取芯分析

取芯分析（精选7篇）

取芯分析 篇1

1 大庆松散底层取芯情况

2010年大庆油田应用全封闭式取芯工具, 在松散地层钻取芯井2口, 平均收获率为93%。每口井取芯时间比往年减少了1.5天, 共计节约成本100余万元。形成了一套行之有效的大庆松散地层取芯的工艺流程, 为日后的取芯工作积累了经验。这两口井所在区域取芯段地层岩芯易碎, 成柱性差, 采用常规的取芯工具和传统的自锁式割芯方式经常出现撸芯、掉芯事故, 由于频繁的掉芯致使这两口井取芯段岩芯大段的丢失, 高21-66-118井全井收获率为93.12%, 高21-68-112井全井收获率为92.76%。影响了录井资料的完整性。为了提高松散地层的取芯收获率, 必须根据大庆松散地层的地质特点, 分析和研究影响松散地层取芯收获率的各个因素, 从循环、树芯、进芯和割芯等取芯的各个环节逐一加以攻关和解决, 使用新的松散地层取芯工具, 来进一步提高松散地层取芯收获率。

2 取芯工艺简况

以全封闭式取芯工具结构图为例, 下钻接近井底时, 开泵循环, 冲洗内筒和井底, 循环时泥浆泵排量根据地层实际情况来控制, 一般不超过20L/s, 待井底冲洗干净后, 卸开放钻杆, 向钻杆内投一钢球 (31.75mm) , 泵送入球座上封堵内筒, 改变循环通道, 使钻井液经分流接头、内外筒环空、钻头水眼进入井眼环空。启动转盘缓慢下放钻具, 小钻压树芯, 待岩芯进入内筒后, 适当增大钻压进行取芯钻进, 钻压的大小根据岩性情况来确定。取芯钻进结束后, 提高排量, 约32L/s, 滑套在钻井液冲击力作用下压缩弹簧下行到位。此时滑套的环槽与滑块相对, 六方杆上提, 给滑块径向推力, 使滑块内缩, 六方杆、六方套脱开。六方杆下端面上行到滑块之上后, 停泵, 滑套所受钻井液冲力解除, 并在弹簧弹力作用下上行, 将滑块径向推出。钻具下压, 压力通过滑块传到悬挂接头, 剪断销钉, 滑套下行, 悬挂锁块进入滑套环槽, 内外筒脱开, 继续下压, 压力通过内筒作用在岩芯抓上, 使岩芯抓沿钻头内腔锥面下行并插入岩芯。岩芯抓插入岩芯的过程中产生径向的永久性形变 (收口直径为φ25mm) , 并将岩芯剪断封堵在内筒中。

3 取芯施工中主要技术方案

3.1 取芯钻头优选。

原来使用的钢体取芯钻头流道, 使钻井液直接与岩芯接触, 对岩芯的冲蚀作用, 不利岩芯的完整, 因此优选了胎体孕镶金刚石取芯钻头, 其切削面为锥形, 水眼的方向朝井壁一侧, 避免泥浆直接冲刷岩芯柱表面。增加钻头外保径长度, 提高钻进时平稳性, 获得均匀、连续的岩芯。该钻头工作平稳, 钻速均匀。

3.2 科学使用取芯密闭液。

在取芯过程中, 被钻穿岩层围压被解除后, 岩芯不能承受自身重量, 非胶结的砂岩层, 在取芯钻头喉部堆积、堵塞而不能及时顺利地进入内筒, 继而被钻井液冲蚀, 不能得到目的层岩芯。泥岩层在钻进和起钻过程中, 因岩芯与钻井液接触, 吸水水化使岩芯变细, 造成割芯时岩芯表面留下岩芯抓拉出的沟槽, 发生撸芯, 起钻时丢芯现象。在施工中, 将密闭液注满内筒, 将钻井液与岩芯隔绝开来, 避免钻井液对岩芯的侵害, 同时密闭液起到润滑作用, 减少摩擦, 岩芯更易入筒。

3.3 割芯技术。

经过对比电测与临井的测井图对比, 大致确定层位的划分。再根据试取的岩性变化, 精准的确定油层砂岩的深度。我们认真与钻井研究院取芯所的施工人员探讨, 结合取芯钻进的实际情况, 确定了割芯层位。保证了取芯工作顺利完成。

3.4 优选取芯钻进参数。

在整个取芯过程中对钻井液有很高的要求, 要求钻井液要有润滑性、流变性、滤失性、固相含量等指标。特别对滤失性要求失水不能超过4个, 保证钻井液有很好的护壁能力。根据岩性的不同优选钻井参数, 在取芯钻进中提高了机械钻速。

4 异常事故的处理

4.1 取芯钻进时异常的处理。

在取芯开始钻进时需施加小钻压, 目的是修正岩芯能顺利进入取芯钻头及取芯筒中。有时在开始钻进时会遇到较坚硬的岩层或比较疏松的岩层, 如遇较硬岩层, 小钻压钻进速度较慢或无进尺, 可适当加大钻压钻进;如果是疏松岩层, 有时会出现堵芯及磨芯现象, 因而造成进尺较慢或无进尺, 这时应正确判断, 及时停钻, 上提少许钻具, 重新探底钻进, 不可盲目加大钻压, 以免造成情况复杂化。

4.2 割芯割芯时异常的处理。

悬重无变化或反应轻微在一筒芯钻完需要割芯时, 会出现钻具悬重无变化或反应较小的情况, 这时应具体处理出现的情况。在上提一段距离悬重仍为钻具原重量时, 可能是钻进中岩芯已经断, 可上提下放钻具观察悬重的变化;如果割芯时悬重反应较小并有反复, 表明岩芯爪抓不牢岩芯出现打滑, 可适当转动转盘一个角度重新上提钻具, 反复几次直到观察指重表灵敏针有较明显变化。

4.3 无芯、少芯及掉芯的处理。

起钻后若发现少岩芯或无岩芯, 表明岩芯掉井, 这时需要打捞。下入不装密闭头并装有新岩芯爪的取芯钻头, 下到井下岩芯头上0.5m左右处循环清洗鱼头, 然后缓慢下放, 如有遇阻可轻转转盘直到井底, 钻进一定长度, 可根据落井岩芯长度和取芯内筒的长度确定, 一般不超过0.5m, 上提钻具割芯后起钻。

4.4 出芯异常的处理。

在取芯筒起至地面后, 在出芯时遇阻卡时, 可采用振击取芯筒或从上部推动;如果在冬季出芯, 更要抓紧时间, 以免岩芯凝聚在取芯筒中, 从而造成对取芯筒的破坏。

参考文献

[1]张云普, 等.大庆油田松散地层取心技术现场试验效果好[N].中国石油报, 2006.

[2]谈耀麟.松散地层取芯新技术[J].国外地质勘察技术, 1990.

