第2章第4节钻井液录井

1、课堂回顾课堂回顾岩屑录井的定义岩屑录井的定义岩屑迟到时间岩屑迟到时间获取代表性的岩屑关键两点获取代表性的岩屑关键两点岩屑描述：真假岩屑岩屑描述：真假岩屑岩屑录井影响因素岩屑录井影响因素岩屑录井资料的应用岩屑录井资料的应用第四节第四节 钻井液录井钻井液录井 钻井液录井定义：钻井液录井定义： 钻井液在钻遇油、气、水层和特殊岩性地层时钻井液在钻遇油、气、水层和特殊岩性地层时其其性能性能将发生各种不同的变化，根据钻井液性能的将发生各种不同的变化，根据钻井液性能的变化及槽面显示，来判断井下是否钻遇油、气、水变化及槽面显示，来判断井下是否钻遇油、气、水层和特殊岩性的方法称为层和特殊岩性的方法称为钻井液录井

2、钻井液录井。与人类看病查血类似。与人类看病查血类似。相关知识：钻井液简介相关知识：钻井液简介第四节第四节 钻井液录井钻井液录井 一、钻井液录井原则和要求一、钻井液录井原则和要求二、钻井液录井资料的收集二、钻井液录井资料的收集三、影响钻井液性能的地质因素三、影响钻井液性能的地质因素四、钻井液录井资料的应用四、钻井液录井资料的应用 任何类别的井，在钻进或循环过程中任何类别的井，在钻进或循环过程中都必须进行钻井液录井都必须进行钻井液录井。 区域探井、预探井钻进时不得混油，不得使用混油物。区域探井、预探井钻进时不得混油，不得使用混油物。 必须用混油钻井液钻进时，要收集油品及混油量等数据，并且一定要做混

3、必须用混油钻井液钻进时，要收集油品及混油量等数据，并且一定要做混油色谱分析。油色谱分析。 下钻划眼或循环钻井液过程中出现油气显示时，必须进行后效气测或循环下钻划眼或循环钻井液过程中出现油气显示时，必须进行后效气测或循环观察，取样做全套性能分析，并落实到具体层位或层段上。观察，取样做全套性能分析，并落实到具体层位或层段上。 遇井涌、井喷，应采用遇井涌、井喷，应采用罐装气罐装气取样，进行钻井液性能分析。取样，进行钻井液性能分析。 遇井漏，应取样做全套性能分析。遇井漏，应取样做全套性能分析。 钻井液处理情况，包括井深、处理剂名称、用量、处理前后性能等，都要钻井液处理情况，包括井深、处理剂名称、用量、

4、处理前后性能等，都要详细记入观察记录中。详细记入观察记录中。一、钻井液录井原则和要求一、钻井液录井原则和要求 根据钻井液性能的变化情况，可大致推断根据钻井液性能的变化情况，可大致推断地层及含地层及含油、气、水情况油、气、水情况。二、钻井液录井资料的收集二、钻井液录井资料的收集1 1油气水显示的分级油气水显示的分级 按钻井液中油气水显示的情况，分为四级：按钻井液中油气水显示的情况，分为四级：油花气泡：油花气泡：油花或气泡占槽面面积油花或气泡占槽面面积 3030以下。以下。油气浸：油气浸：油花或气泡占槽面面积油花或气泡占槽面面积 3030以上，钻井液性能变化明显。以上，钻井液性能变化明显。井涌：井

5、涌：钻井液涌出至转盘面以上不超过钻井液涌出至转盘面以上不超过1m1m。井喷：井喷：钻井液钻井液喷出转盘面喷出转盘面lmlm以上。喷高超过二层平台称强烈井喷。以上。喷高超过二层平台称强烈井喷。（1 1）泥浆槽液面变化情况）泥浆槽液面变化情况（泥浆槽连接泥浆池泥浆槽连接泥浆池） 记录槽面出现油花、气泡的时间，显示达到高峰的时间，显示明显减记录槽面出现油花、气泡的时间，显示达到高峰的时间，显示明显减弱的时间，并根据迟到时间推断油、气层的深度和层位；弱的时间，并根据迟到时间推断油、气层的深度和层位； 观察槽面出现显示时油花、气泡的数量占槽面的百分比，显示达到高观察槽面出现显示时油花、气泡的数量占槽面的

