水平井保壓取心技術(shù)應(yīng)用與突破

水平井保壓取心技術(shù)應(yīng)用與突破摘要：保壓取心技術(shù)目前在國(guó)內(nèi)逐漸規(guī)?；瘧?yīng)用于非常規(guī)油氣資源項(xiàng)目。其獲得原始地層參數(shù)的技術(shù)特點(diǎn)，在對(duì)地層的準(zhǔn)確評(píng)估中起到了重要的作用。也成為非常規(guī)油氣資源勘探的一項(xiàng)利器，目前針對(duì)頁(yè)巖油藏、致密砂巖氣藏及煤層氣藏的原始資料獲取具有一定的幫助。由于井型的限制，長(zhǎng)城鉆探工程院根據(jù)大斜度井的實(shí)際需求對(duì)工具做出了很大的改進(jìn)，采用內(nèi)外筒內(nèi)部差動(dòng)的模式進(jìn)行割心操作，避免了外筒下行遇阻造成割心失敗的可能性，目前在川渝地區(qū)的水平井保壓取心已施工5口，井斜超過(guò)89度，其中一口井水平段長(zhǎng)700米。這幾口井的成功應(yīng)用驗(yàn)證了長(zhǎng)城保壓取心在水平井段的施工能力和技術(shù)先進(jìn)性。關(guān)鍵詞：水平井保壓取心；內(nèi)筒差動(dòng)割心；致密砂巖氣；目前非常規(guī)能源的勘探開發(fā)已經(jīng)納入國(guó)家級(jí)重點(diǎn)能源開發(fā)對(duì)象，對(duì)于非常規(guī)能源開發(fā)方案的制定需要真實(shí)的原始地層資料，如何有效獲取目的層的原始資料又不造成井下安全事故是目前取心技術(shù)的重點(diǎn)。長(zhǎng)城保壓取心技術(shù)近幾年取得了規(guī)?；瘧?yīng)用，能最大限度的減少巖心中的油氣等組分的損失，可準(zhǔn)確求取井底條件下儲(chǔ)層流體飽和度等重要地層參數(shù)［1］尤其在非常規(guī)資源的研究和勘探方面，保壓取心技術(shù)獲取的巖心資料可為儲(chǔ)量計(jì)算提供最真實(shí)、可靠的數(shù)據(jù)，也是目前國(guó)內(nèi)最為先進(jìn)的取心技術(shù)。1GW系列保壓取心工具1.1工具結(jié)構(gòu)GW系列新型保壓取心工具主要由差動(dòng)總成、壓力補(bǔ)償總成、上部密封機(jī)構(gòu)、測(cè)量總成、保壓內(nèi)筒總成、球閥密封裝置、外筒和取心鉆頭組成。差湖L構(gòu) 壓力辛圍總成 刃!函林 保任由筒和困由裝胃控制隱花 *雁系抗 測(cè)■睡毓 岸壓基統(tǒng)

圖1保壓取心工具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖表1GW-CP194-80A型保壓取心工具主要類型參數(shù)號(hào)序名稱描述適用井型井眼尺寸mm1GW-CP194-80A-01LLrr、石心：①80mmX1.3m，壓力60MPa15.922GW-CP194-80A-02LLrr、石心：①80mmX3.3m，壓力60MPa水平井及大斜度井15.923GW-CP194-80A-03LLrr、石心：①80mmX5.3m，壓力60MPa15.921.2工具技術(shù)特點(diǎn)GW-CP194-80A-01型保壓取心工具主要應(yīng)用于水平井保壓取心，與常規(guī)保壓取心工具做了相應(yīng)的改短設(shè)計(jì)，割心方式與傳統(tǒng)外筒下行模式有很大提升，避免外筒與井壁因?yàn)槟プ杼蠖鴮?dǎo)致球閥關(guān)閉失敗，對(duì)于定向井及大位移水平井段取心有很大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。因?yàn)楸喝⌒墓ぞ咄鈴酱?，與井壁的磨阻很大，如果井徑不規(guī)則會(huì)導(dǎo)致傳統(tǒng)保壓取心工具割心失敗，這個(gè)技術(shù)改進(jìn)收到很大的效果，同時(shí)巖心直徑增加到80mm，比目前所有的保壓取心工具巖心直徑都大，對(duì)于實(shí)驗(yàn)室研究有很大的科研價(jià)值，準(zhǔn)確性高，分析的數(shù)據(jù)更有利用價(jià)值。（1）內(nèi)筒差動(dòng)模式可以充分利用外筒內(nèi)部液壓驅(qū)動(dòng)，滑動(dòng)式上提，成功率高，球閥密封性好，也是這個(gè)技術(shù)的關(guān)鍵改進(jìn)點(diǎn)，目前應(yīng)用了5口水平井，球閥關(guān)閉成功率100%[2]。圖2保壓取心工具差動(dòng)關(guān)閉原理1.為了獲取更精準(zhǔn)的地層參數(shù)，將巖心直徑提高到80mm，是目前世界上能獲取到的最大的保壓巖心直徑。對(duì)于獲得油藏原始數(shù)據(jù)的真實(shí)性提供了更大的技術(shù)支撐。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)獲得的數(shù)據(jù)也更有參考價(jià)值。圖3保壓取心現(xiàn)場(chǎng)施工3GW系列保壓取心技術(shù)在水平井的應(yīng)用現(xiàn)狀目前水平井保壓取心共計(jì)應(yīng)用4口井，常見的難題是水平段長(zhǎng)且井眼軌跡不規(guī)則，狗腿度最大9度/30米，水平段最長(zhǎng)700m。需要克服的難點(diǎn)：一是工具入井曲率半徑安全窗口窄、井下取心鉆進(jìn)動(dòng)力差且安全系數(shù)低、球閥關(guān)閉效果差導(dǎo)致保壓成功率低。