取芯分析 篇2

关键词：完整取芯,双管单转取芯器,突出煤层,注浆堵水,抽水

根据《煤矿安全规程》和《防治煤与瓦斯突出规定》, 对有突出危险的新建矿井或突出矿井的新水平的井巷第一次揭穿各煤层时, 必须测定煤层瓦斯压力、瓦斯含量及其他与突出危险性相关的参数;在石门揭煤过程中要打至少2个前探钻孔探测前方煤层赋存条件、地质构造、瓦斯情况等。因此取芯工作是一个非常关键的环节。笔者使用自行研制的双管单转取芯器, 进行了多次取芯工作。现场的影响因素很多, 如煤层的赋存条件、顶底板含水情况、围岩与取芯钻孔的角度等, 其中取芯钻孔的角度对取芯影响最大。上行孔较为简单, 所钻取的煤样靠重力作用能够完好地存留在里面的内管里, 而下行孔特别是竖直孔取芯难度最大, 钻孔里面残留着水, 岩石的钻屑滞留在孔底, 影响所取煤层一些重要信息, 如煤层中含有夹矸、软分层等。因此完整取芯对判断煤层特别是突出煤层危险性, 指导安全生产意义重大。

1 双管单转取芯器结构与操作原理[1]

双管单转取芯器的结构见图1。

1—外管接头;2—螺母;3—可调螺杆;4—上轴承;5—轴承套;6—下轴承;7—凸缘螺母;8—螺母;9—内螺纹接头;10—钢球;11—单向泄气阀;12—内管;13—外管;14—注油杯;15—钻头体;16—卡簧座;17—滑动轴承;18—卡簧;19—钻孔合金片;20—扩孔合金片。

取芯器工作原理:该取芯器可以和多种钻机配合使用, 取芯时将其用便接头与Υ50mm的钻杆相连接然后装在钻机上在孔内工作时其外管与钻头同步旋转, 装煤芯的内管不动, 取芯完毕后同钻杆一起拔出孔[2]。

2 现场案例分析

2.1 现场实验测试案例一

山西某矿井筒揭煤。所要揭开井筒的煤层有3层, 风井、副井和主井的深度都在-560m以下。该矿所揭3#煤层顶底板影响范围内的岩性主要为泥岩、砂质泥岩、粉砂岩、细砂岩和中砂岩。

设计的取芯钻孔为每个井筒至少个并且都为竖直钻孔, 上覆岩石厚度都在10m以上, 3#煤层厚度约为1.6m, 钻取的长度达到12m左右, 打钻的工作量较大, 钻孔布置如图2所示。

1) 施工过程

施工的第1个钻孔是在风井进行的。由于井筒淋水, 使得其底部蓄水较多, 打钻过程中不断有淋水灌入孔内, 再加上使用的是高压水排渣, 要弄清孔内水的来源较为困难, 因此采用了孔内注浆堵水的方法来取芯[3,4]。穿过岩石层见煤后立刻停止打钻, 将钻头卸下, 装上双管单转取芯器, 先用压风排出孔内积水, 然后下取芯器用压风排渣进行取芯。在钻进过程中, 不断有碎屑煤和水混合形成的水煤浆从孔内飞出来后, 堆积在孔边。

2) 取芯结果

钻头进入底板后停钻拔出取芯器, 查看取芯结果。打开取芯器, 发现除了在内管壁吸附的水煤浆之外里面没有一点煤, 说明这次取芯失败。

3) 原因分析

a.管孔口的位置高于井筒底部蓄水高度, 防止水从孔口灌入孔内。

b.注浆堵水。孔内周边岩石中的裂隙用高压水泥浆封堵住, 防止水渗入孔内。

c.在下取芯器取芯之前, 用压风将孔内的积水排出。

d.卸钻杆时要用重锤猛烈敲击杆间连接处, 这样易将钻杆卸下。重锤的敲击, 震动钻杆和取芯器, 其内管里的煤芯容易随之被震落, 加之煤较软, 在钻头的打磨和高压风流的作用下破碎, 取芯器前端的卡簧很难将其封住, 因此导致取芯失败。

究竟是何原因导致这次取芯失败, 还需要对以上原因进行实验验证。于是实施第2个取芯孔, 且每一道工序更加严格细致将孔口管口升高注浆堵水、压风排水, 卸钻杆时尽量不用重锤敲击, 结果还是没有取出煤芯。

对从打钻到取芯的整个过程每一步骤和现象又经过细细分析, 最后归结为还是水的问题, 没排尽孔内打钻时用水。虽然用高压风流排出大量的水, 由于水的表面张力的存在, 少量的水与孔壁相吸附, 被压风吹上去之后又沿孔壁下落到孔底, 无法从孔口看到底部有无积水, 不能判断水是否排尽。3#煤层的厚度较小, 只有1.6m左右。这些孔内积水与高压风流在一起形成快速旋转的具有破坏力的水流, 加上飞速旋转的钻头对煤体的切割, 硬度较小的煤在这些因素作用下十分容易破碎, 破碎后和水被搅拌成具有一定黏度的煤浆随风流飞出取芯孔。取芯器前端口的卡簧很难将进入内管的水煤浆封堵住, 因此才有前面失败的两例。

解决孔内积水的办法:直接用井下风动水泵来抽出孔内的积水。实施第3个取芯孔, 每一道工序都严格按要求操作。取芯器在煤层钻进过程中, 开始有少量的水煤浆从孔内飞出, 接着开始喷出大量的干煤尘, 钻进到底板岩石后结束取芯。拔出钻杆, 卸下取芯器, 看到卡簧处有煤块, 说明这次取到煤芯。打开取芯器, 内管 (长度为1 200mm) 里面存留近800mm大小不等的圆柱形煤, 有的成片状, 乌黑发亮, 靠近上部存留一些块状煤, 颜色没有下部煤发亮。煤层的厚度为1.6m左右, 这次取芯还存在一个问题, 即将近一半厚度煤的信息没有取出。但说明这次采取的水泵抽水的办法是可行的。关于这一半煤层的信息缺失, 里面是否含有软分层、夹矸等信息都无法考证。

根据所取的煤芯, 经过实验室实验, 测定该煤层具有弱突出危险性。因此要采取防突措施。经过现场的防突措施, 打瓦斯排放措施孔排放瓦斯, 安全揭开风井3#煤层。经查看, 在靠近顶板附近有约300mm的软分层, 连续分布于半个井筒圆周上, 这一部分取芯时没有取到。

4) 现场经验总结

这次取芯工作历时5d, 实施3个措施孔, 只有1个接近成功。干扰取芯的最关键的因素就是残留在孔内的积水。以前出现类似的问题, 总是在取芯器上不断改进里面的尺寸结构等, 现在发现现场的干扰因素也是至关重要的。这次只取出煤层下半部分的煤, 说明井筒里面还有少量积水存在, 水与高压风流及旋转钻头一起对煤进行破碎, 所以在取芯器上部有一些块煤而不是圆柱状或是片状煤, 经过水泡过后煤极易破碎形成水煤浆这些煤很难取出

5) 解决方案

a.在打钻过程中用水排渣, 接近煤层时停水换压风排渣。

b.先用水泵抽水, 然后将干泥土倒入孔内, 再用压风对孔底吹风排出泥浆, 根据现场的情况酌情倒入泥土, 待排出的泥浆减少或有干泥土排出后即停风, 下取芯器进行取芯。

