《页岩气 保压取心技术规范 第1部分：取心作业》

ICSXX.XXX

CCSEXX

NNBB/T××××-××××

中华人民共和国能源行业标准

NB/TXXXXX-XXXX

页岩气保压取心技术规范

第1部分：取心作业

shalegas—Specificationforpressure-holdingcoring—

Part1：Coringoperation

（征求意见稿）

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

国家能源局发布

I

NB/T××××-××××

页岩气保压取心技术规范第1部分：取心作业

重要提示：本部分不涉及与其应用有关的所有安全问题。在使用本部分前，使用者有责任制定相应

的安全和保护措施，并确定其限定的适用范围。

1范围

本文件规定了页岩气井保压取心的作业条件、取心工具及配套设备要求、取心作业和地面作业的技

术要求及质量要求。如有类似的保压取心工作，可参照本标准执行。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文

件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T31033-2014石油天然气钻井井控技术规范

SY/T5216-2017石油天然气工业钻井和采油设备钻井取心工具

SY/T5347-2016钻井取心作业规程

SY/T5593-2016井筒取心质量规范

3术语与定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

保压取心pressure-holdingcoring

指利用保压取心工具，使取出的岩心密封在保压内筒当中并能保持岩心内流体不散失的取心方法。

3.2

保压内筒pressure-holdinginnerbarrel

利用密封总成对岩心及其内部的流体进行密封存储的高强度管状装置。

3.3

密封阀Sealingvalve

用于封闭取心工具内筒下端，使内筒内部压力与外部压力隔离的密封装置。

3.4

差动总成differentialassembly

通过机械、液力或其他方式，使取心内筒和外筒产生相对运动的装置。

4作业条件

4.1地面

4.1.1井场应具有紧急集合点及相对应的应急疏散道路。

4.1.2井场地面平整，应有满足保压取心工具出心、地面摆放测试的空间。

4.2井口

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4.2.1钻台整洁，安全防护设施和吊升设备应完好。

4.2.2井口防喷器处于工作状态，钻井队应做好应急准备工作。

4.3钻井设备

4.3.1非顶驱钻机，应备用不同长度的调长钻杆。

4.3.2钻机各部分运转正常，仪表齐全、灵敏、准确。

4.4井眼要求

4.4.1井身质量应符合钻井设计要求。

4.4.2井壁稳定，井下无漏失、无溢流，起下钻无阻卡。

4.4.3井底干净

4.5钻井液

钻井液性能符合设计要求。

5基础资料收集

基础资料包括但不限于

——钻井工程设计；

——地质设计。

6工具准备

6.1工具选择

6.1.1根据地质要求、井身结构、井眼曲率、井底静液柱压力选择相匹配的保压取心工具和取心钻头。

6.1.2应选用与取心工具配套并能满足取心要求的钻具内防喷工具。

6.1.3井底温度大于100℃时，应选择抗高温防爆密封件，油基钻井液，密封件应选用耐油基材质。

6.2工具检查

6.2.1保压内筒无变形、无裂纹，内壁光滑，螺纹完好。

6.2.2取心外筒所有连接螺纹应光滑、完好，端面、密封面不应有裂纹等缺陷。

6.2.3岩心爪满足设计要求。

6.2.4取心钻头切削齿完好，水眼通畅，螺纹完好。

6.2.5密封圈应完好无损，尺寸符合设计要求，装配应涂抹润滑脂，无翻转扭折现象。

6.2.6保压内筒和密封机构组装好后用液压泵向筒内充压10-15MPa，稳压5-10min无渗漏，无压降

为合格。

7取心作业

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7.1作业前准备

7.1.1取心作业人员根据井身结构、井下情况、钻井设备情况、井场地形及布置情况，进行保压取心

作业风险辨识。

7.1.2保压取心作业前，应组织取心、钻井、录井、钻井液等相关人员进行技术交底，明确各方职责

以及相互配合中的注意事项。

7.1.3如取心工具有投球要求，第一次入井时应使用与取心工具相匹配的通径规通径，保证取心专用

钢球能顺利通过取心工具上部钻具水眼。

7.2钻具组合

7.2.1推荐直井钻具组合：保压取心钻头+取心工具+内防喷工具+（短扶正器）+钻铤+（旁通阀）+

加重钻杆+钻杆。

7.2.2大斜度井或水平井取心应根据井眼轨迹调整要求及井眼条件选择合适的钻具组合。

7.3井口组装

7.3.1取心工具吊装期间应戴好护丝，吊上钻台时使用绞车双绳起吊，防碰防摔。

7.3.2取心工具出入井口时用大钩提吊，坐于井口时应使用安全卡瓦。

7.3.3按照取心工具规定的上扣扭矩旋紧外筒和取心钻头螺纹。

7.4下钻

