地质录井

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。
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
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。
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
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。
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。
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。
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。
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。
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
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。
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。
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。
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
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
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。
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数据，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。
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