摘要：保压取心技术目前在国内逐渐规模化应用于非常规油气资源项目。其获得原始地层参数的技术特点，在对地层的准确评估中起到了重要的作用。也成为非常规油气资源勘探的一项利器，目前针对页岩油藏、致密砂岩气藏及煤层气藏的原始资料获取具有一定的帮助。由于井型的限制，长城钻探工程院根据大斜度井的实际需求对工具做出了很大的改进，采用内外筒内部差动的模式进行割心操作，避免了外筒下行遇阻造成割心失败的可能性，目前在川渝地区的水平井保压取心已施工5口，井斜超过89度，其中一口井水平段长700米。这几口井的成功应用验证了长城保压取心在水平井段的施工能力和技术先进性。 关键词：水平井保压取心；内筒差动割心；致密砂岩气；
目前非常规能源的勘探开发已经纳入国家级重点能源开发对象，对于非常规能源开发方案的制定需要真实的原始地层资料，如何有效获取目的层的原始资料又不造成井下安全事故是目前取心技术的重点。长城保压取心技术近几年取得了规模化应用，能最大限度的减少岩心中的油气等组分的损失，可准确求取井底条件下储层流体饱和度等重要地层参数[1]。尤其在非常规资源的研究和勘探方面，保压取心技术获取的岩心资料可为储量计算提供最真实、可靠
的数据，也是目前国内最为先进的取心技术。
1 GW系列保压取心工具
1.1工具结构
GW系列新型保压取心工具主要由差动总成、压力补偿总成、上部密封机构、测量总成、保压内筒总成、球阀密封装置、外筒和取心钻头组成。
图1保压取心工具结构简图
表1 GW-CP194-80A型保压取心工具主要类型参数
序号 | 名称 | 描述 | 适用井型 | 井眼尺寸mm |
1 | GW-CP194-80A-01 | 岩心：Ф80mm×1.3m，压力60MPa | 水平井及大斜度井 | 215.9 |
2 | GW-CP194-80A-02 | 岩心：Ф80mm×3.3m，压力60MPa | 215.9 |
3 | GW-CP194-80A-03 | 岩心：Ф80mm×5.3m，压力60MPa | 215.9 |
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1.2 工具技术特点
GW-CP194-80A-01型保压取心工具主要应用于水平井保压取心，与常规保压取心工具做了相应的改短设计，割心方式与传统外筒下行模式有很大提升，避免外筒与井壁因为磨阻太大而导致球阀关闭失败，对于定向井及大位移水平井段取心有很大的技术优势。因为保压取心工具外径粗，与井壁的磨阻很大，如果井径不规则会导致传统保压取心工具割心失败，这个技术改进收到很大的效果，同时岩心直径增加到80mm，比目前所有的保压取心工具岩心直径都大，对于实验室研究有很大的科研价值，准确性高，分析的数据更有利用价值。
（1）内筒差动模式可以充分利用外筒内部液压驱动，滑动式上提，成功率高，球阀密封性好，也是这个技术的关键改进点，目前应用了5口水平井，球阀关闭成功率100%[2] 。
图2保压取心工具差动关闭原理
有中国特的资本主义1.
为了获取更精准的地层参数，将岩心直径提高到80mm，是目前世界上能获取到的最大的保压岩心直径。对于获得油藏原始数据的真实性提供了更大的技术支撑。实验室内获得的数据也更有参考价值。
图3保压取心现场施工
3GW系列保压取心技术在水平井的应用现状
目前水平井保压取心共计应用4口井，常见的难题是水平段长且井眼轨迹不规则，狗腿度最
大9度/30米，水平段最长700m。需要克服的难点：一是工具入井曲率半径安全窗口窄、井下取心钻进动力差且安全系数低、球阀关闭效果差导致保压成功率低。采取的改进和现场应对措施主要是，工具改短设计增大工具入井曲率半径安全范围，取心前模拟取心作业通井，保障工具入井的井壁安全，避免卡钻，同时针对性的改进钻头切削和水利冲击性能，增加取心钻进效率，水平段投球坐封灵敏度提升设计，可以保障大球一次性完好入座[3]。
3.1 取心施工案例1
合川气田保压取心施工共3口井，水平段最长500米，狗腿度最大超过9度/30米，通过工具模拟入井操作获得了井眼轨迹的基本信息资料，首先尝试了改短取心工具进行保压取心施工，取心钻头专门设计了复合式功能取心钻头[4]，耐研磨的基础上增加了切削效果，平均米钻时30~50分钟，同时投大球座封采用大排量送球，联动关闭效果很好。没有出现球阀关闭不严的情况。
3.2 取心施工案例2
西南油气田九丝镇油区设计宁209H12-2井水平段保压取心，取样目的层在水平段700米处，
井眼轨迹比较复杂。工具入井前处理泥浆，修整井壁割心过程比较顺畅，大球落座碰压正常，整个取心过程按照设计方案实施，没有出现异常，尤其割心效果一步到位。这口井的成功实施再次验证了保压工具的适用性和先进性，割心效果达到预期，新的割心方式避免了卡钻风险和球阀关闭失败的可能性，在水平段取心的优势和成熟性显而易见。 3.3 取心施工案例3
西南油气田泸203井保压取心施工，该井的施工难点在于井眼轨迹不规则，狗腿度较大，井下情况复杂，取心过程中起下钻磨阻超过50吨，割心地面显示不明显且易发生粘卡事故。传统的保压外筒下行割心方式势必会增加卡钻风险，造成不必要的经济损失，这口井的成功实施也说明了工具具有很高的适应性，安全系数很高。
图4施工现场
3.4 岩心切割及现场采气
目前岩心处理整体分为两类：一是现场岩心液氮冷冻实验室收集数据；二是现场采集游离气后直接进行现场吸附气和解析气采集。致密砂岩地层由于游离气释放较少，一般采用液氮冷冻后实验室解析搜集计量气体总量。页岩地层一般采用第二种方式，现场搜集到大部分游离气及吸附气，剩余小部分实验室采集修正[4]。
4 取心效果
4.1实际取心过程中，这几口井的取心效果达到预期，和实验室的对接很顺畅，保障了取心数据的有效采集。对后期制定开发方案提供了有力支撑。
张镇中
4.2页岩气的取心现场每次都点火成功，与常规取心相比获得的气量明显增加，更接近真实数据。致密砂岩气的实验室解析效果也远大于常规取心获得的气量，对于水平段人工气藏的建设方案制定和开发效果预期都有可靠的数据支撑。
表2 水平井取心数据统计表
序号 | 井号 | 进尺（米） | 心长（米） | 收获率（%） | 岩性 | 年份 |
张琨维1 | 合川001-74-H3 | 5.35 | 5.07 | 94.77 | 致密砂岩气 | 2020 |
饮食与健康杂志2 | 合川001-3-X5 | 2.87 | 2.035 | 70.91 | 致密砂岩气 | 2020 |
3 | 合川001-87 | 8.90 | 6.20 人情练达即文章 | 69.66 | 致密砂岩气 | 2020 |
4 | 宁209-H12-2 | 1.00 | 1.00 | 100.00 | 页岩气 | 2020 |
| | | | | 日凌 | |
5结 论
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