石油埋藏在地下有孔隙裂缝的岩石中。石油工程师为了了解地层中油气的真实面貌,总是希望从井下取出含有油气的岩心来。目前,获取井下岩心的方法主要有射孔取心和钻井取心两种。少量零星的岩心可下入电缆进行射孔取心,但射孔取心取出的岩心体积小、数量少,又是间断不连续的,地质家们分析起来难度较大。人们为了分析井下的地层和油砂,多采用常规钻井进行钻井取心。
钻井取心时,要在下入井内钻柱的最下端,接上一套特制的取心工具,取心钻头在垂直载荷和扭矩的联合作用下,对井底的岩石进行环形破碎,中间保留一圆柱状岩心进入岩心筒。当钻进取心到一定长度后,采用与工具相匹配的方法和措施,将钻头端部的岩心割断后起钻,取心工具与钻具一起提出地面,即可取出岩心筒内的岩心。钻井取心可以充分满足地质家对岩心进行多种项目的化验和测试,是对获取地下储层岩性、物性和储层评价有重要意义的手段。目前,钻井取心一般可分为常规钻井取心和特殊钻井取心两种,前者有短、中、长筒取心,后者有定向取心、水平井取心、密闭取心、保持压力取心和保形冷冻取心等。
我国钻井取心技术发展很快,目前与国外钻井取心技术水平基本同步。20世纪60年代至70年代,大庆、胜利、大港等油田曾分别创出了钻井长筒取心的世界纪录,一次下井取心最长可达145.42米。80年代,常规钻井取心技术已接近国外水平。90年代,又在上部浅、松、散地层取心和钻井密闭取心工具的研制方面达到国际先进水平。
2002年,长城钻探通过竞标,进入苏丹六区取心技术市场。由于地层特殊,苏丹地区取心收获率普遍不高。此前,一家世界知名公司在苏丹同一地区取心3口井,进尺44.91米,岩心收获率只有36.32%。
在首次施工的两口井中,长城钻探取心收获率达到77%。截至去年底,该技术在苏丹松散稠油地层进行取心施工12口井,心长180米,平均岩心收获率71.12%。不仅如此,长城钻探取心技术还在哈萨克斯坦、乍得等国家累计应用271口井,平均收获率82.9%。
在拥有“独门绝技”的基础上,长城钻探根据市场需求研发出密闭取心、定向取心、中长筒取心、随钻取心共5个系列取心技术。
凭借特色技术,长城钻探取心技术成功进入国际高端市场。2009年,长城钻探通过竞标,为四川壳牌页岩气反承包项目提供取心服务。长城钻探中标Zhen-101和JH-1两口井,取心目的层是须家河层组,取心井段深度均超过3000米。壳牌要求采用中长筒取心技术。长城钻探在Zhen-101井取心进尺43.74米,岩心收获率100%;JH-1井取心进尺136.65米,岩心收获率99.5%。目前这项技术已在国内外应用33口井,取心收获率达到96.6%。