第7章-钻井地质07年--油气田开发地质学-中国石油大学-华东.ppt

第七章钻井地质 第七章钻井地质 b 钻井和试油直接资料 岩心 岩屑 流体性质 间接资料 钻时 钻井液 气测录井及测试 寻找 证实 工业油气藏 进行开采 石油地质工作 寻找油气藏 a 地面地质调查 地球物理 地球化学勘探等方法了解区域构造 生油凹陷 二级构造带划分等等 指出含油气有利区域和有利构造位置 钻井地质工作 在钻进过程中 取全 取准能够直接和间接反映地下地质情况的各项资料数据 为油气层 油气藏 油气田 评价提供依据 第七章钻井地质 第一节单井地质设计 第二节地质录井 第三节完井及其资料整理 第七章钻井地质 钻探的总体设计 一 井别 井号二 直井地质设计三 定向井地质设计 单井地质设计 根据钻探总体设计要求编制 是总体设计的一部分 一 井别 井号 据 油气勘探工作条例 等 对井别划分和井号编排提出了具体规定 依据勘探程序 钻探目的等 我国将探井主要分为5类 地质井 参数井 预探井 评价井 水文井 1 井别划分 探井分类 开发类井的分类 开发井 调整井 检查井 地质井 地质浅井 构造井指在盆地普查阶段 由于地层 构造复杂 用地球物理勘探方法不能发现和查明地层 构造时 为了确定构造位置 形态 查明地层层序及接触关系而钻的井 参数井 地层探井 区域探井指在区域勘探阶段部署的 主要了解各一级构造单元的地层层序 厚度 岩性 石油地质特征 生 储 盖及其组合 获取烃源岩地球化学指标 为物探解释提供参数而钻的探井 探井分类 预探井指在圈闭预探阶段 在地震详查的基础上 以局部构造 圈闭 或构造带等为对象 以发现油气藏 取得储集层物性资料 计算控制储量和预测储量为目的而钻的探井 评价井指在地震精查或三维地震的基础上 在已获工业性油气流的圈闭上 为详细查明油气特征 评价油气田的规模 产能 经济价值 计算探明储量等而钻的探井 水文井 为了解水文地质问题和寻找水源而钻探的井 开发井指根据编制的该油气田开发方案 为落实探明储量 完成产能建设任务 按开发井网所钻的井 调整井 检查井 指油气田全面投入开发若干年后 根据开发动态及油气藏数值模拟资料 为提高储量动用程度及采收率 需要分期钻一批调整井 根据油气田调整开发方案加以实施 开发类井的分类 2 井号编排 参数井 带 参 字 盆地 凹陷或构造带统一命名 如 胶参1井 胶参2井 胶莱盆地桩参1井 济阳坳陷东部 桩东凹陷东南部 探井中各类井字头均应冠以所在地区 圈闭名称中的一个字 如 华北盆地的华1 华2 华7井 惠民凹陷 华8井 东营凹陷 一 井别 井号 预探井 评价井井号不能按井排编号 一般尽量采用小于100号之内的数字 预探井 以二级构造带命名 评价井 以油气藏命名 塔中4井 轮南1井等 陵深1井 开发井按井排编号 孤东30 327 7 29 225如 孤东7 30 295井 孤东7 25 234井等L58 6 惠民凹陷中央隆起带临13断块58排6号井 2 井号编排 其它 2 井号编排 海上探井 区块 构造 井号 BZ28 1 1 BZ29 3 1 渤中 每个圈闭预探井为1号井 评价井为2 3号井 海上开发井 油田汉语拼音字头 平台号 井号CB A 1 CB A 27 埕北 CB B 28 CB B 54 定向井 丛式井 加X 如 盐X21 埕116 X1 X2 X8 X9井 1 设计的依据 收集资料 二 