取心技术
关于取心技术了解一下
金刚石钻进取心、复合片钻进取心、硬质合金钻进取心、钢粒钻进取心、冲击回转钻进取心
按提取岩心的方式分类
提钻取心
绳索取心
按冲洗介质循局部反循环钻进取心
无泵钻进取心、喷反钻进取心、阻隔反循环钻进取心
全孔反循环钻进取心
水力反循环钻进取心、气举反循环钻进取心
取心是一门技术
取心技术是指获取地下岩(矿)心样品所使用的机具和钻进工艺方法。由于
不同的岩矿层具有不同的组分物性和结构构造,取心难易程度差异很大,为张
取心质量达到岩心钻探规范及工程技术要求,必须采用不同的取心技术方法。按
照不同的分类方法,取心技术的主要类型见下图
取心技术方法
按取心管层次结构分类
单层若心管取心、双层岩心管取心、三层若心管取心
按取心地层性质分类
松散型地层取心
土层取心、砂矿取心、砂砾石层取心
固结性岩层取芯
完整岩矿层取心、易溶易碎易磨耗地层取心、水泥及混凝土取心
特种地层取心
冻土取心、冰层取心、海底取心、天然气水合物取心、月球表层取心
按取心目的分类
常规取心
地质勘探取心、工程地质勘查取心、油气井取心
特种取心
定向取心、偏斜取心、侧壁取心、密闭取心、保温保压取心
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
密闭取心技术
密闭取心技术易贵华谢勇费维新新疆石油局钻井工艺研究院摘要本文以我院自行研制、并拥有独立知识产权的MQJ215、DQX215密闭取心工具为基础，系统介绍了密闭取心的目的，密闭取心工具的工作原理。
并以克拉玛依等国内外油田的现场应用数据为例，简要介绍了这两种工具的工艺技术措施及取得的实际应用效果。
关键词密闭取心工具工艺1 概述油田勘探开发需要准确获得油层原始含油饱和度和地层孔隙度等重要地质资料，以制定合理的勘探开发方案。
对于注水开发的老油田，需要检查注水效果，定量分析油层的油水动态，水淹油层情况及水驱油效果，以制定出有效的挖潜增效增产措施，完善开发方案。
这些都需要以岩心分析资料为依据。
常规取心获得的岩心因受到钻井液的污染，钻井液中的部分固相颗粒进入岩心使地层孔隙率数据失真，钻井液滤液进入岩心使地层液体矿物质成分发生变化并造成油水饱和度数据不准，最终对该岩心分析得到的资料会有较大误差，从而使勘探开发方案的制定受到较大的制约。
密闭取心是指在水基钻井液中取得的岩心基本不受钻井液的污染，能真实再现地层原始地质孔隙度、含油饱和度及水侵和含水率等资料。
它是通过专用密闭取心工具和密闭液的共同作用来实现的一种特殊钻井取心工艺。
2 工作原理2.1 密闭取心工具密闭取心工具主要由安全接头、外筒、悬挂结构、内筒和取心钻头组成。
采用双筒单动结构，内、外筒可相对运动。
金刚石密闭取心钻头采用钻井液只通过钻头水眼和外泄水槽循环，清洗冷却外唇面的型式，杜绝岩心受钻井液直接冲蚀。
2.2 密闭取心工艺原理取心工作开始前，在井口将取心工具内筒里注满密闭液，内筒下端由销钉固定密封活塞，上端由浮动活塞密封，形成密封腔。
取心钻进时，由于钻压的作用，销钉被剪断，密封活塞上行，内筒密封被打开，之后取心钻头接触井底，并迫使密封活塞完全进入内筒。
此时内筒里的密闭液开始被挤出，在井底形成保护区。
随着钻进，岩心不断形成和增长，推着活塞不断上行。
由于内筒上端是密封的，故筒内密闭液只能被进入内筒的岩心所挤压，且只能从内筒环空间隙等体积向外排出，排出的密闭液立即涂抹在岩心柱表面形成保护膜。
钻进式井壁取芯技术简介
钻进式井壁取芯器（FCT）
火工取芯
取芯成本低 占井周期短 针对油层有目的地取芯 深度准确 取芯成功率低 岩芯质量差
钻壁取芯
