吴为(中国石化国际石油勘探开发有限公司，北京100083）

伊朗Y油田取心作业堵心现象分析

吴为(中国石化国际石油勘探开发有限公司，北京100083）

针对伊朗Y油田Sarvak地层和Faliyan地层具有溶孔发育、易破碎、地层岩性不均质、软硬交替的地层特点，以及ø 311.1mm大井眼工具稳定性差和ø149.2mm小井眼岩心细易断裂等难题。通过使用胜利油田Yb-8100和Y-670取心工具，优化取心钻具组合和取心参数，优选取心钻头，摸索出了一套适合该地区特点的防堵取心技术措施。本文介绍了伊朗Y地区的地质特征及取心难点，并对伊朗Y地区取心作业堵心现象发生的各种原因进行了详细分析，对指导伊朗Y区块及附近其他区块取心作业具有重要的参考价值。

易破碎；取心工具；堵心；取心收获率

伊朗Y油田为中东地区少数整装未开发的大型油田之一，由于原有探井的地层资料不足或缺失，在油田一期开发的过程中急需布置一些关键井来进一步摸清该油田的储量分布及油藏特性。关键井作业过程中的钻井取心对于了解该区域的储量分布和油藏特性具有不可替代的作用。同时，由于该区域已有的地质资料和工程施工资料的限制，且两个取心层位Sarvak层(主要取心层位在Sarvak2和Sarvak4)和Fahliyan层各自具有不同的地层特性，取心地层的孔洞发育，地层岩性破碎，地层夹层不均等，极易在取心过程中发生堵心现象，影响岩心收获率[1]。为此，本文对取心作业过程中堵心现象发生的原因和堵心后采取的措施进行了详细分析，形成了一套适合该地区预防堵心技术的措施，为该油田下一阶段开发过程中的钻井取心作业提供了经验。

1 取心作业基本情况

Y油田共完成了APP1、F9、F14、F15、APP3、APP2六口井取心任务，取心总进尺914.52m，总心长787.30m，平均收获率86.1%，平均单筒进尺13.86m。具体取心数据见表1所示。

表1 Y油田取心数据统计表

2 堵心因素分析

Y油田取心作业6口井，总共取心66筒次。其中33筒次出现了堵心现象，取心进尺386.90m，岩心长268.90m，取心收获率69.3%，平均单筒进尺为11.72m。未出现堵心现象的筒次为33筒次，取心进尺527.62m，岩心长519.21m，取心收获率98.4%，平均单筒进尺15.99m。由此可见，取心过程中发生堵心是影响取心收获率和单趟取心进尺的主要原因。Y油田堵心数据见表2。

表2 Y油田堵心数据统计表

APP2 APP3 F9 F14 F15合计Sarvak Sarvak Fahliya n Sarvak Fahliya n Sarvak Sarvak Fahliya n 4 2 3 1 0 5 3 4 1 6 66 3 1 1 6 2 2 2 4 3 3 35．00 15．50 9．80 85．53 22．40 13．52 51．00 46．40 386．90 11．86 13．83 9．80 79．56 17．50 11．00 17．46 30．00 268．09 33．90 89．20 100．00 93．00 78．10 81．40 34．20 64．70 69．30 11．67 15．50 9．80 14．26 11．20 6．76 25．50 11．60 11．72

取心作业过程中引起堵心的因素很多，地层的不确定性、取心作业参数的选择、取心工具的组合等都能够引起堵心[2-5]；同时，现场取心工程师对堵心现象的准确判断对提高取心收获率也至关重要。Y油田6口井的取心作业过程中这些现象基本都发生过。

2.1 地层因素

Sarvak、Fahliyan层岩性主要为灰岩，但从所取岩心发现Sarvak、Fahliyan层局部地方岩性不纯，含有晶体杂质，地层孔隙裂缝发育泥质充填，疏松且易破碎，这种地层的岩心抵抗侧向力弱，当钻具稍有弯曲就很容易造成岩心在钻头处折断堵心，堵心后还容易磨心，从而影响了取心收获率。其中APP1、APP2、F15三口井堵心现最为明显，堵心筒次占总取心筒次比例较高。

2.2 取心参数

取心作业过程中应根据所取地层岩心特点来选取合理的取心参数，取心参数主要包括钻压和转速。

2.2.1 钻压

Y油田取心作业从钻压角度分析，钻压值为10-30KN取心钻进时，取心平均收获率为88.0%，而钻压值大于30KN取心钻进时，取心平均收获率为77.9%。可见采取小钻压10-30KN取心钻进，有利于提高岩心收获率[3-4]。

2.2.2 转速

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，这很容易引起堵心和卡心现象的发生[6]。为保证取心效果，转速宜采用较低转速[1]。

