《铀矿地质学》钻井地质设计

教材P7
2、井身结构参数特征
（7）井深：井口至测点间的井眼实长，也称斜深。 （8）垂深 (TVD)：井口至测点的垂直深度
工作面 地面
海平面
补心高度
K
海拔高度
TVD
井深：
钻井深度—工作台 测井深度—工作台 地面深度—地面（地震） 海拔深度—海平面
补心海拔：K
教材P7
海拔深度 ＝ 垂深(TVD)－补心海拔(k)
实例分析
中原油田新濮2-151“救险井”设计
定向救险井
连通地下产 层，然后封 堵产层。
问题：井口突然下， 采油树倾倒，油管、 套管折裂，造成井喷。
A. 确定救险井地面井位
靶区：以目标层地下井位 为圆心，10米为半径
B. 确定地下井位 C. 设计救险井分层数据
D. 设计井身剖面
E. 设计钻头程序、套管程序及下入深度
油层段 2342—2427
教材P6
一、钻（直）井地质设计内容
（12） 附表、附图
2）附图
设计井位区域构造图 地理位置图 主要目的层局部构造井位图
过设计井的地质解释剖面及地震时间剖面 设计井地层柱状剖面图
•
教材P6
二、定向井地质特征及设计 What? Why? How?
1、基本概念 What?
第二节 钻井地质设计
设计井类
探井
地质井、参数井、预探井、 评价井、水文井
设计井类？ 设计根据？ 设计内容？
开发井 开发井、调整井、检查井
井轨迹 直井、定向井、水平井
由地质家确定井类、内容！！
一、钻（直）井地质设计内容
12大项内容
1、基本数据
井号、井别、井位、设计井深、 目的层、完钻层位及原则
2、 区域地质简介
（1）确定基本的井身剖面类型
教材P9
井身斜度分段
井底靶位深度 井底位移
九类 14种
•
斜直井
二段制
开发浅层油、气藏
三段制
常规定向井剖面， 多目标井、
应用较普遍
不常用
四段制
多目标井、 深井、小位移
不常用
常规定向井
•
五段制
深井、小位移常 规定向井
悬链线
二次抛物线
中、深井、大水平位移井。 钻具摩阻小
双增剖面
层
位
明化镇组 馆陶组 东营组 沙一中 沙一下 沙二上三油组
垂 深， m
1212 1448 2014 2168 2303 2494
故障提示
通过4个多月钻探， 制服失控易 269斜天的井喷。
易斜
盐层段，百度文库意调整钻井液 气层段 2322—2342m 油层段 2342—2427 m
第三节 地质录井
主要任务：根据井的设计要求，取全取准反映地下情
况的各项资料，以判断井下地质及含油气情况。
主要方法：钻时录井、 岩心录井、岩屑录井、荧光
录井、钻井液录井、气测录井、综合录井、其它 （地化录井、
罐装气录井、… …）
教材P13
一、钻时录井
What? Why? How?
钻时：每钻进一定厚度的岩层所需要的时间。单位：min/m。 钻时为钻速(m/h)的倒数。
一个概念，二个基本常识，建立信心！
概念—油矿地质学
综合运用地层学、构造地质学、沉积岩 石学、石油地质学、地球物理学等基本理论， 研究地下油气田（藏）的地质特征，为油气田 勘探和开发服务。三个内容
基本常识---钻井的类型及命名规范
类型1：勘探井（5）、开发井（3） 类型2：直井、斜井、水平井 规范：常规、海上
胜利油田CK1水平井油藏剖面及轨迹设计图（据刘传虎，1992）
钻穿油层2/16层，相当于8口直井的钻探效果
二、定向井地质设计
Why?
1、基本概念
特殊目的设计的井
A—海上平台钻丛式井； B—海岸侧向钻井； C—钻断层控制； D—不可能进入的地点；
教材P7
E—地层油气藏 ； F—救灾井； G—侧钻； H、I、J—盐丘钻井
（5）人为因素的影响：司钻操作技术与熟练程度
教材P14
一、钻时录井
2、钻时曲线的绘制与应用
（1）钻时曲线的绘制
（每米记录一次；目的层段可加密到0.5~0.25m 一次）
（2）钻时曲线的应用
岩性预测：疏松含油砂岩最快，普通砂岩较 快，泥岩、灰岩较慢，玄武岩、花岗岩最慢。
同一岩类，随着固结程度和埋藏深度不同，
•磁力测斜仪测得的井斜方位角则是以地球磁北方位线为准，
称磁方位角（实测井斜角）。
若为东磁偏， 井斜方位角＝磁方位角＋磁偏角
地球北极 地磁极
井斜水平投影
若为西磁偏： 井斜方位角＝磁方位角－磁偏角
教材P8
作业一
井斜水平投影图的编绘
《见油矿地质作业指导书》
提供井斜文件，编绘井斜水平投影 图，计算相关参数。
钻时录井—通过钻时曲线研究地下地质特 征---一般了解
二、岩心录井
应用一种取 心工具，将井下 岩石取上来。 教材P15
What? Why? How?
