钻井实习报告

钻井地质实习一、重要目的和任务：理解钻井过程概况和多个录井办法，掌握单井地质设计内容。二、实习地点及方式： 地点：井场。方式：参观。三、时间安排：三天。四、教学内容（一）场的构成及钻井过程概况1、井场概况井场是在陆地上打井时为便于钻井施工，在井口周边平整出来的一片平地，面积根据钻机钻探能力的大小而定，钻6km深井的钻机约需120×90m2，钻3km井深的钻机约需100×60m2，再不大于此的钻机，井场可小到60×80m2。井场用于放置钻井设备如井架、动力机、泥浆泵及循环系统、以及寄存钻杆、套管等管材，放置水罐、油罐、洗井液罐及堆放洗井液材料、多个配件等。并设有值班房、发电房、库房等临时建筑。井场的空场大小应能满足迁居、安装、固井及解决事故等作业时大批车辆进出、摆放的需要。井场的形状大致上为长方形，可因地制宜以减少土方量。但公路应从井架大门前方通入井场，不应从钻井设备后部通入（即所谓倒井场），油罐等也不应放于井场入口附近，以免井场上出现井喷、失火等险情时抢险车辆无法进入井场。对离矿区较远的探井，尚需有生活设施如宿舍、厨房、饭厅等。图18钻井井场及设备示意图1．天车 11．鼠洞（接单根用） 21．管子坡道 31．（脱泥机）泥浆过滤设备2．井架 12．鼠洞（放方钻杆用） 22．管架 32．脱砂机3．二层台 13．固定大钳 23．井架底座 33．离心机4．游动滑车 14．接管用大钳 24．泥浆返回管线 34．泥浆泵5．大钩 15．绞车 25．泥浆振动筛 35．干水泥储藏罐6．水龙头 16．指重表 26．节流管汇 36．储水罐7．吊卡 17．司钻控制台 27．泥浆-天然气分离器 37．发电机8．方钻杆 18．井场值班室 28．脱气装置 38．防喷器组9．方钻杆补心 19．水龙带 29．泥浆储藏池10．方补心 20．蓄能装置 30．泥浆池如在水面上打井，则用钻井平台完毕上述功效。整个钻井设备的布置状况见图19。2、钻井过程一口井从开始钻凿到完毕，要通过诸多道工序，现分述之。（1）准备工作图19钻井设备布置状况①定井口位置地质师根据地质上或生产上的需要拟定井底位置。当井身轴线按铅垂线设计时，井口中心与井底中心位置在同一铅垂线上，这就是直井。如果井身轴线对铅直线而言是斜的或是曲线形状，则井口中心位置将不与井底中心在同一铅垂线上，这就是定向井。②修公路为了将多个设备与物资运入井场，需要修公路。因有时满载车总重可达30~40t或更多，公路应能通行重车。公路不平将减小车速，并使车辆过早损坏。③平井场在井口周边平整出一块场地以供施工之用。井场面积因钻机而异，大型钻机约需120×90m2，中型钻机约为100×60m2，形状大致呈长方形，可因地制宜。④打基础为了确保设备在打井过程中不会因下陷不均匀而歪斜，要打基础（或称基墩）。小些的基础可用方木或预制件，大型的基础则在现场用混凝土浇灌。⑤安装立井架，安装钻井设备、泥浆泵，安放或挖掘泥浆池、泥浆槽等。（2）钻进现在世界各地普遍使用的钻井办法是旋转钻井法（或称转盘钻法），此法始于19。①钻进直接破碎岩石的工具叫钻头。钻进时用足够的压力把钻头压到井底岩石上，使钻头的刃部吃入岩石中。钻头上边接钻柱，用钻柱带动钻头旋转以破碎井底岩石，井就会逐步加深。加到钻头上的压力叫钻压，是靠钻柱在洗井液中的重量（即钻柱在空气中的重量减去在洗井液中的浮力后的重量）的一部分产生的。钻柱把地面上的动力传给钻头，因此，钻柱是从地面始终延伸到井底的，井有多深，钻柱就有多长。随着井的加深，钻柱也逐步增加，其重量也逐步加大，以致于会超出钻压的需要。过大的钻压将会引发钻头、钻柱、设备的损坏，因此必需将不不大于钻压的那部分钻柱重量吊悬起来，不使作用到钻头上，如图20所示。形成钻压的部分钻柱处在受压缩应力状态，被吊悬部分受拉伸应力。当井刚开钻时，由于井很浅，钻柱重量不大于钻压，因此井内钻柱全部受压；当井变深，钻柱重量超出钻压需要时。上部钻柱被吊悬而处在受拉状态，下部仍处在受压状态。钻柱在洗井液中的重量称为悬重，大干钻压需要而吊悬起来的那部分重量称为钻重，亦即：钻压=悬重-钻重井加深的快慢，即钻进的速度，用机械钻速或钻时表达。机械钻速是每小时破碎井底岩石的米数，即每小时进尺数，普通简称钻速。钻时是每进尺lm所需分钟数。（1）式中──钻速，m/h；H──为时间T内的钻头进尺数，m，T单位为h。