直井地质设计 2 直井地质设计内容 一般包括以下11项 3 井深及地层剖面的设计 三 定向井地质设计 1 定向井的应用 2 定向井地质设计 第二节地质录井 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 第二节地质录井 钻时录井 岩心录井 岩屑录井 钻井液录井 气测录井 其它录井 一 钻时录井 钻时 每钻进一定厚度岩层所需要的时间 单位min m 井口开始 每米记录一次 目的层 0 5 0 25米一次 取芯井段 0 25米一次 1 影响钻时的因素 5个方面 岩性 软硬 孔缝发育程度 松软地层较硬地层钻时低 钻井措施与方式 钻压大 转速快时 钻时低 涡轮钻较旋转钻钻时低 钻头类型与新旧程度 软地层用刮刀钻头 硬地层用牙轮钻头 钻井液性能与排量 低粘度 低密度 排量大时钻进快 钻时低 人为因素的影响 司钻的操作技术与熟练程度等等 2 钻时曲线的绘制 纵比例尺一般采用1 500横比例尺以能够表示钻时变化为原则来选定 此外 在曲线旁用符号或文字在相应深度上标注接单根 起下钻 跳钻 卡钻 更换钻头位置及钻头尺寸 类型等 一 钻时录井 3 钻时曲线的应用 应用钻时曲线可定性判断岩性 解释地层剖面 在无电测资料或尚未电测的井段 根据钻时曲线 结合录井剖面 可以进行地层划分和对比 一 钻时录井 疏松含油砂岩钻时最快 普通砂岩较快 泥岩 灰岩较慢 玄武岩 花岗岩最慢 对于碳酸盐岩地层 利用钻时曲线可以判断缝洞发育井段 钻时突然加快 钻具放空等 第二节地质录井 钻时录井 岩心录井 岩屑录井 钻井液录井 气测录井 其它录井 二 岩心录井 岩心 在钻井过程中用取心工具取出的井下岩石 是最直观 最可靠的第一性地质资料 通过岩心分析 可以获取如下资料或信息 古生物特征 确定地层时代 进行地层对比 研究储层岩性 物性 电性 含油气性 四性关系研究 掌握生油层特征及其地化指标 观察岩心的岩性 沉积构造 恢复沉积环境 了解构造和断裂情况 如地层倾角 地层接触关系 断层位置 检查开发效果 了解开发过程中所必须的资料数据 取心工具简介 一般了解 一根岩心筒 筒形合金钢钻头适用于浅井和中深井 二 岩心录井 1 取心井段的确定 取心成本高 钻速慢 技术复杂 勘探开发过程中不可能布置很多取心井 在确定取心井段时应遵循以下4条原则 新探区第一批井 应适当安排取心 以便了解新区的地层 构造及生储油条件 勘探阶段取心应注意点面结合 少数井或分段取芯 以获得全区地层 构造 含油性 储油物性 岩 电关系等资料 二 岩心录井 开发阶段的检查井则根据取心目的而定 如注水开发井 为了查明注水效果 常在水淹区布置取心 特殊目的取心井 根据具体情况具体确定 如 为了解断层情况 取心井应穿过断层 为了解决地层岩性 地层时代临时决定取心等 旋转钻泥浆系统图解 2 取心资料收集和岩心整理 二 岩心录井 取心资料收集 丈量 顶空 底空 岩心出筒 岩心丈量 计算岩心收获率 岩心编号 岩心编号 自上 下 由左 右 以写有井号一侧为下方 依次装入岩心盒内 然后进行涂漆编号 编号密度原则上按20cm1个 按其自然断块自上而下逐块编号 岩心盒内筒次之间用隔板隔开 并贴上岩心标签 注明筒次 深度 长度及块数 以便区别和检查 2 取心资料收集和岩心整理 6 观察描述岩心是一项细致的地质基础工作 要全面观察 重点突出 而且要及时 