随着水平井钻井技术的普遍应用，钻井作业对取芯技术也提出了更高的要求。水平井取芯是最直观、最经济获取地质资料和了解油气层情况的有效方法，是提高大位移井和水平井钻遇率的有效保证，水平井取芯与直井取芯相比难度较大。吐哈红南平6井，乌兹别克鲁克钻井项目G173井是吐哈钻井公司承钻的两口水平井，在两口井的取芯施工中，通过对工具的改进，制定合理的技术措施，取得了较好的成绩。

技术难点

    其一，水平井的井眼轨迹的特殊性使取芯工具的受力状况改变，工具在自身重力的作用下，不能在井眼内居中，由此影响工具的稳定性。取芯钻进时，外筒转动不平稳会造成取芯钻头摆动，将严重影响岩芯成形和进筒；内筒不居中，取芯钻进时岩芯不易进入内筒，岩芯易折断和变形造成堵芯、磨芯，同时也易造成岩芯磨细，割芯时抽芯、漏芯和掉芯，因此常规的取芯工具不能满足水平井取芯要求。

    其二，取芯工具和钻具与井壁的接触面积大，作用在井壁上的正压力大，易发生压差卡钻。

    其三，取芯钻进参数选择问题。钻压太大，易压弯取心筒，不利于岩心进入内筒造成堵心、磨心；转速太快，会使工具工作不平稳，对成岩性差的地层，易造成岩芯破碎。

应对措施

    工具的改进 由于常规取芯工具不能满足水平井取芯要求，因此对川7-4型取芯工具进行了改进，使其满足水平井取芯要求。

    SPQ172×101型取芯工具是在川7-4型取芯工具的基础上改进而成，其区别在于，为满足安全取芯和工具稳定性的需要，外筒上设计了两个橄榄形稳定器，这种设计减小了工具与井壁的接触面积，降低了发生复杂的风险，又使外岩芯筒具有较大的稳定能力； 旋转总成增加了两幅扶正轴承组成，这种结构能使工具处于倾斜状态时，能更好的扶正内筒；在岩芯爪座与钻头内腔环空内安放滚柱轴承形成内筒的下支撑点，与上部特殊的旋转总成配合，形成了上下两个支点，使取心工具处于倾斜状态时，内筒居中，工具的改进使其达到了水平井取芯要求。

    取芯钻头的选型 由于水平井取芯的特殊性，取心钻头应选切屑效率高、能获得较高机械钻速的取芯钻头，以缩短岩芯进筒时间和减少钻井液对岩芯的冲蚀，提高取芯收获率。在两口井的钻头选型上，红南平6井选用国产F5G5型取芯钻头，乌兹别克鲁克项目G173井选用国产RC476型取芯钻头。

    取芯钻进参数选择 取芯参数要充分考虑到取芯工具的稳定性。钻压太大，易压弯取心筒，不利于岩心进入内筒造成堵心、磨心；转速太快，会使工具工作不平稳，对成岩性差的地层，易造成岩芯破碎，排量的不合理会增加钻井液对岩芯的冲蚀。因此在保证机械钻速的前提下，考虑到工具的稳定性，选用中等钻压。转速选择40rpm~50rpm；排量在满足钻头不泥包和能充分清洗井底的情况下，控制排量减少泥浆对岩芯的冲蚀，因此排量选择在15l/s~20l/s为宜。

    吐哈红南平6井取芯参数：钻压20-30KN、转速40rpm、排量20l/s

    鲁克项目G173井取芯参数： 钻压30-40KN、转速50rpm、排量15-18L/S

    取芯钻具组合 水平井取芯钻具组合在满足钻压需要前提下，应尽可能简化：一是减少下部钻具和井壁的接触面积，增加环空过流面积，保证流道畅通；二是减小下部钻具刚性，确保工具顺利下入；三是利于发生复杂和事故的处理。

    红南平6井使用的钻具组合：Ф216mmF5G5＋SPQ172-101水平井取芯筒＋Ф127mm加重钻杆×14根＋Ф127mm斜坡钻杆46根＋Ф127mm加重钻杆×16根＋Ф127mm斜坡钻杆＋133mm方钻杆。

    鲁克G173井使用的钻具组合：216mmRC476取芯钻头＋取芯筒＋159mm钻铤×3根＋127mm加重钻杆×33根＋159mm随钻震击器＋127mm加重钻杆×12根＋127mm钻杆。

    取芯前的技术措施 取芯前对下部钻具进行严格探伤，防止不合格钻具入井，降低钻具事故的发生率；下钻遇阻不得超过50KN（不包括摩阻），不得长段划眼，否则应起钻换牙轮钻头通井，严禁强下；取芯前充分循环钻井液，保证井底干净和井眼畅通。并且准确记录钻具摩阻。投球后，泵送球入座，旋转状态下校正指重表，开始取芯，取芯钻进，要保证送钻均匀。

    割芯 取芯结束，待钻压恢复，进行割芯。割芯时上提钻具，要保证匀速、缓慢提升，上提最大拉力不得大于200KN+摩阻。如果割芯困难，时间较长，应及时开泵，防止发生沉砂卡钻。

现场应用

    红南平6井：取芯井段井斜86度，取芯井段1415.02-1418.02米，取芯进尺3.00米，芯长3.00米，收获率100%。

    鲁克G173井：取芯井段井斜45度，取芯井段2671.85-2771.46米，取芯7筒，累计进尺40.05米，芯长39米，收获率97.40%。

    SPQ172×101型取芯工具完全满足水平井取芯要求，同时验证了技术对策的正确性；进一步完善了吐哈取芯工艺技术，填补了吐哈取芯技术的一项空白。

    G173井取芯收获率达到97.40%，比所处油田的平均收获率提高了67.4%，比考核指标高出37.4%，圆满完成了取芯任务，得到了甲方的肯定。

    水平井取芯，钻井参数选择和取芯工具的选择是取芯成功与否的关键。水平井取芯使用的钻具组合，下部钻具刚性较小，在加压钻进时易弯曲，影响工具的稳定性，建议在工具上部加入液力加压器，以进一步提高工具的稳定性。