钻进式井壁取芯技术简介
钻进式井壁取芯1
钻进式井壁取芯器（FCT）1、仪器简介：我国的测井仪器和测井技术正随同世界的测井仪器和测井技术一样朝着两个大的方向发展，这两个大的方向就是“成像测井”和“实物提取测井”（俗称特殊项目测井）。
成像测井随着核磁共振测井技术、电阻率成像测井技术和声波成像测井技术的不断完善和成熟，成像测井已经能够出色地提供十分详细的高分辨率的类似于岩心照片的井壁图像，为地质分析人员和解释人员提供了非常直观的成像地层资料，极大的提高了地质分析和地质评价的准确性，成像测井是当前裸眼井测井的主流。
实物提取测井成像测井技术的完善给了地质家们极大的惊喜，也给了地质家们一定的烦恼，因为很多的地层油水层的划分并不像资料分析和理论计算的那样得到理论的结果，甚至理论与实际完全相反，为此地质家们就极力想寻找一种简单地验证成像测井的方法，看一下成像测井显示地层和真实地层的差别，这就推动了另一个测井的方向——实物提取测井的发展。
实物提取测井就是通过取芯、取样、取液、捞沙等一系列的实物提取，对成像测井提供验证、修改和解释标准化。
FCT-2钻进式井壁取芯器是适用于油田裸眼井，仪器根据自然伽玛定位校深后，对准井壁钻取岩心的一种仪器。
FCT-2钻进式井壁取芯器在取芯层位取得的岩心，可对岩石进行渗透率、孔隙度及含油饱和度等技术指标进行分析，为地质技术人员分析岩性提供了直观、可靠的依据。
2、与钻井取芯比较：2.1.1占用井场周期短，成本费用低；2.1.2不会出现漏取掉芯现象，取芯点可根据需要，机动增减；2.1.3可重复对某一点多次取芯，以验证岩电性能；2.1.4与钻井取芯相比，取芯时间短，取芯层位跨度大，定位准确可靠，可大大降低钻井取芯费用，缩短打井周期。
同时还可以弥补钻井漏取的层位。
是钻井取心的重要补充。
2.2与撞击式取芯比较：2.2.1所取岩心颗粒大，呈规则的圆柱状（岩心尺寸直径25mm，长度50mm）；2.2.2岩心能保持地层原始产状，能直观反映储层的物性和含油气性；2.2.3能满足实验室做岩性分析，特别是储层的孔隙度、渗透率、饱和度分析检测，为储层研究提供重要参数。
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
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。
钻井取芯工艺技术资料
川7-4型 CQ172-10
9200
8600×172 ×136×18
川6-3型 CQ133-70
9000
9000×133 ×101×16
川6-4型 CQ133-7 0
9000
9000×133 ×101×16
内筒尺寸
长度×外径×内径 ×壁厚 （毫 米 ）
9100×12 7×112× 7.5
9100×121 9000×88.
