大口径绳索取心钻进工艺在页岩气地质调查川蔺参1井中的应用

为了获取参数井压裂设计的相关参数,需要对井眼进行阵列声波测井和微侧向电阻率测井,需要采取大直径岩心进行力学实验。采用固体岩心钻探取心工艺,钻孔口径难以达到物探测井仪器入井要求,岩心直径也不能满足实验要求,必须采用大口径取心工艺才能满足设计要求。同时,常规取心工艺难以满足页岩气勘探对岩心（页岩或者煤心）提升时间的要求,绳索取心工艺在这方面优势明显。本篇介绍了大口径绳索取心工艺在页岩气地质调查井川蔺参1井的成功应用,根据大口径绳索取心钻具的结构特点,结合目的层岩性特征,总结了合理的取心钻进工艺参数和技术保障措施,取得了较好的效果。     

深部钻探绳索取心跨口径钻具的应用研究与拓展

在深部地质岩心钻探中,绳索取心是最常用的钻进工艺。由于绳索取心钻进环状间隙小,需要采取加大钻头的方式,解决泵压高、“激动”压力大造成孔壁失稳等问题。深孔施工在不下套管的情况下直接将钻头加大到上一级口径,可以解决环状间隙问题,还能多出一级备用口径。通过对绳索取心钻杆能力进行分析,研制了跨口径系列绳索取心钻具,并在实践应用中不断改进,为深部地质岩心钻探的钻孔结构设计和复杂地层钻进提供了保障,应用效果良好。为满足地热钻探的长孔段取心要求,提出了大口径绳索取心钻具的设计方案,进一步拓展了绳索取心工艺的使用范围。     

SM系列绳索取心采煤钻具

煤田采用绳索取心钻探是提高经济技术效果的有效途径。“SM系列绳索取心采煤钻具”的研制成功为在煤田推广绳索取心钻探提供了可靠的取心工具。采煤钻具不但具有S75绳索取心钻具先进的单动、减振、到位报信、岩心堵塞报信等装置,而且具有特殊的半合管结构,能够取出并能观察到煤心的原状结构。它适用于煤层薄、层数多、层位变化大、煤性脆、松软等不稳定煤层的取心。其中SM－2型钻具特别适用于钻进粉煤,SM－4型钻具特别适用于钻进含有夹的硬脆煤层。钻具性能可靠,是目前煤田勘探中较先进的特种取心工具。     

深孔及松软地层大口径绳索取心钻具的研究与应用

为解决深孔大口径及松软地层取心难的问题,推进取心钻探技术的发展,研发了一套大口径绳索取心钻具。着重介绍了大口径绳索取心钻具的结构特点、技术参数、技术创新及使用效果。应用结果表明,该大口径绳索取心钻具结构合理、各机构动作可靠、岩心采取率高,能够满足深孔及松软地层的取心要求。     

2000米地质岩心钻探关键技术与装备研制成功

本刊讯，2010年4月10日，使用勘探技术研究所研制的YDX-5型全液压地质岩心钻机（设计钻深能力2000m）及N级口径（Ф76mm）绳索取心钻具施工的山东省乳山金青顶金矿区ZK43—1孔顺利结束，终孔深度达到2212．80m。这一钻进深度创造了目前国内全液压地质岩心钻机最大应用深度纪录。     

S59C型绳索取心冲击回转钻具

S59C型绳索取心冲击回转钻具（简称S59C型绳冲钻具）是与S59型绳索取心钻具配套使用的一种新型钻具。它综合了冲击回转钻具和绳索取心钻具的优点，是两者的有机结合。该钻具可用于口径为φ59mm、倾角为75°～90°、深为0～500m的钻孔中。该钻具适用于中硬以上岩层中钻进，尤其是对坚硬、致密、弱研磨性地层，可大幅度提高钻进效率，并能有效地减轻孔斜和岩心堵塞现象。从而提高了回次进尺长度和提大钻间隔，并且孔内事故减少，钻探费用降低。因此使用该钻具施工可获得良好的经济效益。     

Φ215.9mm四牙轮取心钻头设计与应用

针对硬岩及复杂地层取心钻进效率低、钻头寿命短的问题,依托“深海钻探技术与工程支撑”项目研制了Φ215.9 mm四牙轮取心钻头。通过合理布置牙轮角度与分布、优化取心结构,有效提高岩心采取率,保证钻头在硬岩中的钻进速度与可靠性。在之前进行了陆地试验和海洋试验并不断优化改进的基础上,本次在内蒙古自治区呼和浩特市清水河县首次进行了实验性的地热勘探取心施工,全段地层均为高研磨性、高硬度花岗岩,取心困难。采用Φ215.9 mm牙轮取心钻头配合常规的取心钻具,钻进效率达1.2 m/h,岩心采取率为70%~90%,取得了较好的应用效果,为海洋钻探硬岩取心提供了技术保障。     

页岩气调查泉参1井大口径同径取心钻进工艺

页岩气调查参数井——泉参1井页岩气目的层具有硬度高、脆性大等特点,可钻性级值高,平均为6.15;取心钻进时存在机械钻速低、回次进尺少、岩心采取率较低等问题。本文在泉参1井工程实践基础上,总结大口径钻井同径取心钻进经验。采用转盘+螺杆复合钻进方式,钻进过程中合理调整钻进参数,有针对性地选择取心钻头、配套取心钻具,增加回次进尺长度,满足取样测试相关要求,提高取心钻进效率。     

