摘要
超深水超浅层（简称“双超”）储层钻井取心作业难度大，成功率低，作业费用高，可供参考经验少。对此，开展了无隔水管条件下的“双超”储层钻井取心难点分析，并提出了相应技术对策，形成了一套“双超”储层高效取心方案。研究结果表明，在“双超”环境下，储层以未胶结、松散泥质-粉砂岩为主，地层疏松，钻井取心作业面对着取心筒“堵心”、排量和钻压控制难度大、超深水作业费用高等难题与挑战。优选Rb-8100型全封闭式保形取心工具和HSC043-8100型取心钻头，配合小排量（200 L/min）、低转速（15~40 r/min）、阶梯式钻压（2~10 t）的小参数模式，自制网兜将钻头处海水进行分流并保护底部岩心。在南海“双超”气田开展了无隔水管钻井取心先导试验，取心收获率达100%。实现了“双超”储层高效钻井取心，同时为“双超”气田的后期开发奠定了重要的基础。
2022年6月，我国在南海琼东南盆地首次开展超深水超浅层气田（简称“双超”气田）的勘探钻井作业，获得了良好的气显示。并于2023年10月开展进一步的探索。该气田水深达1500~1600 m，埋深仅200~300 m。由于上部是海水，近泥线地层胶结程度低，土质疏松，呈未成岩松散状
针对深水/超深水弱胶结地层的钻井取心研究，主要集中在取心钻具的研制与分析，如卢春华
为了保障新区块的储量评价、后期开发等的顺利实施，亟须开展“双超”气田的储层钻井取心工作。对此，开展了“双超”储层钻井取心难点分析，并提出了相应技术对策，形成一套高效取心方案，为取得详细的储层岩土资料提供保障。
根据已钻井的井壁取心资料（见
图1 井壁取心样品
Fig.1 Lateral core sample
与陆上浅层钻井取心相比，海洋浅层取心难度更
（1）取心筒“堵心”：目的层以泥质-粉砂互层为主，当泥岩进筒后，后续松散砂岩上顶困难，取心过程中容易在泥岩处发生“堵心”，导致后续取心失败。
（2）排量控制难度大：目的层安全密度窗口极窄（0.02~0.06 g/c
（3）钻压控制困难：小钻压不利于取心钻头的吃入，而取心钻头长时间在同一深度旋转切削容易破坏松散岩土，影响岩心的完整性与收获率。但钻压过大，取心工具进尺过快，岩心易被压缩，导致后期校对层位出现误差，影响分析。同时，受海况影响，平台上下浮动可能导致取心钻头脱离井底，取心中断或进尺突增。
（4）取心费用高：半潜式平台在超深水区域开展作业，起下隔水管时间长，费用高。按照60~80 m/h的速度起/下隔水管和防喷器，1500 m水深约需2.9~3.3 d，费用高达1300~1500万元。
针对“双超”储层的取心难点，提出了以优选取心工具、优化取心参数和无隔水管作业为主的技术对策。
首次“双超”储层取心，以“保形”为主，即以保证取心成功率和岩心完整性为目的。取心层位岩土松散，较低压力即可下压取心筒进行取心。但相对于加压取心方式，旋转取心能有效提高岩心收获率和完整程度。因此，可采用加压和旋转结合的形式进行取心。Rb-8100型全封闭式保形取心工具是一种能有效保护岩心的高效取心工具，在陆地浅层取心具有较高的收获
（1）采用液力憋压割心方式，可有效解决机械加压取心工具钻具配重和大井斜钢球不居中问题。
（2）设计安全卸压装置，憋压至额定压力，卸压阀自动打开泄压，安全可靠。
（3）不需要投多个钢球，减少投球后等待时间，停泵时间短，有效降低卡钻风险。
该工具采用全封闭式的岩心爪，配合导向套，在割心后岩心爪可以完全闭合，防止进筒岩心落井，如
图2 导向套+全封闭岩心爪
Fig.2 Guide sleeve fully enclosed core claw
根据“双超”储层易进尺的特点，优选HSC043-8100型刮刀式取心钻头（见
图3 HSC043-8100型取心钻头
Fig.3 HSC043-8100 coring bit
以HSC043-8100型取心钻头为基础，通过理论计算与对比分析，发现取心排量200 L/min的工况下，钻头射流喷速较小（见
| 排量/（L·mi | 钻头射流喷速/（m· | 钻头射流冲击力/N |
|---|---|---|
| 1000 | 21.2 | 42.8 |
| 650 | 13.7 | 17.8 |
| 200 | 6.30 | 3.8 |
为了避免因钻压过大导致的岩心在取心筒内压缩，采用阶梯式的钻压，即在不同的进尺阶段，采用不同的钻压。在前期造心阶段，施加10~20 kN小钻压；在进尺1~2 m阶段，将钻压提至20~40 kN；当进尺达到3 m后，将钻压增至30~50 kN。同时，根据取心速度，严格控制进
不下隔水管和防喷器，能大幅度降低作业费
图4 自制网兜装置
Fig.4 Self‑made net device
2024年1月，在南海琼东南盆开展了先导试验。为了降低海况的影响，取心作业选择在海况较好的天气窗口进行。取心工具在井眼内下放时，将速度严格控制在0.3 m/min以内，保护井壁；取心钻进时，采用小排量（200 L/min）、低转速（15~40 r/min），阶梯式钻压（20~100 kN）的小钻参模式，每次进尺3~4 m；钻进时打开顶驱补偿，避免因平台升沉导致钻头提前离开井底。在整个过程中，ROV水下时刻关注取心工具和井口状态。
为了增强取心工具居中度，钻具组合配备3根扶正器，其中在取心筒前后配备2根扶正器。具体取心钻具组合为：8.5 in HSC043-8100型取心钻头+8.25 in扶正器+7 in取心筒+8.25 in扶正器+定位接头+变扣接头+8 in钻铤+11.875 in扶正器+8 in浮阀+8 in震击器+变扣+5.875 in加重钻杆+5.875 in钻杆（1 in=25.4 mm）。
尽管最终岩心爪未完全回收，但由于网兜的分流与保护作用，钻头岩心未出现“掉心”情况，如
图5 岩心爪回收状态
Fig.5 Recovery state of core catcher
图6 不同位置端面岩心状态
Fig.6 State of core transverse at different positions
“双超”储层取心工作的高效完成，表明“Rb-8100型全封闭式保形取心工具+HSC043-8100型取心钻头”的取心工具组合适用于“双超”环境；采用“小排量+低转速+阶梯式低钻压”的取心参数，加之网兜装置的防冲刷和防“掉心”作用，能有效保证取心收获率；无隔水管作业模式，则能大幅度降低取心费用。
针对超深水超浅层气田的储层环境，开展了“双超”储层钻井取心难点分析，并提出了相应技术对策，形成了一套高效取心方案，分析了现场取心效果。得出的主要结论与建议如下：
（1）“双超”环境下，储层以未胶结、松散泥质-砂泥岩为主，取心作业面临着取心筒“堵心”、排量和钻压控制难度大、作业费用高等难题与挑战。
（2）通过优选Rb-8100型全封闭式保形取心工具和HSC043-8100型取心钻头，优化取心参数（小排量+低转速+阶梯式低钻压），使用网兜保护出井眼后的底部岩心，能有效提高取心收获率；同时，采用无隔水管作业模式，能大幅度降低取心费用。
（3）首次进行“双超”储层钻井取心作业，以保形为主。为了获取更为真实的“双超”环境下的岩心资料，后续需考虑进行保压保温钻井取心作业。
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