钻井取心工艺中探心的研究与应用
钻井岩芯分析及其在油气勘探中的作用研究
钻井岩芯分析及其在油气勘探中的作用研究简介：钻井岩芯分析是一种常见的地质勘探方法，通过对岩芯的取样和分析，可以获取地下岩层的地质、矿物组成、地层结构等信息。
这些信息对于油气勘探具有重要的意义，能够帮助石油公司准确评估油气资源的丰度和分布，指导钻井决策和开发方案的制定。
一、岩芯取样与处理钻井过程中，钻头会钻取一段地下岩石，这段岩石被称为岩芯。
岩芯取样的目的是为了获取地下岩石的真实信息，并将其送往实验室进行分析。
岩芯取样需要小心谨慎，并保证取样品的完整性。
取得岩芯样品后，需要对其进行标记、切割和加工，以便进行后续的实验和分析工作。
二、岩芯分析方法1. 岩芯物理性质分析通过测量岩芯的物理性质，如密度、孔隙率、渗透率等，可以获得地下岩石的孔隙结构和流体性质信息。
这些参数对于评估油气储层的有效性和产能具有重要作用。
物理性质分析还可以帮助确定岩石的机械性质，为钻探提供参考依据。
2. 岩芯岩相分析岩相是指岩石的组成和结构特征。
通过岩相分析可以确定地下岩石的岩性、颗粒组成、沉积环境等信息。
这些信息对于油气勘探尤为重要，因为油气的分布和储集通常与特定的岩石类型和沉积环境有关。
3. 岩芯地层古生物学分析地层古生物学分析是通过研究岩芯中保存的古生物化石，推断地下岩层的时代和生物环境。
这种分析方法可以帮助钻井师傅准确判定目标岩层，指导钻井的定位和深度选择。
三、钻井岩芯分析在油气勘探中的作用1. 评估油气资源潜力钻井岩芯分析可以通过分析岩石的油气饱和度、含油气饱和度和孔隙结构等参数，准确评估油气资源的丰度和分布。
这有助于指导地质勘探的方向和策略，提高勘探成功率。
2. 优化钻井决策岩芯分析结果可以为钻井决策提供重要参考。
例如，物理性质分析结果可以评估岩石的强度和可钻性，帮助钻井师选择合适的钻头和钻进手段。
岩相分析可以提供关于岩层的层序、裂缝、断层等信息，指导钻井方向和决策。
3. 制定开发方案钻井岩芯分析还可以通过分析岩石的物性、渗透率、孔隙结构等参数，准确评估油气储层的产能和开发潜力。
绳索取芯钻探技术在陇东煤田勘探市场的应用
（ ３ ） 泵 量 。 泵 量 的 确 定要 素 有 两 个 方 面 ： ① 保持环状 间隙
上返 流 速 在 ０ ． ４ ５ ｍ ／ ｓ — １ ． ０ ｍ ／ ｓ 一 １ ． ５ ｍ ／ ｓ 范 围 内； ② 保 持 钻 头唇 面单
【 关键词 】 绳 索取 心； 煤 田勘探 ； 瓦斯孔 【 中图分类号 】 Ｐ ６ ３ ４ 【 文献标识码 】 Ｂ 【 文章编号 】 ２ ０ ９ ５ — ２ ０ ６ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ２ ４ — ０ ２ ３ ７ — ０ ２
随 着 陇 东煤 炭 资 源 不 断 开发 ， 瓦斯 、 煤 层 气 等 资 源 也 越 来 １ ５ ０ ０ ｋ ｇ时 ． 钻 孔 易斜 、 进 尺 较慢 、 钻 头磨 损 严 重 ； 钻压在 ６ ０ ０ ｋ ｇ
越 多 的被 开发 、 应 用 。 现 阶段 ， 就 我 省 陇 东地 区所 开 发 的 煤 田
以 内时 ． 进尺很慢 ， 达不到 ｌ ｍ ／ 时 。而 我 们 采 用 了折 中 ， 将 钻压 控制在 ９ ０ ０ ～ １ ２ ０ ０ ｋ ｇ时 ， 钻 速 明 显提 高 ， 可达到 ２ ． ５ ～ ３ ｒ ｒ ｄ 时， 钻
下 对 黄 土层 第 四 系进 行 扩 孔 至 ６１ ３ ３ ｍｍ 孔 径 ，下 １ ２ ７ ａ ｒ ｍ 表
