第一章钻井地质.

1、第一章钻井地质油气是一种化石燃料矿产，是在漫长的地质历史时期内由有机质堆积、埋藏、演化而形 成。石油和天然气是流动的物质，现在我们发现的油气田并不一定就是这些矿床生成的位置。因此，对石油地质工作者来说：一方面要求采用地质、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可能位置和埋藏深度；另一方面必须应用钻井的工艺技术，通过钻井取得直接及间接的资料来发现油气藏。在经过评价性钻探之后，了解油气藏的地质构造、油气藏类型、油气层的物理性质、地下流体（油、气、水）的性质及分布、油层驱动能量及 石油和天然气储量， 并根据这些资料制定订出合理的油气田开发方案，保证油气田在完成开发井网钻探后，获得

2、较高的采收率。要找到石油和天然气必须钻井；要开采石油和天然气， 更需要钻井。钻井地质工作贯穿于石油勘探和油气田开发的全过程。钻井地质工作是在钻井过程中，取全取准直接和间接反映地下地质情况的资料数据（表1-1），为油气评价提供重要依据。各项地质录井工作质量的好坏，将直接关系到能否迅 速查明地下地层、构造及含油、气情况，影响油田的勘探速度和开发效果。因此，钻井地质 工作是整个油田勘探开发过程中的一项非常重要的工作。第一节钻井地质设计在钻探之前，需要编制一个钻探的总体设计。在总体设计中规定了勘探或开发总任务， 包括全区勘探开发的程序与方法、井别、井位部署等。钻井地质设计是根据钻探总体设计的要求编制的

3、。它是完成总体设计任务的一个部分， 也是顺利完成钻探任务必不可少的一环。一、井别根据勘探和开发阶段的不同及钻探目的差异，对井别划分和井号编排提出以下规定。（一）井别划分1. 探井分类（1）地质井在盆地普查阶段，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，为了确定构造位置、形态和查明地层层序及接触关系而钻探的井。（2）参数井（区域探井）在油气区域勘探阶段，在已完成地质普查或物探普查的盆地或坳陷内，为了解一级构造单元的区域地层层序、厚度、岩性、生油、储油和盖层条件、生储盖组合关系，并为物探解 释提供参数而钻的探井。它属于盆地（坳陷）进行区域早期评价的探井。（3）预探井在油气勘探

4、的圈闭预探阶段，在地震详查的基础上，以局部圈闭、新层系或构造带为对据中国海洋石油有限公司勘探监督手册，2002年6月。象，以发现油气藏、计算控制储量和预测储量为目的的探井。它属于新油气藏（田）的发现 井。按其钻井目的又可将预探井分为：新油气田预探井，它是在新的圈闭上找新的油气田 的探井；新油气藏预探井，它是在油气藏已探明边界外钻的探井，或在已探明的浅层油气 藏之下，寻找较深油气藏的探井。表1-1 探井取全取准10类92项资料资料类别项目内容（一）井位资料（1）井位 （2）井别 （3 ）井位坐标（4 ）海拔高度（二）岩屑资料（5）岩性（6）结构（7）荧光（8）含油程度 （9）化石（10）缝缝（1

5、1）洞洞（三）岩心资料（包括井壁取心）（12）取心井段、进尺、心长、收获率 （13）壁心设计颗数、实取颗数、收获率 （14） 岩性（15）结构（16）构造（17）缝缝（18）洞洞（19）接触关系（20）化石（21） 地层倾角 （22）荧光（23）含油程度 （24）含气情况 （25）破碎、磨损情况（四）钻井液及 压力资料（26）泵冲次 （27）钻井液体积，进、出口温度、密度、电阻率（28）出口流量、入口流量（29）性能 （30）钻井液处理 （31 ）槽面显示 （32）漏失 （33）井涌、 井喷（34）地层压力 （35）泥（页）密度（五）钻时、气 测及工程资料（36）钻时 （37）气测值 （38）

6、组分 （39）全脱气分析（40）放空 （41）后效气（42）大钩负荷（43）钻压 （44）扭矩 （45）立管压力（46）转盘转速（47）井深（48）二氧化碳、硫化氢气体、氢气（49）主录井图（50）碳酸盐含量（六）测井资料（51）标准测井 （52）综合测井（感应或侧向系列，密度、中子系列）（53）放大曲线（54）地层倾角测井 （55）垂直地震测井 （56）电缆测试 （57）工程测井 （58） 其它测井（七）试油或测试资料（59）完井方法 （60）射孔资料（61）洗井液和诱喷（62）求产 （63）压力（64）温度（65）原油含水、含砂（66）井间干扰或层间干扰（八）特殊作业 资料（67）酸化 （

7、68）压裂（69）无电缆射孔（70）打水泥塞（71）封隔器、地层测试试油资料（九）分析化验 资料（72）岩石矿物（73）油层物性（74）古生物（75）三敏试验（76）无机分析（77） 力学试验 （78）岩屑热解色谱分析 （79）罐装气分析 （80）酸解烃分析 （81）生 油指标（82）地面原油性质 （83）天然气性质（84）地层水性质（85）高压物性（86） 开发试验 （87）扫描电镜、绝对年龄（十）井身资料（88）完井井深（89）井身结构 （90）井身质量（91）工程大事纪要（92）侧钻资料（4）评价井在地震精查的基础上（复杂区应在三维地震评价的基础上），在已获得工业性油气流的圈闭上，为查明