6、百分比，显示达到高峰时占槽面的百分比，显示减弱时占槽面的百分比；峰时占槽面的百分比，显示减弱时占槽面的百分比； 油气在槽面的产状、油的颜色、油花分布情况（呈条带状、片状、点油气在槽面的产状、油的颜色、油花分布情况（呈条带状、片状、点状及不规则形状）、气泡大小及分布特点等；状及不规则形状）、气泡大小及分布特点等； 槽面有无上涨现象，上涨高度，有无油气芳香味或硫化氢味等。必要槽面有无上涨现象，上涨高度，有无油气芳香味或硫化氢味等。必要时应取样进行荧光分析和含气试验等。时应取样进行荧光分析和含气试验等。2 2油、气显示资料收集油、气显示资料收集（2 2）泥浆池液面的变化情况）泥浆池液面的变化情况 观

7、察泥浆池面有无上升、下降现象，上升、下降的起止时间，上升、观察泥浆池面有无上升、下降现象，上升、下降的起止时间，上升、下降的速度和高度。下降的速度和高度。 池面有无油花、气泡及其产状。池面有无油花、气泡及其产状。（3 3）钻井液出口情况）钻井液出口情况 是否时快时慢、忽大忽小，有无外涌现象。是否时快时慢、忽大忽小，有无外涌现象。 如有这些现象，应进行连续观察，并记录时间、井深、层位及变化特如有这些现象，应进行连续观察，并记录时间、井深、层位及变化特征。征。 井涌往往是井喷的先兆，除应加强观察外，还应通知工程上做好防喷井涌往往是井喷的先兆，除应加强观察外，还应通知工程上做好防喷准备工作。准备工作

8、。（4 4）收集钻井液性能资料）收集钻井液性能资料 测量钻井液密度、粘度等测量钻井液密度、粘度等 （1 1）水浸的资料收集）水浸的资料收集水浸的概念：水浸的概念： 钻开水层以后，地层水在压差的作用下进入钻井液中，引钻开水层以后，地层水在压差的作用下进入钻井液中，引起钻井液性能的一系列变化，这就是起钻井液性能的一系列变化，这就是水浸现象水浸现象。由于地层水。由于地层水含盐量的不同，可分为含盐量的不同，可分为盐水浸和淡水浸盐水浸和淡水浸。3 3水浸显示资料的收水浸显示资料的收集集淡水浸的特点：淡水浸的特点： 钻井液被稀释，钻井液被稀释，密度、粘度密度、粘度均下降，均下降，失水量失水量增加，增加，流

9、动性流动性变好，钻变好，钻井液量随水量的增加而增加，井液量随水量的增加而增加，泥浆池液面泥浆池液面上升。上升。盐水浸的特点：盐水浸的特点： 钻井液性能将受到严重破坏，钻井液性能将受到严重破坏，粘度和失水粘度和失水增大，增大，流动性流动性迅速变差，迅速变差，呈不能流动的呈不能流动的“豆腐脑豆腐脑”状，状，氯离子氯离子含量剧增。含量剧增。水浸时应收集下列资料：水浸时应收集下列资料： 1 1）水浸的时间、井深、层位；）水浸的时间、井深、层位； 2 2）钻井液性能、流动情况、水浸性质；）钻井液性能、流动情况、水浸性质； 3 3）泥浆槽和泥浆池显示情况；）泥浆槽和泥浆池显示情况； 4 4）定时取样做氯离