０ １ １ ０ Ｌ ／ ｍ ｉ ｎ ． 钻 井液 上 返 速 度 稳 定 、 携带岩粉较好 ， 岩 粉 沉 淀 地层 ， 地层顺序为 ： 第 三 系、 第 四 系的 黄 土 层 ， 白 垩 系 的 环 河 华 ９ 稳 定 ： 在 打 煤 过 程 中， 一般 要 求泵 的排 量 应 尽 可 能 的 小 ， 取 煤 芯 池组、 洛 河组 ， 侏 罗 系的安 定 组 、 直 罗组 、 延安组 、 富县组 ， 及 三
长城钻井取心技术
应用领域与市场需求
应用领域
钻井取心技术主要应用于地质勘探、油气资源开发、地热资源开发、环境地质调查等领域。通过该技术可以获取 地下岩层的详细信息，为资源开发和环境保护提供重要依据。
市场需求
随着全球能源需求的不断增长和环保意识的提高，对油气资源、地热资源等清洁能源的开发需求不断增加。同时， 环境地质调查和灾害防治等领域也对钻井取心技术提出了更高的要求。因此，钻井取心技术具有广阔的市场前景 和发展空间。
CHAPTER
钻头材料选择与优化
超硬材料应用
采用金刚石、硬质合金等超硬材 料，提高钻头耐磨性和破岩效率。
材料复合技术
通过不同材料的复合，实现钻头力 学性能和耐磨性的优化。
钻头结构设计
针对不同地层特性，设计合理的钻 头结构，提高钻进效率和取心质量。
井壁稳定技术研究
井壁失稳机理分析
深入研究井壁失稳的原因和机理，为稳定井壁提 供理论支持。
自动化控制系统
智能化决策支持
采用先进的自动化控制技术，实现钻 井取心过程的自动化和智能化管理， 提高作业效率。
利用大数据和人工智能技术，对钻井 取心数据进行深度分析和挖掘，为作 业决策提供支持。
实时监控系统
建立实时监控系统，对钻井取心过程 进行实时监控和数据采集，确保作业 安全和质量控制。
绿色环保理念实践
结合旋转和冲击两种破岩方式，提高破岩效率和钻头寿命。
数据分析与决策支持系统建设
数据采集与传输
01
建立实时数据采集和传输系统，确保数据的准确性和时效性。
数据处理与分析
02
运用大数据、人工智能等技术手段，对数据进行处理和分析，
提取有价值的信息。
决策支持系统开发
矿山地质钻探绳索取芯钻探技术浅析
管理及其他M anagement and other 矿山地质钻探绳索取芯钻探技术浅析张 峰摘要：在技术越来越完善的大形势下，绳心钻井技术的研究从一定意义上促进了钻井技术的稳步发展。
本文阐述的取芯钻井技术与传统钻井工艺相比，具有更大应用意义与优势，在钻井工艺中得到广泛运用。
根据多面性很强的地质结构，这项研究不仅能够提升降失水剂的质量和性能，还突破了传统式常规钻井的瓶颈问题。
根据对绳芯钻探技术开展实地考察，全方位融合有关技术及要求，为绳索取芯钻探技术在地质勘查行业的应用打下坚实的基础。
关键词：地质钻探；绳索取芯钻探；钻进工艺目前，随着经济的兴盛和科学技术的高速发展，矿产资源的供需差距增加，我国相关人员已经积极推进新式矿产地质勘查技术，想要尽快解决资源量不足的现况。
以某城市采矿工程为例，绳索取芯技术是地质勘查环节中很重要的技术方式，但在地质结构繁杂的地层勘探中，经常出现的状况多见涌水、漏水及其水敏地层和矿带坍塌等负面情况。
本文主要从绳芯技术工作原理、设备选择及各类机械设备配备等方面进行，综合分析该技术的相关内容，促进绳芯发掘平稳可持续发展观。
1 绳索取芯技术概述1.1 绳索取芯技术的工作原理有关绳芯技术工作原理，具体内容如下。
芯和芯管各自归属于表层和里层芯，根据上端绳芯钻具的转动形式，在一定程度上转动里层管。
当泵压升高到一定程度时，释放出来滚轮慢慢向上移动，支系连接头上外管被绳钻牵引带正常地钻进，下外管不做转动动作，即具有钻进的功效。
1.2 绳索取芯技术的设备选择工程机械设备在一定条件下也为绳芯技术提供帮助。
在钻机设备、机器的型号选择过程中，应当按照钻探水平、钻探成本及地质构造标准等相关信息进行全方位精确测量。
并且也应关心钻头倾斜面的挑选，考虑到少钻或者不钻岩心的办法。
