(6)把岩心筒提出井口,卸开下护丝,用专用尺子检查纵向间隙,一般为8~13毫米。如果不合适,要通过加减垫片调节,然后将检查好的取心钻头接上,每一节的连接螺纹都要用大钳上紧。图10-20是250P取心工具测量间距的示意图,表10-14是250P取心工具不同尺寸岩心筒的间距。
2.下钻
下钻要求操作平稳,不得猛放、猛顿、猛刹、猛转,防止钻具剧烈摆动。在井斜较大、缩径的井段,应缓慢下入,若遇阻应先开泵循环,并用低钻压、低转速、大排量进行短井段、短时间划眼。禁止用取心钻头进行大段(10米以上)划眼或强行下钻。
3.循环
下钻距井底0.5~l米时,循环钻井液,并平稳活动和适当转动钻具。校正指重表,探实际到底方入,上提钻具卸开,投入钢球,待泵压上升后,做钻头压力降试验。 4.造心
先启动转盘,缓慢施加钻压,以低转速、轻钻压试运转,待运转平稳、钻进0.3~0.5米以后,逐渐调整到正常取心钻进参数。 5.钻进
钻进是取好岩心的关键环节之一,不仅对合理使用钻头、提高取心速度关系重大,而且对提高岩心收获率也有直接的影响。 (l)钻压
取心钻进时的钻压,应根据岩石的硬度
与可钻性、钻头类型和钻具结构、强度来决定。钻压必须大于地层的抗压强度,否则,无进尺。如果钻压太小,钻头的牙齿吃入地层少,虽然有进尺,钻速却很慢,钻头磨损也很快;钻压愈大,钻头吃入地层愈深;钻速愈高。但目前所采用的金刚石钻头取心,切削作用主要取决干金刚石和所钻地层的稳定接触程度,任何造成钻头上下波动的负荷都会降低钻进速度。合理的钻压,可用试钻法求得。固定转速不变,增加钻压,观察机械钻速的变化,如果机械钻速不再增加或者增加相当慢,或者扭矩增加很大,那么此时的钻压就是最优钻压。如果已取得较满意的钻速,就该保持钻压不变,做到送钻均匀。图10-21是取心钻压推荐曲线。
(2)转速
从理论上讲,在一定的限度下,如果钻头吃入地层的深度不变,转速提高,钻速也会增快,岩心入筒的时间随之缩短,有利于提高岩心收获率。但较高的转速会使钻头发生摆动,增大其横向作用力和钻柱的离心力。这对于保护岩心和钻头不利。实际上钻头在井底工作还受到很多其它因素的影响。所以,为了保护岩心,应该使用低转速,以减少岩心筒的离心力。图 10-22是取心转速推荐曲线。 (3)排量
排量的大小以能够满足清洁井底和冷却钻头为前提,进行适当选择。排量过大,从钻头水眼出来的钻井液冲击力大,虽然不直接冲击在全部岩心上,但对于松软地层或不够坚硬的地层来说,也是给岩心根部的一种破坏力量。为了保护岩心。排量应该小一些。但排量过小,不能保证井底清洁,使钻头容易泥包,也会使钻头冷却不好而发生磨损和磨烧。如果进尺快,岩屑多,就会使井底剩余岩屑过多,钻头重复切削,甚至堵塞岩心入口。所以,同一尺寸的取心钻头,地层较软,在井底清洁的前提下,排量应适当减小,地层较硬时排量可适当增加。图10-23是金刚石取心钻头的尺寸与钻井泵排量的关系曲线。表10-16是Ф215毫米取心钻头正常钻进参数推荐值。
在某些地层,欲使取心作业平稳地进行,只有合理调整参数配合才能达到。在取心过程中,一旦获得最佳钻速,就要平稳、均匀钻进,尽可能保持参数不变一直到钻完取心进尺。没有特殊情况,尽可能连续作业,不要中途停钻。另外,要及时判断井下情况,出现异常情况要果断处理。