取芯成本低 占井周期短 针对油层有目的地取芯 深度准确 取芯成功率高 岩芯质量好
钻进式井壁取芯器工作流程
地面仪器和井下仪器通过两个微处理器之间的主从应答 实现通讯。在通讯中，地面仪器下井下仪器发出命令，用以 控制井下仪器自然伽马信号的采集；控制机械部分推靠臂钻 头岩芯推杆的伸出和收回。 井下仪器的电子部分将采集到的伽马信号，和从机械部分 采集到的岩芯的芯长，位移等一系列数据编码后传输到地面， 地面微处理器将接受的数据处理之后显示出来或进行记录， 地面操作人员可以根据井下传输的信息有针对性的控制井下 仪器进行取芯操作，最终达到从裸眼井硬地层井壁上取得完 整的、不变形的25mm-48mm的岩芯。
校深垂直分辨率
0.2m
最大一次下井取颗数
25
钻进式井壁取心注意事项
1、 对井况的要求 井径范围：160mm—380mm。 要求取芯段泥饼不能过厚，以利于取出较长的岩芯。 在井下拐点上下50米，需打玻璃微球降粘剂，以防仪器遇阻和遇卡。 井斜小于15度，对大于15度井斜的井会影响取芯的收获率，并增加测井风险。
2、 对泥浆的要求 因为旋转式井壁取心每个点约需5~7分钟左右，极易造成仪器及电缆的粘卡，所以
要求泥浆中打入防卡剂。短起下结束后充分循环泥浆，做粘卡试验，保证仪器能在井下 安全静止5~7分钟。
循环泥浆3周以上，充分除砂、除岩屑。 对于高温井应采取降温措施。 泥浆性能要求，粘度〈60s；含砂量〈0.5%；失水量〈8ml;比重〈1.4g/cm3 泥浆静止8小时以上，必须再次通井循环泥浆3周以上。 3、对电源的要求 钻进式井壁取心时所需电源功率较大（380V），所以井队应提供功率相对较大，电压 波动相对较小的接电场所供测井队使用，并在测井施工过程中不能断电。如确需倒电 必须征得测井队同意。
钻井取心技术(工程技术员)
图4-2 常用的取芯钻头 （a）刮刀取芯钻头； （b）领眼式硬质合金取芯钻头 （c）西瓜皮取芯钻头 （d）金刚石取芯钻头 （e） PDC取芯钻头
第四章 取 芯 第二节 取芯工具组成及类型
2、岩芯筒
石油钻井常用的岩芯筒由内筒和外筒〈双筒〉组成。
（1）内岩芯筒的作用
内岩芯筒的作用是存储及保护岩芯。取芯时岩芯顺利进入内筒，
第四章 取 芯 第二节 取芯工具组成及类型
三、常规取芯工具的类型
按工具结构分 单筒取心工具：无内岩心筒。 双筒取心工具：有内、外岩心筒。它又可分为双动双 筒取心工具（钻进时内外岩心筒同时旋转）和单动双 筒取心工具（钻进时内岩心筒不旋转）。
按取心长度分 短筒取心工具：一般钻进取心为一个单根长度以内， 即取心钻进时不能接单根。 中、长筒取心工具：可连续取心钻进几十米至百米。
第四章 取 芯 第二节 取芯工具组成及类型
2、长筒取芯工具 （1） 取芯时允许上提方钻杆接单根，一次取芯长度在两根单根
钻杆以上，称为长筒取芯。接单根时借助于滑动接头。滑动接头结 构如图4-8 滑动接头
1—上接头；2—六方滑动套；3—调节螺母；4—螺帽；5—垫片； 9—下接头
第四章 取 芯 第二节 取芯工具组成及类型 （2）长筒取芯工作过程
第四章 取 芯 第二节 取芯工具组成及类型
二、取芯工具各部分的配合
（1）钻头与外岩芯筒。
通常情况下，取芯钻头外径比普通钻头外径略小，一般钻 头内径比内筒的内径要小3～4毫米。
（2）内、外筒的间隙，
保证泥浆顺利流过，避免发生泵压过高的现象（特别是深 井取芯）。一般以10～20毫米间隙为宜。
分布情况，油层的孔隙度、渗透率、含油气饱和度以及油气层的
有效厚度，以确定油气层的工业开采价值。
钻井取心工艺技术汇总
二、取心工具的组 成、结构及特点