避免油气逸散挥发而漏失资料 二 岩心录井 岩心含气观察 岩心含气观察 3 岩心描述 岩心的油 气 水观察 取心钻进时 观察泥浆槽面的油气显示情况 岩心出筒时 观察钻井液油气显示 岩心表面外渗情况 岩心清洗时 作浸水试验 岩心描述时 观察柱面 断面 新鲜面 岩心含气观察将岩心浸入清水下约20mm 观察含气冒泡情况 气泡大小 部位 处数 连续性 持续时间 声响程度 与缝洞的关系 有无H2S味等 岩心含油实验 含水观察 滴水试验法 荧光试验法 丙酮 水试验 油 酸反应 塑料袋密封试验 岩心含油级别的确定 主要依靠含油面积大小和含油饱满程度来确定 岩心描述 2 岩心含油级别的确定 通过观察岩心光泽 污手程度 滴水试验等可以判断含油饱满程度 一般分3级 含油饱满 较饱满 不饱满 含油饱满程度 孔隙性含油 碎屑岩含油级别 以岩石颗粒骨架间分散孔隙为原油储集场所 以岩性层为单位 以新鲜面的含油情况为准 分6级 饱含油 95 截面含油 含油均匀 饱满 富含油 75 截面含油 含油均匀 油浸 40 截面含油 含油不均匀 油斑 40 5 截面含油 含油部分呈斑状 条带状 油迹 5 截面含油 含油呈零散斑点状 荧光 肉眼看不到原油 荧光检测有显示 缝洞性含油 碳酸盐岩含油级别 缝洞性含油 以岩石的裂缝 溶洞 晶洞作为原油储集场所 岩心以缝洞的含油情况为准 分为以下4级 富含油 50 以上的缝洞壁上见原油 油斑 50 10 含10 的缝洞壁上见原油 油迹 10 的缝洞壁上见原油 荧光 缝洞壁上看不到原油 荧光检测有显示 岩心描述内容 储层岩心主要包括5个方面 岩性 颜色 岩石名称 矿物成分 胶结物 特殊矿物等 相标志 沉积结构 沉积构造 生物特征等 含油气性 结合岩心油气水观察 确定含油级别 岩心倾角测定 断层观察 接触关系判断 储油物性 K 孔洞缝发育情况与分布特征等 裂缝统计 按小层统计 只统计张开缝和方解石充填缝 孔洞统计 孔洞个数 连通性等 计算公式见教材P148 三角洲前缘不同微相沉积岩心的岩性 相标志及含油示意图 4 岩心录井草图的编制 将岩心录井取得的各种资料 数据 用规定的符号绘制而成 二 岩心录井 岩心综合录井图的编制 5 岩心综合录井图的编制 岩心综合录井图 是反映钻井取心井段的岩性 含油性 电性和物理化学性质的一种综合图件 一般岩心录井草图P149 岩心综合录井图的格式 二 岩心录井 井壁取心 指用井壁取心器 按指定的位置在井壁上取出地层岩心的方法 通常是在电测完毕后立即进行 井壁取心目的 证实地层的岩性 电性 含油性 以及岩性和电性的关系 等等 井壁取心的优点 井壁取心属于实物资料 直观性强 方法简便 经济实用 因此 在现场工作中被广泛使用 6 井壁取心 三 岩屑录井 岩屑录井 钻井过程中 按照一定的取样间距和迟到时间 连续收集与观察岩屑并恢复地下地质剖面的过程 岩屑 地下岩石被钻头钻碎后 随泥浆被带到地面上的岩石碎块 常称 砂样 主要作用 可以掌握井下地层层序 岩性 初步了解地层含油气水情况 特点 优点 成本低 简便 了解地下情况及时 资料系统性强等 三 岩屑录井 4 资料整理 3 岩屑描述方法及步骤 2 岩屑录取 1 获取有代表性的岩屑 1 获取有代表性的岩屑 要获取代表性岩屑 必须做到井深准 迟到时间准 井深准确 必须丈量好下井钻具 迟到时间准 必须按一定间距测准岩屑迟到时间 岩屑迟到时间 岩屑从井底返至井口的时间 