（2）式中 Tm──钻时，min/m；H──t时间内的进尺数，m；t──钻进H所用时间，min。②洗井井底岩石被钻头破碎后来形成小的碎块，称为钻屑，也常称为砂。钻屑积多会妨碍钻头钻凿新的井底，引发机械钻速下降。因此必需及时地把钻屑从井底去除掉，并携出地面，这就是洗井。洗井用洗井液进行。洗井液能够是以水、油为基础的悬浮液，也能够是空气或天然气等气体。现在用得最多的是以水为基础的水基洗井液，即粘上分散于水中所形成的悬浮液。也有人把洗井液称为钻井液，但多数人则把多个洗井液统称之为泥浆。用气体洗井时则称为空气钻井。钻柱是中空的管柱，把洗井液经钻柱内孔注入井中，从钻头水眼中流出以清洗钻头并冲向井底，将钻屑冲离井底，钻屑随同洗井液一同进入井眼与钻柱之间的环形空间，向地面返升，始终返到地面，其流程见图21。钻屑在地而上从洗井液中分离出来并被去除掉，称为除砂。不含钻屑的洗井液再被注入井内，重复使用。洗井液为气体时则不再回收。在钻进时，洗井是与破碎岩石同时进行的。为了维持洗井液不间断地循环，就需用泵持续灌注。液体在流经管路时是要损耗能量的，即要克服流动阻力而损耗洗井液所含有的压力。因此，泵的出口压力应较高以维持循环。③接单根在钻进过程中，由于井在不停加深，钻柱也要及时接长，每次接入一根钻杆叫做接单根。打一口井要接诸多次单根。④起下钻为了更换磨损了的钻头，需将全部钻柱从井中取出，换了新钻头后来再重新下入井中，叫起钻和下钻。一口井要用诸多只钻头才干钻成，因此起下钻的次数是诸多的。为了提高效率，节省时间，起下钻时不是以单根钻杆为单位进行接卸，而是以二或三根钻杆为一接卸单位，称为立根。立根长度普通为24~28m。为了配合这样长的立根，井架高度普通为41m左右。也可能是其它因素，如打捞落入井中的物件，解决卡钻等工作也需要进行起下钻的操作。⑤固井一口井在钻凿过程中，要穿过多个性质不同的地层：有的地层岩石坚硬，井眼形成后来能够维持较长时间而不致坍塌；有的地层则很松软、破碎，形成的井壁不稳定，井壁上的岩石极易坍塌落入井内；有的地层内含有高压油、气、水等流体；有的地层强度不高，易被压裂、造成洗井液漏失；有的地层含有某些盐类，会使洗井液性能变坏等等。尽管地层复杂多变，还是得设法将这些地层钻穿，否则无法继续向下钻进。当这些地层被钻穿后来，上述的多个复杂状况有的可能消失，对后来的钻井工作不再造成危害，而有的则继续给钻井工作造成麻烦，可能会形成隐患。为了保护已钻成的井眼和使后来的钻井工作顺利进行，或为生产造成通路，避免各层间串通，应当在适宜的时候对井眼进行加固，称为固井。固井的办法是将称为套管的薄壁无缝钢管下入井中，并在井眼与套管之间灌注水泥浆以固定套管，封闭环形空间，隔开某些地层。这就是下套管，注水泥作业。一口井从开始到完毕，常需下入多层套管并注水泥，即需进行多次固井作业。⑥事故解决如物件落入井内，需进行打捞，钻杆断在井内也要打捞；钻柱被卡在井内时则要设法解除卡钻。除落物外，引发井内复杂状况而需要解决的因素多系洗井液性能不符合规定所造成的。⑦其它作业在钻井过程中要进行钻屑录井、气测井、电法测井以及地层测试；交井后来还可能有射孔、替喷、试油、酸化压裂等项作业。（二）多个录井办法1、岩心录井岩心录井就是在钻井过程中用专门的取心工具，将井下岩石取上来（这种岩石叫岩心）并对其进行分析、研究获得各项资料的过程。岩心是最直观、最可靠的反映地下岩层特性的通过对岩心的分析、研究能够理解下列问题：①理解岩性、岩相的特性，进一步分析判断沉积环境。②观察古生物特性，拟定地层时代，进行地层对比。③测定储集层的储油物性及有效厚度，搞清储集层的四性（岩性、物性、电性、含油性）关系。④硕士油层特性及生油指标。⑤理解地层倾角、接触关系、裂隙、溶洞及断层发育状况等。⑥检查开发效果，理解开发过程中所必须的资料数据。可见，岩心录井可觉得制订合理的勘探和开发方案，精确计算储量，采用有效的增产方法，提供可靠的根据，因此，取心工作是石油勘探和开发中重要的一环。我们应当高度重视。（1）取心原则及取心层位的拟定①取心原则由于钻井取心成本高，钻进速度慢，钻井技术较复杂，因而不可能在油田勘探开发过程中，对每口井都取心，但为了掌握地下状况，取心又不能过少或不取心，取心应当本着既要提高钻速、减少成本，加速油、气田勘探，又不碍于解决重大地责问题为原则。