ICSXX.XXX

CCSEXX

NNBB/T××××-××××

中華人民共和國能源行業標準

NB/TXXXXX-XXXX

頁巖氣保壓取心技術規范

第1部分：取心作業

shalegas—Specificationforpressure-holdingcoring—

Part1：Coringoperation

（征求意見稿）

XXXX-XX-XX發布XXXX-XX-XX實施

國家能源局發布

I

NB/T××××-××××

頁巖氣保壓取心技術規范第1部分：取心作業

重要提示：本部分不涉及與其應用有關的所有安全問題。在使用本部分前，使用者有責任制定相應

的安全和保護措施，并確定其限定的適用范圍。

1范圍

本文件規定了頁巖氣井保壓取心的作業條件、取心工具及配套設備要求、取心作業和地面作業的技

術要求及質量要求。如有類似的保壓取心工作，可參照本標準執行。

2規范性引用文件

下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文

件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T31033-2014石油天然氣鉆井井控技術規范

SY/T5216-2017石油天然氣工業鉆井和采油設備鉆井取心工具

SY/T5347-2016鉆井取心作業規程

SY/T5593-2016井筒取心質量規范

3術語與定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1

保壓取心pressure-holdingcoring

指利用保壓取心工具，使取出的巖心密封在保壓內筒當中并能保持巖心內流體不散失的取心方法。

3.2

保壓內筒pressure-holdinginnerbarrel

利用密封總成對巖心及其內部的流體進行密封存儲的高強度管狀裝置。

3.3

密封閥Sealingvalve

用于封閉取心工具內筒下端，使內筒內部壓力與外部壓力隔離的密封裝置。

3.4

差動總成differentialassembly

通過機械、液力或其他方式，使取心內筒和外筒產生相對運動的裝置。

4作業條件

4.1地面

4.1.1井場應具有緊急集合點及相對應的應急疏散道路。

4.1.2井場地面平整，應有滿足保壓取心工具出心、地面擺放測試的空間。

4.2井口

1

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4.2.1鉆臺整潔，安全防護設施和吊升設備應完好。

4.2.2井口防噴器處于工作狀態，鉆井隊應做好應急準備工作。

4.3鉆井設備

4.3.1非頂驅鉆機，應備用不同長度的調長鉆桿。

4.3.2鉆機各部分運轉正常，儀表齊全、靈敏、準確。

4.4井眼要求

4.4.1井身質量應符合鉆井設計要求。

4.4.2井壁穩定，井下無漏失、無溢流，起下鉆無阻卡。

4.4.3井底干凈

4.5鉆井液

鉆井液性能符合設計要求。

5基礎資料收集

基礎資料包括但不限于

——鉆井工程設計；

——地質設計。

6工具準備

6.1工具選擇

6.1.1根據地質要求、井身結構、井眼曲率、井底靜液柱壓力選擇相匹配的保壓取心工具和取心鉆頭。

6.1.2應選用與取心工具配套并能滿足取心要求的鉆具內防噴工具。

6.1.3井底溫度大于100℃時，應選擇抗高溫防爆密封件，油基鉆井液，密封件應選用耐油基材質。

6.2工具檢查

6.2.1保壓內筒無變形、無裂紋，內壁光滑，螺紋完好。

6.2.2取心外筒所有連接螺紋應光滑、完好，端面、密封面不應有裂紋等缺陷。

6.2.3巖心爪滿足設計要求。

6.2.4取心鉆頭切削齒完好，水眼通暢，螺紋完好。

6.2.5密封圈應完好無損，尺寸符合設計要求，裝配應涂抹潤滑脂，無翻轉扭折現象。

6.2.6保壓內筒和密封機構組裝好后用液壓泵向筒內充壓10-15MPa，穩壓5-10min無滲漏，無壓降

為合格。

7取心作業

2

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7.1作業前準備

7.1.1取心作業人員根據井身結構、井下情況、鉆井設備情況、井場地形及布置情況，進行保壓取心

作業風險辨識。

7.1.2保壓取心作業前，應組織取心、鉆井、錄井、鉆井液等相關人員進行技術交底，明確各方職責

以及相互配合中的注意事項。

7.1.3如取心工具有投球要求，第一次入井時應使用與取心工具相匹配的通徑規通徑，保證取心專用

鋼球能順利通過取心工具上部鉆具水眼。

7.2鉆具組合

7.2.1推薦直井鉆具組合：保壓取心鉆頭+取心工具+內防噴工具+（短扶正器）+鉆鋌+（旁通閥）+

加重鉆桿+鉆桿。

7.2.2大斜度井或水平井取心應根據井眼軌跡調整要求及井眼條件選擇合適的鉆具組合。

7.3井口組裝

7.3.1取心工具吊裝期間應戴好護絲，吊上鉆臺時使用絞車雙繩起吊，防碰防摔。

7.3.2取心工具出入井口時用大鉤提吊，坐于井口時應使用安全卡瓦。

7.3.3按照取心工具規定的上扣扭矩旋緊外筒和取心鉆頭螺紋。

7.4下鉆

7.4.1下鉆操作應平穩，裸眼段下鉆速度控制在0.5m/s以內，下鉆遇阻應開泵循環，上下活動鉆具，

