地质录井

也安排取心，但要考虑成本的问题，不易多取。
(二)取心方法：
按钻井设计取心，一般要求是穿鞋带帽， 对一个现场工作的地质描述人员来讲，这是 基本功，也是水平。那么如何取准含油层位 和卡住油层呢?
①正确预测油层深度；
主要根据钻井过程中不断的与邻井进行对比，因为设计的油 层是根据邻近井估计，由于地层变化不太准故要随时掌握钻头 所钻迂的地层，勤观察、勤对比，抓住油层之上不远的标志层 如油层之上的煤层、灰岩层、稳定的砂泥岩层。在区域范围内 一般是比较准的。
由于不同地区的原油具有不同的性质，所以含油
的岩心出筒后颜色较黑的焦质成分多的一眼便可看 出，相反的含轻质油的岩心有时直接观察不到，或 是量很少，一般就采取下面几种实验方法；
二、岩屑录井
在钻井过程中地下的岩石被钻头钻碎后随泥浆被 带到地面上，这些岩石碎块就叫岩屑，常又称 “砂样”。地质人员按一定的取样间距和迟到时 间，连续搜集观察由泥浆带出的岩屑，并恢复地 下地质剖面的过程称为岩屑录井。与岩心录井相 比，岩屑录井具有成本低，简便易行，了解地下
②及时发现油层；
这就是一旦油层深度与位臵发生了变化那就要及时的进行对
比，勤观察特别是对岩屑和钻时的观察，如钻速加快、气测异 常、岩屑有荧光显示，就马上停钻，下取心钻头。
（三)岩心的观察与描述
当岩心出筒后，收获率不是百分之百，那就存在
岩心出筒后的归位问题。
1．岩心的归位；
这就要根据岩心的磨损程度尽可能的基本作到合理的 归位。
钻井地质工作的任务：
(一)钻前：钻井地质设计； (二)钻井过程中：地质录井、收集资料；
(三)完井之后：地质总结报告；
主要有以下六项设计内容：
1)基本数据：井号井别(探井、资料井、生产井
等)地理位臵、井位座标、构造位臵、井口海拔、
钻井补心海拔(以钻盘面高度计算)、地补距(地
面到方补心的高度)设计井深、钻达目的层、钻
②实物测量法：
迟到时间T＝t总一t下
t下—V/Q= П ×H × D2内/4Q V一钻杆内容积 d一钻杆内径 H一井深
Q一泥岩泵排量
如有钻铤，内径则不同，应分段计算
③特殊岩性或标志层法： 利用钻速发生突变的标志层，如煤层、石灰岩，这
种方法方比较准确，但不是随处都有。 在钻井过程中迟到时间要随时较正，从上述三种方
情况及时，资料系统性强的优点，因此在油气田
勘探，开发过程中，此种录方法被广泛采用。
在岩屑录井中最首要的是获取有代表性的岩屑 即真岩屑，故岩屑录井必须要作好以下几方面的工
作： 1．确定正确的岩屑迟到时间；
岩屑从底返到井口的时间，为岩屑的迟到时间。 确定岩屑迟到时间，生产单位常用的方法有以下 三种；
①理论计算法： 这种方法是把井眼当成一个理想的几何体。 迟到时间 T=V/Q=П× H (D2-d2)/4Q 式中：V一环形空间溶积m2； Q一泥浆泵排量m3／分； D．d一为井径，即钻来直径与钻杆外径 m(英寸)； H一井深m Q＝2snλ (2F一f)／1000· 公升／分 s＝冲程cm n＝冲数次／分 λ ＝充满系数一般取o.8 F＝活塞面积cm2 f＝拉杆面积cm2
三、钻时录井：
钻速：单位时间内所钻深度；即每小时钻 入多少米；米/小时， 钻时：钻进一个单位深度岩层所需的时间； 用分/米表示
在钻井过程中记录每钻一米岩层所需要的时间 分/m即为钻时录井。钻井速度的快慢，一方面 取决于地下岩石的可钻性，另一方面取决于钻 井措施，因此根据钻时的大小即可以从判断井 下地层的岩性变化，又能帮助工程人员掌握钻 头使用情况。 不同的岩性所需的钻进时间不同一般为： 砂岩：3—5分至10分； 泥岩：20—30分； 灰岩：数十分一1小时； 煤层：1—2分。
分散在水中的粘土颗粒之所以不互相粘结而聚沉，是因为
粘土颗粒表面带有负电，曲于同性相斥，产生静电斥力所 致。只有当粘土颗粒之间的吸引力大于排斥力时，才会发 生聚沉而失去泥浆的稳定性。
2 粘土颗粒的水化作用 水分子是极性分子，由于粘土颗粒带负电， 当它分散在水中时，其颗粒表面吸附了一部份水 分子形成了水的薄膜，这种作用称为粘土的水化 作用。水膜的厚度与粘土矿物的性质有关。当粘 土颗粒表面具有较厚水膜时，也会阻止粘土颗粒 彼此聚结。
