摘要
为了获取参数井压裂设计的相关参数，需要对井眼进行阵列声波测井和微侧向电阻率测井，需要采取大直径岩心进行力学实验。采用固体岩心钻探取心工艺，钻孔口径难以达到物探测井仪器入井要求，岩心直径也不能满足实验要求，必须采用大口径取心工艺才能满足设计要求。同时，常规取心工艺难以满足页岩气勘探对岩心（页岩或者煤心）提升时间的要求，绳索取心工艺在这方面优势明显。本篇介绍了大口径绳索取心工艺在页岩气地质调查井川蔺参1井的成功应用，根据大口径绳索取心钻具的结构特点，结合目的层岩性特征，总结了合理的取心钻进工艺参数和技术保障措施，取得了较好的效果。
2017年10月，四川省国土科学技术研究院对“川南-川东北地区页岩气资源调查评价和区块优先项目”进行公开招标，经过专家评审，确定中标单位为四川省地质矿产勘查开发局113地质队。“川南-川东北地区页岩气资源调查评价和区块优选项目”属于“四川省页岩气调查项目”的子课题。
项目研究的目标是：通过综合地质调查评价落实工作区筇竹寺组、五峰组-龙马溪组、龙谭组、须家河组、自流井组五套页岩层系的基本地质条件，明确页岩气富集规律，计算页岩气资源量，摸清四川省川南-川东北地区（工作区面积：121416.3 k
按照地质设计，在工作区内部署调查井3口和参数井1口。在调查井工作基础上，项目组通过调查评价，认为古叙地区的龙潭组富有机质泥页岩特征较好，是有可能取得新区新层系突破的地区之一，因此在泸州市古蔺县大寨地区部署一口针对龙潭组的参数井，以龙潭组为目的层。
蔺参1井于2020年10月24日开钻，2020年12月19日钻穿目的层完钻，完钻井深1175.22 m。目前，固井、射孔、压裂作业已经完成，正在进行排采和评价等后续工作。
（1）能够有效探索页岩气川南新层系龙潭组的勘探和开发潜力。
（2）能够进一步探索龙潭组页岩气地质条件、富集规律。
（3）能够进一步丰富龙潭组富有机质页岩压裂改造试验参数。
（4）填补了龙潭组页岩气产能测试空白。
（1）入二叠系中统茅口组50 m完井，预计井深1440 m。
（2）取心层段：三叠系龙潭组，井深1300~1390 m约90 m。
（3）岩心直径>60 mm（围岩力学实验要求）。
（4）完井直径215.9 mm（满足特殊物探测井要求）。
（5）最大井斜≯5°，最大水平位移≯过50
（6）目的层岩心收获率≮90%。
（7）岩心（页岩或者煤心）提升时间：井深1000 m以浅，取心内筒从提心开始至出口时间<20 min，从出井口到装罐完时间<10 min。井深1000 m以深，取心内筒从提心开始至出口时间≯0.02 min/m×H（H为井深，m）。
页岩气勘探大多在沉积岩和海相地层中，该类地层稳定性差，钻孔易出现缩径、超径、坍塌、掉块、剥落、吸附卡钻等现
（1）由于地层极不稳定，极易发生钻具卡埋、缩径抱钻等事故。
（2）小口径绳索取心钻杆壁薄，钻孔超径钻杆极易折
（3）高粘度泥浆的使用，在钻孔小环空间隙条件下，提下钻时易引起抽吸作用，破坏孔壁的稳定性。
（4）钻孔小环空间隙制约了大泵量钻进工作条件，且钻井液上返阻力大、流速慢，加剧钻杆内壁泥垢的形成，不利于内管的投放和打
（5）为了获取参数井压裂设计的相关参数，需要对井眼进行阵列声波和微侧向电阻率测井。此项测井要求探管入井直径≮130 mm，小口径绳索取心工艺难以达到要求。
（6）压裂设计需要掌握目的层围岩岩石力学参数，岩石力学实验要求岩心直径≮60 mm，小口径绳索取心工艺难以实现。
