城地区的吉洮地1井、吉白地1井两口油气地质调查井钻探生产效率,在覆盖地层钻井中应用绳索取心技术。基于所钻地层岩性特征,结合提钻取心与绳索取心工艺特点,通过设计钻头、钻井冲洗液,改进钻进规程参数与钻具水口流经通道,在覆盖地层（厚约1 100 m）钻井中成功应用绳索取心钻进方法。相比传统单管/双管提钻取心方法,钻进效率与岩心采取率提高两倍以上,提大钻周期提升至2 d以上,大大降低了劳动强度,节约工期近30 d。详细介绍了白城地区覆盖地层钻井中应用绳索取心技术的改进方法与施工经验,对今后在覆盖地层钻井中推广应用绳索取心技术具有一定借鉴意义。      

涡轮取芯钻进工艺在干热岩钻井中的应用

我国干热岩勘探刚刚起步。为准确评价干热岩型地热资源的资源量,需要钻获高质量的干热岩岩心,但目前针对高温、高硬度、高研磨工况下的干热岩取芯钻进工艺研究较少,严重制约了干热岩型地热资源的准确评价。为此,自主研发了Φ127 mm涡轮钻具,在福建漳州HDR-1井和青海共和GR1井进行了干热岩钻井取芯应用研究,研究验证了研发的涡轮钻具与KT-140取芯钻具的适配性、涡轮钻具与金刚石取芯钻头的匹配性,揭示了高温和硬岩井况下涡轮钻具工作特性,经受住了孔底236 ℃高温考验,钻获了高质量岩心,取得了涡轮钻具现场测试应用的各项参数;涡轮取芯钻进工艺与常规取芯钻进工艺相比,既充分发挥了涡轮钻具高转速的性能,也发挥了其耐高温、耐研磨、耐高地应力、使用寿命长和现场劳动强度低的特性,干热岩取芯钻速和质量大大提高。该工艺是高温深孔干热岩井下动力回转钻具驱动取芯钻头进行取芯钻进的首次成功尝试,为干热岩涡轮钻具复合取芯钻井技术的进一步科研攻关、现场试验与推广应用提供了宝贵的施工应用经验和借鉴,也将为我国干热岩科学钻探与深部地热资源勘探提供新的技术支撑。     

深孔复杂地层绳索取心钻具优化设计思路

采用绳索取心钻进技术在深孔复杂地层钻进时,易出现内管钻具打捞失败、岩心卡断失效及岩心易冲蚀等问题。本文从实际问题出发,结合国内外绳索取心钻具的发展现状,给出了钻具结构的优化设计思路,包括岩心管涂层减阻及振动解堵、弹卡机构防顶死设计、增加卡簧与岩心之间摩擦力、增大钻具内部过流面积、改变钻头处冲洗液流向等,以进一步提高绳索取心钻具在深孔中的钻进效率。     

云南江城钾盐基准井钻进工艺分析

云南江城钾盐基准井位于思茅凹陷东区南部向斜翼部两条断层交汇处,构造相对发育,岩石破碎。其施工目的主要目的是通过取心钻进获取＂中、新生代＂含盐建造完整的地层序列,建立一个可供找钾参照的＂标杆地层柱＂。其施工的难点是上部地层以石英砂岩为主,与泥岩互层,泥岩较软、易水化、难取心;砂岩坚硬、研磨性强;下部地层主要以泥岩为主夹薄层砂岩,泥岩致密硬脆,在孔底呈弹塑性,可钻性极差。通过选择合理的钻井设备,优化钻具组合,制订切合实际的钻进参数,采用镁基盐水钻井液,进行川-74取心筒传统取心和绳索取心钻进,获得了盐矿心无溶蚀现象,井眼轨迹和岩心采取率均达到设计要求的较好效果。     

国内外割心钻具研发概况与分析

在松散、松软、破碎等复杂地层钻进时,与常规取心技术相比,割心技术能够获得更高的岩心采取率。国内外研发的割心钻具主要包括双动双管、单动双管和绳索取心割心钻具3种,钻具研发的关键点主要包括岩心爪结构设计和加压方式选择。从钻具研发情况看,三角形岩心爪具有良好的闭合性能,液力加压能够实现对割心压力的准确控制,绳索取心割心钻具钻进效率较高,但研发难度相对较大。本文详述了国内外割心钻具的结构设计特点及取心操作流程,分析了钻具设计原理的优缺点,提出了割心钻具发展趋势,为割心钻具的优化设计奠定了基础。     

气举反循环连续取心工艺探索

气举反循环钻进技术是钻井工程中一种比较成熟的钻进手段,已经得到了广泛应用。但气举反循环连续取心技术仍处在探索研究阶段,前人已经针对这一技术做了原理性探究试验,但尚未进行连续的取心试验,而且现有的双壁钻具也存在无法满足由于上返岩心质量和直径大对其密封性和耐用性的要求。因此有必要进一步开展理论研究、优化钻具设计、进行连续取心试验来探究这一工艺发展前景。通过试验证明大通径双壁钻具设计可靠耐用,成功连续取得岩心。所取岩心及时,无污染,代表性强,能较真实的反映地层层位、深度、颗粒级配,不存在对岩心反复冲刷及重复破碎状况。     

大直径加重管组合绳索取心钻具研究与应用

新型能源勘探与常规矿产资源勘探的要求有所不同,其主要特征是孔深、直径大、地层复杂、工程精度要求高,而小口径绳索取心钻进工艺技术已难以满足新型能源勘探的要求。为了解决这一问题,本次研究在小口径绳索取心钻具的基础上加以改进,研发了一种大直径加重管组合绳索取心钻具,并在浙江临安页岩气勘探区块钻探中应用,解决了大直径深孔取心效率问题,取得了良好的效果。该钻具具有孔底加压、工作稳定、保直防斜、冲洗液上返阻力小,一次性成孔等特点,对深孔大直径绳索取心钻探技术的探索研究具有一定的指导和启迪作用。本文重点介绍了该钻具设计思路和方案,钻具结构作用原理和主要技术参数及应用情况。     

提高复杂地层取心质量的新型钻具

地质勘探钻进的主要任务是可靠准确地获取有代表性的地层岩芯样品,然而,在复杂地层中,现有的钻探方法很难获得有代表性的高质量岩芯样品.本文介绍了一种双管强制取芯新型钻具.论述了其工作机理,对其关键机构的设计进行了分析探讨,并归纳出新型钻具的主要技术特征,生产试验表明,该新型钻具能够显著提高复杂地层的取芯质量,应用前景广泛.     

南极冰下基岩热水驱动快速取心钻具研究

南极大陆冰下基岩岩心对研究南极大陆地质构造及成因具有重要意义,目前尚没有任何一个国家在南极内陆成功钻取冰下基岩样品,研制可快速钻至冰岩界面并完成基岩采样的钻进设备迫在眉睫。针对极地冰下基岩取样技术难题,提出了一种可结合热水钻系统使用的采用热水驱动的冰下基岩取心钻具概念设计。该钻具系统采用常规热水钻完成南极大陆上覆冰层钻进,然后更换热水取心钻具穿过已有钻孔快速到达冰岩界面,完成冰下沉积物和基岩取心钻进,大大缩短基岩取心时间,提高钻进效率。结合中国自主研发的热水钻系统参数,对螺杆马达压力损失和输出扭矩进行理论计算,提出了螺杆马达选择依据。该技术有望在未来极地冰下基岩取心钻进中发挥重要作用。