4、川式工具的结构 特点
川式取心工具适用于中硬、硬地层取 心可一次下一至三节取心筒，具有下列特 点：
• 外岩心筒强度高、稳定性好、 组合方便、使用范围广。
外岩心筒是用无缝厚壁钢管制 成。使用了带有台阶的锥度扣，强 度高、稳定性好，提高了岩心的收 获率，延长了取心钻头的使用寿命， 并出牙轮钻头的外径,使用 状况进行检查、分析，确保取心钻头顺利入井。
• 取心工具入井前,由井队干部(工程技术员)组织 人员清洗,检查。
• 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。
• 采用了投球法清洁内筒
取心工具下到井底后，开始开泵循环清洗内筒 及井底，待清洗干净后，投入钢球，清洗内外筒间隙， 从而保证了内外筒之间的干净，避免了堵心、卡心。
三、取心前的准备
1、取心工具入井前的各项准备工作：
• 取心工具入井前,工程.地质技术员应分别丈量 内外筒及其它工具的尺寸并绘制草图。
• 工程,地质技术员必须分别核算钻具长度和井深, 计算取心工具到底方入并核对。
钻井取心工艺技术
钻井取芯技术
钻井取芯一、取芯方式按取心方式分：常规取心和特殊取心常规取心可分短筒取心和长筒取心特殊取心：1）油基钻井液取心2）密闭取心3）海绵取心4）保压密闭取心5）疏松砂岩保形取心6）定向取心二、常规取心主要目的：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。
②建立地层剖面，研究岩相及生、储特征。
③了解岩性与电性关系。
2）常规取心方式：短筒取心：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。
中、长筒取心：钻进中途要接单根的取心。
它的工具必须含有多节岩心筒。
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。
2、取心工具的选择1）．不同井深条件下取心工具的选择浅井选短筒，深井中长筒。
2）．根据地层岩性选择取心工具在松散、松软地层中应选用加压式取心工具，而在中硬～硬地层以及岩心成柱性较好的软地层中应选用自锁式取心工具。
3）．根据取心方式选择取心工具3、取心钻头的选择目前，国内外钻井取心均广泛使用金刚石取心钻头。
1）．金刚石取心钻头使用效果好特别是胎体式金刚石取心钻头，能保证钻头出刃均匀。
金刚石耐磨，胎体耐冲蚀，因而钻进平稳，速度快，收获率高，使用寿命长，综合经济效益好。
2）．金刚石取心钻头适用范围广。
从极软至极硬地层，均有与之相适应的各种系列的金刚石取心钻头供选择，完全能满足各种条件下取心的需要。
3）．胎体金刚石取心钻头成型容易，加工简便，成品率高。
4、取芯工具的组成取心工具由上稳定器、分水接头、堵孔钢球、外返孔嘴、悬挂总成、内岩心筒组、外岩心筒组、下稳定器、组合内筒鞋、岩心爪、取心钻头等部件组成。
5、取心前的准备A．井眼准备（l）钻进一开始就要保持良好的井身质量，防止井斜、狗腿、键槽、台肩、缩径等。
（2）取心前的一个钻头要带打捞杯，要修平井底。
钻井取心工艺技术课件
目的和目标
目的
明确本课件的教学目的，即让学生掌 握钻井取心工艺技术的相关知识，提 高其在石油、天然气、矿产资源勘探 开发中的实际应用能力。
目标
具体阐述本课件的教学目标，包括了 解钻井取心工艺技术的原理、掌握相 关设备和操作方法、学会在实际工程 中应用该技术等。
02
钻井取心工艺技术概述
定义和背景
对未来的展望
随着石油勘探技术的不断发展，钻井 取心工艺技术将不断面临新的挑战和 机遇。未来，钻井取心技术将向更加 高效、智能、环保的方向发展，提高 取心效率和成功率，降低取心成本， 满足石油勘探开发的需求。
新材料、新工艺和新技术的应用将进 一步提升钻井取心技术水平，例如采 用新型复合钻头、智能钻井液和实时 监测系统等，提高钻井取心过程的自 动化和智能化水平。
定义
钻井取心工艺技术是一种通过钻井方式获取地下岩心样本的 工程技术。
背景
随着地质勘探和资源开发领域的不断发展，钻井取心工艺技 术在矿产资源勘查、油气田开发、地热能利用等领域得到了 广泛应用。