6) 主井井筒揭煤取芯

取芯工艺设计:采取岩石层打孔注浆堵水、接近煤层时用压风排渣、水泵抽水、干泥吸水等方法来治理孔内积水。取芯孔仍为2个竖直向下的穿透煤层的钻孔, 打钻长度约为12m。

现场施工及取芯效果检验。严格按照工艺设计流程进行取芯。在钻进过程中可以看到地面的孔口处先有少量的水煤浆飞出, 而后是大量的干煤屑飞出, 这说明钻孔里面水被排出, 初步显示取芯成功。取芯结束后打开取芯器内管可看到里面装满煤, 现场煤芯照片如图3所示。在上部有近300mm的煤有些潮湿, 亮度没有下部鲜艳, 且破碎程度较高。这表明还有少量残留水或是裂隙水从煤层上部渗流进孔内;同时对打钻的控制也存在问题, 不能准确判断距煤层距离大小, 不是穿过岩石层就是距煤层距离较远, 此问题待以后的工程实践中逐步解决。

2个取芯孔所取的结果差不多, 管内上部的煤都比下部要湿润破碎一些。在实验室分别对干煤和湿煤进行参数测定, 结果是干煤的f值小于湿煤、ΔP和瓦斯含量大于湿煤, 如表1所示。由此可见若用湿煤来做突出鉴定会产生误判。可见完整取芯工作的重要性。

2.2 现场实验测试案例二

石门探煤取芯施工。设计钻孔为2个, 一个是在石门底板附近竖直向下钻孔, 另一个是与水平方向呈30°斜向下钻孔。

由于是巷道, 顶底板都没有发现裂隙水, 因此省去注浆堵水这一道工序, 直接按设计角度打孔, 见煤后停钻用水泵抽水, 而后下取芯器取芯。由于此处煤层的厚度比石门厚, 取芯器的内管的长度仅为煤层厚度的1/3, 因此分3次进行取芯。结果都能较为完整地取出煤芯。且施工的时间较井筒大大缩短, 一个孔的时间仅为井筒的1/3左右, 效率大为提高。

3 结语

采用双管单转取芯器解决了只能上行取煤而对下行取煤不完整取芯问题, 排除了水对取芯干扰这一个关键因素, 并进行了一系列成功取芯工作, 为防治煤与瓦斯突出提供可靠的技术保证。

参考文献

[1]刘应, 蒋承林.井下突出煤层取芯工艺研究[J].中国煤层气, 2008, 5 (3) :28-30.

[2]邓喜平.绳索取芯器钻进工艺在鸟山煤矿1号井筒检查孔的应用[J].煤炭技术, 2006, 25 (6) :123-125.

[3]黄诚, 杨维好, 王宗胜, 等.超深部土体地面高压射孔注浆现场实测研究[J].岩土工程学报, 2005, 27 (4) :442-447.

浅析碾压混凝土钻孔取芯施工技术 篇3

1 碾压混凝土钻孔取芯中的一些误解

(1)认为取芯钻机越大越好。钻机大,自重大,稳定性好,扭矩也大,对钻孔取芯是有好处的。但是,并不是钻机越大越好。钻机的选择应该根据钻机性能和施工现场的需要,能满足使用要求是最好的。钻机过大,对施工场地要求高,搬迁不便,而且增加成本。(2)认为双管钻具比单管钻具好。双管钻具是钻进软弱破碎岩石,提高岩芯获得率的重要工具。但是,对于碾压混凝土取芯,其优势并不强于单管钻具。(3)认为取芯钻头用表镶金刚石比孕镶金刚石好。有人认为,表镶金刚石钻头的金刚石含量比孕镶金刚石钻头高,而且金刚石直接克取混凝土,比孕镶金刚石对混凝土的扰动小,这是对金刚石钻进技术的一种误解。为了获得较高的钻进效率,降低钻进成本,必须根据岩石的硬度、强度、研磨性和完整程度合理选择钻头,只要选择得当,表镶金刚石钻头与孕镶金刚石钻头能达到同样的效果。(4)认为钻机的转速越慢越好。人们通常为了降低钻具振动,以为钻机的转速越慢越好。实际上,在一定条件下,转速越快,钻进效率越高。只有根据所选钻头特性和混凝土特征,选择一个合适的速度才能达到好的效果。相反,如果转速太慢,金刚石钻进的效率得不到发挥,钻头对混凝土芯样长时间的研磨,会使混凝土芯样变细,增加了对芯样的扰动,对取芯是不利的。(5)认为钻头带卡簧是取芯的根本保证。防止岩芯脱落,提高岩芯采取率。但碾压混凝土取芯不适于安装卡簧。因为取碾压混凝土芯样要求尽可能完整且越长越好。如果安装卡簧,势必增加混凝土芯样的人为折断率。

2 碾压混凝土钻孔取芯与常规地质钻探取芯的异同

有人认为混凝土强度高,完整性好,取芯的获得率就高,没有认真研究碾压混凝土的钻孔取芯技术,对芯样断裂现象没有采取有效措施进行改进,许多工程的取芯设备没有达到碾压混凝土取芯的理想要求。实际上,碾压混凝土的取芯与一般地质的钻探取芯有很大不同。

3 碾压混凝土钻孔取芯技术

(1)芯样获得率和折断率:评定碾压混凝土的均匀性;(2)芯样的渗透试验:评定混凝土的抗渗性;(3)芯样的物理力学性能试验(容重、抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、弹性模量、极限拉伸值、抗渗、抗冻、缝面抗剪和抗拉特性):评定碾压混凝土的均质性和力学性能;(4)芯样外观鉴别:评定致密程度和骨料分布均匀性。