緩慢下放。下鉆遇阻鉆壓不應超過40kN，否則起鉆通井，不使用劃眼的方式強行下鉆。

7.4.2下鉆至距井底10m左右，開泵，初始啟動排量<10L/s，待鉆井液返出井口后，鉆井液排量可緩

慢提升到推薦排量，充分循環鉆井液。

7.5取心鉆進

7.5.1循環結束后，緩慢下放鉆具探底，與地質人員核對鉆具方入并記錄真實井深。

7.5.2將鉆井液排量調整為設計排量，轉速調整為設計鉆進轉速，校對指重表。

7.5.3緩慢下放鉆具，使鉆頭接觸井底，鉆壓10kN～20kN，鉆進0.3m后，逐漸調整為正常鉆進參數。

7.5.4鉆進過程中如無特殊情況，不停泵、不停轉，鉆頭不提離井底，直到取心鉆進完成。

7.5.5鉆進中做好鉆時記錄，觀察鉆時、鉆壓、泵壓、轉盤扭矩以及錄井撈砂情況的變化，遇蹩、跳

鉆可適當調整鉆進參數。

7.6割心

根據所采用的取心工具割心方式進行割心操作，詳細參照SY/T5347-2016作業規范執行。

7.7關閉密封閥

此處僅說明基于液力差動總成的投球式操作方法，根據不同結構的取心工具，操作人員均應熟練

掌握密封閥的關閉方法及流程，并對關閉過程中的排量、壓力等信號數據予以記錄。

3

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7.7.1割心完成后，上提鉆具并卸開鉆桿，向鉆具內投入鋼球1只。接上鉆桿，以取心鉆進排量開泵

送球。待鋼球落座后，泵壓會迅速上升并回落，表明差動總成銷釘剪斷，球閥關閉。

7.7.2投球后，預測時間內立管壓力無變化，適當延長循環時間3-5分鐘，如泵壓仍無變化，再次投

入鋼球，并根據泵壓變化，判斷球是否到位并起鉆。

7.8起鉆

7.8.1起鉆前井下工況正常，無溢流，井漏等異常工況，起鉆過程中連續向井眼灌滿鉆井液。

7.8.2起鉆操作平穩，禁止猛剎猛放。

7.8.3將取心工具從井口平穩轉移至地面測試操作區域。

8地面作業

作業流程：

將保壓取心筒通過連接管與現場含氣量測試儀相連，通過放氣閥門使保壓筒內的高壓流體緩慢排出，

經泥漿分離器后進入氣體計量裝置，可得到開筒前頁巖巖心所釋放的氣體體積。保壓內筒內壓力降至大

氣壓力后，打開取心筒，取出巖心，選取樣品測試加熱解吸氣和殘余氣體積。

8.1工具檢查與準備

8.1.1確認保壓內筒密封閥有效關閉，連接壓力表讀取地面壓力并記錄。

8.1.2清洗保壓內筒閥門和集氣接口，確保孔徑暢通，螺紋完好，密封圈佩戴良好。

8.1.3調整保壓內筒角度，集氣端應高于密封閥50cm以上，并采用固定措施約束集氣端保持穩定。

8.2現場含氣量測試

8.2.1保壓取心現場含氣量測試方法及出心要求按《頁巖氣保壓取心技術規范第2部分：現場測試

方法》執行。

8.2.2對于具有儀器倉的取心工具，應分別針對儀器倉和保壓內筒中富集的頁巖氣開展含氣量測試。

8.2.3出心時應先嘗試打開內筒下部密封閥，確認內筒中壓力完全釋放后再拆卸保壓筒，打開保壓筒

時正前方禁止站人。

8.2.4巖心出筒時盡量保證巖心完整，減少巖心暴露時間。

8.3其他要求

8.3.1如需冷凍樣品，可將未打開密封閥的保壓內筒送入冷凍裝置，開啟液氮進行冷凍，冷凍裝置兩

端應有封閉內筒的保護裝置。

8.3.2冷凍樣品時應由取心專業人員操作，佩戴厚防凍手套。

8.3.3冷凍完成后，按照地質部門要求將樣品切割成相應的長度。切割過程中，應使用液氮對切割鋸

片和巖心進行持續冷卻。

8.3.4給切割的巖心戴上巖心帽，置于冷藏柜或液氮冷凍裝置進行低溫保存，并盡快運輸至實驗室。

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9質量要求

保壓取心成功與否通過地面密封性測試判定，同時滿足以下2個條件為保壓成功，否則為不成功。

a)密封閥完全封閉保壓內筒，在密封閥表面涂抹肥皂水，5分鐘內無滲漏跡象。

b)連接地面壓力表讀取保壓內筒壓力，在10-20分鐘內保持內筒溫度恒定（變化小于2℃），壓力下降

＜0.5MPa。

10報告和原始記錄

保壓取心現場作業報告格式參見附錄A，單筒施工記錄格式參見附錄B。

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附錄A

（規范性）

報告格式

表A頁巖氣保壓取心現場作業報告

井號取心負責人

鉆井負責人錄井負責人

工程監督地質監督

開始作業日期結束作業日期

筒次取心井段進尺心長收獲率取心層位地面測試壓力地面密封性測試保壓情況

m-mmm%MPa

累計

6

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附錄B

（規范性）

單筒施工記錄格式

井取心施工記錄第筒

表B.1取心工具使用記錄

取心鉆頭型號取心鉆頭編號入井前外徑入井前內徑入井后外徑入井后內徑

mmmmmmmm

取心工具型號取心工具編號地面試壓情況

取心鉆具組合

表B.2取心施工參數記錄

井眼尺寸實際井深垂深取心段井斜鉆井液密度粘度固相含量井底靜液柱壓力

mmmmg/cm3s%MPa

鉆具懸重上提摩阻下放摩阻開泵時間洗井排量洗井泵壓空轉扭矩到底方入

kNkN