10、子滴定实验。）定时取样做氯离子滴定实验。 （2 2）氯离子滴定实验）氯离子滴定实验 钻进过程中如钻遇盐水层特别是高压盐水层时，氯离子含量钻进过程中如钻遇盐水层特别是高压盐水层时，氯离子含量的变化很快，并的变化很快，并迅速破坏钻井液性能迅速破坏钻井液性能，常引起井下事故或井，常引起井下事故或井喷。因此，对喷。因此，对氯离子含量氯离子含量的测定是很有意义的。的测定是很有意义的。 测定方法自学。测定方法自学。测定原理：测定原理： 以以铬酸钾溶液铬酸钾溶液（K K2 2CrOCrO4 4）作指示剂，用）作指示剂，用硝酸银溶液硝酸银溶液（AgNOAgNO3 3）滴定氯离）滴定氯离子（子（ClCl- -）

11、，因氯化物是强酸生成的盐，首先和），因氯化物是强酸生成的盐，首先和 AgNOAgNO3 3作用生成作用生成 AgClAgCl白色白色沉淀沉淀。 当氯离子（当氯离子（ ClCl- - ）和银离子（）和银离子（Ag+Ag+）全部化合后，过量的即与铬酸根）全部化合后，过量的即与铬酸根（CrOCrO4 42-2-）反应生成）反应生成微红色沉淀微红色沉淀，指示滴定终点。，指示滴定终点。课堂回顾课堂回顾 钻井液录井定义钻井液录井定义 钻井液性能钻井液性能密度、粘度、切力、失水、泥饼、含盐量、含砂量、密度、粘度、切力、失水、泥饼、含盐量、含砂量、PHPH值值 钻井液录井资料的收集钻井液录井资料的收集油气显示

12、资料油气显示资料水浸资料的收集水浸资料的收集氯离子滴定实验（氯离子滴定实验（铬酸钾溶液、硝酸银溶液铬酸钾溶液、硝酸银溶液）4 4油、气上窜速度的计算油、气上窜速度的计算油、气上窜观象：油、气上窜观象： 当油气层压力大于钻井液柱压力时，在压差作用下，油、气进入钻井液当油气层压力大于钻井液柱压力时，在压差作用下，油、气进入钻井液并向上流动，这就是并向上流动，这就是油、气上窜观象油、气上窜观象。在在单位时间单位时间内油、气上窜的距离称内油、气上窜的距离称油、气上窜速度油、气上窜速度。油气上窜速度是油气上窜速度是衡量井下油、气活跃程度的标志衡量井下油、气活跃程度的标志。油气上窜速度越大，油。油气上窜速

13、度越大，油气层能量越大。气层能量越大。如果井底油气活跃，钻井液静止时间长，油气柱越来越长，当达到一定长如果井底油气活跃，钻井液静止时间长，油气柱越来越长，当达到一定长度后，钻井液柱压力就会远低于油气层压力，严重时就会发生井喷。所以，度后，钻井液柱压力就会远低于油气层压力，严重时就会发生井喷。所以，在现场工作中准确计算油气上窜速度具有重要意义，是做到油井在现场工作中准确计算油气上窜速度具有重要意义，是做到油井压而不死、压而不死、活而不喷活而不喷的依据。的依据。计算油气上窜速度的方法有计算油气上窜速度的方法有迟到时间法和容积法迟到时间法和容积法两种。两种。Blowout.avi Well-cont

14、rol.avi式中：式中：v v为油气上窜速度，为油气上窜速度，m mh h； H H为油、气层深度为油、气层深度，m m； h h为循环钻井液时为循环钻井液时钻头钻头所在井深，所在井深，m m； t t为为钻头钻头所在井深的迟到时间，所在井深的迟到时间，minmin； T T1 1为见油、气显示时间，为见油、气显示时间，minmin； T T2 2为下到为下到h h深度后开泵时间，深度后开泵时间，minmin； T T0 0为井内钻井液静止时间，为井内钻井液静止时间，h h。 迟到时间法比较接近实际情况，是现场常用的方法。迟到时间法比较接近实际情况，是现场常用的方法。120hHTTtvT（1