7.4.1下钻操作应平稳，裸眼段下钻速度控制在0.5m/s以内，下钻遇阻应开泵循环，上下活动钻具，

缓慢下放。下钻遇阻钻压不应超过40kN，否则起钻通井，不使用划眼的方式强行下钻。

7.4.2下钻至距井底10m左右，开泵，初始启动排量<10L/s，待钻井液返出井口后，钻井液排量可缓

慢提升到推荐排量，充分循环钻井液。

7.5取心钻进

7.5.1循环结束后，缓慢下放钻具探底，与地质人员核对钻具方入并记录真实井深。

7.5.2将钻井液排量调整为设计排量，转速调整为设计钻进转速，校对指重表。

7.5.3缓慢下放钻具，使钻头接触井底，钻压10kN～20kN，钻进0.3m后，逐渐调整为正常钻进参数。

7.5.4钻进过程中如无特殊情况，不停泵、不停转，钻头不提离井底，直到取心钻进完成。

7.5.5钻进中做好钻时记录，观察钻时、钻压、泵压、转盘扭矩以及录井捞砂情况的变化，遇蹩、跳

钻可适当调整钻进参数。

7.6割心

根据所采用的取心工具割心方式进行割心操作，详细参照SY/T5347-2016作业规范执行。

7.7关闭密封阀

此处仅说明基于液力差动总成的投球式操作方法，根据不同结构的取心工具，操作人员均应熟练

掌握密封阀的关闭方法及流程，并对关闭过程中的排量、压力等信号数据予以记录。

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7.7.1割心完成后，上提钻具并卸开钻杆，向钻具内投入钢球1只。接上钻杆，以取心钻进排量开泵

送球。待钢球落座后，泵压会迅速上升并回落，表明差动总成销钉剪断，球阀关闭。

7.7.2投球后，预测时间内立管压力无变化，适当延长循环时间3-5分钟，如泵压仍无变化，再次投

入钢球，并根据泵压变化，判断球是否到位并起钻。

7.8起钻

7.8.1起钻前井下工况正常，无溢流，井漏等异常工况，起钻过程中连续向井眼灌满钻井液。

7.8.2起钻操作平稳，禁止猛刹猛放。

7.8.3将取心工具从井口平稳转移至地面测试操作区域。

8地面作业

作业流程：

将保压取心筒通过连接管与现场含气量测试仪相连，通过放气阀门使保压筒内的高压流体缓慢排出，

经泥浆分离器后进入气体计量装置，可得到开筒前页岩岩心所释放的气体体积。保压内筒内压力降至大

气压力后，打开取心筒，取出岩心，选取样品测试加热解吸气和残余气体积。

8.1工具检查与准备

8.1.1确认保压内筒密封阀有效关闭，连接压力表读取地面压力并记录。

8.1.2清洗保压内筒阀门和集气接口，确保孔径畅通，螺纹完好，密封圈佩戴良好。

8.1.3调整保压内筒角度，集气端应高于密封阀50cm以上，并采用固定措施约束集气端保持稳定。

8.2现场含气量测试

8.2.1保压取心现场含气量测试方法及出心要求按《页岩气保压取心技术规范第2部分：现场测试

方法》执行。

8.2.2对于具有仪器仓的取心工具，应分别针对仪器仓和保压内筒中富集的页岩气开展含气量测试。

8.2.3出心时应先尝试打开内筒下部密封阀，确认内筒中压力完全释放后再拆卸保压筒，打开保压筒

时正前方禁止站人。

8.2.4岩心出筒时尽量保证岩心完整，减少岩心暴露时间。

8.3其他要求

8.3.1如需冷冻样品，可将未打开密封阀的保压内筒送入冷冻装置，开启液氮进行冷冻，冷冻装置两

端应有封闭内筒的保护装置。

8.3.2冷冻样品时应由取心专业人员操作，佩戴厚防冻手套。

8.3.3冷冻完成后，按照地质部门要求将样品切割成相应的长度。切割过程中，应使用液氮对切割锯

片和岩心进行持续冷却。

8.3.4给切割的岩心戴上岩心帽，置于冷藏柜或液氮冷冻装置进行低温保存，并尽快运输至实验室。

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9质量要求

保压取心成功与否通过地面密封性测试判定，同时满足以下2个条件为保压成功，否则为不成功。

a)密封阀完全封闭保压内筒，在密封阀表面涂抹肥皂水，5分钟内无渗漏迹象。

b)连接地面压力表读取保压内筒压力，在10-20分钟内保持内筒温度恒定（变化小于2℃），压力下降

＜0.5MPa。

10报告和原始记录

保压取心现场作业报告格式参见附录A，单筒施工记录格式参见附录B。

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附录A

（规范性）

报告格式

表A页岩气保压取心现场作业报告

井号取心负责人

钻井负责人录井负责人

工程监督地质监督

开始作业日期结束作业日期

筒次取心井段进尺心长收获率取心层位地面测试压力地面密封性测试保压情况

m-mmm%MPa

累计

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附录B

（规范性）

单筒施工记录格式

井取心施工记录第筒

表B.1取心工具使用记录

取心钻头型号取心钻头编号入井前外径入井前内径入井后外径入井后内径

mmmmmmmm

取心工具型号取心工具编号地面试压情况

取心钻具组合

表B.2取心施工参数记录

井眼尺寸实际井深垂深取心段井斜钻井液密度粘度固相含量井底静液柱压力

mmmmg/cm3s%MPa

钻具悬重上提摩阻下放摩阻开泵时间洗井排量洗井泵压空转扭矩到底方入

kNkN