技术和方法
技术
钻井取心工艺技术涉及钻井工程、岩心采集、岩心处理和岩心分析等多个技术 环节。
方法
根据不同的地质条件和勘探需求，可以采用不同的钻井取心方法和设备，如常 规取心、密闭取心、定向取心等。
钻井取心工艺技术课件
• 引言 • 钻井取心工艺技术概述 • 取心工具与设备 • 取心工艺流程 • 取心技术应用与案例分析 • 取心技术面临的挑战与未来发展 • 结论
01ห้องสมุดไป่ตู้
引言
主题简介
钻井取心工艺技术
介绍钻井取心工艺技术的定义、 原理和应用领域。
重要性
阐述钻井取心工艺技术在石油、 天然气、矿产资源勘探开发中的 重要性和作用。
地层压力测井及井壁取芯技术简介
义
为了克服管柱式分层测试技术的不足。我们引进
了电缆泵吸式地层分层压力测试取样器。该备不仅
大大节约测试成本，缩短占井时间，而且井下封隔效
果好，资料符合率高。
套管井电缆泵抽式地层分层压力测试取样器 （CFT）
管柱测试与CFT测试的比较
管柱测试
测试成本高； 占井时间长； 井下封隔效果差，资料符合率低 不适合中低孔隙度地层。
泵出模块
在钻井过程中储层钻井液的侵 入是不可避免的，电缆地层测 试开始抽出的往往是冲洗带的 钻井滤液，它不代表储层流体 的类型和性质。在侵入较深的 情况下，需要长时间的抽出、 排液才能得到具有代表性的流 体。而泵出模块较好地实现了 此功能。在测试过程中，工作 人员可根据流体电阻率等流体 分析结果判断样品的污染程度， 以决定是否停止泵出，获得样 品。当管线中的流体为钻井滤 液时可通过泵出模块将抽出的 流体排至井筒，当分析管线中 抽出的是地层流体时可关闭泵 出模块，通过阀门操作将流体 排至取样筒，从而完成取样工 作。
下分隔器 取样筒 上分隔器 液压节
电子节
CFT的应用
直接获得的参数
地层压力 地层温度 井下流体分析 流体样品 流体电阻率
储量计算的部分参数
地层压力 油气水分布特征 地层渗透率 流体性质及高压物性 油井产油能力
地质应用
1、中低孔隙探井测试。随着石油勘探的难度尽一步加大，一些中低孔隙地层也将列入开发行 列，这些层的特点是井下单层多，管控测试困难，应用该项技术将节约成本50%以上，时间 将节约80%以上。
CFT测试
测试成本低，每井次测试成本 在10万元左右。
占井时间短，每井次仅需要1020个小时；
井下封隔效果好，资料符合率 高；
不受地层孔隙度影响。
井壁取心
井壁取心录井用井壁取心器，按指定的位置在井壁上取出地层岩心的方法叫井壁取心。
井壁取心通常都是在电测完后进行的。
一个取心器上有36个孔，每一个孔内装一个取心筒，孔底装有炸药，通过电缆接到地面仪器车上，以便在地面控制取心深度和点火、发射。
点火后，炸药将取心筒强行打入井壁，取心筒被钢丝绳连接在取心器上，上提取心器即可将岩心从地层中取出。
取心时一般是自下而上进行的。
一、确定井壁取心的原则井壁取心的目的是为了证实地层的岩性、含油性，以及岩性和电性的关系，或者为了满足地质方面的特殊要求。
根据不同的取心目的，选定取心层位。
在一般情况下，下列层位均应进行井壁取心：1.在钻进过程中有油气显示的井段，须进一步用井壁取心加以证实。
2.岩屑录井过程中漏掉岩屑的井段，或者岩心录井时岩心收获率低的井段。
3.测井解释有困难，需井壁取心提供地质依据的层位，如可疑油层、油层、油水同层、含油水层、气层等。
4.需要进一步了解储油物性，而未进行钻进取心的层位。
5.录井资料和测井资料有矛盾的层位。
6.某些具有研究意义的标准层、标志层，及其它特殊岩性层。
7.为了满足地质的特殊要求而选定的层位。
二、准备工作1.需要搞井壁取心的井，在完井电测时，要求电测队提供跟踪曲线。
目前常用的跟踪曲线是1：200的0.45m底部梯度电阻曲线。
2.按照确定井壁取心原则或甲方的要求，根据录井、测井资料，在跟踪曲线上相应的位置用红蓝铅笔划横线标注，自下而上顺序编号。
3.填写井壁取心通知单一式两份，一份提供给炮队作为取心时的依据，一份留下自用。
4.向炮队介绍本井钻遇地层及井下情况。
5.物质准备：准备按单、双数编号的岩心袋36个、岩心标签、捅心工具、四氯化碳、滤纸、试管、稀盐酸、荧光灯、管钳、台钳、小刀、井壁取心盒、井壁取心瓶、井壁取心描述记录等。
