[发明专利]一种高渗透或破碎地层的旋转割心工艺

说明书

本发明提供了一种高渗透或破碎地层的旋转割心工艺。所述旋转割心工艺包括：取心钻进完毕后，增大泵的排量循环，不停顶驱或转盘；不停泵，间断上提钻具，利用间断上提钻具逐渐产生的拉力割断岩心，同时，利用取心钻头旋转修整井壁，为取心钻头上行提供安全通道；在割断岩心后，降低顶驱或转盘的转速，继续间断上提钻具，直到提至安全井段。本发明的有益效果可包括：适用于复杂井段取心，能够大幅度降低钻具、取心工具以及取心钻头承受的工作扭矩和拉力，能够避免割心频繁遇阻卡而引起不能正常提钻的复杂状况，能够及时起钻出心，分析资料，避免卡钻事故的发生。

技术领域

本发明涉及石油钻井领域，特别地，涉及一种高渗透或破碎地层的旋转割心工艺。

背景技术

沿用多年的常规割心工艺是每次取心结束前，停顶驱或转盘，不停泵上提钻具，产生一定拉力并作用于岩心内筒下端的岩心爪上，迫使岩心爪下行并向内收缩，卡住并割断岩心。割心前停顶驱或转盘的目的在于，防止因钻具转动甩掉岩心。该工艺已沿用数十年，完全能满足井下正常时的取心作业。

随国家加大天然气开发力度，常规和非常规气井的部署逐年增加，钻探的地质层位也逐步增加。钻井取心作业中，当取心进尺钻完或中途出现异常时，需上提钻具割断井底岩心，进行起钻作业，若遇地层岩石渗透性强或钻井液性能不达标，井壁上会形成长段虚厚泥饼，此时采用常规割心工艺上提钻具割心，受取心钻头结构影响，钻头每个刀翼顶端存在台阶，割心上提钻具时井壁泥饼在台阶处堆积(钻井液主要从两刀翼间的流道上返)，随上提钻具高度的增加，堆积的泥饼随之增加并与井壁相互挤压逐步形成小井眼，引起割心上提钻具遇阻，井壁泥饼愈厚、钻具上提高度愈多，阻卡愈严重，因上提高度受限，造成无法割断岩心，若操作不当，极易引发卡钻故障，处理故障时井内钻具及取心工具和取心钻头承受极高的拉力和扭矩，极易发生钻具故障，且岩心资料不能得到及时分析，若卡钻严重，只能填眼侧钻，耗费大量人力及财力，引起钻井周期延长，成本增加。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种在取心作业中既可利用钻具旋转修整井壁、又可在此期间间断上提钻具完成割心的工艺。

为了实现上述目的，本发明提供了一种高渗透或破碎地层的旋转割心工艺。所述工艺包括：取心钻进完毕后，增大泵的排量循环，不停顶驱或转盘；间断上提钻具，利用间断上提钻具逐渐产生的拉力割断岩心；在割断岩心后，降低顶驱或转盘的转速，继续间断上提钻具，直到提至安全井段。

根据本发明的一个示例性实施例，在割断岩心之前，间断上提钻具的次数为n次，n≥3，其中，第1次上提钻具的高度根据所施加的钻压确定；第2次上提钻具的高度控制在10～30mm；第i次上提钻具的高度，根据第i-1次上提钻具之后扭矩的变化情况来确定，i≥3，其中，如果第i-1次上提钻具之后，扭矩无明显增加，则将第i次上提钻具的高度增加10～20mm并将上提的高度范围控制在30～50mm。

根据本发明的一个示例性实施例，在所述割断岩心后，每次钻具的上提高度增加50～100mm，直到将钻具提至安全井段。

根据本发明的一个示例性实施例，在所述割断岩心后，钻具离井底有1～2米井壁泥饼已清除的安全距离。

根据本发明的一个示例性实施例，所述工艺还可包括：在割断岩心之前，利用取心钻头旋转修整井壁，以为取心钻头上行提供安全通道。

根据本发明的一个示例性实施例，所述工艺还可包括：在割断岩心之前，若取心转速在50～60转，则顶驱和泵的排量不做调整；若取心转速低于50转，则将取心转速增加20～30％，以达到快速清除井壁泥饼的效果。

根据本发明的一个示例性实施例，所述工艺还可包括：在所述割断岩心之后，将取心转速降低60～70％，以降低工具内筒的晃动，防甩掉岩心。

根据本发明的一个示例性实施例，在整个工艺中，泵的排量始终高于钻进排量的10～40％。