该技术存有的核心价值即高钻进速率、钻头使用寿命长、职工劳动效率较低，具有较强的绳芯钻进技术安全系数、高效化等。
钻机设备和机器在型号选择过程中应为孔壁可靠性、清洁液合理化提供有力地确保。
汶川地震断裂带科学钻探项目深孔取心钻探设备的研制与应用
给进 系统 ；４ 绞车升 降系统 ；５ 操 作监控 系统 ；６ （） （） （）
液压 动力机 组 ； ７ 绳 索 取 心 绞 车 ； ８ 强 力 起 拔 装 （） （） 置 ；９ 钻塔 与平 台。 （） 布局上 ， 井平 台分上 下 ２层 。下层 布置 钻井液 钻 固控 系统 （ 包括 ２个 泥浆 灌 、 动 筛 、 心机 、 流混 振 离 射 浆器及 ４台搅 拌机 ） 液压 动力 机组和液 压绞 车等 ； 、 上 层安装液压 转盘 、 独立 司钻房 、 液压绳 索取心 绞车 、 全
直 径是 Ｐ规 格 ， 钻深 很 少 超 ５０ ｍ， 用 的 大直 径 且 ０ 常
Ｄ ｉｉｇＰ ｏｅｔＺ Ｕ Ｊ ｎ － ｎ ， ｒｌ ｒｊｃ／ Ｈ ｉ ｇｌ ｇ ＨＵＳ ｉ ｏ ＨＵ Ｎ ｏｇｂ ＬＵ Ｙｅ ｉ Ｚ Ａ （ ． ｈｎ ｎｖｒｉ ｆ ｌｎ ａ ｏ ｈ— ｕ ， Ａ ＧＨ ｎ—ｏ ， Ｉ ｕ－ｎ ， Ｈ ＮＧ ｙ ｊ １ Ｃ ｉａＵ ｉｅｓｙｏ ｔ Ｇ ｏｃ ｎｅ ， ｅｉｇ１０ ８ ， ｈｎ ； ． ｈ ａＧ ｏｅｕｐ ｅｔ ｏ ｒｔ ｎ Ｂ ｉｎ ０ １２ Ｃ ｉ ； ． ｈ ｓｔ ｅｏ Ｅ ｐ ・ ｅ ｓｉ ｃｓ Ｂ ｉｎ ００ ３ Ｃ ｉ ２ Ｃ ｉ ｅ—ｑｉｍ ｎ Ｃ ｐ ａ ｏ ， ｅ ｉｇ１００ ， ｈｎ ３Ｔ ｅＩ ｔｕ ｆ ｘ｜ ｅ ｊ ａ ｎ ｏ ｉ ｊ ａ ｎ ｉｔ ｏ
深水油气勘探中钻井取心的难点与对策
119岩心作为一个地层最直接、最准确的第一手地质研究资料，是了解地层岩性和储层特性最可靠的手段。
因此，岩心对初期勘探地层及后期油气田开采有着极其重要的影响，而钻井取心工艺则是获取岩心的最直接手段，也是唯一途径。
在钻井取心施工中，如何保证岩心质量、提高岩心收获率，是每一个钻井取心技术人员探讨和研究的永恒话题。
探心作为钻井取心钻进结束后、起钻前的一种补救措施，经常被钻井取心技术人员提及并应用，特别是在钻进过程中和割心时有异常情况时，探心则可以有效的防止岩心丢失和避免空筒(岩心收获率为0)的出现。
一、探心理论探讨1.自锁式取心工具自锁式取心工具主要适用于成柱性好、岩性中硬到坚硬的地层，割心原理是当取心钻进结束后，通过岩心与自锁式岩心爪之间的摩擦拉力，带动岩心爪下行并锁死岩心，当岩心爪随钻具继续上行时，岩心受到持续向上的拉力，当拉力达到岩心的拉伸破坏极限时，岩心就会因拉伸破坏而断裂，达到割心的目的。
自锁式岩心爪割心后，岩心爪在卡箍座处锁死岩心，取心筒内的岩心无法从岩心爪处掉出，但在割心后如果想继续钻进取心，岩心可以在外力的作用下从外部通过岩心爪进入取心筒，自锁式岩心爪是可以重复使用的，自锁式取心工具的割心原理是探心及采取补救措施提供了必备条件。
2.加压式取心工具加压式取心工具主要适用于岩性较松软、成柱性差的地层，割心原理是在取心结束后再循环管线中投入50mm的钢球，利用钻井液将钢球带入井底取心工具上部的球座。
钢球落座后，钢球会封堵取心工具的所有循环通道，随着钻井液的持续进入，球座处的泵压持续上升，当泵压达到一定值时，取心工具上部的悬挂销钉就会被剪短，取心内筒下行，靠着钻井液瞬间的水击冲击力和下部钻头的倾斜倒角，使得下部的一把抓式岩心爪收缩而切断岩心，并将岩心封死在取心内简中。
加压式取心工具的岩心爪为一次性使用，加压割心后进行探心操作只能确认丢失岩心数量，为下一步施工做准备。
