２０１３年第２期 参堪晨科技 ９ 绳索取芯技术在煤层气井古１井的应用 张艳青 ，罗 军 ，黄维安 （１．胜利石油管理局渤海钻井总公司，山东东营２５７２００；２．中国石油大学石油工程学院，山东青岛２６６５８０） 摘要结合绳索取芯钻具升降钻具工序少、钻具稳定性强、岩心采取率高、适应性强和适用钻井液范围广等优点，在煤层气井古１井采用绳 索取芯工具成功进行煤层取芯，岩心获取率达到８２％以上。 关键词绳索取芯煤层 岩心获取率 工艺参数 古１井 中图分类号ＴＥ２４４ 文献标识码Ｂ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５—２８０１．２０１３．０２．６ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｗｉｒｅｌｉｎｅ ｃｏｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｉｎ ｃｏａｌｂｅｄ ｍｅｔｈａｎｅ ｗｅｌｌ ｇｕｌ Ｚｈａｎｇ Ｙａｎ—ｑｉｎｇ ，Ｌｕｏ Ｊｕｎ ，Ｈｕａｎｇ Ｗｅｉ—ａｎ （１．Ｂｏｈａｉ Ｄｒｉｌｌｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｈｅｎｇｌｉ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，Ｄｏｎｇｙｉｎｇ ２５７２００，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ，Ｑｉｎｇｄａｏ ２６６５８０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｗｉｒｅｌｉｎｅ ｃｏｒｉｎｇ ｔｏｏｌ ｗｉｔｈ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｌｉｆｔｉｎｇ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｓｔｒｏｎｇ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｈｉｇｈ ｃｏｒｅ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｒａｔｅ，ｂｅｉｎｇ ａｄａｐｔａｂｌｅ ｉｎ ｃｏｍｐｌｅｘ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｂｌｅ ｔｏ ａ ｗｉｄｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｆｌｕｉｄｓ，ｔｈｅ ｃｏｒｉｎｇ ｊｏｂ ｉｎ ＣＢＭ ｗｅｌｌ Ｇｕｌ ｗａｓ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｗｉｅ．ｒ １ｉｎｅ ｃｏｒｉｎｇ ｔｏｏ１．Ｃｏｒｅ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｐｅｒｃｅｎｔｇｅ ａＷａｓ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ８２％． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｗｉｒｅｌｉｎｅ ｃｏｒｉｎｇ ｃｏａｌ ｂｅｄ ｃｏｒｅ ｒｅｃｏｖｅｒｙ ｒａｔｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｗｅｌｌ Ｇｕｌ １ 绳索取芯钻具的组成及优点 绳索取芯钻具是一种用钢丝绳将打捞器从钻杆中 下到孔内，把容纳岩心的内管打捞提升上来进行取芯， 不必提升钻杆的单动双管钻具 。 １．１ 绳索取芯钻具的组成 绳索取芯钻具主要由双管部分和打捞部分组成。 双管部分由外管总成和内管总成组成，打捞器由打捞 机构、送入机构、安全脱卡机构和提升机构组成 Ｊ。 １．２绳索取芯钻具的优点 （２）提高钻具稳定性，可采用较大钻压和较快转 速钻进。 （３）提高了内管与钻头的同轴度，使岩心较顺利 地进入内管。 （４）能有效地防止机件损坏和烧钻事故。 （５）增加孔壁的稳定性，有利于陕速穿过复杂地层。 （６）使用范围广，特别是在中深孔中钻进更具优 越性。 ２古１井概况及钻遇地层岩性 （１）大大减少升降钻具工序，增加台班进尺。 女收稿日期：２０１２一ｌ１—２ｌ 作者简介：张艳青（１９７８一），男，硕士，毕业于中国石油大学（华 东），在胜利石油管理局渤海钻井总公司任工程师，从事钻井工程技 术管理。 古１井位于南华北盆地古城低凸起，设计井深 １７１０ｍ，目的层为二叠系上石盒子组、山西组煤层，实际 施工所钻地层岩性见表１所示。 ３古１井绳索取芯工艺 （２）机械夯钻在地震勘探中针对的成孔地质条件 相对特殊，使用范围狭小，不适用大部分地质条件下的 成孔要求。 ５ 结论 在地震勘探中，要根据实际情况，针对不同的地质 条件，采用该种地质条件下最好的成孔方法，这样才能 获得最佳的数据采集结果。 