8、油气藏类型、构造形态、油气层厚度及物性变化，评价油气田的规模、产能 及经济价值，以建立探明储量为目的而钻的探井。滚动勘探开发中与新增储量密切相关的井， 亦可列为评价井。（5）水文井为了解水文地质问题和寻找水源而钻探的井。2. 开发类井的分类（1）开发井如地震精查构造图可靠、评价井所取的地质资料比较齐全、探明储量的计算误差在规定范围以内时，可根据编制的该油气田开发方案，为完成产能建设任务按开发井网所钻的井。对探明储量风险较大，或地质构造复杂、储集层岩性变化大的油气藏，可减小开发方案 内所拟定的开发井网密度，先钻一套基础井网，作为开发准备井。为落实探明储量，准备产能建设，获得试采资料，进行油藏工程

9、研究作好开发准备。逐步将油气田转入正式开发。（2）调整井 油气田全面投入开发若干年后， 根据开发动态及油藏数值模拟资料， 为提高储量动用程 度，提高采收率，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。（二）井号编排1. 探井井号编排（1）参数井 以基本构造单元盆地统一命名。取井位所在盆地名称的第一个汉字加“参”字组成 前缀，后面再加盆地内参数井序号 （阿拉伯数字） 命名。如江汉盆地第一口参数井命名为 “江 参 1 井”。（2）预探井 以井位所在的十万分之一分幅地形图为基本单元命名或以二级构造带名称命名。 取地形图分幅名称的第一个汉字加分幅地形图单元内预探井布井顺序号命名。 若地形图

10、分幅名称的第一个汉字与该盆地其它地形图分幅名称的第一个汉字或区域探井号字头同音 或同字，应选用地形图分幅名称中不同音、不同字的字作为井号字头。若设计预探井井位所 在的地形图分幅名称与其它幅或区域探井所在的二级构造单元名称均同音或同字， 则可选用 地形图分幅内，次一级地名中的第一个或其它汉字为井号的字头。以二级构造带或次一级构造命名时， 采用二级构造带或次一级构造名称中的某一汉字加 该构造带上预探井布井顺序号命名。预探井井号应采用12位阿拉伯数字。（3）评价井 以发现工业油气流之后的控制储量所命名的油气田（藏）名称为基础，取井位所在油气田（藏）名称的第一个汉字命名。没有控制储量的以预测储量所命名

11、的油气田（藏）名称为 准进行井号命名。若油气田（藏）名称的第一个汉字与该盆地内其它井别井号命名的字头或 其它油气田（藏）名称中的字同音或同字时，应由第一个以外的汉字，加油气田（藏）内评 价井布井顺序号组成。评价井井号应采用 3 位阿拉伯数字。（4）地质井以一级构造单元统一命名。 取井位所在一级构造单元名称的第一个汉字加大写汉语拼音 字母“ D”组成前缀，后面再加一级构造单元内地质井布井顺序号（阿拉伯数字）命名。（5）水文井以一级构造单元统一命名。 取井位所在一级构造单元名称的第一个汉字加大写汉语拼音 字母“ S”组成前缀，后面再加一级构造单兀内水文井布井顺序号命名（ 6）定向井定向井的井号命名

12、应在上述规定基础上，在井号的后面加小写汉语拼音字母“x”，再加阿拉伯数字命名。如柳 1x2 井表示柳 1 井井口处钻探的第二口定向井。2. 开发井井号编排 开发井按井排编号，按油气（藏）名称的第一个汉字井排井号命名。3. 海上钻井井号编排 2海上钻井井名采用多级命名法，由构造名称、区块编号及井的编号三部分组成。井名排 序依次为井所在的方度区名称、方分块顺序号、构造编号、井类、井口平台、井的编号及特 殊井别名称。海上钻井井名的符号采用汉语拼音的缩写字头加编号的组合方式。汉语拼音字头采用 2 个，最多不得超过 4 个。同一海域的井名符号不能重复。（1）海上探井井号编排 海上探井按方度区方分块构造井

13、号命名方案。方度区采用经度1°、纬度 1°面积分区，每方度区用海上或岸上地名命名。方度区内以经度10'、纬度 10'划分方分块，每一个方度区可分为 36 方分块。每方分块内根据地震解释对构造进行编号，每个构造上所钻第 一口井为预探井。 如 BZ2811 井即渤中（ Bozhong ）方度区 28方分块 1 号构造 1号探井。 探井为直井不再加标注；若为斜井，在其井号后加小写英文字母d;若为水平井，在其号后加小写英文字母 h。（2）海上开发井井号编排有生产平台开发井， 在构造编号后加井口平台编号再加开发井号。 井口平台号按开发方 案设计命名，用大写英文字母表示

14、（ S 除外）。在原开发方案之外，后期加入的平台，按投 入时间的先后命名其平台号；无生产平台的开发井，在构造编号后、井号前加大写英文字母“S”，女口 LD22 1 S1井，代表 LD22 1 气田的一口采气井。（3）海上特殊井井号编排 海上特殊井的命名是在井号后用不同的小写英文字母表示。侧钻井命名是在原井号之后按照侧钻的先后顺序，加大写英文字母“S”，并配置小写英文字母组合成。如 WZ10 3 5Sd井为WZ10 3 5井第四次侧钻井。多底井命名是在原生产井井号后加大写英文字母“M ”，并配置小写英文字母组合成。如QHD32 6 B3Mb井为QHD32 6油田B平台3井第二个多底井。报废后重钻