常用的测定迟到时间的方法有 理论计算法 实物测定法 特殊岩性法 2 岩屑录取 捞取岩屑 按录井间距 迟到时间在统一位置准确捞取岩屑空槽内加挡板取样 震动筛前加接样器取样 捞取岩屑 清洗 荧光直照 烘晒岩屑 挑样 清洗 方法因岩性而定 以不漏掉或破坏岩屑为原则 致密坚硬的石灰岩 砂岩及部分泥岩 可淘洗或冲洗 软泥岩及松散砂岩等 只能用盆轻轻漂洗 混液样品 连同泥浆一起取出的岩屑 不洗 烘晒岩屑 最好自然晾干 来不及时可烘烤 保证不变质 含油气试验及生油条件分析的岩样 严禁烘烤 荧光直照 岩屑洗净后 立即进行荧光湿照和滴照 晾干后进行荧光直照 干照 样品保存 装袋 洗净的干样 每袋 500g 分析化验样品的取样 重量不一 一般100g 以岩屑录井分层为单元 在自然光下挑选真岩屑 计算挑出的真岩屑中含油岩屑的百分含量 一般分4级 岩屑 录井 含油分级 补充 富含油 含油岩屑占真岩屑的 5 油斑 含油岩屑占真岩屑的5 1 含1 油迹 含油岩屑占真岩屑百分含量 1 荧光 肉眼看不到含油岩屑 荧光检测显示 3 岩屑描述方法及步骤 三 岩屑录井 岩屑鉴别 真假岩屑识别 岩屑描述 方法 碳酸盐岩 火成岩 变质岩中缝洞发育情况描述 岩屑描述 方法 3 岩屑描述方法及步骤 2 大段摊开 宏观观察 大致找出颜色和岩性有无界线等 远看颜色 近查岩性 远看颜色易于区分颜色界线 干湿结合 挑分岩性 岩屑颜色均以晒干后色调为准 分层定名 按层描述 参考钻时曲线 进一步查清岩层顶 底界 卡出分层 对各层代表岩样进行描述 4 资料整理 三 岩屑录井 1 岩屑录井草图及其应用 岩屑录井草图一般包括 录井剖面 钻时曲线 槽面显示 等 比例尺1 500 一般岩屑录井草图P158 岩屑百分比图是建立井身剖面的主要依据 绘制方法 将有代表性的岩屑 按目估法确定每包岩屑中不同岩性的百分含量 按深度绘出各种岩性岩屑的百分比 2 岩屑百分比图与解释剖面 三 岩屑录井 3 岩屑综合录井图的编绘 以岩屑录井草图为基础 结合测井曲线综合解释绘制而成 比例尺1 500 开发井有时只作油层井段1 200综合录井图 一般岩屑综合录井图P160 分析与地质有关工程事故原因 制定有效处理措施 是进行中途测试 完井作业的重要依据之一 是编制完井总结图的基础 直接影响总结图的质量 为测井解释提供地质依据 提高测井解释可靠性 对特殊岩性复杂油气藏 仅凭测井曲线解释岩性和油气层往往很困难 进行地层对比 把岩屑解释剖面与邻井对比 可及时了解本井地层剖面的岩性特征 钻遇层位 正钻层位 检查和验证本井设计地质剖面的符合程度 等等 四 钻井液录井 泥浆录井 泥浆录井 根据泥浆性能的变化及槽面显示 推断井下是否钻遇油 气 水层及特殊岩性的录井方法 普通泥浆 由粘土 水和一些化学处理剂搅拌而成的悬浮液和胶体溶液的混合物 化学处理剂可以是无机或有机 1 泥浆的基本概念 泥浆的设计原则 压而不死 活而不喷 不塌不漏 快速钻井 2 泥浆的类型 主要有水基和油基两大类型 3 泥浆的性能 四 泥浆录井 泥浆性能 相对密度 比重 泥浆粘度 泥浆切力 泥浆失水量和泥饼 泥浆含砂量 泥浆酸碱值 pH值 泥浆含盐量 4 泥浆录井资料的收集 泥浆录井资料 对推断地层及含油 气 水情况等非常重要 四 钻井液录井 泥浆显示分类 分5类 油花气泡 油花或气泡占槽面30 以下 油气浸 油花或气泡占槽面30 以上 