因此,碾压混凝土的钻孔取芯应最大限度地满足上述要求。为取得高质量的碾压混凝土芯样,一般应采取下列技术措施:(1)选择稳定性好、精度高、具有相应功率的地质回转钻机,以承受钻进过程中的扭矩,消除由于立轴晃动、偏心而产生的钻具振动与不稳定。钻孔部位应埋设地锚螺栓,在钻孔时固定钻机,使钻机机座水平,立轴紧固,机身稳定不晃动,加压钻进时钻机前部不抬动。(2)选择垂直的、适当长度的机身钻杆。一般2.5m~3.0m较好,机身钻杆太长,钻进时摆动大,对钻机和立轴的稳定不利。同时选择轻便高速水龙头、轻型高压胶管,避免头重脚轻现象。(3)控制钻具的同轴度。钻具的同轴度包括钻杆与钻具的同轴、岩芯管及接头的同轴、岩芯管与钻头的同轴等。其中又分为钻杆与岩芯管的弯曲度和丝扣的偏心度两方面,这是取芯成败的很重要因素,也是一个常被忽视的因素。如果控制不好,钻具弯曲,必然导致钻进过程中钻具的摆动和振动。在更换钻具时也会因为两次钻具不同心而产生芯样磨损,造成芯样断裂,这可能是导致大多数取芯失败的根本原因。(4)尽量使用粗径钻具和粗径钻杆钻进,减小钻具与孔壁间隙,从而降低钻具振动。钻头直径171mm以上的取芯孔,尽量选用73mm以上的粗径钻杆。(5)选择合适的金刚石钻头。由于碾压混凝土属于中等硬度,一般可以选择胎体硬度40左右,粒度25克~40克拉中粒表镶钻头或孕镶钻头,可以使用标准钻头或薄壁钻头。一般二级配碾压混凝土可以使用168mm金刚石钻头钻进,三级配碾压混凝土可以使219mm金刚石钻头钻进。(6)选择合适的钻具结构。一般应选择单管钻具钻进,并尽量使用长岩芯管钻进,在条件允许时,最好使用全孔岩芯管钻进,即形成全孔管柱式钻具钻进,尽量减少钻孔与钻具的环状间隙,达到导向和减振的目的。岩芯管接头应内孔镗大,防止在接头部位发生芯样堵塞。(7)采用合理的钻进参数。一般情况下,钻具转速以中低速为好。转速高,振动大,加剧芯样破坏,转速过低,钻速也低,芯样破坏时间延长。钻压使用8k N~l0k N,钻压过大,加剧钻具弯曲、振动,使芯样受到机械破坏;压力不足,延长芯样磨损时间,从而影响取芯质量。(8)冲洗液的选择。一般情况下选用清水作为冲洗液钻进即可。可根据所选钻头直径和孔深、孔内情况,选择合适的冲洗液量和压力。冲洗液量过大,泵压较高,会造成很大的水压损失,导致芯样折断和堵塞。为了减少钻具振动,可在冲洗液中加人润滑剂、润滑膏等,也可使用低固相泥浆进行钻进。(9)钻头不得安装卡簧,采芯使用卡石卡取。如果安装卡簧,很容易因为误操作而使芯样折断。而且为了取得更长的芯样,必须更换钻具,如果安装卡簧,就难以实现操作。使用卡石取芯时,卡石的大小应与钻头与芯样之间的实际环状间隙来选择。一般应大小搭配,卡石的硬度与芯样相适应,投放数量要足够,并应尽量保证一次将芯样取出,避免因为捞芯而破坏芯样。(10)精心操作,防止芯样堵塞。芯样堵塞,造成自磨,不仅会降低采取率,还会使芯样产生折断。因此,一旦发生芯样堵塞,应立即提钻处理。同时防止烧钻使芯样烧灼变质而破坏。在退芯样时,不得过分敲打岩芯管,防止造成人为破坏芯样。

4 结语

取芯分析 篇4

密闭保形取芯是采用密闭保形取芯工具及密闭液进行特殊取芯的一种技术, 其目的是检查注水开发效果、油水界面及油层水洗情况, 综合分析剩余油饱和驱油效率的分布规律与变化规律。

(1) 内筒上部采用浮动活塞结构, 使工具的使用范围不受井眼深度的限制。

(2) 采用自锁式岩芯抓结构, 工具结构与割芯操作简便。

(3) 采用低冲蚀结构的取芯钻头, 降低对岩芯的污染, 可提高岩芯收获率。

(4) 采用粘度高、流动性好、附着力强、耐高温的新型水基密闭液, 提高密闭取芯效果。

2 坨28-斜检1井基本情况概述

坨28-斜检1井位于济阳坳陷东营凹陷坨胜永断裂带坨28断块, 是胜利采油厂投资的一口密闭保形取芯检查井, 该井一开φ346.1mm井眼×334m, φ273.1 mm套管×332.91m;二开φ215.9m m井眼×2298m, φ139.7m m套管×2287.17m;直井段1755m, 最大井斜30.5°, 水平位移231.67m;设计取芯井段为1927m-1953m、1965m-1987m和2110m-2114m、2140m-2148m、2154m-2163m、2166m-2175m分六大段进行取芯施工, 共计78m, 其取芯钻头直径为215mm, 取芯工具为RMB-8100。

3 本井使用的工具

该井采用钻井工艺研究院提供的密闭保形取芯工具R M B-8100型。采用的取芯钻头HSC043mb-8100 (硬质合金刮刀取芯钻头, 直径215mm) 、PSC143mb-8100 (复合PDC合金取芯钻头, 直径215mm) 。采用的附件有岩芯爪、岩芯筒、密闭活塞、衬管和加压接头。

4 取芯技术措施

4.1 下钻

将取心钻头下至距井底10m左右, 缓慢开泵, 启动泵压不超过8Mpa。充分循环钻井液, 同时按规定数量均匀向钻井液加入示踪剂。加药时间不得少于1个循环周。在钻头不接触井底的条件下, 可适当上下活动钻具, 使钻井液示踪剂含量达到1±0.2kg/m³, 且要分散均匀, 以连续四个检测值符合规定为合格。

4.2 取心钻进

在钻具转动的条件下, 钻头到底并瞬时加压100K N。以剪断密封活塞固定销。然后调整钻压至20K N, 启动转盘, 开始钻进, 并逐步调整钻压至40-60K N。正常钻进参数:钻压40-60KN (疏松砂岩80-100KN) , 转速60-70r/m i n, 排量20-25L/s (疏松砂岩10-15L/s) 。 (钻压选择原则是在取得较高机械钻速条件下选用较低的钻压值)

4.3 割心

(1) 根据地层预告与钻时判断, 选择在泥岩段割心。

(2) 钻完进尺, 停转, 停泵, 量方入, 做方入记号。然后缓慢上提钻具至保留5K N钻压为止, 加压接头的六方滑动杆全部拉开, 而钻头又不离开井底。

(3) 在立管上部弯接头丝堵处投球, 每次投一球, 开泵送入方钻杆 (球经过方钻杆时可听到敲击声) , 两球间隔3分钟。累计投球4只, 一般最后一球经过方钻杆后立即停泵, 让球自由下落 (非松散地层可开泵送球) , 落球时间按0.008H分钟计算, H为井深, 单位是米。

(4) 落球或送球过程中, 适当转动钻具。整个投球过程要统一指挥、协调配合。

(5) 待钢球全部就位后, 转动钻具10圈以上。停泵, 停转, 滑动钻具加压200-300K N。此时要有专人摸方钻杆, 眼观指重表, 当指针突然回摆20-100K N, 方钻杆有跳动, 说明悬挂销钉被剪断。此时应上提钻具, 到投球方入, 变换方位, 重复加压操作一次。最后再上提钻具, 至投球方入, 间断转动转盘割心。当试转无蹩动后开泵, 顶通钻头水眼起钻。

(6) 如果重复割心加压无显示, 可适当干钻 (加压10KN, 进尺0.1m左右) , 而后开泵顶通钻头水眼起钻。

4.4 起钻

(1) 割心完毕, 立即起钻。

(2) 起钻用液气大钳卸扣, 操作平稳, 特别是最后几个立柱, 要平稳操作。

(3) 起钻过程中应连续向井眼灌满泥浆。

(4) 起至取心工具先将加压接头在井口卸下;若继续取心也可将其连在最后一柱钻铤上一同卸开。此时应注意在盖好井口的情况下, 小心地取出加压杆和加压钢球, 严防落井, 并妥善保管。