新探区的第一批探井不取心，方便尽快理解全区的含油、气状况；勘探阶段的取心工作应注意点面结合，充足运用少数取心井，以获得全区地层、构造、含油性等各项资料，开发阶段的检查井视取心目的而定。特殊目的取心井可根据具体状况临时决定。②取心层位取心层位的拟定原则：A、重要含油、气层位。B、预计重要地质界限、岩性原则层、化石层和电性原则层（理解岩性与电性的关系）的层位。C、含有特殊地质意义的层位，如岩性复杂、层位不清、断层通过层位，油水过渡带等。（2）提高岩心收获率的方法取心的核心在于如何提高岩心收获率。岩心收获率=（3）①取心前做好准备工作现场地质人员应根据设计，结合实钻剖面状况，分析对比，拟定设计取心部位的具体取心井段。地质和工程人员共同检查取心工具，并认真丈量取心工具与钻具的长度。作好组织分工及物质准备。②取心钻进中要采用下列方法A、精确统计下井钻具，核算井深，每次下钻终究必须校对打入。普通状况下，计算井深与实际状况是相符的，如有不符的现象，分析与否由于下列因素造成：井底沉砂太多，井内有余心；井内可能有落物；计算上有误差；井斜影响。在查清钻具的基础上，消除不符现象，使井深精确无误。B、认真观察并具体统计在取心钻进中出现的多个现象，如蹩、跳钻、放空、井漏、蹩泵……等。在油、气层取心时，应观察有无油、气显示。C、选择好割心层位是提高岩心收获率行之有效的方法。如割心位置选择不当，岩心收获率会很低，特别是疏松油砂岩的取心更是如此。抱负的割心层位是岩心顶部终究部是一段较致密的地层，卡住岩心（普通讲的“穿鞋戴帽”），提高岩心收获率。普通多选择泥岩或泥质粉砂岩井段为割心层位。具体选择时，应当认真对比本井与邻井资料。D、保持泥浆性能稳定，应特别注意保持泥浆失水量在5毫升下列，否则泥浆失水量过大会浸泡油层部位的岩心。E、在取心钻进操作上，不能随意上提下放钻具。根据取心筒长度掌握好取心进尺。起钻时操作要平稳，严禁用转盘卸扣和猛提猛刹，避免甩掉岩心或因岩心爪未卡死而把岩心掉入井内。（3）岩心录井资料的整顿岩心从井下取出后，要倍加爱惜，尽量保持岩心的完整性，方便提供更多的地质资料。岩心要通过许多环节，最后整顿出较系统的资料。从岩心出筒、岩心丈量、岩心整顿、编号、观察描述（内容丰富，重要涉及描述颜色、岩石定名、成分、构造、胶结物性质及程度、特殊矿物及化石，缝缝洞洞的发育状况、岩心倾角的测定、断层及接触关系等等）、含油气实验到岩心采样，最后编绘出岩心录井草图。岩心录井工作才算结束。2、岩屑录井钻井时，地质人员按照一定的深度间隔和迟届时间，及时地把被钻头破碎的岩屑收集起来，进行观察描述，建立地层剖面，以理解井下地层的变化状况的工作称为岩屑录井。在勘探过程中，为了查明探区含油、气状况，尽快拿下新油田，在普通取心少或不取心的状况下，要获得大量的地层、构造、含油气状况等第一手资料，就必须广泛采用岩屑录井工作办法。岩屑录井含有成本低、简便易行、资料系统性较强并且理解地下状况及时等优点。因此，岩屑录井在油、气田勘探工作中占有相称重要的地位。（1）岩屑录井的核心①确保井深精确井深精确与否是取准资料的核心。规定做到岩屑、气测和钻井工程统计三对口。必须管好钻具，倒换钻具时，及时校核，重复计算；每次接单根及下钻完后都要核对方入，检查井深与否精确，校对方入时，必须以钻具井深为准；在钻井过程中，还须及时校核钻具，如为理解卡，可能将钻具拉长，井深出现误差，解卡后要进行校核。②精确测量及计算迟届时间被钻头破碎的岩屑从井底返到地面需要一定时间，即普通所称的迟届时间。岩屑迟届时间与否对的，直接影响岩屑的代表性和真实性。随着井深的增加，迟届时间也将增加。为了使岩屑含有代表性，必须按一定间距测定岩屑的迟届时间。测定岩屑迟届时间有许多个办法，惯用的为下列两种办法：A、理论计算法：理论计算法公式为（4）式中：T──泥浆迟届时间，分；Q──泥浆泵排量，米3/分；V──井内环形空间容积，立方米；D──井眼直径，米；D──钻杆外径，米；H──井深，米。用理论计算法求得的迟届时间与实际迟届时间之间有一定误差，前者往往偏小。实际工作中，仅用它作参考，或只在1000米以内的浅井中采用。B、实测法：实测法是现场惯用的办法，简朴精确。普通采用比重与岩屑靠近，颜色鲜艳的玻璃、塑料片、碎砖块等，在接单根时，将这些实物投入钻杆内。然后开泵，统计开泵时间，再统计实物随泥浆循环返出地面后的时间，两个时间之差就是实物随泥浆循环一周的时间，设为T1；钻杆内泥浆由井口到井底的下行时间设为T2，则实物从井底上返到井口所需时间即求的迟届时间T=T1-T2。