15、井命名，海上钻井因工程等原因报废后，再在其近旁重新钻井，这类井的命名是在原井号之后加大写英文字母“ R” ,并配置小写英文字母组成。如LD30 1 1Ra井是LD30 1 1 井报废后重钻的第一口井。水源井的命名是在其井号的右下标处加小写英文字母“w ”，女口 QHD32 6 D1w为QHD32 6油田D平台第一口水源井。气源井的命名是在其井号的右下标处加小写英文字母“g”，如SZ36 1 D2g为SZ361油田D平台第二口注气气源井。二、直井地质设计 由于井别不同，钻探目的不同，其地质设计内容及要求也不完全一致，但设计时所考虑 的因素、设计的步骤和方法大体上相似。（一）设计内容探井一般包括以

16、下十二项设计内容 1 。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。井位：井位坐标、海上探井填写经纬度，地面海拔、海上探井填写水深，地理位置，构造位置，测线位置。其余各项根据“勘探方案审定纪要”或单井任务书的要求制定。2. 区域地质简介地质构造概况及邻井钻探成果。3. 设计依据及钻探目的 设计依据：“勘探方案审定纪要”或单井任务书、部署设计井时用的构造图、时间剖 面、邻井实钻资料。 钻探目的：根据“勘探方案审定纪要”或单井任务书填写。4. 设计地层剖面及预计油、气、水层位置包括层位、底界深度、厚度、分段岩性简述（参数井）、地层产状和故障提示；预计油、气、水层位置是按地区

17、性油气组合或分目的层叙述油气水层在纵向上的分布情况。5. 地层孔隙压力预测和钻井液性能使用要求邻井实测压力成果，压力预测曲线，钻井液类型、性能及使用原则要求。6. 取资料要求 岩屑录井：取样井段、间距、数量。 钻时、气测、工程录井：测量内容、井段、测点间距及特殊要求（仪器型号、测量后 效、钻井液取样做真空蒸馏等）。 钻井液录井及氯离子滴定：测量内容、测量井段、测点间距及要求。参数井、重点预 探井进行氯离子含量测量，录井间距根据需要确定。 荧光录井：按岩屑录取间距逐包进行荧光检查、岩心全部做荧光检查、储集层和含油 气岩性进行氯仿浸泡定级。 地化录井：井段、采样间距、分析参数等。 钻井取心及井壁取

18、心：设计钻井取心井段、进尺、取心目的、原则等（取心井进尺不得少于总进尺的 3%-5%，并留有机动）；井壁取心根据钻井过程中取资料情况，待完井电 测后定。 循环观察：规定正常情况下的地质循环观察和出现油气显示及其它工程情况时，地质循环观察应注意的事项。 地球物理测井：表层、中途对比、完井电测及中途完井电测的测量井段、比例尺、项 目及要求；特殊测井项目及增加测井项目。 实物剖面和岩样汇集（参数井、重点预探井）：制作井段和要求，岩心选岩性剖面，岩屑选储集层岩样或全井岩性剖面。 选送实验室分析样品要求：提出岩心、岩屑选送样原则，分析化验项目，特殊样品选 送要求。参数井、重点预探井和轻质油、天然气探井，

19、要设计酸解烃和罐装气样品的选送。 气测异常显示段要做全脱气分析。11特殊录井项目要求：项目、井段、间距等。7. 中途测试要求测试原则、目的、预测层位及井段、测试方法及主要要求（钻柱测试、电缆测试）。&井身质量要求（井身结构设计）井斜、水平位移允许范围、井身轨迹要求。表层、技术和生产套管尺寸、下深、阻流环 位置、水泥返高等，根据地质条件提出原则要求。9. 特殊施工要求RFT测试要求，VSP测井要求，斜井、水平井轨迹要求。10. 技术说明及要求施工过程中可能出现的重大地质问题，设计出入甚大时应采取的相应预备方案及措施， 本井特殊技术要求等。11. 地理及环境资料 气象资料：井位所在地区季节

20、风向，预计施工期的气温、雨量、汛期水位及地区风俗 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。12. 附表、附图附表：邻井地层分层数据与地震反射层深度对照表。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图，过设计井的地质解释剖面图和地震时间剖面图，设计井地层柱状剖面图（参数井、重点预探井），压力预测图。一般预探井、评价井的设计内容可根据地质情况和勘探程度适当精简。海上探井设计中除上述内容外还要进行早期油气藏工程经济评价和油气成藏条件风险 分析。油气藏工程经济评价：设定的开发油藏、工程方案及相应的环境条件；主要工程投资预 测及经济参数；经济评价结论及敏感性

21、分析。成藏条件风险分析：烃源岩风险、储层风险、盖层风险、圈闭风险、运聚匹配风险。（二）井深及地层剖面设计设计井深及地层剖面时，首先根据地形地质图、构造图及正钻井与完钻井资料作出通过设计井的横剖面图，由此图按钻穿的最终目的层定出井深及该井穿过的地层剖面，即由完钻井的实际资料向设计井推测剖面岩性和厚度。此时应考虑因所处构造位置不同和断层的影 响，可能产生的岩性和厚度变化。由于地层厚度和倾角的变化，设计深度与实际情况可能有所不符，因此在设计井深时，常常附加5% 10%的后备深度。如目的层井深是2000m，设计井深可定为2100m。在钻井过程中，应随时根据实际资料对原设计进行检验和修正。A图1-2根据