绳索取心钻进技术讲座

一、绳索取心钻具1．绳索取心钻进对钻具的技术要求：绳索取心钻进必须具有既能取心又能在钻杆内升降内管，所以绳索取心钻具和普通金刚石小口径钻具不同，它除了能够实现单动和卡取容纳岩心外，还必须完成下列主要动作。（1）内岩心管能从钻杆内下到外岩心管中的预定位置并悬空单动，防止钻讲过程中内岩心管向上串     

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。     

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。     

望江凹陷页岩油气地质调查皖望地2井钻井技术

皖望地2井是部署在下扬子陆块沿江褶断带望江凹陷许岭次凹斜坡带的一口页岩油气地质调查井,设计井深1600 m,完钻井深1632 m。钻探目的是主探二叠系大隆组-孤峰组页岩含气性,兼探区域地层层序、岩性、岩相发育情况。针对该井泥砂互层、井壁不稳、岩性复杂、取心困难等问题,通过改进绳索取心钻具及工艺、改善泥页岩等敏感地层钻井液体系、优化钻进参数,提高了钻进效率,确保了岩心采取率。并对钻进过程中出现的问题进行分析,提出了改进措施,为同类型小口径页岩气调查井的钻进施工提供技术参考。     

2000m地质岩心钻探关键技术与装备钻探试验示范工程取得重大进展

本刊讯 2010年3月15日,应用中国地质科学院勘探技术研究所研制的全液压地质岩心钻机及NQ口径绳索取心钻具施工的山东省乳山金青顶金矿区ZK43—1钻孔深度顺利超过2000m。这一钻进深度成为了目前国内全液压地质岩心钻机最大应用深度纪录,标志着国家“863”计划重点项目“2000m地质岩心钻探关键技术与装备”钻探试验示范工程取得重大进展。     

大口径取心钻具成功用于“松科二井”

<正>[本刊讯]不久前,中国地质调查局勘探技术研究所自主研制的311mm大口径提钻取心钻具在"松科二井"施工过程中应用成功,减少了1700m的扩孔工作量。据介绍,为避免"小径取心、大径扩孔",勘探所创新性地提出了"同径取心、一径到底"的技术路线,"松科二井"三开设计钻孔直径311mm,为了减少扩孔工作量,勘探所研制了311mm大口径提钻取心钻具——KT298单动双管钻具,并于2014年5月     

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。     

鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床钻探施工难点及技术措施

鄂尔多斯盆地纳岭沟铀矿床勘探钻探施工存在松散砂岩岩心取心率低、卵砾石层钻进缓慢、泥岩地层钻进效率低和钻孔易偏斜问题。通过采用多种采心方法、冲洗液维护、优化钻头的使用和合理钻具级配等技术措施,在保直防偏、提高岩心采取率、提高卵砾石和泥岩地层钻进效率方面取得了很好的效果。较好地解决了施工中遇到的难点,提升了钻进效率和钻孔质量,积累了更多的砂岩钻探施工的经验。为今后在鄂尔多斯盆地北部砂岩型铀矿钻探施工提供了经验。     

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。     

推广小直径岩心牙轮钻头

提高固体、液体和气体矿产取心钻进效率的潜力之一,是研制和推广岩心倒刺牙轮钻头。为了提高坚硬岩层的取心钻进技术经济指标,中央设计局设计了两种 4K－132 K及6K－112 K型岩心倒刺牙轮钻头,使用时配有 1KC－132及 3 KC－112型钻具。     

深厚覆盖层绳索取心钻探工艺实践

山西省清徐县测区（清徐县幅、徐沟幅）1：5万区域地质调查项目ZK03钻孔设计孔深3000 m,要求全孔取心,岩心采取率≮85%,岩心直径≮60 mm,采取原状岩样。针对深厚覆盖层、大直径高保真全孔取心等难题,通过分析所钻地层特点、可能存在的孔内事故、应用CHD127型绳索取心钻具、优化钻具结构、采用稳压钻进技术、加强现场泥浆使用管理等多措并举,创新性探索出“水源钻机+绳索取心+长裸眼孔段”工艺,高质量完成了施工任务。现场实践表明,深厚覆盖层连续取心施工使用“水源钻机+绳索取心”工艺要优于立轴式岩心钻机;绳索取心钻具内管加PVC管可以满足岩样保真及采取率要求;高质量低固相泥浆性能可以实现深厚覆盖层全裸眼钻进。“水源钻机+绳索取心+取心钻具内衬PVC管”工艺可以在岩土工程勘察、中硬以下岩层水文地质孔、煤层气勘探深孔中推广应用。     

绳索取心钻进技术讲座

岩心钻探目的是为了获得地质资料——岩矿心，提钻取心是惯用方法，随着金刚石岩心钻探事业的迅速发展，升降钻具成为最花费时间的一项辅助工序。根据钻孔深度和钻进方法的不同，岩心钻探过程中，一般纯钻时间和升降钻具时间各占30～40％左右，尤其是钻孔越深，升降钻具所花费的时间越多；同时，它又是机械化程度差，劳动强度大的辅助工序，所以，减少辅助工序时间，增加纯钻时间，提高钻进效率，最有效的途径是减少升降钻具时间。为此采用了不提钻取心钻进法，它又分为绳索取心和反循环连续取心。所谓绳索取心钻进，就是在钻进过程中，当岩