三、井壁取心出筒1.取心器从井口提出后，平放在钻台大门坡道前的支架上，每卸出一个取心筒，立即按取心深度装入相应编号的岩心袋内；如果是空筒，相应编号的袋子应空着。
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勘探测井中心
钻进式井壁取芯器（FCT-2）
油气勘探的决策者、地质工作者均希望能够直观得到井下任一深度的 储层物性特征、储层岩芯及储层中的流体性质，从而直接确定地下的岩性及 含油性，以发现油气层。为此，各个勘探、开发公司不得不在钻井的过程中， 利用钻杆进行取芯，这项技术既浪费了钻井的时间而且风险巨大。测井取芯 作为一种快捷、直接的方法就成为石油勘探开发过程中非常重要的技术。目 前,各油田的测井取芯普遍所采用的是传统的爆破取芯技术 ,该技术由于受地 层岩性、井况等因素的影响，存在以下的局限性： 1、取芯成功率低。致密岩层（如花岗岩），取芯器常常打不进井壁,取 不出岩芯 ;松软岩层 ,由于取芯容器裸露在仪器外部 ,仪器在上提过程中岩芯 常常脱落,很难得到岩芯。 2、岩芯利用价值低。爆破取芯在取芯的过程中受爆破力的影响 ,破坏了 岩芯原来的物性结构，取出的岩芯通常是破碎的岩屑，因此，根据该岩芯分 析的岩性与地层实际岩层性质都存在一定差异。同时，由于取出的岩芯很薄， 通常在3-5mm，取芯容器裸露在仪器外部,仪器在上提过程中岩芯受井筒泥浆 侵入，岩芯中的原有流体很容易被井筒流体替代，在进行岩芯分析时，需要 对岩芯中的流体进行清洗替换，然后再模拟地层原始流体进行分析，其结果 与地层流体实际差异较大。
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
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。
钻进式井壁取芯器（FCT）
钻井取芯
取芯成本高
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
占井周期长
盲取 深度不准 取芯成功率高 岩芯质量好
取芯成功率高
岩芯质量好
钻进式井壁取芯器（FCT）
火工取芯
取芯成本低
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
技术指标
电源 耐温 耐压 长度 重量 仪器最大直径 适合井眼尺寸为 岩芯直径 岩芯长度 校深垂直分辨率 最大一次下井取颗数 380VAC50Hz 200º C 70Mpa 7.5m 198kg 127mm Φ150～Φ380mm 25mm 50mm 0.2m 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。
钻进式井壁取芯器（FCT）
钻进式井壁取芯器（ FCT ）是为石油勘探开 发领域油气井制造的以测井电缆下放的新型地层 钻进式井壁取芯器，该仪器所钻取岩芯最大长度 达50mm，岩心直径25mm,取出的岩芯实时进行仪器 仓内密闭保存，岩芯岩性、流体几乎不受影响。 该技术对井壁任一岩层均可进行取芯，并能够对 取芯器井下工作状态的进行实时监控，取芯成功 率高，具有良好的推广应用价值。 FCT （Formation Coring Tool) 钻进式井壁 取芯器是采用机械液压驱动技术，将金刚石钻头 垂直井壁钻取岩心的工具，其技术性能达到国外 同类仪器先进水平。
技术的先进性和安全性
FCT（Formation Coring Tool) 钻进式井壁取芯器由地面控制台和井
下取芯器两部分构成，井下采用单片机控制，信号传输和控制指令采用 载波技术，控制稳定可靠。数字显示各种工作参数，在地面就可以监测
井下岩芯的录取效果，做到了精确、直观。
岩芯颗粒大，呈圆柱体，可直观进行岩性、含油性分析，求取饱和度、孔 隙度、渗透率以及M、N、A、B、F等参数。 三推靠臂技术，推靠力大，取芯器推靠井壁牢稳，防粘卡。并设计有 多种防粘卡、解卡的自救安全技术措施，确保取芯器在井下安全作业。