重点掌握
•岩心是最直接、最可靠地反映地
下地质特征的第一性资料。
地层对比 沉积环境 生油特征 储集特征 含油特征 构造特征 开发效果
二、岩心录井
How?
地层、构造概况及邻井成果
3、设计依据及钻探目的
教材P4
区域地质概况 油田地质资料 地球物理资料 邻井资料
直井 斜井
水平井
一、钻（直）井地质设计内容
4、 设计地层剖面及预计油、气、水层位置 层位、底界深度、厚度、分段岩性、地层产状
•
?
教材P5
设计井
一、钻（直）井地质设计内容
5、地层孔隙压力预测和钻井液性能使用要求
钻井液污染
Soi?
二、岩心录井
1、取心资料的录取及整理 （1）取心方法
2）特殊取心
油基钻井液取心 •油基钻井液； •岩心不受钻井液污染，以求准储层原始含油饱和度
密闭取心 •水基钻井液，采用密闭取心工具与密闭液取心； •使岩心不受钻井液自由水污染。
保压密闭取心
教材P15
•保压密闭取心工具与密闭液 •保持井底条件下储层压力的岩心
（10）技术说明及要求
•施工过程中可能出现的重大地质问题， H2S? •设计出入较大时应采取的相应预备方案及措施。
（11）地理及环境资料
•气象资料：季节风方向、预计施工期的气温、风情、雨量、汛期水位等。 •地形地物：地面地形特征，与铁路、公路、通航河流及建筑物的最近距
离。
教材P6
W1
一、钻（直）井地质设计内容
二、岩心录井
1、取心资料的录取及整理
2、取心方法
3）定向取心
•采用定向取心工具
•地层倾角、倾向、走向; 沉
?
积层理产状；裂缝产状。
教材P16
二、岩心录井
1、取心资料的录取及整理
（3）岩心整理
•岩心出筒
•岩心丈量 •岩心编号
取心原则 取心方法 岩心整理 岩心描述 岩心录井草图的编绘 岩心综合图的编制 井壁取心
二、定向井地质设计
How?
2、井身结构参数特征
（1）井斜角（）：井眼轴线的切线与铅垂线的夹角。 （2）井斜变化率：单位长度井段的井斜角变化值。

教材P7
2、井身结构参数特征
（3）井斜方位角（）：井眼轴线的切线在
水平面上的投影与正北方向之间的夹角或以

正北方向线为始边，顺时针旋转至井斜方位
深井大位移井， 多目标井
水平井 圆弧单增型 双增型
4、定向井地质设计
（2）确定定向井井身剖面结构参数
•井底靶区：井眼必须在指定的深度和位置坐标钻达的区域。
•地面井位：
考虑地层自然造斜趋势 地面条件
•结构参数选 A取—：垂直深度；
B—造斜点； C—水平位移； D—井斜变化率；
教材P10
柳1 x1 柳1 x2
线所转过的角度。
（4）方位变化率：单位长度井段的方位角 变化值。

教材P7
2、井身结构参数特征
（5）全变化角（狗腿角） ：简称 全角，某井段相邻两测点间，井斜与 方位的空间变化角或从一点到另一点， 井眼前进方向变化的角度。
（6）全角变化率（狗腿 严重度或井眼曲率）K ： 单位长度井段内全角的变 化值。
教材P8
3、定向井分类
（2）按设计最大井斜角的分类
①低斜度定向井——最大井斜角
②中斜度定向井——最大井斜角
③大斜度定向井——最大井斜角
④水平井——
最大井斜角
<15° 15°< α < 45° 45°< α <85° 85°< α <120°
教材P9
3、定向井分类
（3）按钻井目的分类
一般了解
①救援井: 为抢救某一口井的井喷、着火等而设计的定向井(F) ②多目标井: 为钻达数个目的层而设计的定向井(C)。 ③绕障井: 为绕过地下某个障碍而设计的定向井(D)。 ④立槽斜井: 采用斜井钻机施工，从井口开始倾斜的定向井(B)。 ⑤多底井: 凡在一个井口下面有两个以上井底的井。
•邻井实测压力成果、压
力预测曲线； •钻井液类型、性能及使 用原则要求。
教材P5
一、钻（直）井地质设计内容
（6） 取资料要求
1）岩屑录井:取样井段、间距、数量 2）钻时、气测、综合录井： 3）循环观察 4）钻井液录井及氯离子滴定 5）荧光录井 6）岩屑热解色谱分析 7）钻井取心 8）地球物理测井 9）实物剖面或岩样汇集 10）选送样品要求 11）特殊录井要求
定向井：按照预先设计要求，井轨迹 具有一定斜度和方位的井。
资料： 1905年，首先在非洲的采矿业应用； 1920年，开始在石油钻井中应用； 1955年，我国开始应用（玉门鸭1井）。
教材P7
二、定向井地质设计
Why?