二、探心的实际应用1.在腾xx 井自锁式取心工具中的应用腾xx井属于二连盆地白音昆地凹陷东部陡坡带，取心目的为了解该地层岩性及含油气性质，该井取心总进尺24.77米，共取心7筒次，取心钻遇地层主要岩性为灰色泥岩、灰色砂砾岩、深灰色荧光砂砾岩、灰色凝灰岩，所取地层难度较大，再者因钻井设备的限制，对取心作业是一个不小的挑战。
勘探所研发一批钻探取心设备及工艺
Ｓ ＹＳ有 限元 模 拟 软 件 ， 通 过 室 内实 验 台 架 验 证 ， 并
建 立 的膨 胀 套 管 仿 真 模 拟 系 统 实 用 有 效 ， 研 究 所 的无 缝 膨 胀 套 管 系 统 在 孔 内 的 锚 固 方 式 简 单 有
效。
转功耗低 、 卸扣扭矩小 ， 钻工劳动强度低等优势。对
期观 测站 ， 是在 我 国第 一 个无 地 面 干扰 的深 井 地 也 震地 球物 理 长期 观 测 站 。届 时 ， 测 站可 以监 测 郯 观 庐断 裂带 及其 邻 区发 生 的 ０ １级极 其 微 小 地 震 活 ～
动。
深 井 观测 仪器 安装 设 置 工程 于 ２ １ ０ １年 ７月 １ １
金 属 矿勘 探提 供 高技 术手 段 。 此外 ， 科研 人 员在 现 有 高 温 超 导 磁强 计 的基 础
上 采用 屏蔽 技术 ， 对其 电子 线路 、 面板及 其 核心 部 分 “ 高频放 大 器” 进行 了设 计 优 化 ， 高 了其 抗 干 扰 能 提 力 和稳 定 性 ， 从 仪 器 结 构 方 面 对 其 生 产 工艺 进 行 并
谱仪 器 核 心技术 及 关 键 部 件 研 究 与 开 发 ” 久前 通 不 过验 收 。通 过该 课 题 的实 施 ， 建 和完 善 了 ５个 质 新
谱仪 器 关键 部 件研 发基 地 和 １ Ｏ多个 研 究试 验 平 台 ，
京普析通用仪器有 限责任公司等单位共同承担。课
题 组 开展 了 大型 质谱 仪研 究 实验 平 台搭 建和 共性 关 键 技术 攻 关 、 一次 离 子 气 体 源 的研 制 及 新 型 离 子 源
技术 的集 成 和 突破 ， 推进 了我 国 ２ ０ ｍ 以 内地 质 岩 ００
金刚石绳索取心钻探工艺技术在九龙川井田的应用研究
性较 差 ． 孔 内易 发生 掉块 坍塌 现象 ． 常出现 一提 钻便 下 不去 等现象 ． 严重影 响钻孔 电测 及煤层 压力测试 孔的施 工。
性４ ～ ５级 ； ② 洛河组 （ Ｋ １ ） 暗紫 红 、 褐红 色粗 、 中细粒 砂 岩夹
本 区 属 陇东 黄 土 高 原 的 东 南 部 ．地 貌 主 要 由 黄 土 塬 、 河 谷 阶 地 和 低 山 丘 陵 组 成 ．海 拔 ９ ２ ０ ～ １ ３ ０ ０ ｍ ．全 区 相 对 高 差 ３ ８ ０ ｍ， 年平 均气温 ８ ． ９ ｏ Ｃ， 最 低温度一 ２ ７ ． １ ℃ 。钻 探 施 工 遇 到 的 主要地 层 （ 自上 而 下 ） 有： 第 四系 。 下 白垩 统 志 丹 群 ， 中 侏 罗 统 安 定组 、 直 罗组 和 延安 组 ， 上 三叠 统延 长 群 ， 下 侏 罗 统 富 县
田 内钻 孔 揭 露 富 县 组 厚 度 ２ ． １ ４ ～ ３ ６ ． ７ ０ ｍ。 平均 １ ５ ． １ ２ ｍ。 （ ５ ） 三叠 系上 统延 长群 （ Ｔ ３ ｙ ｎ ） ： 岩 性为 灰 、 灰白、 灰黑 色 ， 少 量灰绿 色 中 、 细粒 砂岩 及粉砂 岩 、 砂 质 泥岩 、 泥岩， 局 部 夹
属 强渗 透性岩层 ． 使用 绳索取 心钻进工 艺易 发生粘 附卡 钻钻
