试题钻井技术试题汇总.docx

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试题钻井技术试题汇总

【关键字】试题

钻井新技术

1.1根据课程学习对现代钻井技术包含的内容和未来钻井技术发展方向做一简单评述。

答:

现代钻井技术包含的内容有:

水平井钻井技术、大位移井、旋转导向钻井系统、多分支井钻井技术、智能井（智能完井）、控压钻井技术（MPD）、小井眼钻井、套管钻井、欠平衡钻井、柔管钻井、煤层气钻井、页岩气钻井、随钻测量、随钻测井、随钻地震、钻井信息技术、钻井装备、非开挖技术、膨胀式封隔管EST等等。

未来钻井技术的发展方向:

1）钻井技术的发展将以信息化、智能化、综合化、现代化为特点，并以实现自动化钻井阶段为目标

2）在世界石油资源的处女地和复杂地区的工作量将增大，在极地、远海、深层和复杂油气田将钻更多的井

3）钻井技术将按三个层次发展，即成熟技术集成化、在研技术工业化、高新技术和创新工程加快引入和发展

4）钻井工程的理论研究将更加系统化与成熟

1.2根据课程学习分析我国钻井技术发展现状、存在问题和努力方向。

答:

发展现状:

我国在六十年代中期就打成了两口7000米以上的超深井；我们在塔里木和胜利油田已用水平井开发整个油田；能够打垂直井深达5000米的超深水平井和大斜度井；能够用边喷边钻等工艺技术进行欠平衡钻井；能够在巨厚的盐层、煤层中钻井；能够在高陡构造和强地应力等井壁极不稳定地区钻井；能够在高压多油气系统和高压含硫气田安全地钻井和测试完井；97年在南海西江24-3-A14井成功地创下了当时世界大位移井的记录。

可以说，过去和现在我国钻井技术是领先于石油工程整体水平的，确实起到了龙头作用。

存在问题:

我国在智能钻井、智能完井、复杂结构井、多分支井、大位移井和柔性挠管钻井完井等方面几乎还是空白或刚刚起步。

钻井信息技术、随钻测量技术和深井技术（尤其是深初探）方面差距较大。

水平井的应用还未达产业化的程度。

钻井总体差距约为5--10年。

努力方向:

我国钻井技术基本上还是以跟踪为主，创新成果不多。

今后应明确目标、集中攻关，强调研究与开发有自主知识产权的创新工程与技术。

应加强钻井理论研究，如钻井预测理论等。

面向21世纪钻井技术的发展关键在人才，如何培养为钻井服务的创新人才和胜任国际全球化竞争的队伍迫在眉睫。

1.3写出五种以上钻井新技术的中、英文名称。

答:

1.horizontalwelldrilling水平井钻井

2.ExtendedReachDrilling大位移延伸井

3.mutilateralwelldrilling多分支钻井

4.rotarysteeringdrilling旋转导向钻井

5.measurewhiledrilling随钻测量

6.Slimholedrilling小井眼钻井

7.UnderBalanceDrilling欠平衡钻井

8.casingwelldrilling套管钻井

9.IntelligentCompletions智能完井

10.impulserotarydrilling冲击钻井

1.4写出如下英文缩写词的英文全称和中文含义。

答：

ERD（ExtendedReachDrilling）大位移延伸井

MPD（ManagedPressureDrilling）控压钻井

NDS（nodrillingsurprise）无风险钻井

EST（expandableslottertube）膨胀式封隔管

MWD（measurewhiledrilling）随钻测量

LWD（loggingwhiledrilling）随钻测井

SWD（seismicwhiledrilling）随钻地震

URRS（UltraShort-RadiusRadialHorizontalDrillingSystem；）超短半径水平井径向钻井系统

DD（directionaldrilling）定向井钻井

AIM（accessinclinationmeasurement）近钻头井斜测量

GST（Geo-SteeringDrilling）地质导向工具

TVD（trueverticaldepth）真实垂深

DWD（diagnosewhiledrilling）随钻诊断

RAB（ResistivityAtBit）近钻头电阻率

PWD（pressurewhiledrilling）随钻测压

MCD（mudcapdrilling）泥浆帽钻井

UBD（underbalancedrilling）欠平衡钻井

2.1完成一口水平井的设计和施工将包含哪些方面的技术研究工作？

答：

应当包括：

1）水平井经济性：

产量、效益、增加可采储量、提高采收率

2）水平井井位确定布井方案研究：

地质要素、长度、泄油面积

3）水平井油藏工程：

锥进、产量预测、表皮效应、井网和形状研究

4）水平井设计：

剖面设计、钻井参数、井身结构、钻柱组合

5）水平井钻头：

钻头漂移、侧面载荷使钻头磨损

6）钻具及摩阻力：

摩阻、扭矩计算

7）井身轨迹控制：

随钻三维井眼轨迹的动态设计、旋转导向工具、轨迹控制

8）侧钻和取心技术：

套管内侧钻、水平井段取心

9）随钻测量技术：

MWD、LWD、SWD，无磁、有磁测量，低压钻井的信息传输

10）水平井钻井液：

井眼净化、井眼稳定性

11）水平井固井技术：

套管的下入、套管居中、选择性固井

12）水平井压裂改造增产技术

13）径向水平井钻井系统

14）水平分支井

2.2水平井有那几种井眼类型？

简述超短半径水平井的实现方法。

答：

井眼类型：

长曲率半径：

R≥400m，1-2°/10m；

中等曲率半径：

R=120-350m，6°/10m；

短曲率半径：

R=8-16m，1-10°/m；

超短曲率半径：

R≤0.3m。

采用水力喷射钻井（直型射流喷嘴（如锥形喷嘴、空化喷嘴等），旋转型射流喷嘴，组合型射流喷嘴直旋混合射流喷嘴,）井眼由垂直方向转向水平方向的弯曲半径≤0.3米，可以在一个水平面上完成多个水平辐射井眼

2.3简述水平井方位、压裂裂缝走向与地应力的关系。

答：

压裂裂缝方向沿最大主应力方向延伸，采用水平井压裂方式开采时，应设计水平井眼与水平最小主应力方向一致，此时压裂裂缝面上的作用力为最小主应力，裂缝导流能力好，而且人工裂缝可与天然裂缝沟通，增加油井波及体积，因而具有较高产能。