22、钻井地质剖面设计探井6#例1-1某构造上已完钻 1、3、4、5四口探井（图1-1）,现设计2号井以了解构造顶#PQB图1-3全变化角（据钻井工程，1992）地磁极 地球北极C地东磁偏角西磁偏角A地部含油气及地层情况。经1、3、4、5四口井地层对比得知 Nm组底界深度与构造图基本吻合，各井 Ng组地 层厚度接近一致；5井位于断层上盘，在 Nm下段及Ng组共有三组油层；4井于Ng组见两 组油层与5井Ng组油层相当；1井位于构造边部，含油差，仅有 Ng组下部一组油层，厚度已减小。设计时，首先通过设计井及1、5两口井作横剖面图（图 1-2）；据2井在构造上的位置确定Nm组底界为1235m ;据邻井Ng

23、组厚度（250m左右）推断2井Ng组底界为1485m ； 2井油层井段由横剖面推断为12851310m及13801420m, Ng共有两组油层；设计井要求钻穿Ng组，考虑到地层厚度变化的可能性，设计井深定为1550m。在钻井资料不足的新探区，进行井深及剖面设计时，需要充分地利用物探资料（尤其是 通过设计井的地震剖面和构造图）及附近的地面露头资料。例如预探井的设计，往往是将仅有一二口井资料结合起来，即从已知井的地震测线闭合追层到未知井（设计井）的测线，便 可以得到设计井深及地层剖面。设计井深是否准确，关键在于准确解释通过设计井位的地震 剖面，在层位上不能有错，否则会造成很大误差。三、定向井地质设

24、计1905年，定向钻井技术首先在非洲的 特兰士瓦尔（Trasvaal）与兰德（Rand）的 采矿业上应用。1920年，该技术开始在石油 钻井中采用，主要是钻斜度较小的斜井或纠 斜之用。当时由于没有测井斜仪器，完钻井 的井底位置不清。随着测斜仪器和定向井技 术的发展，要求斜井不仅要有位移，而且要 有准确的方位，这样在美国的文字记载上才 称为定向井。世界上第一口定向井于1932年在美国钻成。我国第一口定向井是1955年在玉门油田钻成的 C2- 15井，之后，我 国又钻成了数对双筒井、 多底井、斜直井等。 1965年，钻成了我国第一口水平井一一磨三 井，水平位移延伸 160m，达到当时的世界 先进水

25、平。70年代以后，我国的定向钻井技 术得到进一步发展。80年代以来，随着先进 的工具、仪器的应用和发展，多数油田已掌 握常规定向井、丛式井的钻进技术。定向井是指按照预先设计的井斜方位 和井眼轴线形状进行钻进的井。（一）定向井的概念1. 定向井的井身参数 井斜角一一井眼轴线的切线与铅垂图1-4磁偏角示意图（据钻井、完井工程基础知识手册，2002）8线的夹角。一般用 a表示。 井斜方位角一一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。一般用3表示。 井斜变化率一一单位井段井斜角的变化值。 井斜方位变化率单位井段井斜方位角的变化值。 垂深测点的垂直深度。 水平位移一一井眼轴线某一点在水平面上

26、的投影至井口的距离。 平移方位角平移方位线所在的方位角。 全变化角（狗腿角）£ 某井段相邻两测点间，井斜与方位的空间角变化值，简称 全角，如图1-3所示5。 全角变化率（井眼曲率）一一单位井段内全角的变化值。表示井眼钻进方向变化的快 慢或井眼弯曲的程度。 磁偏角校正一一井斜方位角是以地球正北方位线为准，使用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。磁方位角需要进行校正，随着井位和作业时间的不同，磁偏角有偏东、偏西之分。若磁北方位线在正北方位线以东称东磁偏角，若磁北 方位线在正北方位线以西称西磁偏角（图1-4）。进行井斜方位角校正时，若为东磁偏角，则与磁方位角相加

27、，即得井斜方位角；若为西磁偏角，则从磁方位角中减去此角即得。2. 定向钻井的应用4,6ABCD EF G图1- 5定向钻井的目的A -海上平台钻丛式井；B 海岸钻井；C断层控制；D 不可能进入的地点；E 地层的油气藏圈闭（构造）;F 控制的救灾井；G纠直和侧钻；H、1、J盐丘钻井（据 LeRoy, 1977）（1）地面条件限制油田位于高山、城镇、森林、沼泽、海洋、湖泊、河流等地貌复杂的地下，或井场设置 和搬家安装碰到障碍时，在它们附近钻定向井（图 1-5 B、D）。（2）地下地质条件要求用直井难以穿过的复杂地层、盐丘和断层等，采用定向井（图1-5 H、I、J）。（3）钻井工程需要遇井下事故无法

28、处理或不易处理时，常采用定向钻井技术（图1-5 G）。（4）经济有效开发油气藏原井钻探落空， 或钻穿油水界面和气顶时， 可在原井眼内侧钻定向井 （图 1- 5 C、H 、I）； 遇多含油层系或断层断开的油气藏， 可用一口定向井钻穿多组油气层； 对于裂缝性油气藏可 钻定向井钻遇更多裂缝。此外，采用水平井可大幅度提高单井产量和油田采收率，有效地开 发边际油气藏，或用二次完井开发老油田而获得经济效益。在海洋、高寒或沙漠地区，可采 用丛式井开采油气（图 1- 5 A ），以利于集输的保温和油井管理。3. 定向井的分类（1）按设计井眼轴线形状分 二维定向井一一井眼轴线形状只在某个铅垂平面上变化的定向井。