（ １ ） 第 四系 （ Ｑ） ： 第 四系构 成 黄土塬 、 梁、 峁 等地貌 ， 为 褐 孔事故 ． 是 影 响 钻 进 效 率 的 主 要 因素 。 （ ３ ） 志丹 群组上部 地层 为主要含水 地层 ， 经常遇 到孑 Ｌ 隙、 裂 隙发 育 ． 钻进时 易产生不 同程度 的钻孑 Ｌ 漏失 现象 。 （ ４ ） 在 煤 系 地 层 的顶 部 直 罗 组 安 定 组 岩 层 ， 岩 石 的 胶 结
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
钻井取心工艺中探心的研究与应用
钻井取心工艺是石油勘探、生产中的重要环节之一，而其中的探心技术更是该工艺中
的核心内容之一。
探心技术是通过在钻井作业中获取地下岩石的样本，对地质勘探、储层
分析、地质科学研究等领域具有重要意义。
本文将对钻井取心工艺中探心技术的研究与应
用进行探讨。
一、探心技术的研究与发展
探心技术是指在钻井过程中使用取样工具，利用机械或物理的方法获取地下岩石样本，在地质上进行分析、研究。
探心技术的发展经历了阶段性的演变，包括早期的手动取心技术，到后来的机械取心技术，再到现在的电子探心技术。
早期的手动取心技术主要依靠人工方式，通过手动操纵取心工具，从井下提取岩心样本。
这种技术主要适用于浅层岩石的取样，操作复杂、效率低下，且取样精度不高。
后来的机械取心技术在人工操作的基础上进行了改进，增加了许多辅助设备，如液压
系统、取心工具等，从而提高了取心的效率和准确性。
这种技术仍然存在着一些问题，比
如取心时容易造成岩芯损坏，取样精度不够高等。
随着电子技术的发展，电子探心技术应运而生。
这种技术通过电子设备控制取心工具，可以实现远程操作，从而减少了工人的风险，同时提高了取心的准确性和效率。
电子探心
技术还可以将取得的岩心样本实时传送到地面，便于地质工程师实时分析，从而更好地指
导钻井作业。
探心技术经过不断的发展与创新，从手动操作到机械辅助，再到电子探心，不断提高
了取心的准确性和效率，为地质勘探、石油勘探等领域提供了重要的技术支持。
二、探心技术的应用
探心技术在石油勘探、地质勘探等领域有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：
1. 地质勘探
在地质勘探中，探心技术可以获取地下岩石样本，通过对这些样本的分析，可以了解
地下岩层的结构、组成、性质等情况。
这对于勘探地质资源、预测地下水、矿产资源等具
有非常重要的意义。
2. 石油勘探
在石油勘探中，探心技术可以获取钻井井底下的岩心样本，通过研究这些样本可以分
析石油储层、圈定油气藏的范围等信息，为后续的石油勘探工作提供重要依据。
3. 地质科学研究
探心技术还常用于地质科学研究中，比如地质学、构造地质学、石油地质学等领域。
通过对取得的岩心样本进行分析，地质科学家可以了解地球的演化历史、地质构造、岩石组成等信息，为地质科学的发展提供了重要的资料。
探心技术虽然在很大程度上已经比较成熟，但仍然存在着一些问题和挑战。
未来探心技术的发展趋势主要包括以下几个方面：
1. 自动化与智能化
随着先进的电子技术的发展，探心技术将朝着自动化与智能化方向发展。
未来的探心工具将能够实现自主操作，通过智能算法对岩心样本进行实时分析，以及实现更加精准的取心过程。
2. 无损取心技术
目前的探心技术在取心过程中往往会造成一定程度的岩芯损伤，未来的发展趋势将是实现无损取心技术，即在取样的过程中不会对岩心样本造成任何破坏。
3. 物联网技术的应用
未来的探心技术将会与物联网技术相结合，通过传感器、无线通讯等技术实现对取心工具的远程监控，以及对取得的样本数据进行实时传输和分析。
随着技术的不断发展与创新，探心技术在石油勘探、地质勘探、地质科学研究等领域将会继续发挥重要作用，为相关领域的发展提供强有力的技术支持。
人们也将在不断探索与创新中，使探心技术不断向着更加智能、高效、环保的方向发展。