本發(fā)明涉及一種用于石油天然氣鉆井取心工具領(lǐng)域，具體是一種鉆井取心用復合襯筒和應(yīng)用該襯筒的方法。

背景技術(shù)：

地層原始含油飽和度的測量對地層評價、儲層評價及采油工程都有著重要的影響，合適的巖心分析可提供直接的地層石油物理參數(shù)。然而，常規(guī)取心在巖心由井底起到地面的過程中巖心中的流體會隨著氣體的膨脹流失掉，由此得到的原地原油飽和度就會是一個不準確的數(shù)據(jù)。

利用密閉取心技術(shù)可以一定程度上防止井底鉆井液污染巖心，但沒有從根本上解決巖心中滲出流體的流失問題。

保壓取心技術(shù)可以獲得原始地層壓力的巖心樣品，主要缺點是成本高昂、危險性高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種適用于鉆井取心用復合襯筒，以及該襯筒的應(yīng)用方法。本發(fā)明利用海綿取心技術(shù)可以解決這一難題，采用一種特殊的吸油海綿襯筒，在取心過程中及時地包裹住形成的巖心，這種海綿材料能夠及時地收集巖心中滲出的原油并予以保存，以便后續(xù)室內(nèi)測試分析。

本發(fā)明的技術(shù)方案包括：

一種鉆井取心用復合襯筒，包括襯筒，所述襯筒內(nèi)壁貼合有吸油層。

所述吸油層為親油性強的海綿，吸油層內(nèi)壁設(shè)有強化網(wǎng)格層，外壁設(shè)有外骨架。

所述襯筒為鋁合金或者不銹鋼襯筒，所述外骨架由兩瓣外骨架對合組成，外骨架外壁軸向設(shè)有止轉(zhuǎn)鍵，襯筒內(nèi)壁軸向設(shè)有止轉(zhuǎn)槽，止轉(zhuǎn)鍵和止轉(zhuǎn)槽插接配合。

所述海綿為新型聚亞安酯泡沫復合材料加工，連通孔隙度70-80%，表面用分子刷接枝技術(shù)處理。

前述鉆井取心用復合襯筒的應(yīng)用方法是：

鉆井取心前，在巖心內(nèi)筒內(nèi)插入鉆井取心用復合襯筒，巖心內(nèi)筒下端依靠密封活塞密封，并用銷釘固定，鉆井取心用復合襯筒內(nèi)注入預飽和鹽水，并在取心內(nèi)筒上端用絲堵密封；

取心開始時，壓斷活塞密封銷釘，巖心進入鉆井取心用復合襯筒，鉆井取心用吸油層內(nèi)徑略小于巖心外徑，巖心進入鉆井取心用復合襯筒后被吸油層緊緊包裹；

起鉆過程中，由于環(huán)孔壓力減小和巖心內(nèi)氣體膨脹，驅(qū)動巖心中的儲層流體滲出，被緊緊包裹的吸油層吸附并儲存巖心排出的流體。

前述襯筒外壁設(shè)有沿軸向流動的導流槽，以及貫通襯筒內(nèi)外的排氣槽，襯筒的上、下端設(shè)置配合擠壓配合的密封斜面。

上述鉆井取心用復合襯筒的應(yīng)用方法進一步優(yōu)化為：

鉆井取心前，在巖心內(nèi)筒內(nèi)依次插入數(shù)段鉆井取心用復合襯筒，數(shù)段鉆井取心用復合襯筒通過對接端的密封斜面插接密封，巖心內(nèi)筒下端依靠密封活塞密封，并用銷釘固定，鉆井取心用復合襯筒內(nèi)注入預飽和鹽水，并在取心內(nèi)筒上端用絲堵密封；

取心開始時，壓斷活塞密封銷釘，巖心進入鉆井取心用復合襯筒，鉆井取心用吸油層內(nèi)徑略小于巖心外徑，巖心進入鉆井取心用復合襯筒后被吸油層緊緊包裹；

起鉆過程中，由于環(huán)孔壓力減小和巖心內(nèi)氣體膨脹，驅(qū)動巖心中的儲層流體滲出，膨脹氣體通過排氣槽排出，滲出流體沿導流槽排出，被緊緊包裹的吸油層吸附并儲存巖心排出的流體。