(5) 取心工具提出井口, 松扣后平稳送下钻台。

4.5 岩芯出筒

(1) 阴雨天, 岩心不能出筒, 工具不可提出井口, 同时保持井眼灌满钻井液。

(2) 正常出筒时, 在两个小时之内出筒, 并取样完毕。

(3) 卸掉岩心爪及其短节, 并从内筒上部取出衬筒挡环。

(4) 用油管, 依次顶出衬筒短节, 并按顺序打上标记, 搬至冷柜中冷冻。

(5) 待岩心和衬筒冻实后, 即可打开双瓣衬筒短节取出岩心, 按要求包装并送化验室。

取心钻具组合:215mm取心钻头 (0.35m) +Φ177.8m m取心筒 (9.23m) +Φ177.8m m加压接头 (1.13m) +411*4A10接头+Φ158.8m m钻铤*52.68m+4A11*410+Φ127m m加重钻杆*110.56m+Φ127mm钻杆

5 取芯井段及收获率

通过以上的技术措施, 我队取芯13筒, 取芯收获率达到了99.41%, 很好的完成了取芯技术任务。

6 结束语

取芯分析 篇5

沪昆客专贵州段作为沪昆客运专线的一段, 是我国《综合交通网中长期发展规划》中“五纵五横”综合运输大通道———沪昆通道的西段, 是我国铁路网主骨架中的横向通道之一, 是长三角、珠三角等沿海经济发达地区向西南内陆地区进行经济辐射的主要轴线。由中铁十四局集团公司施工的大猫坡特大桥全长1314m, 分别跨越西南石油管道和军用光缆 (32+48+32) m、省道S102 (28+48+33) m和既有沪昆铁路 (40+64+40) m, 由于连续梁采用悬臂浇筑, 施工周期长, 加之其集中处于跨越公路、铁路、军缆和高压线上跨等特殊地理位置, 受外部因素制约较大, 因此大猫坡特大桥成为控制工期的重点工程。

由于大猫坡特大桥特殊的地理位置, 为确保施工工期、加快施工进度且保证对既有公路、铁路、石油管道及军缆的安全, 对跨越石油管道处的4#、5#墩、临近公路的6#、7#、8#、9#、10#以及临近铁路的11#、12#、13#、14#墩桩基 (直径1.25m和1.5m) , 均采用取芯机成孔的施工方法。

2 地质水文情况

贵州是典型的喀斯特地貌地区, 桥址处地表岩溶主要为溶洞、溶沟溶槽及溶蚀小孔, 部分溶洞全充填, 部分溶洞无充填;部分桩位地表表层分布有软土和膨胀土, 厚度30cm～100cm。桥址处主要出露碳酸盐灰岩。

桥位处地下水位因本桥溶洞、溶沟溶槽及溶蚀小孔的存在, 受当地降雨影响较大, 旱季水位较低, 雨季水位迅速上涨, 因此采用取芯成孔施工工艺的桩基础, 均安排在当地雨季到来前完成。

3 施工方案的选取

由于大猫坡特大桥部分桩基受到与公路、铁路、石油管线、军缆以及电力管理部门签订施工安全协议或迁改时间的不确定影响, 为加快线下工程施工进度, 保证既有公路、铁路、石油管线、军缆及电力线的安全, 综合考虑后, 对不宜采用常规钻孔机械进行施工的桩基础, 均采用了混凝土取芯机进行成孔的施工工艺。

4 取芯机成孔工作原理

岩石具有抗压强度高、抗拉、抗剪强度低的特性。取芯机取芯正是利用了岩石的抗拉、抗剪强度低的特性, 通过施加外力使“芯样”断裂, 从而达到取芯成孔的目的。

而采用取芯机施工桩基就是要把完整的岩石逐步分解, 形成易于破碎、方便从孔中提取出的小块“芯样”, 进而形成孔洞, 达到设计要求的孔径, 形成桩基础。

现场进行钻孔取芯施工时一般采用直径150mm的钻头, 按照设计的桩孔直径首先在桩基外缘部分钻取深度为60cm的“芯样”, 使桩孔圆周外边缘形成临空面, 然后对中间剩余部分利用风钻打孔 (孔深一般超出边缘孔深的10cm～20cm) , 分割成易于破坏、易于搬运的小块“芯样”, 之后通过在风枪孔处插入楔型钢件, 通过对楔块施加冲击外力使楔块下移, 芯样顶部受到向芯样圆心方向的“撑”力, 因岩石抗拉、抗剪强度低, 从而使芯样发生断裂。

5 施工工艺过程

取芯机成孔工序如下图:

5.1 施工准备

(1) 场地准备:首先对施工场地进行平整, 对覆土较浅的位置, 将表土清除;对地表不平整的岩石表面, 为保证取芯机安放就位, 将表层岩石凿除平整或使用混凝土找平。

(2) 机具准备:根据墩位处桩基数量及施工进度要求, 合理安排拟上场施工机具数量, 并根据拟开孔数量及开孔部位规划出碴通道, 以便同时施工时彼此间减少施工干扰。

施工机具主要包括取芯机、小型储水装置、污水泵、提升机、空气压缩机、风枪、风镐等。

5.2 桩孔定位测量

由测量人员根据设计孔位坐标, 定出桩孔中心位置并测量出现有地面高程, 施工人员开孔前将桩位护桩引至孔口护壁混凝土或孔外, 设置护桩, 同时加以保护, 以备钻进过程中孔位及孔径的校核;施工人员以测量的桩基中心为加圆心, 以大于设计桩基半径5cm为圆划出钻孔边线。

5.3 取芯施工

(1) 根据定位出的桩孔外边缘线, 安放施工机具并调试好后, 将取芯机钻头外缘与划出的桩径外缘边线紧贴, 并将取芯机以底部支点为中心向桩位中心方向内倾约2°, 使上层取芯后, 芯样底部形成一个大于开挖半径的截面, 以满足下一层取芯施工时机具的就位和成孔桩径的尺寸满足设计要求。

(2) 开孔前利用孔口支架对取芯机施以向下的压力, 进尺一定深度后无法利用孔口支架后, 采用脚手架的底托和钢管横在孔中, 将其横向固定在孔中形成横撑, 将其作为施加压力的装置, 以保证取芯机钻进作业过程中所需外力。

(3) 取芯施工时, 每两个孔边缘应重叠2cm～3cm, 并按顺或逆时针方向依次钻孔;同时, 通过外接水泵不断向机具供水, 一方面可降低钻头温度, 另一方面将钻进过程中产生的粉尘冲刷掉, 保证钻头不糊钻。

(4) 在完成周边芯样及中间岩芯的分割工作后, 使用撬棍或楔块将芯样断裂取出, 通过物料提升机将其运出孔外, 清理完成并校核孔位及孔径无误后准备下一取芯层的施工。

(5) 依以上顺序循环往复作业, 直至到达设计标高后, 使用风镐将基底清理平整, 完成整个钻孔作业过程。

6 施工技术比对分析

传统的冲击钻机施工方法, 是利用冲击锤的冲击作用, 挤压破碎岩土, 利用制造的一定浓度的泥浆, 用泥浆泵泵入桩孔底部, 将破碎的岩土颗粒通过泥浆的流动带出桩孔进入泥浆池并经沉淀池沉淀, 通过不断的冲击和泥浆的循环往复作用最终形成桩孔。

