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讲述

取芯记

  把岩芯从3000多米深处地层取至地面,如果说泥岩、砂岩取芯是抓取石头,那么煤岩取芯就好比抓取生鸡蛋。

  一方面,煤岩结构疏松、性脆易碎,不容易取到完整的岩芯。另一方面,当钻具穿行于地层深处钻进、取芯时,煤岩极易发生垮塌和卡钻,导致钻具提不起来也钻不下去。要想取到一筒完整的煤岩岩芯,难度可想而知。用技术人员的话形象地讲:“劲大了易碎,劲小了落空,张飞抓鸡蛋——不好拿捏!”

  东天山南麓的柯新1H井取芯,是吐哈盆地第一次深部煤岩取芯,过程回环曲折。

  首次取芯落空——取芯筒起出井口,结果发现空无一物。

  第二次取芯,再告失败——又遇空筒。

  连续两次取芯都落空,这在吐哈钻井取芯史上还从未遇见过。问题出在哪里?

  前两次取芯,应用的都是密闭保形取芯工艺。这种工艺首次在吐哈盆地应用,主要是使用密闭取芯液保护岩芯避免泥浆污染,减少煤岩储层中天然气在取芯过程中逸散,并尽最大可能维护岩芯形状完整性。

  如果真的能够实现技术预期,那么密闭保形取芯工艺将为岩芯室内分析研究获得最接近地层原始参数提供保障。然而,理想很丰满,现实很骨感——欲速则不达。

  通过对前两次密闭保形取芯失利原因进行分析,煤岩与砂岩不同的岩石结构,是导致取芯失利的关键所在。技术人员结合煤岩特性,改进密闭取芯钻头。三战取芯终于见到新成效。使用新的取芯钻头后,取芯进尺1.2米,虽然长度与常规取芯相比大幅缩减,且取出的岩芯松散破碎,但总算是见到了深埋地层的煤岩真容。

  在天山的北边,是准噶尔盆地。那里的家探2井也是煤岩,采用的是常规方式取芯。柯新1H井,能不能也采取常规方式取芯?

  第四次取芯,柯新1H井现场人员采用常规工艺,取芯进尺0.66米,芯长0.4米,取芯进尺还是太短,收获率只有60.6%。

  一山之隔的两口井,同样是煤岩,为何天差地别?

  在后来的第七次取芯中,工作人员再次应用常规方式,结果取芯只有0.1米,收获率低,依旧不理想。技术人员反复研讨查找原因,认为这与两口井所处的地质构造部位不同有关系。

  在地质研究人员眼中,家探2井位于构造平缓区,煤岩层应力差小,岩芯处于相对稳定压力环境之中;柯新1H井位于构造轴部,煤岩应力差大,裂缝发育,岩芯出筒在压力释放后极易破碎。

  技术人员打了个比方,如果家探2井是在平缓的地面,那么柯新1H井就好比是拱形桥的顶部,受到重重压力。家探2井地层相对规整,就像一面齐整的墙体,取出其中一块砖就是一块砖。柯新1H井地层受构造各方面挤压,煤岩就好比受压弹簧,一旦取出就会因压力释放而变形破碎。

  常规方式取芯行不通,还得走密闭保形取芯工艺。经过不断改进,效果不断改善。第八次至第十三次取芯,有5次取芯收获率达到100%,主力煤层段共取了8.6米岩芯,目的煤层段取了12.2米岩芯。在主力厚煤层段取芯进尺虽然小于2米,但煤岩出筒成形相对较好,能见到成块的岩芯,满足岩芯室内分析所需。

  相较国内其他地区如此深度的煤岩岩芯,柯新1H井的岩芯破碎程度更高。

  先后取芯13次,吐哈石油人屡败屡战不言弃,越战越勇解难题,终于揭开煤岩神秘面纱,让神奇的岩芯为煤岩气开发探路。(许忠 安凤霞 郑佳奎)

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