6.接单根
进行中、长筒取心过程中,均要进行接单根作业。自锁式取心工具的接单根的方法,首先是停钻、停泵,然后上提钻具至岩心被割断为止。如果上提拉力达到一定数值而岩心还割不断,可保持在这个拉力下开泵循环,直至将岩
心割断。岩心割断以后,保持钻具不转动,平稳地上提2~3米,然后慢慢下放至离井底0.3米处,观察指重表的变化,确认没有岩心余留在井底,即可进行接单根。接单根后,下入钻具,施加比取心钻压大50%的钻压顶松岩心爪,上提钻具恢复原悬重后,按刚开始取心的方法进行钻进。 7.割心
(l)正常情况下的割心 在岩性均一、成柱性较好的中硬或硬地层取心时,可以根据内岩心筒的长度来确定割心的位置。在岩性不均一、软硬交错变化复杂的地层中取心时,在内岩心筒长度的范围内,尽量把割心位置选择在比较硬的地层为好,不要勉强多打进尺。此时,割心像接单根前割心一样,割完岩心后要在不同高度分别上提钻具,并以不同方向缓慢下放钻具探心。如果井底余心较多,为了取全取准资料,应进行“套心”。表10-16是割断岩心的推荐拉力。 (2)异常情况下的割心
在取心钻进中,如果发现钻头泥包,钻头循环水道堵塞,以及因取心工具异常或地层因素引起“磨心”、“卡心”、“堵心”、“烧心”等异常现象而不能排除时,必须立即割心。
8.起钻
起钻操作要平稳,要轻提、轻放、慢卸,防止钻具猛烈摆动,禁止用转盘卸扣。 9.岩心出筒
无论在钻台还是在场地通心,都要严格注意岩心出筒顺序,防止岩心错位。操作方法是先卸开安全接头,提出内筒,冲洗干净,用链钳卸松内筒鞋2~3扣,把内筒拉至司钻容易看见的地方,用绳子栓住内筒,卸开内筒鞋,装上岩心钳,然后司钻操作,一上一下,放出岩心。如果是铝合金和玻璃钢管取心,卸开安全接头后,上提0.2米,用卡盘卡住内岩心筒,并坐于外筒上,用链钳卸开安全接头,用提升护丝将内筒和岩心吊下钻台,平放于场地上,用水冲洗干净,按地质要求,用电锯分段切开,并用岩心帽封好,用卡箍卡好。 10.取心工具拆卸
当岩心通完以后,将内筒放回外筒中,检查保养轴承,用链钳把安全接头上紧,取心工具上的每一道扣都要用大钳松开,卸掉钻头,带上护丝后,吊下钻台。
六.取心故障分析
加强取心钻进过程中的异常现象和取出岩心的分析,对提高岩心收获率是十分必要的。进行这两项分析的内容、方法及处理措施分别见表10-17和表10-18。
七.高温高压井取心
1.井眼条件
因高温高压井的井下温度高,压力大,情况相对复杂。取心时首先要考虑的问题,是把地层流体控制住,达到平衡的条件,做到不涌不漏,钻井液性能稳定,具有良好的润滑性,井控设备性能良好,确保取心的安全。其次井眼要规则,起下钻畅通无阻,井底干净。取心前的一个钻头要循环观察(包括停泵观察),待井下达到平衡和稳定后,才能起钻和下取心工具。
2.设备和取心工具
因为高温高压井一般都比较深,所以取心时间长,成本高,取一筒心很不容易。因此,取心前必须把设备、仪表检查保养好,确保取心一次成功。应选用强度高的加强型的取心工具,方式上采用单筒,下井前必须进行探伤检查,所有配件都要换新,密封因采用耐高温的;钻头选用硬度大、耐磨性强、流道面积大的。若用玻璃钢或铝合金内筒,应考虑在高温下的伸长量,在调节取心筒轴向间隙时,应留有充分的余地。表10-19是玻璃钢内筒和铝合金