2.4简述短半径侧钻水平井技术的优点、设计原则。

答：

优点：

（1）使套损井、停产井等死井复活；

（2）挖掘局部丰富的剩余油,特别适合挖掘断块小屋脊、小夹角、小高点、井间滞留区等小规模剩余油富集区；

（3）有效开发各类油藏；

（4）提高采收率及油井产量；充分利用老井井眼、老井套管、老井井场及地面设备；

（5）降低综合开发成本；

（6）有利于环境保护。

设计原则：

（1）利于钻采目的的效益为主原则

易利用老井开窗侧钻，即利用老井进行二次、三次采油；

利于裂缝性油层、薄油层的开采；

轨道设计应首先满足产层的厚度和产状的要求。

（2）利于快速钻井的最小成本原则

以利于实现施工进度快、控油面积大和钻井成本低为目的进行优化设计。

（3）利于开窗及侧钻实施的技术优先原则

根据造斜工具的造斜能力及井眼轨迹控制的技术水平，选择确定可行的侧钻方式和合理的侧钻位置。

（4）利于优质钻井的第一原则

进行钻具组合受力分析，及时调

2.5如何确定侧钻水平井开窗位置，简述套管开窗的常用方法。

答：

开窗位置确定：

1）对原井油层套管试压，憋压10MPa，30min压力不降为合格；

2）应满足井眼轨迹控制要求；

3）原井井斜、方位角及井眼轨迹有利于侧钻；

4）应避开原井套管接箍和套管扶正器，选在完好的套管本体上；

5）应避开原井事故井段和套管损坏井段；

6）避开复杂坚硬地层，选固井质量好、地层易钻且较稳定的（砂岩）井段。

套管开窗的常用方法：

通常使用套管段铣器开窗，具体方法是将原井眼的一段套管用段铣器铣掉，然后注水泥填井，再用侧钻钻具钻出新井眼。

3.1什么是大位移井？

为什么要钻大位移井？

答：

国际定义：

井的水平位移与垂深之比大于2，且航行角大于60度的定向井。

国内（早期）定义：

垂直井深2000米以上，垂直井深与水平位移之比为1：

2以上的井为大位移井

钻大位移井的目的和意义在于：

1、开发海上油气田：

节省建造人工岛或固定平台等的投资。

2、开发近海油田：

距海岸10km左右的油田，可从陆地开发。

3、用大位移井代替海底井：

不用海底设备，从而节省投资。

4、开发不同类型的油气田，提高经济效益：

小断块或几个不相连的小断块油气田，可钻1口或2口大位移井开发；若几个油气田或油气层不在同一深度、方位，可钻多目标三维大位移井开发，节省投资，便于管理。

5、开发老油气田：

利用原有基础设施钻大位移井，可加速油田探边和开发，缩短产油周期，扩大泄油半径，提高单井产量，增加井的寿命，提高最终采收率。

6、保护环境：

在环保要求比较高的地区钻大位移井，可满足环保要求

3.2与常规水平井相比，钻大位移井有哪些技术难题？

答：

1、井身设计：

要求广泛地优化所有有关的参数，尽量增大延伸距离，降低扭矩、摩阻和套管磨损，提高管材、钻具组合和测量工具的下入能力，最重要的是保证不要超过钻柱的摩阻和扭矩极限。

2、扭矩：

扭矩可通过对管柱摩擦产生的扭矩、动态扭矩、钻头产生的扭矩以及机械扭矩的分析而得；摩擦扭矩是由于钻柱和套管或裸眼井壁接触而产生的。

接触载荷的大小依赖于钻柱强度、狗腿严重度、钻杆、井眼尺寸、钻柱重量以及倾斜角。

动态扭矩主要影响钻井的作业过程。

机械扭矩主要受岩屑床、井筒内的台肩以及井壁稳定等因素影响

3、摩擦阻力：

钻柱上行阻力的预测与扭矩的预测极为相似。

但在过大的轴向压力下，钻柱下行时可能发生弯曲。

因此，预测大位移井钻进过程中的下行阻力更为复杂

4、钻柱设计

5、套管设计

6、井眼稳定性

7、钻井水力参数和井眼净化分析

8、完井可行性分析

3.3钻大位移井，降低钻柱扭矩的措施有那些？

答：

A.在有套管的井段，不旋转的DP保护器（DPP）可用来降低扭矩，使用DPP可在钻柱和套管接触载荷很高时钻进较长的距离。

同样，裸眼井段可通过在短接轴承上安装不旋转的金属套筒来达到降扭矩的效果。

B.优化井身剖面的设计和实施。

C.提高泥浆的润滑性。