T2也可作理论计算（5）式中：d──钻杆内径。其它符号同前公式。除以上办法外，尚有某些办法如运用特殊岩性的地层核算迟届时间也可测定迟届时间。（2）岩屑录井的普通过程岩屑返出地面后，地质人员按一定的迟届时间，在振动筛上捞取岩屑，取样间距根据对探区地质状况的理解程度和本井的任务而定，普通是每米取一种样，如遇油、气显示时要加密取样。为保持岩屑的持续性，规定持续捞取。获得岩屑后，经洗、晒（或烤）、把岩屑装成袋，按井深编号，然后进行挑选，逐级描述，描述时要特别注意分辨真假岩屑，描述内容基本与岩心描述相似，但应重点突出，定名精确，对油、气显示层段、原则层、特殊岩性层要着重描述。描述完后，将岩屑装箱，妥善保管。最后将岩屑录井资料整顿，绘制岩屑比例图。岩屑比例图是建立地层剖面的基础图件，也是分层和卡层的基础。将不同深度的多个岩石比例，按一定符号、一定次序和选择好的纵横比例绘在厘米方格纸上，多个岩屑按岩性、粒度等依次排列，将多个岩屑分别连线，便可得出岩屑比例图（图22）。而后绘制成岩屑录井草图。待电测完后，进行综合解释，最后绘制出单井的地层综合柱状剖面图。（3）岩屑录井的影响因素在此重要讨论影响岩屑代表性的因素。岩屑录井即使及时、简便，但影响因素甚多，使岩屑的代表性受到一定影响，以致影响岩屑录井质量。①泥浆性能的影响泥浆性能的好坏，直接影响钻井工程的正常进行，也严重影响岩屑录井的质量。如采用低比重，低粘度泥浆或用清水快速钻进时，井壁垮塌严重，岩屑特别混杂，使岩屑代表性差。在解决泥浆过程中，若其性能变化很大，特别是泥浆切力小时，岩屑也特别混杂。在正常钻进中未解决泥浆时，泥浆在井筒环形空间中普通形成三带：靠近钻具的一带为正常泥浆循环带，携带并传送岩屑；靠近井壁的地方形成泥饼；两者之间为处在停滞状态的胶状泥浆带，其中混杂有多个岩性的岩屑。当泥浆性能未发生变化时，胶状泥浆带对正常泥浆循环带的影响较小，因此岩屑混染程度较轻，如果忽然解决泥浆，性能忽然变化，切力变小，破坏了三带的平衡状态，胶状泥浆带中混杂的多个岩性的岩屑进入循环带，而造成岩性特别混杂。当新的平衡建立后，这种混杂才会中断。②钻头类型和岩石性质的影响钻头类型不同及新旧程度有差别，破碎的岩屑形态上有差别，比重也有差别，因此岩屑上返速度变化很大。如片状岩屑接受泥浆冲力及浮力的面积大，比重较轻，故上返速度快，粒状及块状岩屑与泥浆接触面积小、比重较大，故上返速度慢。由于上返速度不同，直接影响到岩屑迟届时间的精确性，从而影响了岩屑的代表性。③钻井参数及井眼大小的影响当钻井参数不变，而井眼不规则时，泥浆上返速度也就不一致。在大井眼处，上返慢，携带岩屑能力差，甚至出现涡流使岩屑不能及时返出地面，造成岩屑混杂；而在小井眼处，泥浆流速快，携带岩屑上返及时。由于井眼不规则，泥浆流速不同，岩屑上返时快时慢，直接影响迟届时间的精确性，并使岩屑混杂不清。当钻井参数变化时，对岩屑代表性影响也很大，排量大，泥浆流速快，岩屑能及时上返；如果排量小，钻压较大，转速较慢，岩屑不能及时上返，使岩屑混杂严重，特别是排量及泵压变化频繁时更为严重。影响岩屑失真的因素诸多，除上述外，其它尚有如岩屑取样办法和解决办法不当；司钻操作时加压不均匀，或者打打停停等都会影响岩屑的代表性，给识别真假岩屑造成困难。（4）岩屑录井资料的应用岩屑录井资料通过阶段整顿后，编制成岩屑录井草图，其重要应用于下列几个方面：①进行地层对比将岩屑录井草图与邻井进行地层对比，目的是系统理解本井地层的岩性和油、气、水层的重要特性及深度，以指导下阶段钻井工作，并可校正地质预告，如实钻状况的与原设计出入较大，应当修改地质设计。②为电测解释提供地质根据对探井来说，综合运用岩屑录井草图，能够大大提高电测解释的精度。在砂泥岩剖面中，仅凭电性特性解释油、气层常感到困难，而岩屑录井资料能够提供实际资料，与电测资料互相校核。③为钻井工程分析事故提供参考在解决工程事故（如卡钻、倒扣、泡油等）的过程中，经常应用岩屑录井草图分析事故发生的因素、制订有效的解决方法。在进行半途测试、完井作业过程中也要参考录井草图。④岩屑录井草图是编绘完井综合录井图的基础岩屑录井资料不管在碎屑岩地区，还是碳酸盐岩地区，都能够建立起一种比较完整的钻井地层剖面。