1、取心工具的分类及组成
分类：按方式与目的不同分为：常规取心
工具和特殊取心工具 常规取心工具：
• 按结构分为：单筒取心工具、双筒取心工具 • 按取心长度分为：短筒取心工具、中长筒取心 工具 • 按获取岩心的方法分为：自锁式、加压式、差 动式与砂卡式取心工具
特殊取心工具：
若泵压升高，机械钻速基本不变，上提钻具，泵 压不降，多属钻头水眼堵塞，若不能排除，应割 心起钻。 如泵压出现波动大，机械钻速忽高忽低，一般是 钻遇软硬交错地层，应适当调整钻压。 若泵压出现波动大，机械钻速明显下降，甚至根 本无进尺，有可能磨心，应割心起钻。若泵压降 低, 机械钻速明显下降，甚至根本无进尺，一般是 卡心，应割心起钻。若泵压基本不变, 机械钻速突 然下降，甚至根本无进尺，一般是堵心，应割心 起钻。
岩心的用途： 主要用于研究地层：通过对各种不同地区地层的 描述，来对比和研究它们的相互关系说明其特点 ， 确定其形成及在剖面上和平面上的分布规律。 研究油气层性质：利用岩心测定岩石的空隙度、 渗透率含油饱和度等。 研究生油层：利用目的层所取岩心确定生油条件 （有机碳、沥青质和烃类物质含量）的好坏。 指导油气田开发和检查开发效果：利用岩心进行 油层模拟实验，进行注水采油试验，为开采、开 发提供理论依据。
认真检查钻具和井口工具、吊钳、吊卡、卡 瓦和安全卡子等工具,应灵活好用,安全可靠, 防止牙板和手工具落井。 做好设备和仪表的修理、维护和保养。做到 在取心钻进中不停车,不停泵,设备不发生故 障。指重表、记录仪、泵压表应灵敏可靠。 井下不正常，有阻卡现象、沉砂显示,有井 漏、油气显示活跃等复杂情况时，要处理循 环钻井液,使钻井液性能稳定,符合设计要求, 井眼畅通后方可起钻准备取心。
石油工程技术 钻井取心技术
钻井取心技术钻井取心指的是为了掌握地下地质情况。
直接获得真实可靠的地下岩层的有关资料，在钻井过程中用取心工具从地下取出大块岩样(岩心)的作业。
1取心方式1.1常规取心对岩心无任何特殊要求的取心称为常规取心。
常规取心是取心作业中最大量、最常见的，无论是什么油气藏，在勘探阶段或开发阶段都要进行大量的常规取心。
1.1.1主要目的：1.1.1.1发现油气层，了解含油气情况与储集特征，并确定油气层岩性、物性、厚度、面积等基础数据。
1.1.1.2建立地层剖面，研究岩相及生、储特征。
1.1.1.3了解岩性与电性关系。
1.1.2常规取心方式：1.1.2.1一般短筒取心，是指取心钻进中途不接单根的常规取心。
它的工具只含有一节岩心筒，结构简单。
它在整个取心作业中所占的比例最大，在任何地层条件下均可进行。
1.1.2.2中、长筒取心，是指钻进中途要接单根的取心。
它的工具必须含有多节岩心筒，通常只有当地层岩石的胶结性与可钻性较好时，才进行中、长筒取心。
中、长筒取心的目的是在保证岩心收获率较高的前提下，尽可能提高取心的单筒进尺，以大幅度提高取心收获率，降低取心成本。
1.2特殊取心对岩心有一定特殊要求的钻井取心称为特殊取心。
它多用在油田开发阶段，通常有下列几种方式：1.2.1油基钻井液取心是指在油基钻井液条件下进行的取心。
对储量较大的砂泥岩油气藏，在开发之前一般都要进行这种取心，其目的是取得不受钻井液自由水污染的岩心，以求获得较为准确的储层原始含油饱和度资料，为合理制定油田开发方案提供依据。
由于油基钻井液不失水，性能稳定，流动性和润滑性都很好，因而岩心不存在吸水膨胀或剥落的问题，也不易断裂或磨损，取出的岩心规矩、完整、成柱性好、收获率高。