但冲击钻机在施工中也有相当大的弱点。一是由于设备较大较重, 进出场或设备转场、移位等均需要吊车配合进行, 且施工中受外部配套机械制约影响情况较多;二是设备所占空间较大, 施工中需要设置泥浆池、沉淀池, 这就要求施工现场应具备钻机可进场施工的地形条件, 且一个墩台位处桩基不适宜多于2台钻机同时作业, 工期时间较长;三是施工过程需要使用泥浆, 钻进过程中要持续造浆, 用水量较大, 对于缺水条件的现场尚应设置取水井或外运所需用水至工地, 且在钻孔过程和混凝土灌注过程中产生的大量泥浆需要清理或外运;四是冲击钻机电机功率较大, 加上配套的泥浆泵、水泵等设备总功率约70KW, 这就需要现场接入高压电力线或配备大型发电机, 以满足多台冲击钻机施工用电需要。

混凝土取芯机原是作为实验检测常用的取芯设备, 其具有以下特点:一是其机体较小, 重量轻 (约60Kg) , 设备安装、就近转场和移位工作仅需2～3人即可完成;二是取芯机及其配套设备施工时占用空间较小, 施工中相互影响较小, 可在一个施工面安设多台机具共同作业;三是取芯机在工作中用水量较小, 施工用水极易解决, 且施工中冷却水与钻孔过程中产生的岩石粉末形成“水泥浆”, 使孔内不至于产生粉尘;四是取芯机功率一般仅为4KW左右, 加上物料提升机、污水泵等其它设备, 总功率不过8KW左右, 施工用电也极易解决。

由于混凝土取芯机轻便小巧, 不受桩径大小限制, 且施工中所需的各种资源要求相对较低, 对施工周边环境干扰小, 特别是在遇有特殊地理环境下如临近石油管道、临近既有线受与相应管理单位施工协调时间影响较大以及施工区域狭小等无法采用常规钻孔机械施工的钻孔桩基础, 采用取芯机成孔可极大提高施工进度。

7 施工工艺改进与提高

对受振动影响较小的特殊环境条件下的桩基, 为进一步加快取芯工作进度, 从减少中间部位分割芯样的风钻钻孔数量入手考虑, 结合使用爆破手段, 可极大提高成桩进度。采用楔块分割破碎方法打孔数量受岩石本身风化程度影响, 打孔数量也相差较大。一般岩层情况下, 中间部分岩芯至少分割成6～8小块, 打孔数量20个左右, 而采用爆破手段, 仅需要在中间芯样上打设1个孔 (孔深度宜超出边缘取芯部分孔深约20cm) , 放入约100g炸药, 即可使芯样破裂。由于爆破用药量小且其临空面向着孔壁方向, 因此爆破时仅有微小的振动, 也不会产生飞石。

8 结束语

取芯机成孔工艺, 目前在城市建设的桩基中应用较多, 而对野外施工的工程应用较少。通过大猫坡特大桥特殊地理环境条件下桩基采用取芯机成孔方法的成功运用, 为下一步遇到类似特殊地理条件施工的桩基础提供了一定的技术参考。

摘要：针对沪昆客专贵州段大猫坡特大桥与既有公路、铁路、石油管线及军用光缆交叉跨越, 受场地狭小及与公路、铁路、石油管线及军缆管理单位协调难度大等因素影响施工进度, 因而采取了施工用具简单、受场地限制影响较小的混凝土取芯机进行钻孔桩桩基施工

关键词：取芯机,特殊地理条件,桩基,应用

参考文献

[1]黄司.超大直径岩石桩水钻取芯成孔的施工技术[J].交通标准化, 2009 (10) :29-31.

[2]中华人民共和国铁道部.铁建设[2010]241号高速铁路桥涵工程施工技术指南[S].北京:中国铁道出版社, 2011.

取芯分析 篇6

研究区位于萨北油田北二区西部, 含油面积4. 2 km2; 构造上位于萨尔图油田背斜的构造北部, 构造较平缓[1]。该区块共有5 口密闭取芯井。其中B2-322-JP43 井为系统取芯井, 位于大庆长垣北二西区块, 构造上处于松辽盆地中央拗陷区大庆长垣的萨尔图构造北部, 开发层位为萨尔图油层、葡萄花油层、高台子油层, 完钻井深1 197. 00 m, 取芯层位为萨零组至高一组, 其中高一组仅取芯至GI17 小层。 研究区目前属于聚合物、注水开发阶段, 属高含水期开发阶段, 高一组成为重点攻关的目的层段。

2 取芯层位沉积微相研究

综合分析区域沉积背景、前人研究成果, 通过密闭取芯井B2-322-JP43 岩心的观察描述, 从岩相单元的岩性、颜色、含油性、结构、构造、接触面等特征[2,3], 对B2-322-JP43 井高台子油层沉积微相分析如下:

1 149. 06 ~ 1 153. 75 m ( GI1- GI2) : 三角洲内前缘亚相漫流砂缘微相, 含砂少, 泥岩为灰绿色且发育平行层理; 具明显的搅动构造[图1 ( a) ]; 含大量蚌类、植物碎屑等植物化石[图1 ( b) ]; 具有明显的湖能层理, 发育微细水平或波状层理。

1 150. 26 ~ 1 159. 73 m ( GI2- GI3) : 三角洲内前缘亚相水下分流间泥微相, 以水下泥为主[图1 ( c) ], 泥岩主要为还原性灰色但夹杂着紫红色泥岩[图1 ( d) ], 表征了该沉积时期的近岸环境。

1 159. 73 ~ 1 161. 08 m ( GI3- GI4 + 5) : 三角洲内前缘亚相漫流砂微相, 漫流薄层砂为主, 夹杂着的泥岩为还原性灰色且发育平行层理; 顶部岩性突变; 整体呈泥砂互层, 含炭屑; 发育清晰透镜状或波状层理。

1 161. 08 ~ 1 161. 66 m ( GI4 + 5) : 三角洲内前缘亚相漫流砂缘微相, 以水下分流间泥为主, 泥岩为还原性灰色且发育平行层理; 泥间多夹漫流薄席状砂, 顶底岩性突变; 具明显的搅动构造。

1 161. 66 ~ 1 162. 85 m ( GI4 + 5) : 三角洲内前缘亚相水下分流间泥微相, 泥岩为还原性灰色且发育平行层理; 含大量蚌类等淡水生物化石、植物碎屑[图1 ( e) ]。

1 162. 85 ~ 1 165. 27 m ( GI6 + 7) : 三角洲外前缘亚相席状砂缘微相, 漫流薄席状砂为主, 顶部岩性突变, 正韵律; 具有明显的湖能层理, 且发育波状层理[图1 ( f) ]。

1 165. 39 ~ 1 173. 6 m ( GI8- GI9a) : 三角洲内前缘亚相近岸水下分流河道微相, 该河道为两期水下分流河道叠加沉积而成。该微相既具河道特征: 具有明显的凹凸型冲刷突变面[图1 ( g) ]; 钙质底部滞留发育; 具流水型槽状, 搅动构造; 总体呈正韵律; 同时又具有水下特征: 内部夹层为灰色微细泥岩; 粒度较细; 河道顶底泥岩环境为水下沉积[图1 ( h) ]。