29、即井斜角是变化 的，而井斜方位角不变。 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。（2）按设计最大井斜角分 低斜度定向井最大井斜角不超过15°，由于井斜角小，钻进时井斜、方位不易控制，钻井难度较大。 中斜度定向井一一最大井斜角在15°45°,钻进时井斜、方位较易控制，钻井难度较小。 大斜度定向井最大井斜角在46° 85°,其斜度大,水平位移大,增加钻井难度和成本。 水平井最大井斜角在 86° 120°,并沿水平方向钻进一定长度的井。水平井钻 井相对较难,多数

30、需要特殊设备及工艺。（3）按钻井目的分 救援井一一为抢救某一口井的井喷、着火等而设计的定向井（图1- 5 F）。 多目标井为钻达数个目的层而设计的定向井。 绕障井为绕过地下某个障碍而设计的定向井。 立槽斜井一一采用斜井钻机施工，从井口开始倾斜的定向井。 多底井凡在一个井口下面有两个以上井底的井。这是用定向侧钻方法完成的。 定向侧钻是在已钻主井眼内, 按预定方向和要求侧钻一口新井的工艺过程。 根据侧钻方法可分 为套管开窗侧钻和裸眼侧钻。（ 4）按一个井场或平台的钻井数分 单一定向井。 双筒井用一台钻机交叉作业，同时钻出井口相距很近的两口定向井。 丛式井凡在一个井场或平台上,有计划地钻几口或几十口

31、定向井和一口直井, 这些井统称丛式井。（二）定向井井身剖面设计1. 井身剖面类型 7定向井的井身剖面类型有九类（斜直井、二段制、三段制、四段制、五段制、悬链线、 二次抛物线、双增剖面、水平井） , 14种,如图 1-6所示。常用的井身剖面类型有两种：即 三段制（J）剖面和五段制（S）井身剖面。各种定向井井身剖面类型的用途见表1- 2。2. 井身剖面设计原则 根据油田勘探、开发部署要求，保证实现钻井目的。 根据油田构造特征，油气产状，有利提高油、气产量和采收率，改善投资效益。 在选择造斜点、井眼曲率、最大井斜角等参数时，应有利于钻井、采油和修井作业。 在满足钻井目的前提下，应尽可能选择比较简单的

32、井身剖面类型，力求使设计的斜井深最短。以减小井眼轨迹控制的难度和钻井工作量，有利于安全、快速钻井，降低钻井成本。图1-6 定向井井身剖面类型（据钻井手册，1990）表1-2 定向井剖面类型用途（据钻井手册，1990）序号剖面类型用途、特点1斜直井开发浅层油、气藏2二段制开发浅层油、气藏3三段制常规定向井剖面、应用较普遍4多目标井、不常用5四段制多目标井、不常用6用于深井、小位移常规定向井7五段制用于深井、小位移常规定向井89悬链线中、深井、大水平位移井。钻具摩阻小10二次抛物线11双增剖面深井大位移井，多目标井1213水平井圆弧单增型水平井14双增型水平井3. 西江24- 3 A14井设计定向

33、井地质设计的依据和内容与直井设计类似，但由于地面与地下井位不一致，且有24 - 3 -定的方位、水平距的要求，因此在井身剖面设计上又与直井有明显的区别，以西江 A14大位移井设计为例介绍与直井设计的不同之处。（1 ）地质概况PCI）及 Pecten 公8km ,水深100m。1985年西江24西江24-1构造为中国海洋石油东部公司和菲利普斯中国有限公司（ 司的合作区内，在现已开发生产的西江 24- 3平台东南约1 1X井钻探发了西江 24- 1含油构造，含油面积仅4.2km2，石油地质储量 465万m3。钻遇地层有第四系、第三系 的万山组、粤海组、韩江组和珠江组。 油层主要分布在韩江组，油藏分

34、布在垂 深25002800m约300m井段内。根据 PCI公司在英国北海钻大位移井的经验 和世界上水平位移超过 8000m大位移井 钻井成功的启示，提出了利用现开发生 产的西江24- 3平台钻一口或几口大位 移井到西江24 - 1构造，开发西江24- 1油田。西江24 - 3 A14井是从西江 24 - 3 平台钻到西江24 - 1构造的一口大位移 井（图1-7）,井别为开发井。（2）井眼轨迹与靶点选择西江24 - 1构造位于珠江口盆地珠一坳陷中惠州凹陷的西坡上，为正断层下降盘上的穹隆构造，构造幅度低（1218m）,其西、南至东南为 据西江24 - 1 1X井预测西江24 3- A14井油层为