第四章钻井地质
钻井地质概况：
迄今为止，人类的科学技术水平还不能使用某种探测手段或
采矿方法解决直接找油的问题。因此，对石油地质工作者来讲；
一方面要采用地质、地球物理和地球化学勘探的综合技术来摸 索和探寻地下油气藏的确切位臵和深度； 另一方面必须应用钻井的工艺技术，通过直径有限的钻孔，取 得直接及间接的资料进行钻井地质研究，了解地下油气藏地质 构造、油气藏类型、油气层的物理性质地下流体的(油气、水)性 质及分布、驱动类型及石油天然气的储量，根据这些资料制定 出合理的油气田勘探、开发方案。
单筒取心工具 双筒取心工具
图6 取心钻具结构示意图
在油气田勘探的不同阶段，取心的原则与要求 也不同； 预探阶段，油层必须取心。 详探阶段：油层重点取心，选有代表性层段 供综合研究 开发阶段：(生产井)一般不取心，另外为了
解决一些特殊地质问题如地层界线、标志层、
断层过渡带，开发时期水洗程度等供研究所用
资料。
611 6 12
地层界线
621
小层号
6 22
图3 盘古梁盘48-16井地层分层图
详探区：根据邻井的资料，但要考虑到 地层倾角，岩性变化，断层等。 生产井：因一般井距只有300—500m所 以参考邻井资料即可。
3)泥浆性能：
泥浆是由粘土、水和一定量的无机或有机化学处理 剂搅拌而成的悬浮液和胶体混合物，又称为钻井的 血液。可根据该井中所钻迂的地层不同，如油层、 气层、水层提出对泥浆性能的要求。
二)泥浆的作用：(用途) ， 1．清洗井底、钻头和携带岩屑； 2．保护井壁(靠造泥饼的能力)； 3．保持岩屑在泥浆中处于悬浮状态 (特别在停钻时)； 4．冷却钻头、滑润钻具； 5．保护油层，防止井喷(压井)；平衡 地层压力； 6．泥浆录井。
三)泥浆的性能： ●1．泥浆比重： 是指泥浆在20℃时的重量与同体积4℃的纯水 重量之比。泥浆的比重是用来调节井内泥浆柱的 压力。比重越大，泥浆柱越高，对井底和井壁的 压力也越大。 合适的泥浆比重可以通过计算： r=(P地层× 10/H)+d 通常要求在保证平衡地层压力情况下，泥浆比重 尽可能低些，这样有利于泥浆性能稳定和快速钻 进，有利于发现和保护油气层。调节泥浆比重的 原则一般是使地层不塌不漏，对油气层压而不死， 活而不喷。
第一节 钻井地质录井
这是钻井过程中的第 二项任务。钻井地质录井 工作用一句话讲就是“在
钻井过程中搜集、记录和
整理各种地质资料”。这 些资料包括有岩心、岩屑、 钻时，泥浆等资料。
一、岩心录井 在钻井过程中用一种取心工具，将井下的岩
石取上来，这种岩石就叫岩心。搜集整理岩心
资料的工作就叫岩心录井。在钻井地质录井中
法看第③种可能最淮，但不易碰到，故多用的第②种， 第①种影响因素较多，如：井径一般比实际钻头要大， 还有泵量的变化及因井塌使之井径大小不一产生涡流 旋转等。
2．判断真假岩屑：
有了正确的迟到时间后由于钻进过程中岩屑 十分混杂，这就引出一个，怎样区别岩屑的
真假，就是要排除干扰，找出真的岩屑即去
伪存真。
岩心是最直观可靠的录井手段，岩心是研究岩
性，物性、含油性的第一手资料，通过岩心观 察可以具体逼真地了解油层。但由于取心不易， 故钻井取心有一定的原则。
(一)取心原则 在我国各油田的取心原则是不完全一样的，但大 致相同，最基本的原则是： ①着眼于研究油层； ②取心成本太高，不能随意取心。
两种常用的取心工具
4)可能钻迂的油气水层及其它复杂情况：
钻井的目地是要找到油气，所以首先要清楚本口井 的油层位臵和深度，另外要考虑到可能所要迂到的 复杂情况如漏(低压水层、溶洞、裂隙)、喷、卡、蹩 泵、放空等。
5)地质录井、测井的要求：
录井方法和要求，测井的项目和要求，时
间、井段(深度)。 6)井身结构及套管程序： 指下入井内的套管层次，(表层、技术、油 层套管)直径、下入深度、管外水泥返高。
井目的。
2)地层分层设计：该井所钻穿的地层时代、深度、 厚度、岩性，以及地层倾斜角度，岩层的硬度等地 层的性质，最重要的当然是准确的设计出含油气层 位、深度和含油气层位的厚度等。地层分层设计资