1 173. 6 ~ 1 175. 88 m ( GI9b) : 三角洲内前缘亚相漫流砂缘微相, 以水下灰色泥岩为主, 夹杂着漫流薄层砂; 顶部岩性突变; 具有搅动构造。

1 175. 88 ~ 1 178. 46 m ( GI10 ) : 三角洲内前缘亚相水下分流间泥微相, 以水下分流间泥为主, 泥岩为还原性灰色且发育平行层理。

1 178. 455 ~ 1 179. 48 m ( GI10) : 三角洲外前缘亚相席状砂微相, 水下分流间薄层砂特征, 典型的反韵律, 顶部岩性突变; 具清晰、微细湖能层理, 可见波状或透镜状[图1 ( i) ]; 顶部为水平波状岩性突变面, 泥岩为深灰色且发育平行层理。

1 179. 48 ~ 1 180. 7 m ( GI11- GI13a) : 三角洲内前缘亚相水下分流间泥微相。

1 180. 7 ~ 1 187. 75 m ( GI11- GI13b) : 三角洲内前缘亚相近岸水下分流河道微相, 该微相既具河道特征: 具有4 个正韵律加积体, 每个底部粒粗或含砾; 具明显湖能层理: 流水型大型槽状、楔状交错层理, 且向上层理规模较小; 正韵律; 具典型底部滞留沉积, 典型底部冲刷突变面。又具水下特征: 上下为灰色水平层理泥岩, 具泄水构造[图1 ( j) ]; 内部夹层为灰色微细水平层理泥岩[图1 ( k) ]; 内部泥砾为灰色微细水平层理泥岩。

1 187. 75 ~ 1 189. 43 m ( GI14 ) : 三角洲内前缘亚相漫流砂缘微相, 还原性灰绿色粉砂质泥岩; 泥间多夹漫流薄席状砂, 顶底部岩性突变; 具有明显的湖能层理, 且发育微细水平或波状层理。

1 189. 43 ~ 1 190. 53 m ( GI14) : 三角洲内前缘亚相水下分流间泥微相, 发育水平层理灰黑色泥岩, 可见植物碎片化石。

1 190. 53 ~ 1 192. 11 m ( GI15) : 三角洲内前缘亚相河口坝微相, 具典型的反韵律; 下部以粉砂岩相为主, 上部发育块状钙质细砂岩, 顶部具明显的水平岩性突变面[图1 ( l) ]。

1 192. 12 ~ 1 193. 06 m ( GI16) : 三角洲内前缘亚相漫流砂微相, 岩性细, 顶底岩性突变; 顶底泥岩为灰色, 水平层理; 发育微细水平层理。

1 193. 06 ~ 1 195. 23 m ( GI16-GI17) : 三角洲内前缘亚相水下分流间泥微相, 以水下分流间泥为主, 伴有粉砂质泥岩, 泥岩为还原性灰色且发育平行层理; 泥间夹漫流薄层砂, 顶底岩性突变; 具有明显的微细波状层理。最终通过以上对B2-322-JP43 岩心的精细观察与分析, 得出高台子I油组垂向沉积微相及相序柱状图, 为该地区高台子油层沉积演化打下了坚实的基础 ( 图2) 。

3 取芯井区平面沉积微相研究

弄清取芯井区平面沉积微相展布规律, 并结合取芯井垂向微相特征, 有助于对该区的砂体分布及整体沉积环境演化有全面而系统的认识[4]。通过对B2-322-JP43 井取芯层段的精细沉积微相分析, 对取芯的12 个沉积单元进行沉积微相的平面展布刻画 ( 图3) 。

最终得出, 取芯层位中GI2 + 3a、GI6 + 7、GI10 小层发育着三角外前缘亚相, 其余高I组小层则以三角洲内前缘亚相为主。可以看出高I组内河道砂体并不发育, 总体以水下漫流薄层砂为主。

其中GI4 +5、GI8、GI9、GI11 +12、GI13、GI14 + 15 小层均发育南北向的水下分流河道, 该区水下河道单砂体最小宽度为50 m, 最大宽度为171 m, 平均宽度为146 m; 最小厚度为2. 1 m, 最大厚度为2. 7 m, 平均厚度2. 4 m; 平均宽厚比为60. 83; 平面几何形态呈条带状, 垂向上呈正韵律, 向上变细, 发育中型交错层理, 底部严重冲刷, 顶部渐变。河道砂体主体粒度粗、厚度大、渗透率大, 而边缘厚度、粒度锐减, 导致边缘部位剩余油相对富集。而垂向上由于重力分异作用, 河道顶部粒度细, 渗透率低, 导致剩余油富集。

GI1、GI2 + 3b、GI116 小层以非河流类的水下漫流砂及漫流砂缘为主, 漫流单砂体发育最小面积4 200 m2, 最大面积71 511 m2, 平均面积28 070 m2, 平面几何形态主要呈豆荚状、片状, 垂向上呈单指状, 发育小型交错层理, 顶底突变或渐变。由于该砂体粒度细、厚度小、渗透率低, 因此后期动用潜力大。

GI2 + 3a、GI6 + 7、GI10 小层为三角洲外前缘亚相, 研究区内以非河流的席状砂为主, 席状砂体发育最小面积2 974 m2, 最大面积18 128 m2, 平均面积8 700 m2, 平面几何形态主要呈豆荚状, 垂向形态呈单指状, 发育小型交错层理, 顶底突变。

4 结论

1) 对系统取芯井B2-322-JP43 井高台子油层组岩心分析, 确定高I组为三角洲前缘亚相, 以内前缘沉积环境为主; 在取芯井上共识别出近岸水下分流河道、漫流砂、席状砂、河口坝、水下分流间泥5 种主要沉积微相;

2) 精细分析了取芯井区183 口井的平面沉积微相展布, 可以看出高I组内河道砂体并不发育, 总体以水下漫流薄层砂为主。

3) 分析了水下分流河道、漫流砂、席状砂等单砂体的几何形态和分布特征, 认识到平面上河道的边部以及垂向上的中上部易于富集剩余油, 而漫流砂渗透率低也有很大的动用潜力。

摘要：通过对萨北二区系统取心井岩心的精细观察与分析, 得出研究区高一组主要发育三角洲内前缘亚相, 在取心井上共识别出5种主要沉积微相。精细分析了取芯井区的平面沉积微相展布, 从而揭示了单砂体的空间分布特征。并重点刻画了三种单砂体的参数及特征, 为油田开发调整特别是剩余油的预测提供重要的地质基础。