（7）页岩气勘探对岩心（页岩或者煤心）提升时间有明确要求，常规取心工具川8-4等难以达到规范要求。
综合分析，页岩气参数井使用大口径绳索取心工艺显得十分必要。
揭露地层主要包括三叠系的雷口坡组（T2l）、嘉陵江组（T1j）、飞仙关组（T1f）；二叠系的长兴组（P3c）、龙潭组（P3l）、茅口组（P2m）。川蔺参1井实际终孔井深1175.22 m，实际揭露地层情况见
4.2 井身结构（见图1 ）
图1 实际井身结构示意
一开使用Ø311.2 mm钻头开孔，穿过雷口坡组，进入嘉陵江组68 m，下入Ø244.5 mm套管（J55）332.80 m，固井，防喷器经试压达到井控要求。
二开使用Ø215.9 mm钻头，入茅口组50 m钻至1175.22 m，下入Ø139.7 mm套管（P110）1169.91 m完井，固井质量合格。龙潭组取心段为1043.37~1130.05 m，计86.68 m。
（1）裸眼井段长，井壁稳定困难。二开裸眼井段长达800 m以上，且穿过多个松软地层，井壁稳定困难。
（2）雷口坡组（T2l）底部、嘉陵江组（T1j）顶部裂隙发育，钻井漏失严重。
（3）完井直径Ø215.9 mm，岩心提升时间<20 min，工程施工难度大。
（4）目的层岩性松软并夹有多个煤层，为保护储层，要求采用低密度钻井液护壁，对钻井液的维护和管理要求高。
为满足页岩气勘探对岩心提升时间的要求，川蔺参1井选用了QXJC1500型绞车，绞车参数见
原则上，在雷口坡组以上软地层钻进，采用高转速、大泵量和适合的钻压；在坚硬、强研磨性强的地层采用大钻压，低转速，适当泵量。各开次钻进参数见
在裂隙发育的易漏失地层，严格控制井内压力平衡，起钻时采取钻杆3柱一回灌，钻铤1柱一回灌的原则，并严格控制起下钻速度，防止井内压力激动与抽吸作用，降低井漏与井壁坍塌的风
（1）优选高质量取心钻头，加强钻具管理，组装取心钻具后，调整好内外管间隙，做到每回次检查，不同岩性钻进及时调整间隙，软地层间隙取低值，硬地层间隙取高
（2）简化钻具结构，优化钻具组合和钻井参数，达到降低摩阻和扭矩的目的。
（3）投放打捞器接近内管总成时，适当减速，防止捞矛头和打捞钩受到过大的冲击力而损坏，打捞器在冲洗液中的下降速度控制在1.5~2.0 m/s，当打捞器落到内管总成上端时（打捞钢绳张力变小），可开始缓慢提升。缓慢提动内管总成后，再按正常提心速度提升。如果钻杆里有大量的冲洗液流出，说明已经打捞成功，否则应停止提升，重新打捞或提钻处理。
（4）提升钻具及打捞内管，及时向孔内回灌一定数量的冲洗液，避免因钻杆柱外的液面下降而造成钻杆柱内外之间压力差而使孔壁坍塌。
（5）内管提升到地面后，从卡簧座或接头处卸开，倒出岩心时，用橡胶锤或木锤轻敲内管，切勿用铁器硬敲，以免内管产生凹坑，影响钻进时岩心的进入，造成岩心堵塞。取出岩心后，用水清洗和检查内管总成，重新组装备用。
（6）取心结束，将配好的内管总成直接从钻杆内投入，接好方钻杆，用小排量冲洗液往下压送内管总成，泵量8~12 L/s。当泵压突然升高，表明内管总成已到位，可以开始新一回次的取心钻进。
（7）特别松软地层（煤层、炭质页岩等）取心钻进时，减小泵量、降低泵压，泵压2~4 MPa，井口有泥浆返出即可。
（8）打捞内管总成遇阻时，不能强力提拔。要采用解卡器使打捞矛与内管分离后轻微活动钻具再打捞。