35、韩江组下段有图1-7 西江24 - 3- A14大位移井地理位置示意图（据石油钻采工艺1998年（第20卷）增刊）弧形断裂带（图1-8）。9 层（H5A、H5B、H6A、H6B、H7、H8、H10B、H11、H12）。西江24-3- A14井眼轨迹设计要求是：井眼尽可能避开断裂带和高应力带；各油层的 切入点尽可能位于构造高点附近。为此，采用平均层速度法，中外双方地质与地球物理人员 对有关的二维和三维地震数据重新进行处理与解释，仔细地识别出所有断层，而高应力带只能靠断层加以推测。 从西江24- 3平台向西江24- 1钻进，中间不可避免地要通过一个断裂 带，它从H12或更深处一直上切穿 HA层。为

36、避免钻遇该断裂带，只能采取浅部开始造斜， 从断层上方跨越的方法。其次，选取西江24- 1- 1X井中最浅油层 H5A的顶部为油藏进入点和第一个靶点，第二个靶点为主力油层H10B的顶部，两靶区均为半径 150m的圆，分别位于构造高点的西北和东南侧附近。总井深设计为进入 H10B顶部垂深3m以避开H10底部的水层。H11和H12不予钻开。这样所得到的井眼轨迹设计如图1- 8所示。经西江30- 2油田15 口开发井钻探证实，深度构造图高点与时间构造图高点不一致， 即平均层速度法不能正确揭示地下构造形态，地震波速度不但随深度变化，在横向上也呈现规律性变化。后采用横向速度梯度法做图，克服上述不足。得到H

37、4D、H5A、H10B和H12深度构造图，其它各层构造图可用等比例法外推得到。新构造图表明，西江24 -1构造闭合面积比原构造图增大约 35%，构造高点向北偏移约 500m。因此，重新设计了新的井眼轨迹（图1-8）。同时，据新构造图预测， H3和H4砂层组有可能含油，以及 H10B在构造顶部 为边水油藏，故可将其钻穿，并钻开 H11和H12，于H12顶部垂深3m处完钻。因此，增设 了第三个靶点，即 H12顶部。为帮助钻井人员与井场地质人员直观地了解地下地质情况，利用区块内探井资料、地震剖面和地质构造图， 编制了预测井眼轨迹剖面图和所钻井的预测岩性地层柱状图，从而为现场人员决策提供依据。14#设

38、计地下井位东 （m）图1- 9 西江24 - 3- A14井设计方案（据石油钻采工艺1998年（第20卷）增刊）平台位置最初设计地下井位图1- 8西江24 - 3 - A14大位移井H10B深度构造示意图（据石油钻采工艺1998年（第20卷）增刊）(3) 定向钻井设计西江24 - 3 A14井设计方案如图1-9所示。采用S型五段制井身剖面类型。1 )指标要求 中靶深度：84778535m ; 靶心直径：152m; 全井水平位移：81708200m； 全井垂直深度：2772m ; 全井测量深度：9450m ; 稳斜角度/最终降斜角度：79.14° /65 ° 建井周期：100

39、115d。2)井眼轨迹中的关键点 造斜点442m，造斜率2° /30m ; 造斜终点1629m，井斜角79.14° 稳斜终点8600m，井斜角79.14°,后开始降斜; 降斜终点9208m，井斜角65 ° ; 总测深9450m，井斜角65 °。(4) 钻井液设计西江24 3 A14井分井段钻井液设计如表1-3所示。表1-3 西24 3 A14井分井段钻井液设计(据石油钻采工艺(第20卷)增刊，1998)井段，m排量，m3/min钻井液类型钻井液密度，g/cm320542733.8海水1.02442718294.7 5.7PHPA水基1.0241

40、82960983.8 4.7油基1.05 1.10609894502.5油基1.05 1.10按上述方案进行钻探，西江24 3 A14井钻探成功。在第一中靶目标H5以上比预测多发现H4A、H4B、H4D、H4D4四个油层，油层总厚度达 74.5m，经核算石油地质储量翻 了两番。在钻井中，一次降斜就钻穿 H4AH14全部18个砂岩储集层，而且主力油层 H10B 离靶心仅45m，优于中靶直径152m的设计要求。创造了全井水平位移8062.7m的世界记录(1997)。第二节地质录井录井工作的主要任务是根据井的地质设计要求，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。录井方法主要有钻时

41、录井、岩心录井、岩屑录井、荧光录井、钻井液录井、气测录井、 综合录井和地球化学录井等。一口井录井工作质量不仅直接影响到能否迅速搞清本井地下地层、构造及含油气情况， 而且关系到对整个构造的地质情况的认识，含油气远景的评价和油田开发方案设计等重要问 15题，因此，钻井地质录井工作在整个油、气田勘探与开发过程中是十分重要的，必须认真做 好。一、钻时录井10钻时是指每钻进一定厚度的岩层所需要的时间，单位为min/m。钻时是钻速（m/h）倒数。在新探区，一般每米记录一次钻时，到达目的层则可加密到0.50.25m记录一次。钻进速度的快慢，一方面取决于地下岩石的可钻性；另一方面又要取决于钻井措施，如 钻压、

42、转速、排量的配合，钻井液性能、钻头类型及使用情况等。因此，根据钻时的大小， 既可以帮助判断井下地层岩性变化和缝洞发育情况，又能帮助工程人员掌握钻头使用情况， 提高钻头利用率，改进钻进措施，提高钻速，降低成本。钻时录井特点是简便、及时。（一）影响钻时的因素1. 岩石性质（岩石的可钻性）松软地层比坚硬地层钻时低，如疏松砂岩比致密砂岩钻时低；多孔的碳酸盐岩比致密石灰岩、白云岩钻时低。2钻头类型与新旧程度根据岩石可钻性选择钻头的类型，一般钻软地层用刮刀钻头；钻硬地层用牙轮钻头。新钻头比旧钻头钻时低。在钻时录井中，要记录钻头下入深度、钻头的类型、尺寸、新度，并 应观察起出钻头的磨损情况，以判断所钻岩性。

