陆地密闭保压取心技术与岩心后处理装置

钻探取心是地质勘探中的一项重要技术，主要用于获取地下岩心样品。常规取心方式获取的岩心样品性状受钻井液和环境压力两种因素影响。钻井液是钻井过程中各种循环流体的总称，是钻井的血液，又称钻孔冲洗液，主要有携带岩屑、冷却和润滑钻头及钻柱、维护井壁稳定等作用。取心过程中钻井液会冲刷岩心，驱走岩心中所含的油气水等组分。取心结束后，随着取心工具提出井底，工具内部的岩心压力会下降，岩心中的气体和原轻质组分会剧烈膨胀而散逸。

密闭保压取心工具内部装有密闭液，取心钻进时，密闭液被挤出，包裹在岩心外表面，形成保护膜，防止钻井液污染岩心。取心钻进结束后，密闭保压取心工具独特的球阀机构会关闭，将岩心密封保存在保压筒内，确保岩心保持其原始地层压力。

图1 保压密闭取心技术工作示意图

使用密闭保压取心工具采取地下原位岩心资料后，如何将这些岩心资料安全地从钻探现场转移到实验室呢？为解决这个问题，科研人员在钻探现场与实验室之间建立了一个“中转站”——保压岩心后处理装置。

该装置由测压、基础测试、冷冻、切割和存储等五个模块构成。首先，对携带岩心的取心工具进行压力检测，确定保压成功后将取心工具与基础测试模块的连接，进行P 波速度、伽马密度、核磁CT扫描等初步“体检”。其次，将保压取心工具放入冷冻模块，利用液氮（-196℃）对岩心进行急速冷冻。再次，根据测试模块“体检”情况，对岩心进行分类划段，利用切割模块将岩心分割成段。最后，将岩心段分类放入低温存储模块。

岩心样品可在低温存储模块长期保存，直至抵达实验室接受全方位“体检”，为科学家们更详细地了解岩石构造、地层演化以及地层岩性、厚度、流体特性、资源储量等提供支撑。

图2 保压岩心后处理工序示意图