对碳酸盐岩地区来说，更重要的是运用岩屑中的次生矿物来研究缝缝洞洞的发育状况，据四川地区的经验，根据次生矿物的多少，可判断缝洞的多少；根据次生矿物的晶形，可判断缝洞的发育程度；根据自形晶体矿物的大小，可判断缝洞的大小等。岩屑录井是钻井地质工作的中心环节，是现在钻进过程中理解地下地质状况及油、气显示的重要手段。以岩屑录井为主的多个录井资料的综合，又是进行地质综合研究的基础。钻井与地质工作者应亲密配合做好多个录井工作。3、钻时录井地层的软硬直接影响钻进的速度，疏松性软的岩层钻进快；致密坚硬的岩层钻进慢，因此，根据钻进的快慢能够理解地层的状况。表达钻进的快慢能够用钻时和钻速两个不同的概念。钻速是单位时间内所钻的深度，用米/小时表达，钻时是每钻进一米所需的时间，用分钟/米表达。出于地质录井的需要，现场常采用钻时而不采用钻速。根据钻时的变化，既能够协助我们判断井下地层岩性变化反映地层的可钻性和缝洞发育状况，又能协助钻井工程人员掌握钻头使用状况，提高钻头运用率，并改善钻进方法，提高钻速，减少成本。在新探区从井口开始统计规定每米统计一次钻时，在目的层应加密到每0.5米统计一次。老探区的非目的层可1米以上统计一次或不记。但目的层仍须每米统计一次。钻进中如发现有油、气、水显示，应即加密或持续统计以搞清油、气、水层的状况。统计钻时的办法较多，各地区井队自力更生采用了多个不同的简易统计钻时的办法，如深度面板法，米尺划线法，固定标尺法等。（1）钻时录井的影响因素①泥浆性能及钻井参数的影响泥浆性能对钻时的影响很大，泥浆性能稍有变化，钻时上便有反映，普通泥浆比重低，粘度小、排量大，则钻时低；相反，则钻时高。在地层岩性相似的状况下，若钻压大、转速快、排最大，对岩石破碎效率高，故钻时低；相反，钻井参数选用不当，则钻时高。钻井参数的大小是相对而言，如钻压过大，会出现掉牙轮，或掉钻头，甚至断钻具等；但若钻压过小，会使钻时增大，影响钻进速度。若排量过大，会将井壁冲坏；但若排量太小，泥浆不能较好携带岩屑，使钻时增大。因此，钻井参数应因地制宜，选择得当。②钻头类型与新旧程度的影响钻头是破碎岩石的工具，钻头破碎岩石的效果，将直接影响钻进速度。钻头的类型诸多，不同类型的钻头，破碎地层的能力不同。如牙轮钻头，普通L型适于钻软地层；M型适于钻中软地层；C型适于钻中硬地层；T型适于钻较硬地层；K型适于钻硬地层。刮刀和鱼尾钻头适于钻软地层。钻头的选择与否合理，直接影响钻时的大小，如不针对地层的软硬选择钻头必然影响钻进速度，使钻时增大。钻头新旧的程度对钻时的影响也是很明显的，显然在同一地层中新钻头比旧钻头钻进快，钻时低。③岩石性质的影响岩石性质由构成岩石的矿物成分、构造、胶结程度等因素决定，不同的矿物成分、构造、胶结程度，岩石性质不同。在某种类型的钻头和一定的钻井参数的状况下，普通疏松性软的地层比致密坚硬的地层钻进快，钻时低。这是运用岩石性质进行钻时录井的重要根据。④操作技术的影响司钻的操作技术纯熟程度对钻时的高低也有一定影响，经验丰富的司钻送钻比较均匀，能根据地层软硬采用对应方法，钻时的变化就能更加好地反映地下地层的较硬程度。如操作技术不纯熟，钻时的代表性就差些。（2）钻时曲线的应用在钻进过程中，地质人员把统计的钻时数据按井的深度绘成的曲线称钻时曲线（图23）。钻时曲线重要应用于地质和钻井工程方面：①运用钻时录井定性的判断岩性，协助解释地层剖面，在砂泥岩分布地区，能够协助分辨出渗入层，与其它录井资料配合，能够协助发现油、气、水层。②判断缝缝洞洞的发育的井段。当钻时忽然加紧、钻具放空等，阐明井下可能碰到了缝缝洞洞，与岩屑、泥浆录井资料配合，可判断与否钻遇缝洞以及缝洞的大小和发育程度等。③作钻井工程方面，根据钻时录井能够计算纯钻进时间，进行时效分析；根据不同类型钻头对各类岩石的破碎强度以及实际统计的钻时大小，合理选择钻头；根据钻时的突变，推断与否钻遇油、气层，决定工程上应采用的方法。应当指出，钻时录井资料应用的原则是钻井参数大致相似，或最少在一种钻头钻进时间内，钻井参数变化不大。另外，由于钻时录井的影响因素甚多，必须与其它录井、测井资料配合，才干更加好地应用。4、泥浆录井泥浆是钻井的血液，它对钻井工程极其重要，它是确保优质、快速、安全钻井的重要因素之一。在钻进过程中泥浆性能经常会发生变化，而这种变化重要是与钻进的岩层性质有关，因此，我们常运用钻进过程中泥浆性能的变化来分析研究井下油、气、水层的状况，以及判断特殊岩性的地层。