采取的改進(jìn)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)對(duì)措施主要是，工具改短設(shè)計(jì)增大工具入井曲率半徑安全范圍，取心前模擬取心作業(yè)通井，保障工具入井的井壁安全，避免卡鉆，同時(shí)針對(duì)性的改進(jìn)鉆頭切削和水利沖擊性能，增加取心鉆進(jìn)效率，水平段投球坐封靈敏度提升設(shè)計(jì)，可以保障大球一次性完好入座⑶。3.1取心施工案例1合川氣田保壓取心施工共3口井，水平段最長(zhǎng)500米，狗腿度最大超過(guò)9度/30米，通過(guò)工具模擬入井操作獲得了井眼軌跡的基本信息資料，首先嘗試了改短取心工具進(jìn)行保壓取心施工，取心鉆頭專門設(shè)計(jì)了復(fù)合式功能取心鉆頭4,耐研磨的基礎(chǔ)上增加了切削效果，平均米鉆時(shí)30~50分鐘，同時(shí)投大球座封采用大排量送球，聯(lián)動(dòng)關(guān)閉效果很好。沒(méi)有出現(xiàn)球閥關(guān)閉不嚴(yán)的情況。3.2取心施工案例2西南油氣田九絲鎮(zhèn)油區(qū)設(shè)計(jì)寧209H12-2井水平段保壓取心，取樣目的層在水平段700米處，井眼軌跡比較復(fù)雜。工具入井前處理泥漿，修整井壁割心過(guò)程比較順暢，大球落座碰壓正常，整個(gè)取心過(guò)程按照設(shè)計(jì)方案實(shí)施，沒(méi)有出現(xiàn)異常，尤其割心效果一步到位。這口井的成功實(shí)施再次驗(yàn)證了保壓工具的適用性和先進(jìn)性，割心效果達(dá)到預(yù)期，新的割心方式避免了卡鉆風(fēng)險(xiǎn)和球閥關(guān)閉失敗的可能性，在水平段取心的優(yōu)勢(shì)和成熟性顯而易見。3.3取心施工案例3西南油氣田瀘203井保壓取心施工，該井的施工難點(diǎn)在于井眼軌跡不規(guī)則，狗腿度較大，井下情況復(fù)雜，取心過(guò)程中起下鉆磨阻超過(guò)50噸，割心地面顯示不明顯且易發(fā)生粘卡事故。傳統(tǒng)的保壓外筒下行割心方式勢(shì)必會(huì)增加卡鉆風(fēng)險(xiǎn)，造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失，這口井的成功實(shí)施也說(shuō)明了工具具有很高的適應(yīng)性，安全系數(shù)很高。圖4施工現(xiàn)場(chǎng)3.4巖心切割及現(xiàn)場(chǎng)采氣目前巖心處理整體分為兩類：一是現(xiàn)場(chǎng)巖心液氮冷凍實(shí)驗(yàn)室收集數(shù)據(jù)；二是現(xiàn)場(chǎng)采集游離氣后直接進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)吸附氣和解析氣采集。致密砂巖地層由于游離氣釋放較少，一般采用液氮冷凍后實(shí)驗(yàn)室解析搜集計(jì)量氣體總量。頁(yè)巖地層一般采用第二種方式，現(xiàn)場(chǎng)搜集到大部分游離氣及吸附氣，剩余小部分實(shí)驗(yàn)室采集修正[4]4取心效果4.1實(shí)際取心過(guò)程中，這幾口井的取心效果達(dá)到預(yù)期，和實(shí)驗(yàn)室的對(duì)接很順暢，保障了取心數(shù)據(jù)的有效采集。對(duì)后期制定開發(fā)方案提供了有力支撐。4.2頁(yè)巖氣的取心現(xiàn)場(chǎng)每次都點(diǎn)火成功，與常規(guī)取心相比獲得的氣量明顯增加，更接近真實(shí)數(shù)據(jù)。致密砂巖氣的實(shí)驗(yàn)室解析效果也遠(yuǎn)大于常規(guī)取心獲得的氣量，對(duì)于水平段人工氣藏的建設(shè)方案制定和開發(fā)效果預(yù)期都有可靠的數(shù)據(jù)支撐。表2水平井取心數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表序號(hào)井號(hào)進(jìn)尺（米）心長(zhǎng)（米）收獲率（%）巖性年份1合川001-74-H35.355.0794.77致密砂山q石氣20202合川001-3-X52.872.03570.91致密砂山q石氣20203合川001-878.906.2069.66致密砂山q石氣20204 寧209 1.00 1.00 100.00頁(yè)巖氣20H12-2 205結(jié)論1.現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，GW-CP194-80A型保壓取心工具滿足水平井保壓取心作業(yè)需求，技術(shù)成熟且安全可靠，滿足規(guī)模化應(yīng)用條件。2.GW-CP194-80A型保壓取心工具配套技術(shù)完善，數(shù)據(jù)精準(zhǔn)有效，在行業(yè)內(nèi)屬于領(lǐng)先水平。參考文獻(xiàn)[1]楊立文，孫文濤，羅軍，等.GWY194-70BB型保溫保壓取心工具的研制和應(yīng)用[J].石油鉆采工藝，2014，36(5):58-61.羅軍.保壓密閉取心技術(shù)在延頁(yè)27井的應(yīng)用[J].鉆采工藝，2015，38(5):113-114.楊立文，蘇洋，羅軍，