高油水比可以改善泥浆的润滑性，此外，高浓度的纤维LCM’S也可降低摩擦。

D.出现扭转力时，可考虑使用旋转反馈系统来降低扭力。

E.钻头的选择和BHA的设计。

F.加强钻具接头应力平衡和使用高扭矩的螺纹脂增加钻柱的抗扭矩能力。

G.使用整体式叶片增加井眼的清洁度，从而降低由碎屑引起的机械扭矩。

H.使用减少扭矩的工具，如不转动钻杆护箍、SecurityDBS公司开发的钻柱降扭短接

3.4钻大位移井，降低管柱摩阻的措施有那些？

答：

（1）优化钻井泥浆的润滑性和井身剖面；

（2）使用降低摩擦的钻杆保护器；

（3）优化钻杆设计，降低屈曲程度；

（4）使用复合钻柱；

（5）在近垂直井段使用厚壁钻杆，增加钻柱强度。

（6）使用旋转顶部驱动系数。

（7）通过优化浮鞋，套管浮箍以及套管旋转方案，降低套管阻力

3.5钻大位移井，影响碎屑运移的因素有那些？

答：

影响碎屑运移的因素主要有：

井斜角；钻井液流变性；流体密度；钻柱速度；碎屑尺寸；钻杆偏离度；流体速度（泵排量）

3.6简述悬浮下套管的方法和工作原理。

答：

悬浮下套管：

根据阻力曲线，预先确定空套管的长度并下入井内。

接着把一个塞子（膨胀式封隔器或回收桥塞）装入下一根套管接头处，把套管柱分成两个密封室。

隔离塞以上套管内灌满钻井液。

下完套管后使用钻杆把隔离室打开。

隔离塞可以收回或利用下胶塞把它泵入井底，也可以钻掉。

4.1什么是多分支井？

与普通定向井、水平井相比，多分支井有什么特点？

答：

多（底）分支井是指在一口主井眼的底部钻出两口或多口进入油气藏的分支井眼（二级井眼），甚至再从二级井眼中钻出三级子井眼。

主井眼可以是直井、定向斜井，也可以是水平井。

分支井眼可以是定向斜井、水平井或波浪式分支井眼。

4.2按TAML分级体系，多分支井分有几级？

各级的区别是什么？

答：

共有七级：

1）一级完井：

主井眼和分支井眼都是裸眼。

侧向穿越长度和产量控制是受限的。

完井作业不对各产层分隔也不能对层间压差进行任何处理。

2）二级完井：

主井眼下套管并注水泥，分支井裸眼或只放筛管而不注水泥。

只把筛管（衬管）放入分支井段中而不与主井筒套管进行机械连接二级完井通常要用磨铣工具在套管内开窗，也可使用预磨铣窗口的套管短节。

3）三级完井：

主井眼和分支井眼都下套管，主井眼注水泥而分支井眼不注水泥。

分支井衬管通过衬管悬挂器、快速连接系统（Rapidconnect）或者其他锁定系统固定在主井眼上，但不注水泥。

主-分井筒连接处没有水力整体性或压力密封，但是却有主-分井筒的可及性。

三级完井还可以用预制的衬管或割缝衬管

4）四级完井：

主井眼和分支井眼都下套管并注水泥，提供了机械支撑连接，但没有水力的整体性。

分支井的套管也可由水泥固结在主套管上的。

主井眼和分支井都可以全井起下进入。

5）五级完井：

具有三级和四级分支井连接技术的特点，还增加了可在分支井衬管和主套管连接处提供压力密封的完井装置。

可以通过在主套管井眼中使用辅助封隔器、套筒和其他完井装置来对分支井和生产油管进行跨式连接（Straddle）以实现水力隔离。

从主井眼和分支井眼都可以进行侧钻

6）六级完井：

系统在分支井和主井筒套管的连接处具有一个整体式压力密封。

一个耐压密封的连接部，是为了获得一个整体密封特征或整体成形或可成形金属设计，这在海洋深水和海底（Subsea,水下）安装中将是有价值的。

7）6s级完井：

使用了一个井下分流器或者地下井口装置，基本上是一个地下双套管头井口，把一个大直径主井眼分成两个等径小尺寸的分支井筒。

4.3在地层中图示多分支井井眼几何类型，说明各种类型的用途。

答：

应用于（用途）：

1）有多个目的层的油藏：

互不连通的油藏，封隔的断块，高质量砂岩；

2）尺寸受限制的油藏：

透镜体,受断层所限制的油藏

3）多种泄油模式：

通过老井重钻,控制油流位置

4）多层油藏：

在不同的油层中获得不同的产油能力

5）增加已投产井的产量：

重钻多底井/分支井