6口井取心作业实践已经表明，低转速（50-60r/min）、小钻压(10-30KN)的取心方案在伊朗Y地区Sarvak及Fahliyan地层是切实可行的。

2.3 取心方式

Y油田采用单筒取心作业方式共4筒次，平均单趟取心进尺6.10m；双筒取心作业46筒次，平均单趟取心进尺13.66m；三筒取心作业方式16筒次，平均单趟取心进尺16.35m。三种取心方式中，单筒取心作业方式平均收获率最高，三筒取心作业方式最差，不同取心方式收获率对比见图1。单筒取心作业方式虽然收获率最高，但平均单筒进尺较少，考虑到钻井作业较高的日费成本，仅推荐在破碎易丢心地层采用单筒取心作业方式。双筒取心作业方式与三筒取心作业方式相比，双筒取心平均收获率高13个百分点，且平均单筒进尺只少2.69m。

图1 不同取心方式收获率对比图

3 堵心后的技术措施

Y油田取心作业发生堵心33筒次，有的筒次收获率很低，有的筒次收获率受到的影响不大。主要有以下三种情况：一是堵心发现后，割心起钻决定及时；二是堵心发现后，认为地层较硬，采取措施处理，没有及时起钻；三是堵心现象发生时，误判断进入泥岩层造成的钻时变慢或无明显堵心现象而没有及时割心起钻。

3.1 堵心发现后及时割心起钻

堵心现象后在30分钟内及时割心的有10筒次，取心进尺111.41m，岩心长105.36m，收获率94.6%，平均单筒进尺11.14m，如见表3所示。

表3 堵心后及时处理后的取心数据统计

3.2 堵心发现后采取措施处理但未及时割心起钻

发现堵心后未及时割心的情况有两种，一是发现堵心后采取一定的措施能够解堵，这种情况能够继续进行取心钻进，但在这样会使部分岩心丢失；另一种情况是发现堵心现象后采取一定的技术措施未能解堵，然后再起钻，这种情况使得堵心后的岩心不能进入岩心筒，甚至会将上部岩心磨掉。上述两种情况在Y一期取心共出现了12筒次，取心进尺96.29m，岩心长74.34m，收获率77.2%，平均单筒进尺8.02m，具体数据见表4。

表4 堵心判定后未能够及时割心取心数据统计

合计9 -2919．00-2930．31 -11．31 96．29 8．81 74．34 77．90% 77．20%

3.3 堵心发现后误判断未及时割心起钻

堵心发生的现象在每个区块、每个地层、每个筒次都可能不一样，有的时候堵心现象很明显，有的时候从各个参数并不能够看出堵心，因此对于取心过程中判断是否堵心的难度很大。Y一期取心共有11筒次取心作业未能够及时判断出堵心，取心进尺179.20m，岩心长88.39m，收获率49.3%，平均单筒进尺16.29m。具体数据如表5所示。

表5 堵心后未及时发现取心数据统计

通过对上述三种情况的综合分析，三种情况在实际的取心作业中都存在一个共同特点是：都有钻时变慢、扭矩降低和钻压回落缓慢现象[5]。因此加强地面设备及仪器、仪表的观察、分析与判断。已经确定为堵心或其他非正常状况时，应果断割心起钻，避免长时间的磨心而造成岩心丢失。

4 结语

（1）针对伊朗西部地区碳酸盐储层特征，推荐双筒取心的作业方式，在地层较硬且均质性好、岩心成柱性好的地层，可以尝试三筒取心。

（2）小钻压、低转速、低排量的取心参数，在保证取心机械钻速的同时，可以有效降低灰岩地层破碎造成的卡心和堵心的发生机率。

（3）建议在取心作业过程中加强对取心参数的监测与研究，通过参数的变化准确判断堵心问题，及时割心起钻，提高取心收获率。

（4）建议针对该地区的地层特性，展开取心工具在不同地层、不同参数下的力学性能研究。

[1] 吴为，宁文学，司英晖.YD油田钻井取心技术难点及对策[J].石油钻探技术，2015,43(3):18-22.

[2] 成景民，冯会斌，王治中，等.深井灰岩破碎地层取心技术及应用[J].钻采工艺，2006，29(3):26-28.

[3] 李伟成，陈晓斌，陈立，等.提高碳酸盐岩破碎地层取心收获率技术[J].钻采工艺，2006，30(2):37-39.

[4] 周成贵.在取心钻进中产生磨心的原因及其预防[J].钻采工艺，1990，13(4):15-17.

[5] 王兴武，李让，王万红.我国西部地区超深井钻井取心技术[J].天然气工业，2010，30(11):63-66.

[6] 王昭平.伊朗雅达油田F9井中长筒取心技术探讨[J].中国高新技术企业[J],2013(7):110-112.

国家重大专项31项目04课题01任务“复杂地层安全快速钻井关键技术研究”（编号：2011ZX05031-004-001）部分研究内容。

吴为（1982-），男，汉，湖北天门人，工程师，硕士，2009年毕业于中国石油大学（北京）油气井工程专业，主要从事海外钻井技术管理及科研等工作。