（9）起大钻时，先打捞出内管总成以增大冲洗液的流通断面，减小抽吸作用和压力激动对孔壁的影响。下钻时，先下外管，再下内管，减小压力激动，有利于孔壁的稳定。
（10）加强固控设备的使用和维护，严格控制有害固相，保持钻井液有良好的流动和护壁性能。
（11）记录各种钻井参数，尤其是扭矩和悬重，及时对比分析，从现场数据分析判断井下状况。
（12）每打完一回次提心后投管前认真进行划眼修整井壁，适当加大泵排量，清理井内沉砂，避免埋钻事故的发
钻井液以稳定井壁，平衡地层压力，携带、悬浮岩屑，保护岩心及矿层的原则进行配置。各开次钻井液性能见
（1）一开低固相聚合物钻井液。基本配方：30~50 kg/
（2）二开钾基聚磺钻井液。基本配方：上部井浆+2%~4%磺化酚醛树脂+2%~4%无铬磺化褐煤+1%~2%磺化单宁+3%~5%氯化钾+0.4%~0.6%生石灰+2%~4%沥青类防塌剂+0.2%~0.3%两性离子聚合物包被剂+0.5%~1%水解聚丙烯腈钾盐+0.5%~1%水解聚丙烯腈铵盐。
二开井段长达841 m，钻穿多个地层，各地层特性不尽相同。为满足多个层位钻进，钻井液采用分段处理维护。
（1）上部井段采用聚合物低密度钻井液，钻至飞仙关顶部井深638 m，密度范围控制在1.05~1.07 g/c
（2）钻进至638 m飞仙关组段，井壁泥岩掉块增多，下钻到底困难。钻井液中逐渐增大抑制类材料，并缓慢地将钻井液密度提高至1.10~1.12 g/c
（3）长兴组及龙潭组松软地层钻进时，适当提高钻井液粘度，严格控制密度，同时加入沥青质材料对井壁进行封堵护壁，降低滤失量，钻井液性能控制范围：密度1.10~1.13 g/c
雷口坡组和嘉陵江组钻进均出现漏失，最大漏速100
井漏发生后，井队加强对钻井液消耗量、钻井液进出口密度、粘度等参数进行监测，将泥浆泵排量由28 L/min降低到20 L/min，钻井液粘度从30 s提高至45 s，改变钻井液流态，减小钻井液对井壁的机械冲刷来降低漏速。
用加重泵缓慢、交替逐渐加入随钻堵漏剂Ⅱ型350 kg，复合堵漏剂Ⅰ型200 kg，云母片225 kg。为不影响泥浆泵工况，堵漏材料控制在1 h加完，计算堵漏材料返出井口时间15 min，在堵漏材料返出井口前关闭振动筛，使堵漏材料在井内充分循环，达到随钻堵漏目的。随着堵漏剂的逐渐加入，漏失速度明显减小，经过1.2 h的循环堵漏处理，将泥浆泵排量由20 L/min恢复到28 L/min钻进正常，未发现漏失，堵漏成
（1）通过大口径绳索取心钻进工艺的有效实施，成功提取Ø60 mm岩心81.58 m，岩心直径满足力学实验要求。
（2）通过大口径绳索取心钻进工艺的有效实施，完井直径达到215.9 mm，满足阵列声波和微侧向电阻率测井探管对井径的要求。
（3）通过大口径绳索取心钻进工艺的有效实施，岩心平均提升时间为14 min，满足《页岩气钻井技术规程》对岩心（页岩或者煤心）提升时间的要求，页岩气现场解析质量得到有效保证。
（4）通过川蔺参1井施工，对龙潭组页岩气地质条件、富集规律有了更进一步了解，获得了有机质页岩压裂和排采必须的各项参数，为后续产能测试创造了有利条件。
（5）通过川蔺参1井施工，对页岩气川南新层系龙潭组的勘探和开发潜力进行了有益探索。
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