6）处理油藏的地质问题：

穿过断层或页岩隔层

7）限制水和气的产量：

减少锥进，降低压力消耗

8）注入井：

新井或重钻井

4.4多分支井钻井要重点解决的关键技术有哪些？

答：

关键技术：

（1）如何实现主井眼和分支井的分支连接；

（2）力学完整性，分支连接处要求一定的机械稳定

（3）水力完整性，分支连接处要求一定的液压密封

（4）再进入能力，如何实现选择性进入各分支井眼或主井眼

（5）套管准确到位，要求更精确的井眼轨迹

4.5如何实现多分支井分支井眼的再进入？

答：

精心设计主－分井筒的井身轨迹并采用先进有效的井身轨迹控制技术，确保井眼准确穿越实际需要的靶区。

尤其是使用先进的随钻地质导向技术和闭环钻井技术寻优控靶。

确保井身质量并有良好的重返井眼能力，如胜利油田的定向回接系统

5.1什么是几何导向？

什么是地质导向？

答：

几何导向：

几何导向的任务就是对钻井井眼设计轨道负责，使实钻轨道尽量靠近设计轨道，以保证准确钻入设计靶区

地质导向：

用地质准则来设计井眼的位置，对准确钻入油气目的层负责。

用近钻头地质、工程参数测量和随钻控制手段来保证实际井眼穿过储层并取得最佳位置。

5.2简述地质导向钻井系统的主要功能。

答：

地质导向的任务就是对准确钻入油气目的层负责，为此，它具有测量、传输和导向三大功能，具体为：

（1）近钻头地质参数（电阻率、自然伽玛）和工程参数（井斜角）测量，用无线短传技术把近钻头测量信息越过导向马达传至MWD（LWD）并进一步上传；

（2）用随钻测量仪器（MWD）或随钻测井仪器（LWD）作为信息传输通道，把所测的井下信息（部分）传至地面处理系统，作为导向决策的依据；

（3）用井下导向马达（或转盘钻具组合）作为导向执行工具；

（4）地面信息处理与导向决策软件系统，将井下测量信息进行处理、解释、判断、决策，指挥导向工具准确钻入油气目的层。

5.3旋转导向钻井系统的突出优点是什么？

从工作方式和原理区分，可将旋转导向钻井系统分为哪几种类型？

答：

1.井下闭环带来高质量的井眼轨迹，可消除滑移模式，打出更平滑的井眼。

2.避免螺旋状井眼和井眼弯曲（HoleSpiraling&WellboreTortuosity）

旋转导向避免滑动钻进,降低磨阻,净化井眼。

3.可防止岩屑堆积与轴向震动（CuttingBuildup&AxialShock）

特殊钻井需要，如高难度大位移井、设计师井等具有复杂结构的特殊井。

4.井深超过1万米，扩大勘探开发面积，节省平台和投资

5.油藏导航“ReservoirNavigation”，即在复杂油藏中导向钻井。

6.调整工具面不耗费时间，钻速是滑动导向的一倍。

旋转导向可以分为：

小弯角导向、变弯角导向和零弯角导向；从导向方式上可以分为两类:

推靠式（Pushthebit）和指向式（Point-the-bit）

5.4简述一种旋转导向钻井系统的工作原理和系统组成。

答：

PowerDriverSRD系统井下偏置导向工具的结构原理SRD系统由控制部分稳定平台和翼肋支出及控制机构组成。

控制部分稳定平台内部包括测量传感器、井下CPU和控制电路,通过上下轴承悬挂于外筒内,靠控制两端的涡轮在钻井液中的转速使该部分形成一个不随钻柱旋转的、相对于对于不旋转外套固定,从而始终将旋转心轴向固定方向偏置,为钻头提供一个方向固定的倾角。

PowerDriverSRD系统的支撑翼肋的支出动力来源是钻井过程中自然存在的钻柱内外的钻井液压差。

有一控制轴从控制部分稳定平台延伸到下部的翼肋支出控制机构,底端固定上盘阀,由控制部分稳定平台控制上盘阀的转角。

下盘阀固定于井下偏置工具内部,随钻柱一起转动,其上的液压孔分别与翼肋支撑液压腔相通。

在井下工作时,由控制部分稳定平台控制上盘阀的相对稳定性;随钻柱一起旋转的下盘阀上的液压孔将依次与上盘阀上的高压孔接通,使钻柱内部的高压钻井液通过该临时接通的液压通道进入相关的翼肋支撑液压腔,在钻柱内外钻井液压差的作用下,将翼肋支出。