43、3. 钻井措施与方式在同一岩层中，钻压大、转速快、排量大时，钻头对岩石破碎效率高，钻时低。涡轮钻 转速一般比旋转钻转速约大 10倍，故涡轮钻钻时低。若钻井措施不当，进尺就少，钻时高。4. 钻井液性能与排量钻井液粘度低、密度低、排量大时钻进速度快, 速度要咼一倍以上。5. 人为因素的影响司钻的操作水平与熟练程度对钻时高低都有 影响。如有经验司钻送钻均匀，能根据地层的性 质采取措施。当钻遇软地层采取快转轻压，对硬 地层则相对用慢转重压的措施能提高钻速。尽管影响钻时高低的因素较多，但是这些影 响因素至少在一个井段内相对稳定，因此，钻时 大小的相对变化还是可以反映地下岩性的变化。（二）钻时曲线的绘制与

44、应用1. 钻时曲线的绘制以纵坐标代表井深，以横坐标代表钻时，将 每个钻时点按纵横比例尺点在图上，连接各点即 成为钻时曲线（图1-10）。纵比例尺一般采用钻时低。一般清水钻进比钻井液钻进的钻时，min1:500 ,以便与测井标准曲线对比和岩屑归位。为 了便于解释，在曲线旁用符号或文字在相应深度 上标注接单根、起下钻、更换钻头位置等内容。2. 钻时曲线的应用 可定性判断岩性，解释地层剖面。当其它条件不变时，钻时的变化反映了岩性差别，疏 松含油砂岩钻时最低，普通砂岩较低，泥岩、灰岩较高。对于碳酸盐岩地层，利用钻时曲线 可以判断缝洞发育井段。如突然发生钻时变低，钻具放空现象，说明井下可能遇到缝洞层。

45、应该指出的是，同一岩类，随其埋藏深度和岩石胶结程度等不同，反映在钻时曲线上也各不 相同。在尚未测井的井段，根据钻时曲线结合录井剖面，可以进行地层划分和对比。 二、岩心录井在钻井过程中用一种取心工具， 将井下岩石取上来， 这种岩石就叫岩心。 岩心是最直观、 最可靠地反映地下地质特征的第一性资料。通过岩心分析，可以考察古生物特征，确定地层 时代，进行地层对比；研究储层岩性、物性、电性、含油性的关系；掌握生油特征及其地化 指标；观察岩心岩性、沉积构造，判断沉积环境；了解构造和断层情况，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。岩心录井包括按设计要求卡准取心层

46、位和井段、岩心出筒、整理、观察、描述及选送分 析样品全过程的有关内容。（一）取心原则在石油钻探中，针对不同的钻探目的，确定取心井段。 参数井 （区域探井） 取心主要了解地层、 构造、 生储盖组合特征、 烃源岩类型及丰度、 储集层岩性及物性参数。 预探井取心为了解地层岩性、含油气层段的岩石物性、含油气情况、烃源岩条件和确 定地层层位等。 评价井取心以获取各油层组的岩性、物性、 含油性等资料， 为储量计算提供有关参数。 开发井取心为了检查开发效果， 了解油层物性变化及剩余油分布， 为研究油藏水驱效 果提供依据。 特殊目的的取心， 根据具体情况确定。 如构造取心， 为了解构造产状特征； 断层取心，

47、了解断层情况；地层取心，了解地层的岩性和时代。（二）取心方法 71. 常规取心 常规取心根据取心工具的差异可分短筒取心；中、长筒取心；橡皮筒取心。短筒取心是指取心钻进中不接单根，它的工具中只有一节岩心筒，在取心工作中最常采用，适合任何地 层条件。中、长筒取心是指取心钻进中要接单根，取心工具中有多节岩心筒。中、长筒取心 目的是降低取心成本。 橡皮筒取心是指取心工具中有特制的橡皮筒， 通过橡皮筒与工具的协 调作用，能将岩心及时有效地保护起来，其目的是提高特别松散易碎地层的岩心收获率。由于目前橡皮筒耐温性能的限制，只适用井温不超过80 C的地层。2. 特殊取心（1）油基钻井液取心油基钻井液取心是指在

48、油基钻井液条件下进行的取心。 其目的是取得不受钻井液自由水污染的岩心，以求准储层原始含油饱合度资料，为合理制定油田开发方案提供依据，它适用 于砂岩油田。（2 ）密闭取心密闭取心是采用密闭取心工具与密闭液，在水基钻井液条件下取出几乎不受钻井液自由水污染的岩心。密闭取心时在钻井液中加入“示踪剂”，以检查所取出的岩心是否被钻井液浸入及浸入程度。由于油基钻井液取心成本高，所以在密闭取心质量指标有可靠保证的条件 下，密闭取心可近似代替油基钻井液取心。以注水方式开采的砂岩油田，在开发过程中为检 查油田注水效果，了解地下油层水洗情况及油水动态，常采用密闭取心。（3）保压密闭取心保压密闭取心是采用保压密闭取心