（1）对泥浆性能的普通规定从地质和工程的角度出发，既要搞清地下地层及含油、气状况，又必须正常、安全的生产，为此必须对泥浆性能提出某些规定。泥浆的种类和泥浆性能及其测定办法等已在有关的课程中叙述，在此只谈谈对泥浆性能的普通规定：①比重泥浆比重是指泥浆在2O℃时的重量与同体积4℃时的纯水重量之比。调节泥浆比重重要是为了调节井筒内液柱的压力。泥浆比重越大，对井底及井壁的压力越大。在确保平衡地层压力的状况下，规定泥浆比重尽量低。这样，泥浆性能容易稳定，易于发现油、气层，有助于快速钻进。普通规定比重为1.10~1.25。当钻入易垮塌的地层和钻开目的层以上的高压油、气、水层时，应适宜加大泥浆比重，以避免地层垮塌及井喷。而当钻进低压油、气、水层及漏失层时，应减小泥浆比重，减小压差，以免压差过大发生井漏。总之，调节泥浆比重，应做到对普通地层不塌不漏，对油、气层压而不死，活而不喷。②粘度泥浆粘度是指泥浆流动时，其内部分子间的摩擦阻力，即泥浆流动时的粘滞程度。其大小惯用时间“秒”来度量。普通规定泥浆粘度为20至30秒之间。对于易造浆的地层能够适宜小些，而易于垮塌及裂缝发育地层，则能够适宜提高粘度，但不适宜过高，否则易造成泥包钻头或卡钻、气侵、砂子不易下沉，含砂量增大等，而影响钻速。因此普通地层规定低粘度、大泵量。③失水量当泥浆柱压力不不大于地层压力时，泥浆水渗入地层的现象，称失水，失水的多少叫失水量。普通用毫升表达。规定泥浆失水量普通不超出10毫升。对于易垮塌的地层则规定失水量愈小愈好，并规定严格控制失水量。在钻遇油、气层时也应保持较小的失水量。④泥饼泥浆在失水时所形成的胶结状的泥糊叫泥饼。以毫米表达。它的厚度重要取决于失水最的大小，失水量大，则泥饼厚，反之，则薄。当钻进油、气层后，如果失水量大，则泥饼厚，泥浆浸泡时间过长，就会堵塞油、气层，影响油、气产量和完井作业的顺利进行。同时泥饼过厚会使井眼变小，易造成阻塞和卡钻。因此，对泥饼的规定不能过厚，普通规定不大于2毫米。⑤切力使泥浆自静止开始流动时作用在单位而积上的力，即泥浆静止后悬浮岩屑的能力称为切力。以毫克/厘米2表达。钻井规定初切力（静止一分钟后测得的切力）越低越好，终切力（静止10分钟后测得的切力）宜适宜。切力过大，泥浆泵起动困难，砂子不易沉除，钻头易泥包，泥浆易气侵，而终切力过低，泥浆静止时岩屑在井内下沉，易发生卡钻等事故，并给岩屑录井带来困难。普通规定泥浆初切力为0~11毫克/厘米2，终切力为5~20毫克/厘米2。⑥含砂量泥浆含砂量是指泥浆中直径不不大于0.05毫米的砂子的总体积除泥浆总体积的百分数，普通以百分数表达。含砂量越小越好，普通规定不大于4%。含砂量大时容易磨损钻具及泥浆泵的零件，会造成泥浆的比重、切力、粘度增加，失水量增大，泥饼加厚，容易引发井下事故。（2）响泥浆性能的地质因素影响泥浆性能的地质因素是很复杂的，有时是一种因素，有时是多个因素在起作用。这些因素归纳起来，有下列几方面：①高压油气侵当钻穿高压油、气层时，油、气侵入泥浆，造成泥浆比重下降，粘度上升，这就是常说的油、气侵。其因素是由于油或气进入泥浆后，油和泥浆或气和泥浆呈两相流动，互相影响，因此，泥浆流动时，分子间阻力增加，体现为泥浆粘度上升；低比重油、气进人泥浆，使泥浆比重对应减少。②盐侵在钻井过程中，若碰到盐水层或含有可溶性盐类，如岩盐（NaCl）、芒硝（Na2SO4或石膏（CaSO4）等地层时，这些盐类溶于泥浆中，增加了泥浆中的含盐量，使泥浆性能发生变化。例如当钻遇高压盐冰层、岩盐层和含芒硝地层时，这类含钠盐地层的溶解度大，便发生钠盐侵入淡水泥浆，由于Na+浓度增加，开始时使其粘度和失水量增大。如盐侵严重时，后来使粘度反而减少，失水量明显增加。又如钻遇含硫酸钙的地层时，可能发比钙侵而使泥浆粘度和切力急剧增加，有时甚至使泥浆呈豆腐块状，失水量亦随之上升。③砂侵砂侵重要由干粘土中原来含有的砂子及钻进时岩屑中的砂子侵入泥浆而在地面净化系统未沉除所致。含砂量多，则影响泥浆比重、粘度和切力增大，而减少泥浆携带岩屑的能力，同时对泥浆泵及循环系统也有磨损。④粘土层钻进粘土层或页岩层时，因地层造浆而使泥浆比重、粘度增高。普通是加水稀释或加降粘剂，以减少比重和粘度。⑤漏失层当钻遇裂隙发育的地层或溶洞发育的碳酸盐岩地层，或不整合面，或断层破碎带，或疏松的砂砾岩地层时，常容易发生井漏，漏失对安全钻进影响很大。