这样,随着钻柱的旋转,每个支撑翼肋都将在设计位置支出,从而为钻头提供一个侧向力,产生导向作用

5.5简述机械式自动垂直钻井工具技术原理与特点

技术特点：

（1）采用机械结构控制，无电子装置→适应范围广，钻井成本低；

（2）直接与钻头相连→有利于提高钻头纠斜效率；

（3）重力信号式井斜测控机构、盘阀式液压导向机构→反应灵敏、可靠性高；

（4）旋转推靠导向钻井方式→有利于提高井身质量和钻井效率；

（5）整套工具强度不低于钻具的设计强度。

6.1随钻测量系统可区分为哪几大类？

各类系统采集的信息的主要作用是什么？

答：

MWD——measurewhiledrilling

EM.MWD——eleetronicmeasureMWD

FE.MWD——formtionEvaluationMWD

DWD——Diagnostic-While-Drilling

LWD——loggingwhiledrilling

SWD——seismicwhiledrilling

GST——GeosteeringTool

（1）井斜、方位、工具面、井下钻压、井下扭矩、马达转速

（2）井下振动、伽马射线、地层电阻率、密度

（3）方位中子密度、中子孔隙度、环室温度

（4）探测各种异常地层压力、预测钻头磨损状况

（5）探测井下异常情况及故障分析

（6）通过井下存储可实现测井的全井图像分析

6.2与常规电缆测井比较随钻测井（LWD）有什么优势和不足。

答：

（1）使测井在地层被破坏或被污染之前完成

（2）部分信息能实时测量，可使钻井过程更有效

（3）使测井更安全保险（某些井环境恶劣、下电缆困难）

（4）避免了仪器落入井中又无法回收等事故

（5）几乎能完成所有电缆测井工作，且有相同的测量精度成本高、尺寸大

（6）海上钻井作业中，使用LWD的比例高达95%

（7）每年随钻测井服务产值已占整个测井行业产值的

6.3简述随钻地震的工作原理和突出特点。

答：

随钻地震监测是一项可同时应用于陆上和海洋,能连续进行24h监测的全新随钻井眼地震技术。

该技术以钻井作业期间钻头接触井底地层所产生的震动作为井下地震的震源,通过井口周围一定距离范围内地表或海底海床上设置的一阵列地震检波器或水下地震检波器和钻具顶驱装置或方钻杆鹅颈管上安装的传导传感器可连续检测、采集钻头运转所产生的震动波能信号,通过使用相互关联技术对地震检波器和传导传感器所接收的信号与仪器的控制信号进行对比处理并去掉噪音干扰后,可得到实时连续的钻头VSP资料,该资料经计算机处理后可形成地震波图形。

随着钻井作业的进行,从连续滚动的动力波地震图中获得的地震数据将有助于获取重要的钻井和地质信息,从而可随时预告下部地层,进而指导钻井作业。

特点:

首先,该技术无需任何井下工具即可获得人工地震资料,不会干扰钻井作业的正常进行,获取各项资料无任何风险,因此可大大节约钻机作业时间;其次,随钻地震资料的采集处理快捷、方便,可连续24h现场动态监测,实时资料的获得可应用于现场的钻井决策,而在钻井期间无须起下钻即可随时预测下部地层的顶底界和钻头在井下的使用情况,鉴别钻井危险情况确保井身安全,因此,有助于提高钻井效率,且相对于其他井下检测方法来说更加经济、安全;其三,实际钻井时,使用随钻地震资料能够帮助现场决策人士消除某些不可确知因素的影响,及时修正与钻井有关的相关计划,使人们在对钻井风险进行评估时有理有据,因而更加准确可靠。

7.1小井眼钻井的主要优点是什么？

结合个人的认识或所在油田的实际情况，浅谈小井眼钻井应用的前景。

答：

优点：

（1）节省钻井费用

大量钻井实践表明，小井眼比常规井节约钻井费用30—75%。

（2）有利于环境保护

小井眼占用耕地少，排放废料，废气少，噪声小。

（3）机动性能好

小井眼钻机设备轻便，机动性能好，特别适用于边远地区，复杂地面条件油气田（如海滩，沼泽，沙漠，戈壁，山区，丛林，城市）。

●应用前景：

对外开放和市场经济的需要。

●钻井成本占整个石油工业总投资的55～80%。

●中国人口众多，土地资源贫乏，钻井占用耕地和环境污染的问题非常突出。

●东部油气田有大量老井需要挖潜改造，打加深井，侧钻井，水平延伸井等都可使用小井眼钻井。

●西部油气田沙漠，戈壁和边际油田的勘探井使用小井眼可以减少风险投入。

●我国油气藏类型多，钻井工作量5000万米/年，在用钻机2500台。

如以10%的进尺钻小井眼，年总进尺500万米，按平均井深2500米计，每年约需打2口小井眼。

建议按10%，即250台左右钻机，配备改造为小井眼钻机。

7.2与常规钻井相比，小井眼钻井的技术关键是什么？

答：

1、井控：

环空水利学、井涌早期检测、动态压井技术、高精度，高灵敏度压力，流量检测仪器

2、钻具选择及钻柱力学特性：

钻柱动力学、钻柱强度、钻柱减震、钻柱稳定性

3、钻井液及固控：

无固相钻井液、低密度钻井液、钻井液的润滑性

4、钻头：

5、钻井参数的优选：

喷射钻井在小井眼中的应用、井底当量泥浆密度

6、连续取心技术及岩心分