1、基本概念
资料统计:经济效益高，水平井 成本为直井的2倍；单井产量为 直井的5.2倍。
教材P5
一、钻（直）井地质设计内容
（7）地层测试要求 测试原则、目的、层位、井段、方法及要求
（8） 井身质量要求
•井斜、水平位移允许范围、井身轨迹要求； •油层套管尺寸、下深、阻流环位置、水泥返高
等。
教材P5
（根据地质条件提出原则要求）
一、钻（直）井地质设计内容
（9）特殊施工要求
如：VSP测井要求 ?
要求：课下完成 上交时间：第二次课内作业
二、定向井地质设计
3、定向井分类
（1）按设计井眼轴线形状的分类
井口
井底
①二维定向井
•井眼轴线形状只在某个铅垂平面上变化的定向井。即井斜
角是变化的，而井斜方位角不变。
②三维定向井 •井眼轴线超出某一铅垂平面而在三维空间中变化的定向井。
井眼轴线既有井斜角的变化，又有井斜方位角的变化。
1、取心资料的录取及整理 （1）取心原则
取心原则 取心方法 岩心整理 岩心描述 岩心录井草图的编绘 岩心综合图的编制 井壁取心
（1）参数井取心：地层、构造、生储盖及组合 （2）预探井取心：含油气层段的岩性、物性、含油气性等 （3）评价井取心：各油组的岩性、物性、含油性等 （4）开发井取心：为了检查开发效果，如剩余油分布 （5）特殊目的取心：构造取心、断层取心、地层取心等。
教材P9
3、定向井分类
（4）按一个井场或平台的钻井数的分类
①单一定向井 ②双筒井 ③丛式井:在一个井场或平台上， 有计划地钻几口或几十口定向井 和一口直井。 ④分支井:地面一个井口，地下多 分支。
教材P9
二、定向井地质设计
4、定向井地质设计内容
设计内容和依据与直井基本相似。差别在于：井身剖面 不同（具有井斜和方位的变化）
钻时亦不同。
纵坐标：1：500
缝洞性岩石：钻速加快、钻具放空
教材P14
优缺点?
标注符号或 文字
第一章 钻井地质
第二节 单井地质设计
钻井设计内容：12项--一般了解 定向井设计：1、基本概念—掌握 2、井身结构参数特征—11个参数—掌握 3、类型--一般了解 4、设计的特殊性—熟悉
第三节 地质录井
教材P15
二、岩心录井
1、取心资料的录取及整理 （1）取心方法
How?
1）常规取心
短筒取心
•只用一节岩心筒。 •最常采用，适合任何地层条件。
中、长筒取心 •多节岩心筒。 •降低取心成本。
•取心工具中有特制的橡皮筒。 橡皮筒取心 •提高特别松散易碎地层的岩心收获率。
•井温不超过80℃的地层。
教材P15
2、井身结构参数特征
（9）水平位移：井眼轴线某一点在水平面上的投影至 井口的距离。
水平位移
（10）平移方位角：平移方位线所在的方位角或以正北方位 线为始边顺时针转至平移方位线上所转过的角度( ) 。
教材P7
2、井身结构参数特征
（11）磁偏角校正
地磁极
地球北极
东
C A
C地
•标准的井斜方位角是以地球正北方位线为准。
（12）附表、附图
1）附表
邻井地层分层数据与地震反射层深度对照表
层
位
垂 深， m 设计井预测深度故m 障 提 示
明化镇组 馆陶组 东营组 沙一中 沙一下 沙二上三油组
1212 1448 2014 2168 2303 2494
1252 易
斜
1450 易
斜
2030 2250
2300 盐层段，注意调整钻 2500 气层段 2322—2342m
教材P13
一、钻时录井
1、影响钻时的因素
（1）岩石性质（岩石的可钻性）：松软~坚硬，疏松
~致密，多孔~致密
（2）钻头类型与新旧程度 （3）钻井措施与方式：钻压大、转速快、排量大时，钻
头对岩石破碎效率高，钻时低。
（4）钻井液性能与排量：低粘度、低密度、大排量的钻
井液钻进快，钻时低；一般清水钻进比钻井液钻进的速度要 高1倍以上。