一种钻井取心用复合衬筒的制作方法

本发明涉及一种用于石油天然气钻井取心工具领域，具体是一种钻井取心用复合衬筒和应用该衬筒的方法。

背景技术：

地层原始含油饱和度的测量对地层评价、储层评价及采油工程都有着重要的影响，合适的岩心分析可提供直接的地层石油物理参数。然而，常规取心在岩心由井底起到地面的过程中岩心中的流体会随着气体的膨胀流失掉，由此得到的原地原油饱和度就会是一个不准确的数据。

利用密闭取心技术可以一定程度上防止井底钻井液污染岩心，但没有从根本上解决岩心中渗出流体的流失问题。

保压取心技术可以获得原始地层压力的岩心样品，主要缺点是成本高昂、危险性高。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种适用于钻井取心用复合衬筒，以及该衬筒的应用方法。本发明利用海绵取心技术可以解决这一难题，采用一种特殊的吸油海绵衬筒，在取心过程中及时地包裹住形成的岩心，这种海绵材料能够及时地收集岩心中渗出的原油并予以保存，以便后续室内测试分析。

本发明的技术方案包括：

一种钻井取心用复合衬筒，包括衬筒，所述衬筒内壁贴合有吸油层。

所述吸油层为亲油性强的海绵，吸油层内壁设有强化网格层，外壁设有外骨架。

所述衬筒为铝合金或者不锈钢衬筒，所述外骨架由两瓣外骨架对合组成，外骨架外壁轴向设有止转键，衬筒内壁轴向设有止转槽，止转键和止转槽插接配合。

所述海绵为新型聚亚安酯泡沫复合材料加工，连通孔隙度70-80%，表面用分子刷接枝技术处理。

前述钻井取心用复合衬筒的应用方法是：

钻井取心前，在岩心内筒内插入钻井取心用复合衬筒，岩心内筒下端依靠密封活塞密封，并用销钉固定，钻井取心用复合衬筒内注入预饱和盐水，并在取心内筒上端用丝堵密封；

取心开始时，压断活塞密封销钉，岩心进入钻井取心用复合衬筒，钻井取心用吸油层内径略小于岩心外径，岩心进入钻井取心用复合衬筒后被吸油层紧紧包裹；

起钻过程中，由于环孔压力减小和岩心内气体膨胀，驱动岩心中的储层流体渗出，被紧紧包裹的吸油层吸附并储存岩心排出的流体。

前述衬筒外壁设有沿轴向流动的导流槽，以及贯通衬筒内外的排气槽，衬筒的上、下端设置配合挤压配合的密封斜面。

上述钻井取心用复合衬筒的应用方法进一步优化为：

钻井取心前，在岩心内筒内依次插入数段钻井取心用复合衬筒，数段钻井取心用复合衬筒通过对接端的密封斜面插接密封，岩心内筒下端依靠密封活塞密封，并用销钉固定，钻井取心用复合衬筒内注入预饱和盐水，并在取心内筒上端用丝堵密封；

取心开始时，压断活塞密封销钉，岩心进入钻井取心用复合衬筒，钻井取心用吸油层内径略小于岩心外径，岩心进入钻井取心用复合衬筒后被吸油层紧紧包裹；

起钻过程中，由于环孔压力减小和岩心内气体膨胀，驱动岩心中的储层流体渗出，膨胀气体通过排气槽排出，渗出流体沿导流槽排出，被紧紧包裹的吸油层吸附并储存岩心排出的流体。

本发明的优点是：在取心过程中，复合海绵层能及时地包裹住形成的岩心，并收集岩心中渗出的原油并予以保存，可以准确的直接测量地层的剩余油饱和度。

附图说明

图1a为一种钻井取心用复合衬筒结构主视图，图1b为图1a侧视图。

图2a为一种衬筒结构主视图，图2b为图2aa-a位置截面图。

图3为一种外骨架结构侧视图。

图4为一种的吸油层局部剖面图。

图中：1.铝合金衬筒（统称衬筒），2.海绵外骨架（统称外骨架），3.复合海绵层（也称吸油层）、4.上压合斜面（密封斜面），5.下压合斜面（密封斜面），1-1.排气槽，1-2.切割缝，1-3导流槽，1-4.止转槽，2-1.止转键，3-1.储油层，3-2.吸油层，3-3.尼龙强化网格层（统称强化网格层），i.吸油层局部。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式，对本发明作进一步描述。

参照图1，一种钻井取心用复合衬筒，包括铝合金衬筒1、海绵外骨架2、复合海绵层3。

复合海绵层3、海绵外骨架2和铝合金衬筒1由内向外依次装配并最终放置于海绵取心工具岩心内筒内部。每根复合衬筒长1m，上、下端设置配合压合斜面4和5，多根复合铝合金衬筒依靠自重将压合面配合，防止岩心渗出的原油流失。

钻井取心前，在岩心内筒内插入复合衬筒，内筒下端依靠密封活塞密封，并用销钉固定。复合衬筒内注入预饱和盐水，并在取心内筒上端用丝堵密封。

取心开始时，压断活塞密封销钉，岩心进筒，复合海绵层3内径略小于岩心外径，岩心进筒后被复合海绵层3紧紧包裹。

起钻过程中，由于环孔压力减小和岩心内气体膨胀，驱动岩心中的储层流体渗出，被紧紧包裹的海绵吸附并储存岩心排出的流体。

参照图4，复合海绵层3由储油层3-1、吸油层3-2、尼龙强化网格层3-3组成。储油层3-1和吸油层3-2用新型聚亚安酯泡沫复合材料加工，连通孔隙度70-80%，材料为强亲油性。吸油层3-2表面用分子刷接枝处理，超强亲油。吸油层3-2内壁附着尼龙强化网格层3-3，对复合海绵层内壁起支撑作用，预防岩心在进筒过程中将海绵撕裂。复合海绵层内径略小于岩心外径，可以紧紧包裹住进筒岩心。

参照图2和图3，铝合金衬筒1外壁设计有对称的两排排气槽1-1和切割缝1-2，岩心排出的气体可通过1-1排出，在后期切割铝合金衬筒时，可沿排气槽1-1和切割缝1-2切割。外壁设计有导流槽1-3，对钻井液和预充饱和盐水起导流作用。内壁设置有12个圆周均布止转槽1-4，海绵外骨架2设有止转键2-1，与铝合金衬筒1内止转槽1-4配合，防止复合海绵层在铝合金内筒内部转动。

海绵外骨架2由两瓣组成，复合海绵层卷成成品后，由两瓣海绵外骨架夹裹并粘合固定，并插入铝合金衬筒组成复合衬筒。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种钻井取心用复合衬筒，包括衬筒、外骨架、吸油层。其中，吸油层由储油层、吸油层、尼龙强化网格层组成，材料为强亲油海绵，连通孔隙高、渗透率好，并在内部附着尼龙强化网格层。通过使用该发明提供的复合衬筒，在取心过程中及时地包裹住形成的岩心，及时地收集岩心中渗出的原油并予以保存，提供地层储层真实剩余油饱和度等油气开发重要石油物理参数。

技术研发人员：陈忠帅;吴仲华;裴学良;司英晖;宁仁磊;王彬;田宗正;于波;张锐
受保护的技术使用者：中石化石油工程技术服务有限公司;中石化胜利石油工程有限公司;中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院
技术研发日：2017.06.14
技术公布日：2017.09.19