1.2.2密闭取心是指以注水方式开采的砂岩油田，在开发过程中为检查油田注水开发效果，了解地下油层水洗情况及油水动态，以制定合理的开发调整方案，采用密闭取心工具与密闭液，在水基钻井液条件下取出几乎不受钻井液自由水污染的岩心。
文96-储5井钻井取芯工艺技术
⽂96-储5井钻井取芯⼯艺技术⽂96-储5井钻井取芯⼯艺技术技术发展部：黄海强刘怀刚⼀、前⾔：⽂96-储5井是⽯化集团在中原油⽥⽂96块部署建设的国家天然⽓能源储备井，共部署储⽓井14⼝，预计储⽓量7亿⽴⽅⽶。
为更准确详实的了解储层岩性、物性特征，为后期储⽓选层、储⽓施⼯⼯艺优化提供客观的、真实的第⼀⼿地质资料，该井设计取芯112⽶，也是该储⽓库唯⼀⼀⼝具有取芯任务的井。
取⼼作业中克服了地层埋藏浅，岩性松软，胶结性差，⽔敏性强，剥蚀掉块严重，易造成堵⼼、磨芯、掉芯、出芯困难，⽋平衡钻进井壁⽀撑作⽤⼒⼩，易坍塌掉块作业风险⼤等诸多不利因素，总结出⼀套⾏之有效的钻井取芯⼯艺技术措施，效果显著，取芯进尺120.71⽶，芯长120.00⽶，取芯收获率：99.41%。
⼆、钻井取芯技术难点1、为保证取芯收获率，要求不许长筒取芯，不需井⼝出芯，且取芯井段不连续分三段，从⽽成倍增加了起下钻次数。
取芯起下钻14趟，层间层下钻进起下钻3趟。
任⼀趟钻任⼀环节出现纰漏，将影响整体取芯结果，对钻井操作要求⾼。
2、地层埋藏浅，岩性松软，胶结性差，⽔敏性强，剥蚀掉块严重，易造成堵⼼、磨芯、掉芯，取芯收获率难于保障。
岩⼼如图⽰：3、岩性胶结性差、破碎，地⾯出芯困难。
砂岩成芯性好，不易破碎，易出芯。
但泥岩极易破碎，堵搡岩⼼筒内腔，通芯不畅，震击⼜使岩⼼更为破碎，出芯很不容易。
4、为保护⽓层，三开采⽤⽋平衡钻井，钻井液井壁⽀撑作⽤⼒⼩，地层易坍塌、掉块，时时威胁井下安全，钻井作业风险⼤。
三、关键技术及⼯艺（⼀）提⾼认识⽔平，增强安全意识。
针对这⼝井取芯意义和各⼯序技术措施，通过多种渠道，使职⼯做到思想上重视，⼼⾥头明⽩，⼯作上⽤⼼。
对井下、设备、泥浆等各路出现的任何异常情况，都做到及时发现，及时反馈，共同商讨应对措施，将隐患消灭在萌芽状态。
（⼆）把好取芯⼯具选配、⼊井关。
1、取芯⼯具选配。
按设计要求，岩⼼直径不⼩于105mm，并结合邻井资料调研岩性结构特征，选配满⾜设计要求与地层相适应的WQX180-105（川8-3型）型取芯⼯具。
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取心技术是指获取地下岩(矿)心样品所使用的机具和钻进工艺方法。由于
不同的岩矿层具有不同的组分物性和结构构造,取心难易程度差异很大,为张
取心质量达到岩心钻探规范及工程技术要求,必须采用不同的取心技术方法。按
照不同的分类方法,取心技术的主要类型见下图
取心技术方法
按取心管层次结构分类
单层若心管取心、双层岩心管取心、三层若心管取心
按取心地层性质分类
松散型地层取心
土层取心、砂矿取心、砂砾石层取心
固结性岩层取芯
完整岩矿层取心、易溶易碎易磨耗地层取心、水泥及混凝土取心
特种地层取心
冻土取心、冰层取心、海底取心、天然气水合物取心、月球表层取心
按取心目的分类
常规取心
地质勘探取心、工程地质勘查取心、油气井取心
特种取心
定向取心、偏斜取心、侧壁取心、密闭取心、保温保压取心
按岩石破碎方法分类
金刚石钻进取心、复合片钻进取心、硬质合金钻进取心、钢粒钻进取心、冲击回转钻进取心
按提取岩心的方式分类
提钻取心
绳索取心
按冲洗介质循环方式分类
正循环钻进取心
提钻取心、绳索取心
局部反循环钻进取心
无泵钻进取心、喷反钻进取心、阻隔反循环钻进取心
全孔反循环钻进Βιβλιοθήκη 心水力反循环钻进取心、气举反循环钻进取心