本發(fā)明的優(yōu)點是：在取心過程中，復合海綿層能及時地包裹住形成的巖心，并收集巖心中滲出的原油并予以保存，可以準確的直接測量地層的剩余油飽和度。

附圖說明

圖1a為一種鉆井取心用復合襯筒結(jié)構(gòu)主視圖，圖1b為圖1a側(cè)視圖。

圖2a為一種襯筒結(jié)構(gòu)主視圖，圖2b為圖2aa-a位置截面圖。

圖3為一種外骨架結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。

圖4為一種的吸油層局部剖面圖。

圖中：1.鋁合金襯筒（統(tǒng)稱襯筒），2.海綿外骨架（統(tǒng)稱外骨架），3.復合海綿層（也稱吸油層）、4.上壓合斜面（密封斜面），5.下壓合斜面（密封斜面），1-1.排氣槽，1-2.切割縫，1-3導流槽，1-4.止轉(zhuǎn)槽，2-1.止轉(zhuǎn)鍵，3-1.儲油層，3-2.吸油層，3-3.尼龍強化網(wǎng)格層（統(tǒng)稱強化網(wǎng)格層），i.吸油層局部。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖和具體實施方式，對本發(fā)明作進一步描述。

參照圖1，一種鉆井取心用復合襯筒，包括鋁合金襯筒1、海綿外骨架2、復合海綿層3。

復合海綿層3、海綿外骨架2和鋁合金襯筒1由內(nèi)向外依次裝配并最終放置于海綿取心工具巖心內(nèi)筒內(nèi)部。每根復合襯筒長1m，上、下端設(shè)置配合壓合斜面4和5，多根復合鋁合金襯筒依靠自重將壓合面配合，防止巖心滲出的原油流失。

鉆井取心前，在巖心內(nèi)筒內(nèi)插入復合襯筒，內(nèi)筒下端依靠密封活塞密封，并用銷釘固定。復合襯筒內(nèi)注入預飽和鹽水，并在取心內(nèi)筒上端用絲堵密封。

取心開始時，壓斷活塞密封銷釘，巖心進筒，復合海綿層3內(nèi)徑略小于巖心外徑，巖心進筒后被復合海綿層3緊緊包裹。

起鉆過程中，由于環(huán)孔壓力減小和巖心內(nèi)氣體膨脹，驅(qū)動巖心中的儲層流體滲出，被緊緊包裹的海綿吸附并儲存巖心排出的流體。

參照圖4，復合海綿層3由儲油層3-1、吸油層3-2、尼龍強化網(wǎng)格層3-3組成。儲油層3-1和吸油層3-2用新型聚亞安酯泡沫復合材料加工，連通孔隙度70-80%，材料為強親油性。吸油層3-2表面用分子刷接枝處理，超強親油。吸油層3-2內(nèi)壁附著尼龍強化網(wǎng)格層3-3，對復合海綿層內(nèi)壁起支撐作用，預防巖心在進筒過程中將海綿撕裂。復合海綿層內(nèi)徑略小于巖心外徑，可以緊緊包裹住進筒巖心。

參照圖2和圖3，鋁合金襯筒1外壁設(shè)計有對稱的兩排排氣槽1-1和切割縫1-2，巖心排出的氣體可通過1-1排出，在后期切割鋁合金襯筒時，可沿排氣槽1-1和切割縫1-2切割。外壁設(shè)計有導流槽1-3，對鉆井液和預充飽和鹽水起導流作用。內(nèi)壁設(shè)置有12個圓周均布止轉(zhuǎn)槽1-4，海綿外骨架2設(shè)有止轉(zhuǎn)鍵2-1，與鋁合金襯筒1內(nèi)止轉(zhuǎn)槽1-4配合，防止復合海綿層在鋁合金內(nèi)筒內(nèi)部轉(zhuǎn)動。

海綿外骨架2由兩瓣組成，復合海綿層卷成成品后，由兩瓣海綿外骨架夾裹并粘合固定，并插入鋁合金襯筒組成復合襯筒。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種鉆井取心用復合襯筒，包括襯筒、外骨架、吸油層。其中，吸油層由儲油層、吸油層、尼龍強化網(wǎng)格層組成，材料為強親油海綿，連通孔隙高、滲透率好，并在內(nèi)部附著尼龍強化網(wǎng)格層。通過使用該發(fā)明提供的復合襯筒，在取心過程中及時地包裹住形成的巖心，及時地收集巖心中滲出的原油并予以保存，提供地層儲層真實剩余油飽和度等油氣開發(fā)重要石油物理參數(shù)。

技術(shù)研發(fā)人員：陳忠?guī)?吳仲華;裴學良;司英暉;寧仁磊;王彬;田宗正;于波;張銳
受保護的技術(shù)使用者：中石化石油工程技術(shù)服務(wù)有限公司;中石化勝利石油工程有限公司;中石化勝利石油工程有限公司鉆井工藝研究院
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.14
技術(shù)公布日：2017.09.19