当泥浆比重过高，钻进低压油、气层时，泥浆大量漏入地层会把气流的通道堵死，甚至压死油、气层，对油气田勘探、开发极为不利，漏失严重时，应根据发生漏失的地质条件，采用适宜的堵漏方法。⑥地温地层的温度随深度增加而升高，平均加深100米，温度增加摄氏3度左右。经验证明，温度对泥浆性能影响很大，特别是深井，例如井深5000米，井底温度可达170~180℃。高温首先会使粘土颗粒进一步分散，同时会引发某些泥浆解决剂的分解，减少了粘土和解决剂的水化作用，使泥浆性能发生复杂的变化，难以正常钻进。因此，必须进一步研究解决在高温、高压、高矿化度的状况下，如何保持泥浆稳定、优质的问颗。（3）泥浆录井资料的应用①在整个钻井过程中，保持良好的泥浆性能，以确保安全、快速钻进是钻井工程人员的职责。泥浆录井资料可觉得工程上分析泥浆性能变化提供根据。当钻遇油、气、水层时，更应注意泥浆性能的变化，及时解决，避免井喷或井漏事故发生。如油、气、水层压力高时，则需要提高泥浆比重，减少粘度和失水量，做到既不压死油层，又不造成井喷事故。提高泥浆比重。加入加重剂。用量可按下式计算：（缺公式）（6）式中：G──将泥浆比重由γl提高到γ2时，每1方原浆中应加入的加重剂用量，吨；γ──加重前泥浆（原浆）比重；γ2──加重后泥浆比重；γ3──加重剂比重。当钻开油层时，应采用的泥浆比重用下式计算：（缺公式）式中：γ──泥浆比重；P──油层中部压力，大气压；H──油层中部深度，米；α──安全系数（普通采用0.05~0.1）。②测定泥浆性能的变化，能够协助判断油、气、水层的位置。由于泥浆在不停循环的过程中，多个不同的液体，如油、气、水不停侵入到泥浆中而使泥浆性能发生变化。钻遇不同流体和岩层时，泥浆性能变化见表1。表1钻遇多个层时泥浆性能的变化性能变化地层比重粘度失水量泥饼切力含盐量pH值电阻备注油层↓↑↓↓稍↑──↑↑表达增加气层↓↑──稍↑──↑淡水层↓↓↑↑↓↓↓↑↓表达减少盐水层─或↓↑↑↑↓↓粘土层↑↑↓↑↑──↓─表达变化不大石膏─或↑↑↑↑↑↑↑↑↓↑岩盐层↑↑↑↑↓↓上表只能定性的阐明地下油、气、水层及其它特殊地层与泥浆性能的普通变化关系。具体应用时，还需作具体分析。③计算油气上窜速度。在钻井过程中，当钻穿油气层后，因某种因素，需要起钻，而到下次下钻循环泥浆时，泥浆槽面常见到油花、气泡，这是油气侵的现象。它阐明井下油、气层压力不不大于泥浆柱压力，在压差作用下，油、气侵入泥浆并向上部流窜，这种现象称为油气上窜（图24）。在单位时间内油气上窜的距离称油、气上窜速度，以米/小时表达。油气上窜速度是反映井下油、气层能量大小的标志。如果油、气上窜速度很慢，阐明泥浆比重过大，有可能把油、气层压死，如果油、气上窜速度很快，阐明泥浆比重过小，应适宜加重，并注意防喷。油、气上窜速度越大，阐明油、气层能量越大，反之、则越小。在一定泥浆柱压力的条件下，油、气上窜速度的大小反映了油、气层能量的大小。因此，在现场精确地计算油、气层上窜速度，对调节泥浆比重大小，理解油、气层的能量有重要的参考价值。若井下有多层油、气层存在，下钻应分段循环泥浆，求得各层油、气上窜速度，计算公式以下：迟届时间法（8）容积法（9）上两式中U──油、气上窜速度，米/小时；H──油、气层深度，米；h──循环泥浆时钻头所在井深，米；t──钻头所在井深的迟届时间，分；Tl──见到油、气显示的时间，分；T2──钻至h深度后的开泵时间，分；T0──井内泥浆静止时间，小时；Vc──井眼环形空间每米理论容积，公升/米；Q──泥浆泵排量，公升/秒；迟届时间法比较靠近实际状况，是现场惯用的办法。在钻遇两压水层时，也能够用上两公式计算。④钻进油、气、水层时泥浆录井资料的收集钻进油、气、水层时，由于油、气侵或水侵，泥浆性能发生变化，进入泥浆中的油气、水随泥浆返出井口，呈现出不同的状态和特点，如呈油花、气泡等，这是油、气、水层的直接显示。并且当泥浆柱压力失去平衡后，还会造成井喷和井漏，因此，当钻进油、气、水层时，要特别注意油、气、水显示和井喷、井漏资料的收集。（三）完井总结图与完井报告的编制井完钻后来，必须全方面、系统地整顿和分析在钻井过程中所获得的各项资料，综合判断地下地质状况和油、气、水层，编制完井总结图和编写完井报告。