[發(fā)明專(zhuān)利]一種泥頁(yè)巖防碎裂自啟動(dòng)式冷凍取樣器及其取樣方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810171877.5
• 申請(qǐng)日: 2018-03-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108150122A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李世臻;馬銀龍;徐興友;劉衛(wèi)彬;陳珊;白靜
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心;吉林大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E21B25/08
• 分類(lèi)號(hào): E21B25/08;E21B25/10;E21B25/00
• 代理公司: 長(zhǎng)春市四環(huán)專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張建成

本發(fā)明公開(kāi)了一種泥頁(yè)巖防碎裂自啟動(dòng)式冷凍取樣器及其取樣方法，是由異徑接頭、分流接頭、調(diào)節(jié)單動(dòng)機(jī)構(gòu)、外管、巖心防碎及冷源啟動(dòng)取心機(jī)構(gòu)、擴(kuò)孔器、巖心卡斷機(jī)構(gòu)和鉆頭組成；本發(fā)明具有防碎裂功能，尤其適用于易碎裂地層如泥頁(yè)巖、油頁(yè)巖、頁(yè)巖氣、天然氣水合物和煤層氣等的巖心取樣；本發(fā)明在不同巖層和不同深度取樣時(shí)，只需根據(jù)需要設(shè)置不同的冷凍量以及閥的壓力值即可，操作簡(jiǎn)單，且其適用于多種類(lèi)型的冷源，適用范圍廣泛；采用孔底自啟動(dòng)式冷凍方法，可減少人工操作，提高效率；本發(fā)明冷凍完成后具有報(bào)警功能，進(jìn)行提鉆取心，提至地表后，拆卸操作簡(jiǎn)單，便于后續(xù)分析測(cè)試工作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及易碎裂地層冷凍取心領(lǐng)域，特別涉及一種泥頁(yè)巖防碎裂自啟動(dòng)式冷凍取樣器及其取樣方法。

背景技術(shù)

巖心是油氣勘探、開(kāi)發(fā)過(guò)程中取得的完整的第一手資料，通過(guò)大量對(duì)巖心的分析與研究才能為制定合理的開(kāi)發(fā)方案、準(zhǔn)確計(jì)算油氣田儲(chǔ)量、制定增產(chǎn)措施提供依據(jù)。在一個(gè)沉積盆地內(nèi)尋找油氣，需要從目的層的巖心取樣化驗(yàn)分析各項(xiàng)生油(氣)指標(biāo)，根據(jù)化驗(yàn)所得結(jié)果可以從生油(氣)角度選擇勘探油氣藏的目的層和有利地區(qū)，通過(guò)對(duì)取出巖心的分析，進(jìn)一步了解儲(chǔ)集層中油、氣、水的分布情況，油氣層的空隙度、滲透率、含油氣飽和度以及油氣層的有效厚度，以確定油氣層的工業(yè)開(kāi)采價(jià)值。因此，在油氣田勘探、開(kāi)發(fā)各階段，為查明儲(chǔ)油氣層的性質(zhì)或從大區(qū)域的地層對(duì)比到檢查油氣田開(kāi)發(fā)效果，評(píng)價(jià)和改進(jìn)開(kāi)發(fā)方案，任一研究步驟都離不開(kāi)對(duì)巖心的觀察和研究。

頁(yè)巖油氣具有典型的自生自?xún)?chǔ)特征，是一種資源潛力巨大的新型非常規(guī)油氣資源。目前，頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)在我國(guó)四川盆地及其周緣地區(qū)取得了一系列重大突破，已形成涪陵、長(zhǎng)寧、威遠(yuǎn)等頁(yè)巖氣產(chǎn)區(qū)，尤其在四川東南發(fā)現(xiàn)了中國(guó)首個(gè)近四千億方的大型頁(yè)巖氣田，泥頁(yè)巖屬于泥巖和頁(yè)巖之間的過(guò)渡巖石類(lèi)型，可見(jiàn)發(fā)育不完善的頁(yè)理，一般是淺湖到深湖沉積的產(chǎn)物，常見(jiàn)的泥頁(yè)巖類(lèi)型有泥質(zhì)泥頁(yè)巖、碳質(zhì)泥頁(yè)巖、硅質(zhì)泥頁(yè)巖、鈣質(zhì)泥頁(yè)巖等，當(dāng)泥頁(yè)巖中混入一定量的砂質(zhì)成分時(shí)，會(huì)形成砂質(zhì)泥頁(yè)巖，富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖是形成泥頁(yè)巖油氣的主要巖石類(lèi)型，泥頁(yè)巖油氣是非常規(guī)油氣中的一種，并且泥頁(yè)巖油藏已經(jīng)成為勘探突破目標(biāo)。

油氣儲(chǔ)層的微觀孔隙結(jié)構(gòu)和分布特征對(duì)于其儲(chǔ)集能力、滲流機(jī)理等規(guī)律起著決定作用，對(duì)于不同沉積環(huán)境的頁(yè)巖、泥頁(yè)巖儲(chǔ)層，其儲(chǔ)層性質(zhì)、微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征、分布規(guī)律一般差別較大，并且泥頁(yè)巖易于破裂、剝落及坍塌和遇水敏感，導(dǎo)致在鉆進(jìn)取樣過(guò)程中很難取到具有完整儲(chǔ)層性質(zhì)的樣品。

目前，針對(duì)頁(yè)巖氣的取樣的技術(shù)有常規(guī)取心和特殊取心，特殊取心技術(shù)主要有密閉取心技術(shù)、保壓密閉取心技術(shù)和水平井取心技術(shù)；密閉取心時(shí)，一般采用的是密封液，成本相對(duì)較高，而且?guī)r心容易受到流動(dòng)的鉆井液的侵蝕，從而造成污染；保壓密閉取心則更多的是依靠球閥完成密封，可靠性有所提升，但是整套機(jī)構(gòu)復(fù)雜，有多處易損件容易造成密封失效，成功率依然不高，冷凍取樣的冷源啟動(dòng)方式多采用地表投球和冷源外置，人為因素多，不易控制。因此，開(kāi)發(fā)一種適合泥頁(yè)巖性質(zhì)的新型取心器及取心方法具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是要解決上述現(xiàn)有取樣器巖心易破碎、易污染、采取率低和冷源啟動(dòng)可控性差等問(wèn)題，而提供一種泥頁(yè)巖防碎裂自啟動(dòng)式冷凍取樣器及其取樣方法。

本發(fā)明之一種泥頁(yè)巖防碎裂自啟動(dòng)式冷凍取樣器，是由異徑接頭、分流接頭、調(diào)節(jié)單動(dòng)機(jī)構(gòu)、外管、巖心防碎及冷源啟動(dòng)取心機(jī)構(gòu)、擴(kuò)孔器、巖心卡斷機(jī)構(gòu)和鉆頭組成，異徑接頭、分流接頭、調(diào)節(jié)單動(dòng)機(jī)構(gòu)、巖心防碎及冷源啟動(dòng)取心機(jī)構(gòu)、巖心卡斷機(jī)構(gòu)依次螺紋連接在一起，異徑接頭、分流接頭、外管、擴(kuò)孔器和鉆頭依次螺紋連接在一起；

異徑接頭上部與鉆桿螺紋連接，下部與分流接頭螺紋連接；

分流接頭上部與異徑接頭螺紋連接，下部分別與單動(dòng)軸和外管螺紋連接；