泥浆性能变化明显 井涌 泥浆涌出至转盘面以上 但不超过1m 井喷 泥浆喷出转盘面1m以上 井漏 泥浆量明显减少 资料录取内容 泥浆性能资料 泥浆类型 密度 粘度 失水量 油 气显示资料 槽面 泥浆池液面变化等 水浸显示资料 水浸的时间 井深 层位 油气上窜资料 计算上窜速度 单位时间内油气上窜的距离 5 钻井中影响泥浆性能的地质因素 影响泥浆性能的地质因素是比较复杂的 主要概括为如下5个方面 高压油 气 水层 盐侵 砂侵 粘土层 漏失层 四 泥浆录井 高压油 气 水层 切力 失水量 盐侵 有Ca OH 2侵入时 泥浆的pH值 砂侵 砂侵主要是由于粘土中含有砂子及钻进中岩屑的砂子未沉淀所致 含砂量高 泥浆的密度 粘度 切力 漏失层 一般情况下 钻进漏失层时 泥浆池液面下降 要求 泥浆具有高粘度 高切力 以阻止泥浆流入地层 在漏失严重时 应根据地质条件 立即采取堵漏措施 五 气测录井 直接测定钻井液中可燃气体含量的一种录井方法 利用气测资料可及时发现油气显示 气测录井根据仪器不同可分为2种类型 利用各种烃类气体燃烧温度差异 将甲烷与重烃分开 只能得到甲烷 重烃或全烃的含量 利用色谱原理将天然气中各种组分 主要是甲烷至戊烷 分开 分析速度快 数据多而准确 是一个连续进行 自动记录体系 区分油层和气层 1 非色谱气测资料解释 气层 重烃C2 含量低 而且重烃成分中只有乙烷 丙烷等成分 没有大分子的烃类气体 全烃与重烃两条曲线间的幅度差很大 气层的气测曲线 区分轻质油层和重质油层 烃类气体在石油中的溶解度随分子量的增加而增大 轻质油的C2 含量比重质油的C2 含量高 重烃异常明显 不同性质的油层在气测曲线上的反映 水层气测曲线特征 烃类气体难溶于水 但某些水层中仍含有少量溶解气 在气侧曲线上出现一定显示 全烃和重烃同时增高 右图 全烃增高 重烃无异常 水层在气测曲线上的显示远比油层低 2 色谱气测资料解释 非色谱气测成果可以发现油气显示 不能判断油气性质 色谱气测 可判断油 气层性质 划分油 气 水层 提高解释精度 色谱气测标准图版的制作 五 气测录井 在已证实的油 气 水层中 获得色谱气测的标准图版 色谱气测解释图版的应用 根据实测结果作图 并与标准图版相比较 可判断钻遇储层所含流体的性质 油 气 水 1 罐装气录井 2 荧光录井 3 PK录井4 岩石热解地球化学录井 六 其它录井 第二节地质录井 第三节完井及其资料整理 一 完井 完井 指一口井按地质设计要求钻达目的层和设计井深以后 直到交井之前所进行的一系列工作 1 井身结构 套管程序设计2 固井3 完井方式 方法 1 完井地质报告的编写 二 完井资料整理 不同井别 编写内容和要求不同 参数井 预探井 应详尽论述 对区域含油气性和构造的含油气性详细分析评述 对下一步钻探工作提出看法和建议 作到论据充分 图文并茂 详探井 侧重对储层分布 构造 油矿地质进行综合分析评价图表以简明 实用为原则 开发井 只填写井史资料 保存井身结构图和全套测井曲线 前言 探井所在地理及构造位置 地质任务完成情况 各项资料取得的工作量及本井录井工作评价 简要说明全井历程 泥浆性能 浸泡时间 钻井过程中曾经发生的重大事项 工程简况 2 探井地质报告编写的主要内容 4项 主要成果 地层 钻遇地层层序 井深 分述各组 段 及岩性 厚度 接触关系 标志层特征等 构造 结合地震 邻井等资料 简述区域及本井构