15、 1）迟到时间法：）迟到时间法：油气在静止时间段内油气在静止时间段内到达的井深位置，到达的井深位置，迟到井深迟到井深某井于某井于8 8月月2525日日1717：0000钻至井深钻至井深35003500米起钻，米起钻，8 8月月2626日日1313：0000下钻下钻至井深至井深30003000时开始时开始循环循环，钻井液钻井液1313：4040见油气显示，见油气显示，已知已知油层深为油层深为28002800，井深井深30003000的迟到时间为的迟到时间为50min50min，则油气上窜速度为（），则油气上窜速度为（）m/hm/h。例题：例题：式中：式中：v v为油气上窜速度，为油气上窜速度，m

16、 mh h；H H为油、气层深度为油、气层深度，m m； h h为循环钻井液时为循环钻井液时钻头钻头所在井深，所在井深，m m；t t为为钻头钻头所在井深的迟到时间，所在井深的迟到时间，minmin； T T1 1为见油、气显示时间，为见油、气显示时间，minmin； T T2 2为下到为下到h h深度后开泵时间，深度后开泵时间，minmin； T T0 0为井内钻井液静止时间，为井内钻井液静止时间，h h。式中：式中：Q Q为泥浆泵排量，为泥浆泵排量，l/minl/min； VcVc为井眼环形空间每米理论容积，为井眼环形空间每米理论容积，l/ml/m； 其余符号同前。其余符号同前。 下钻过程

17、中，下钻过程中，多次循环钻井液时多次循环钻井液时适合于用容积法计算适合于用容积法计算上窜速度，但误差较大。上窜速度，但误差较大。120cQHTTVvT（2 2）容积法）容积法1. 1. 高压油、气、水层高压油、气、水层 钻穿高压油气层时，油气浸入钻井液，造成密度降低、粘钻穿高压油气层时，油气浸入钻井液，造成密度降低、粘度升高。度升高。钻遇淡水层时，密度、粘度和切力均降低，失水量增大。钻遇淡水层时，密度、粘度和切力均降低，失水量增大。钻遇盐水层时，粘度钻遇盐水层时，粘度增高后又降低增高后又降低，密度下降；切力和含，密度下降；切力和含盐量增加。水侵会使钻井液量增加。盐量增加。水侵会使钻井液量增加。

18、 三、影响钻井液性能的地质因素三、影响钻井液性能的地质因素 2. 2. 盐侵盐侵 当钻遇可溶性盐类，当钻遇可溶性盐类，如岩盐（如岩盐（NaClNaCl）、或盐膏层）、或盐膏层时，会增加时，会增加钻井液中的含盐量，使钻井液性能发生变化：粘度和失水量钻井液中的含盐量，使钻井液性能发生变化：粘度和失水量增大。增大。 当盐侵严重时，还会影响粘土颗粒的水化和分散程度，而使当盐侵严重时，还会影响粘土颗粒的水化和分散程度，而使粘土颗粒凝结，粘度降低，失水量显著上升。粘土颗粒凝结，粘度降低，失水量显著上升。3. 3. 钙侵钙侵 钻遇石膏层时，发生钙侵，使粘度和切力急剧增钻遇石膏层时，发生钙侵，使粘度和切力急剧

19、增加，有时甚至使钻井液呈豆腐块状，失水量随之上加，有时甚至使钻井液呈豆腐块状，失水量随之上升。升。4 4砂侵砂侵 砂侵主要由于粘土中原来含有的砂子及钻进过程砂侵主要由于粘土中原来含有的砂子及钻进过程中岩屑的砂子未清除所致。含砂量高，则影响钻井中岩屑的砂子未清除所致。含砂量高，则影响钻井液密度、粘度，使切力增大。液密度、粘度，使切力增大。5 5粘土层粘土层 钻遇粘土层或页岩层时，因地层造浆，使钻井液密度、粘钻遇粘土层或页岩层时，因地层造浆，使钻井液密度、粘度增高。度增高。6 6漏失层漏失层 钻进漏失层时要求钻井液具有高粘度、高切力，以阻止钻钻进漏失层时要求钻井液具有高粘度、高切力，以阻止钻井液流