料来源新探区：地层时代和岩性可根据盆地边缘的
出露地层和物探资料划分，也可根据远距离的钻井
资料地震资料粗略确定，如我国东海主要根据物探
除岩性外，其它影响钻时的因素有： ①钻头类型，新旧程度；(齿高度，刮 刀，牙输) ②泥浆性能及排量；大排量、粘度低、 比重低、钻速快；清水较快； ③钻压、转速 ④司钻的技术；
钻时曲线的应用： ①能够判断岩性； ②根据其变化可划分对比地层；在尚未 电测的井段可代替电测曲线； ⑧可确定确切的取心深度；选择岩心有 帮助； ④在由于泥浆性能等因素的影响下如捞 不上岩屑或取心收获率不高时，可以弥补 岩性描述。
这种钻机的特点为钻进成本低适合 钻浅油层，我国的延长油矿目前还 用这种钻机，在较发达的美国许多 浅油层也还用顿钻，只是他所用的 钻机是顿旋式的。
转盘钻：是钻井平台上的钻
盘带动方钻杆由钻杆带动钻 头，目前世界上大多数国家 都用这种钻机。包括转盘， 方补心，方钻杆，钻具，钻 头和泥浆。
涡轮钻：苏联发明的是 井下动力钻井，钻杆 下的涡轮带动钻头， 在苏联以涡轮钻为主， 发展很快，并可钻万 米以上的井，在其它 的国家用的还不多。
岩心收获率=实际取心长度/本次取心进尺×%
①除去底空；即为取不上的岩心长度； ②将不足长度按比例分配；破碎岩心位臵用微电极曲 线进行最后归位。
2．岩心含油气的观察实验；
(1)含气实验； 主要是嗅、闻、看，嗅有无H2S味，闻有无声音，看放 入水下观察有无气泡，记录出气情况、部位等。 (2)含油实验：
电 钻：是在钻杆末端装有 一个电动机带动钻头。
两种钻井方法： 定向井：(斜井) 1905年定向 钻井首先在非州 的采矿业上应用， 1920年该技术开 始在石油钻井采 用。
图1 径向水平钻井系统
图2 常用井眼轨道类型
丛式井：
国外通常在海上油田钻探时，在钻井平台上打的 井群，一般为30口左右，最多的为96口。控制面积 30～50km2。另外，为工程目的设计的定向井，如 扑灭大火，压住井喷等之类的定向井。丛式钻井， 是在一个地方建一个平台打几口井，如在海上钻探， 一个平台上打一口直井，再打几口定向斜井，美国 ESSO埃缩公司在加拿大钻一口井其直井 深仅500米 而斜井的水平距可为一千多米(1407米)几乎斜井的 斜距可达90度。1 :2.88(垂直深与水平比)次外还有 喷射钻井技术，也就是高压喷射，是近十几年来才 发展起来的，还不普遍。螺杆钻具也已逐步成熟。
四、泥浆录井
泥浆主要由粘土和水合成，加一定有机和无
机化学处理剂搅拌而成的悬浮液和胶体溶液
的混合物。泥浆在井内循环，其性质必然受
钻迂地层之影响。用观察泥浆性质的变化， 来判别地层及油气水层的方法即为泥浆录井。
一）、泥浆的基本知识
1 粘土颗粒的带电性 粘土是泥浆中的主要固体成份，其颗粒大小多数小于2 微米。它是一种结晶体，多呈片状并带负电荷，能吸附水 化阳离子而形成网状结构，故泥浆具有悬浮岩屑的能力。
钻井地质指的就是：钻井过程当中的各项
地质方法；在钻井过程中取全取淮各项直接
和间接反映地下地质情况的资料和Biblioteka Baidu据，为
油气评价提供可靠的第一性资料，为油气田
的勘探与开发奠定基础。
一、钻井工程
钻机类型：
目前世界上主要有四种钻机，顿钻、
转盘钻、涡轮钻和电钻。
顿钻：是以一个偏心轴在钢丝
绳上带上一个钻头，通过偏心轴不 断的转动，钻头不停破碎岩石而钻 进，钻头每冲击一次，还要转动一 个角度，使井底各处受到冲击。
3．岩屑含油性描述： 同岩心描述，也要分级但要比岩心简单。 含油性的观察一般靠照萤光，氯仿点滴、浸 泡，有条件可作毛细分析和标准系列对比。
4．合理解释地层(即根据岩屑分层) 要综合分析，凭经验，一般可根据下例几条原 则； ①那种岩屑成分多，解释为什么地层，但也不 一定，如疏松砂岩根本捞不上砂样，这时就要考 钻时。 ②两种成分差不多，解释为互层； ③新成分出现虽量很少可作为新层的顶界；如 煤层。 ④随时参考钻时曲线十分重要，尤其在卡层时 是比较可靠的。