关键词：萨北二区,高台子油层,取芯井,岩心,沉积微相

参考文献

[1] 李艳军, 焦艳丽.萨北开发区井网加密后剩余油分布再认识.海洋石油, 2009;29 (1) :90—93

[2] 王莘楠.高含水油田沉积微相至单砂体级精细研究—以萨北二区密闭取芯井区PⅠ油层组为例.科学技术与工程, 2012;12 (16) :3973—3977

[3] 单玄龙, 胡金祥, 任利军, 等.松辽盆地乾安地区青山口组三段沉积微相特征.地质学报, 2008;82 (1) :65—71

取芯分析 篇7

研究区分别位于萨尔图构造北部,共有5口密闭取心井,通过分析岩性、古生物化石配合单砂体形态及测井曲线四大类指标,其包括颜色、结构、构造、岩性、旋回性、成分、自生矿物及特殊含有物,古生物化石、单砂体形态及测井曲线共10类相指标,认为:PⅠ油层组是在青一段~姚一段的湖退进积三角洲时期背景下沉积形成的,该时期研究区PⅠ1为三角洲分流平原亚相,PⅠ2 、PⅠ3小层主要为河流相,其中PⅠ2小层为曲流河,PⅠ3小层为辫状河,其底面为最重要的层序界面。因此,优选出PⅠ1 、 PⅠ2 、PⅠ3三个沉积时间单元,作为研究目的层。同时,结合前人研究成果及本次研究情况,研究区可能缺少低弯度分流平原亚相,PII4+5b作为研究目的层。

2 沉积微相研究

2.1 沉积时间单元精细划分与对比

研究区具有储层变化大且快的特点,采用‘高分辨率层序地层’新理论,提出‘以区域骨架封闭剖面为基础的标准层控制下的河泛面系列组合标志、沉积模式-同生断层模式指导,逐级优先逼近等综合对比;并逐级分区,闭合渐进推开,最后以成因为移界的河流相油层对比方法,对研究区363口井,PI1、PI2、PI3、PⅡ4+5b四个沉积时间单元进行整体、统一、精细统层对比[1,2]。在整个研究区优选平行沉积方向的几条贯区主干纵剖面和垂直沉积方向的几条贯区主干横剖面,构成区域骨架封闭剖面网,由此控制全区对比。在主干剖面精细对比闭合的基础上,采用平面井网对比法(图1),进行了整个研究区12条横剖面、3条纵剖面的对比,并闭合。

2.2 测井相模式的建立

通过取芯井的岩心与电测曲线进行比较,研究各种岩性在组合电测曲线上的特征反映,并编制相应的岩电关系图版,以便通过测井曲线掌握油层的岩性特征和储层沉积特点。确定取心井岩心的沉积微相后,研究采用微电极(RMN)、深浅侧向、自然电位(SP)、自然伽马(GR)等测井曲线建立了本区PI1、PI2 、PI3小层5种微相的测井微相模式[3,4],各测井模式特征如下。

(1) 分流河道微相

总体为极高幅度、幅度差,典型钟形、厚层(>3.5 m)、底部突变顶部渐变、光滑测井相特征[5]。SP为极高幅度、扁箱或钟形、底突顶渐或突、光滑特征;微电极(RMN)、微电位(RMG)为高幅差、底突顶渐或突、钟形或箱形特征(图2)。

(2) 废弃河道微相

微电极、微电位为中幅(<10 Ωm) ,总体底部高幅、(下)中上部中幅、长钟形、中厚层、底突顶渐、齿化或微齿化特征(图2)。

(3) 天然堤微相

微电极、深浅侧向为中幅、(齿化)箱形、中厚层、顶底渐一突变、齿化特征。

(4) 溢岸薄层砂微相

溢岸薄层砂微电极、深浅侧向为中幅、单指状、极薄层、顶底突变特征(图2)。

(5) 席状砂微相

微电极、深浅侧向为中高幅、单指状、极薄层特征。

2.3 沉积微相及单砂体空间分布特征

运用各井沉积时间单元对比结果及测井相模式,把相同微相的邻井作为同一相区,不同微相划为不同相区,得到全区的沉积微相平面图,即单砂体的空间分布,图3—图6分别为河流相发育的PI1、PI2、PI3、PI4+5沉积单元平面相图。

PI1时间单元 (图3)该层高弯度分流平原相沉积,该层沿河道发育大量河道砂,砂体厚度较大,且整体物性较好,河流能量较高,形成了泥质含量低、孔渗好的砂岩储层。而河道间河流能量较低,以溢岸砂为主,河道的流向为近北~南向。全区整体以中型一类河道为主,发育2支中型一类河道, 2处小型河道主体。

PI2时间单元 (图4)该层为河流相泛滥平原沉积,该层发育大范围的河道砂,砂体厚度较大,且整体物性较好,河流能量较高,形成了粒度粗、泥质含量低、孔渗好的砂岩储层。河道为曲流河,流向为近北~南向,共识别出3支大型一类河道、3支中型一类河道、1支小型一类河道。

PI3时间单元 (图5)该层为辫状河相沉积,该层西侧发育大范围的河道砂,砂体厚度较大,且整体物性较好,河流能量较高,形成了粒度粗、泥质含量低、孔渗好的砂岩储层。而东侧河道相对不发育,以溢岸砂为主,为辫状河主流带侧缘。全区整体以大、中型一类河道为主,发育小型一类、二类、三类河道。

PⅡ4+5b时间 (图6)为浅水干枝坨状三角洲前缘亚相内前缘区。发育有特小型水下分流河道、小型水下分流河道,席状砂。总体发育北—南展布的4支水下分流河道。其间普遍发育二类席状砂和席内缘微相。共识别出6类42处微相:3支特小型水下分流河道、1支小型水下分流河道、2处席主体、13处一类席状砂、7处二类席状砂、16处席间。该河道两侧发育2处一类席状砂,大面积席缘。

3 剩余油分部

分流河道注入水明显地沿主体带快速舌进,其主流线部位砂体厚度最大,两侧边缘厚度逐渐减小,泥质夹层增多,主体部位渗透率较大,河道边缘渗透率变差,因此边缘水淹程度低,剩余油相对富集[6]。砂体垂向呈正韵律,重力分异作用明显,下部水洗强烈,中、上部水淹程度相对较低,易于剩余油富集。对于废弃河道而言,沉积粒度较细,渗透率较低,在河道的边部和中上部富集剩余油,在单一河道内的废弃河道,形成侧向或侧上方遮挡,富集剩余油。溢岸薄层砂体粒度细、厚度小(多数小于1 m)、渗透率低,吸水性差,大部分储量不能动用,因此,这类砂体可分布剩余油。

4 结论

(1) 首先建立高分辨率层序地层格架,通过复合单砂体时间单元对比方法,最终实现研究区开发井的闭合。这是在高密度井网条件下,对比沉积时间单元至单砂体级的有效方法。

(2) 采用单砂体级平面沉积微相研究方法,通过对363口井17个单元测井微相识别,得到各单元沉积平面微相图,从而揭示了单砂体空间分布,为油田开发调整提供重要的依据。

(3) 最后对研究区剩余油分部进行分析,得到平面上分流河道、废弃河道边部水淹程度较低,剩余油相对集中;纵向上下部水淹程度高,中上部剩余油相对富集;溢岸薄层砂渗透率低,也可分布剩余油[7]。

参考文献

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[2]渠芳,陈清华,连承波,等.河流相储层细分与对比中存在的问题.西安科技大学学报,2007;27(2):69—71

[3]徐会永,国景星.尚店油田东部沙四中亚段沉积微相研究.石油大学学报,2005;29(6):10—15

[4]于民凤,程日辉,那晓红.陆相盆地主要沉积微相的测井特征.世界地质,2005;22(2):162—177

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[6]何建华,张树林.高含水期微观剩余油分布研究.石油天然气学报,2006;28(4):260—284