机械夯钻是一种针对流沙等河相地质条件下成孔 方法，运用在这种特殊地质条件下，能够有效的提高成 孔深度的准确，从而提高地震数据采集的进度。 参考文献： ［１］徐开礼，朱志逊等．构造地质学．地质出版社．２００５ ［２］唐辉明．工程地质学基础．化学工业出版社．２００８ ［３］郑世书等．专门水文地质学．中国矿业大学出版社．１９９９ （ａ）非机械夯钻成孔 （ｂ）机械夯钻成孔 ［４］姚姚．地震波场与地震勘探．地质出版社．２００６ ［５］孙家振，李兰斌地震地质综合解释教程．中国地质大学出版社．２Ｏ０２ 图５机械夯钻与其他成孔方法单炮记录对Ｉ：Ｌ ｌ０ 。象媳晨科技 ２０１３年第２期 表１古１井地质分层及岩性描述 系 组 埋深（ｍ） 岩性特征 第四系 平原组 ８４．０ 砂质粘土、粘：ｔ、细砂岩 明化镇组（Ｅ２ ） ５８８．０ 泥岩，局部与泥质粉砂岩、粉砂岩互层 第三系 馆陶组（Ｅｚ ） ６９０．０ 细砂岩夹泥岩，底部砂砾岩 与泥岩等厚互层 泥岩与砂岩略等厚互层，局 双浮组（Ｅ ） ８０８．０ 部粉砂岩、细砂岩与泥岩互 层 白垩系 临泉组（Ｋ １） ８８３．０ 泥岩、粉砂质泥岩夹浅棕色 泥质粉砂岩。 泥岩、粉砂质泥岩夹粉砂 上石盒子组（Ｐ２ ） １４７９．０ 岩、细砂岩，夹炭质泥岩及 薄煤层 二叠系 下石盒子组 （Ｐ１５８３．５ 深灰色泥岩、局部粉砂质泥 ｌ ） 岩夹浅灰色粉砂岩。 山西组（Ｐｌ ） ｌ７ｌ０ 泥岩、粉砂质泥岩夹灰黑色 碳质泥岩及薄煤层 ３．１ 绳索取芯工艺参数及效果 采用ＭＳ一２１５Ｂ型半合管式绳索取芯工具，组合 为：￣ｂ２１５．９ｍｍ取芯钻头＋ＳＸ一３型１２５绳索取芯工 具＋ｑｂ１２７ｍｍ专用钻杆。考虑到煤层机械强度低、易 破碎的结构特点，采用低排量、低钻压、低转速的技术 参数取芯。取芯前在预水化膨润土浆中补加双聚铵盐 胶液维护，调整塑性粘度及流型。 下完绳索钻具后，为确保取芯工作顺利进行，进行 了投入和取出取芯内筒装置的试取芯工作；取芯过程 中，如遇到快钻时，立即实施割心、提钻，获取岩心；采 用半合式取煤管取芯，防止破坏煤层的原始构造，出筒 后可很好的观测煤层的结构（见图１）。本井共取芯１２ 回次，总进尺５．２８ｍ，总岩心长度４．４２ｍ，收获率 ８３．７ｌ％（表２）。上石盒子组煤层取芯进尺２．３９ｍ，收 获率８５．３６％；山西组煤层取芯取芯进尺２．８９ｍ，收获 率８２．３５％；在上石盒子组和山西组煤层取芯收获率均 高于常规取芯工艺。 图１ 经绳索取芯获取的煤岩 表２古１井上石盒子组煤层取芯记录 地层 井深 ：ｍ） 进尺 心长 收获率 自 至 （Ｉｎ） （ｍ） ｆ％） １４３５．ｏｏ １４３５．５３ Ｏ．５３ Ｏ．５３ 『 １００．００ １４３５．５３ ｌ４３６．１８ ０．６５ Ｏ．５０ ７６．９２ １４３６．１８ １４３６．６９ ０．５１ Ｏ．５１ １ＯＯ．Ｏ０ 上石盒子 １４６５．２７ １４６５．９７ Ｏ．７Ｏ Ｏ．５Ｏ ７１．４３ １６４１．９Ｏ １６４２．１７ Ｏ．２７ Ｏ．２２ ８１．４８ ｌ６４２．１７ １６４２．６７ ０．５０ Ｏ．４２ ８４．００ １６４６．４９ ｌ６４６．７５ ０．２６ ０．２２ ８４．６２ １６４８．１６ １６４８．３３ ０．１７ Ｏ．１１ ６４．７１ 山西组 ｌ６４８．３３ ｌ６４８．５７ ０．２４ ０．２４ １００．００ １６４８．５７ １６４８．９２ Ｏ．３５ Ｏ．ｏ０ ０．ｏｏ １６４８．９２ １６４９．４２ Ｏ．５０ ０．４５ ９０．ＯＯ １６４９．４２ １６５０．０２ Ｏ．６０ Ｏ．７２ ｌ２Ｏ．ＯＯ ３．２ 绳索取芯工艺总结 （１）取芯前明确各施工环节及注意事项，制定异 常情况处理预案，了解煤层结构特征。 （２）取芯过程排量很低，不能很好地携岩，每趟取 芯完应大排量循环至少一周。 （３）起放绳索过程中，应尽量活动钻具。 （４）使绳索铅直，减少绳索对井口钻杆的磨损及 钻杆对绳索的磨损。 （５）没有科学依据判断仪器是否到位或起出，建 议将绳索装上张力计和深度计。 （６）应开发系列适应不同地层的取芯钻头，以增 加机械钻速，提高经济效益。 （７）内外筒较短，一次取芯原则上不超过１．５ｍ，应 开发稍长的岩心筒。 （８）内简直径偏小，须做好送钻、竖心、割心等工 作，保证岩心质量和收获率。 （９）在深井中进行绳索取芯，因大水眼和钻具强 度要求，建议使用５ １／２ 钻杆。 ４结论及认识 （１）绳索取芯钻具具有升降钻具工序少、钻具稳 定性强、岩心采取率高、在复杂地层中钻进适应性强和 适用钻井液范围广等优点。 （２）绳索取芯技术在煤层气井古１井获得成功应 用，获得了较高煤岩岩心收获率，但在钻具、绳索防磨 损、岩心爪质量、钻头选型等方面仍然需要攻关。 参考文献： ［１］孙建华，张永勤，赵海涛等．复杂地层中深孑Ｌ绳索取芯钻探技术 研究［Ｊ］．探矿工程（岩土钻掘工程），２００６，３３（５）：４６～５０ ［２］王禹，刘波，高洪志．油页岩地层绳索取芯钻探冲洗液技术探讨 ［Ｊ］．探矿工程（岩土钻掘工程），２００７，３４（１０）：３２～３４ ［３］张伟．取芯钻进的技术经济学研究［Ｄ］．武汉：中国地质大学 （武汉），２００６