49、工具与密闭液，在水基钻井液条件下， 取得能保持储层流体完整性的岩心。也就是能取得不受钻井液自由水污染并保持井底条件下储层压力的岩 心。为准确求取当时井底条件下储层流体饱和度、储层压力、相对湿度及储层物性等资料， 采用保压密闭取心。（4 ）定向取心定向取心是采用定向取心工具，取出能反映地层倾角、倾向、走向等构造参数的岩心。 在油气藏勘探、开发过程中，为直观了解储层的构造参数，全面掌握地质构造的复杂性及其 变化，采用定向取心。对松散易碎的地层不适用。（三）岩心整理1. 岩心出筒岩心出筒的关键是保证岩心次序、排列不乱，并尽可能保证岩心的完整和原有特征。按 出筒顺序及时清洗岩心（常规水基钻井液取心可用

50、水洗；油基钻井液取心只许用无水柴油清洗；密闭取心禁止用任何流体清洗，而采用竹、木片及棉纱清除岩心上的密闭液）。岩心出筒时，要及时观察岩心出油、冒气、含水情况，进行荧光直照、滴照和滴水试验，作好记录。 对做含油饱和度分析的岩心禁用水冼，及时细描、蜡封，尽快送样分析。2. 岩心丈量岩心出筒后，首先要清除“假岩心”（包括井壁岩石掉块及压缩泥饼等）。岩心清洗干净后，对好断面使茬口吻合，磨光面和破碎岩心摆放要合理，由顶到底用尺子一次丈量，长度 读至厘米，自上而下作出累积的半米及整米记号，用红、黑铅笔划出两条平行线，箭头指向 钻头位置，上为红线，下为黑线。计算岩心收获率，其计算精度到小数点后一位。岩心收获

51、率=本筒岩心长度本筒取心进尺100%(1-1)18#口井岩心取完后，应计算出总的岩心收获率。岩心总收获率=全井岩心总长100%(1-2)#3. 岩心编号将丈量完的岩心按井深自上而下（以写井号一侧为下方）、由左向右依次装入岩心盒内，然后进行涂漆编号。编号密度原则上储集层按20cm 个，其它岩性 40cm 个，应在本筒的范围内，按其自然断块自上而下逐块编号。编号采用带分数形式表示，如3±即表示第10三次取心中共有10块岩心，此块为第 5块。岩心盒内筒次之间用隔板隔开，并贴上岩心标签，以便区别和检查。（四）岩心描述岩心观察描述是一项重要而细致的地质基础工作，既要全面观察，又要重点突出。对含

52、 油、气岩心的观察描述，应及时进行，以免油、气逸散挥发而漏失资料。1.岩心油、气、水观察岩心油气水观察，从取心钻进开始，直到岩心描述结束。取心钻进时，观察钻井液槽面 的油气显示情况。岩心出筒时，当取心钻头一出井口，要立即观察从钻头内流出来的钻井液 中的油气显示特征，边出筒边观察油气在岩心表面的外渗情况，注意油气味。岩心清洗时， 边洗边作浸水试验。岩心描述时，含油岩心除柱面、断面观察外，要特别注意观察剖开新鲜 面含油情况。凡储集岩岩心，无论见油与否，均要做荧光试验。（1 ）含气试验洗岩心时，将岩心浸入清水下约 20mm，观察含气冒泡情况。如气泡大小、部位、处数、H2S味等。凡冒气泡地方用色笔圈出

53、，凡连续性、持续时间、声响程度、与缝洞关系、有无 能取气样者，都要用针管抽吸法或排水取气法取样。（2 ）含水观察直接观察岩心剖开新鲜面湿润程度。湿润：明显含水，可见水外渗； 有潮感：含水不明显，手触有潮感； 干燥：不见含水，手触无潮感。（3 ）滴水试验11用滴管滴一滴水在含油岩心平整的新鲜面上，滴 时不宜过高，观察水滴的形状和渗入速度，以其在一 分钟之内的变化为准分 4级（图1-11）。渗：水滴保不住，滴水即渗，判断是含油水层；缓渗：水滴呈凸透镜状，浸润角小于60°，扩散渗入慢，判断是油水层；半珠状：水滴呈半珠状，浸润角 60。90°,不 见渗入，判断是含水油层；珠状：水滴

54、不渗，呈圆珠状，浸润角大于90°,一 I/（渗）半珠状 （微渗）4 90珠状（不渗）19图1-11滴水级别的划分（据钻井地质录井手册，1993）判断是油层。含油储集岩含水观察以滴水试验为主，含气储集 岩含水观察以直接观察为主。（4 ）荧光试验包括直照法、滴照法、系列对比法、毛细分析法等，将在荧光录井中详细介绍。2. 岩心含油级别的确定含油级别是岩心中含油多少的直观标志。例如，含油级别高的砂层往往是油层，含油级 别低的砂层往往是干层、水层。而相反的情况也是有的，气层、轻质油层、严重水浸的油层 等岩心往往含油级别很低，甚至看不出含油。根据储集层储油特性不同，分为孔隙性含油、缝洞性含油，并分别划分含油级别。（1）孔隙性含油孔隙性含油是以岩石颗粒骨架间分散孔隙为原油储集场所，含油级别可根据岩石新鲜面含油面积、含油饱满程度、含油颜色、油脂感等划分为饱含油、 富含油、油浸、油斑、油迹、荧光六级，具体划分标准及特征见