1、编制完井总结图完井总结图展示了一口井的地质录井资料和重要测井资料，恢复了井孔的地层剖面，并对油、气、水层作了综合解释。它是钻井地质总结的重要成果图件。其编制内容和格式各地区各油田虽略有不同，但基本上是一致的。惯用的深度比例尺是1:500。岩心、岩屑、钻时、泥浆、气测等录井资料都要画在图上。测井资料普通只画对比曲线和井径曲线，其它曲线则视各地区具体状况与规定而定。钻过碳酸盐岩剖面的井，多把放射性测井曲线画上。多个曲线要安排合理，选好横向比例尺，避免曲线之间交错过多。深度误差普通不能不不大于0.5米。当横向比例和基线需要移动时，必须在对应衔接深度处加以注明。相邻两曲线应当用不同线条区别开。图的下端以完井深度封底。在编制完井总结图中，应解决好下列几个问题：（1）拟定分层界限分层界限应以1:500原则曲线的2.5米（或1米）底部梯度曲线和自然电位曲线为主，来划分各层的顶、底界。必要时也参考组合测井中的微侧向、微电极等曲线。对某些特殊岩性层和故意义的薄层，原则曲线不能较好反映出来时，可根据微电极或微侧向曲线划分层界，对电测解释的油、气、水层，要根据测井解释成果表提供的数据画在剖面上，并应与油气水层综合数据列在一起。油层中的薄夹层，不大于0.2米的可不必画出，不不大于0.2米者可画成0.5米。对于碳酸盐岩地层剖面的分层界限，则应以侧向测井和放射性测井曲线、井径曲线为主，并参考声波时差、及岩屑录井等资料进行综合分析后拟定。（2）拟定岩性拟定井孔剖面的岩性，不可孤立进行，要参考相邻井的岩性和分层状况。岩性拟定必须以岩心、岩屑为基础，其它资料只作参考。把录井剖面中岩性与曲线相符的层次，逐个画到完井综合剖面上去。对于与曲线不符的，需要对比相邻井的剖面和查看该层上、下岩屑中的代表岩性，对原有解释作适宜的修改。拟定岩性时，普通单层厚度如果不大于0.5米，能够不进行解释。但是对原则层及其它故意义的特殊岩性层，即使厚度不大于0.5米，也要扩大到0.5米进行解释。（3）油气水层的识别多个地质录井和测井资料都有不同程度的局限性。为了更可靠地判断油、气、水层，应当收集有关的各资料进行综合解释。综合解释必须以岩心、岩屑、井壁取心、钻时、气测、槽面油、气显示等第一性资料为基础，同时结合测井、分析化验等资料，做出合理解释。要重视岩心和岩屑录井时所定的含油级别，但不能简朴地把含油级别高的统统定为油层，把含油级别低的全部当作非油层。事实证明，含油级别高的不一定是油层，含油级别低的也不一定就不是油层。泥浆录井中无油气显示及显示程度的好坏，也能够有多个因素引发，它与地下有无油气层和油气层能量大小或油气多少并无直接关系。2、完井地质报告完井地质报告是一口井钻完后的文字总结。报告重要涉及下列内容中：（1）前言简要扼要地叙述该井钻井过程，录井工作的概况，资料的可靠程度及基本经验教训等。（2）地层简述本井钻穿地层层序、井深、厚度、各组段地层的重要岩性，可供对比的原则层和标志层特性，以及与邻井、邻区的对此状况。有些内容能够列表阐明。（3）油气水显示状况首先，按深度次序将发现的油、气、水层的多个原始资料及解释状况进行分级描述，如分为重要油气层及次要油气层。将油（气）层岩性、多个录井显示，测井解释成果等具体叙述，做出有科学根据的评价。（4）试油、气层位盘见重要是提出供试油、试气的层位、井段、厚度，同时提出完井办法及试油办法和环节。（5）总结与建议应针对重要问题进行总结。如对本井的地层、构造、油气层和其它有待讨论的问题，进行专项叙述。要以充足的事实，论证过去结论中的对的与错误，并阐明新的认识，提出切实可行的建议。（四）探井地质设计在油、气田勘探过程中，无论是采用地面地质调查还是地球物理勘探的办法，对于地下地质状况的认识，只能限于推论阶段。地下地质状况终究如何？有无油、气藏存在？只靠地面勘探是不能作回答的，还必须通过钻井，获得实际资料，通过综合分析研究，才干证明有无油气存在。钻井地质工作的任务是在钻井过程中取全取准各项资料、数据、为油气田的勘探和开发提供可靠的第一性资料，各项地质录井工作质量的好坏，将直接关系到能否快速查明地下地层、构造及含油、气状况，影响油气田勘探速度和开发效果。因此，钻井地质工作是整个油气田勘探开发过程中的一项非常重要的工作。作为钻井工作者，应当与地质工作者一道为油气的勘探和开发共同出力。钻井地质工作内容重要有下列五个方面：（1）探井地质设计的编制；（2）钻井地质录井和测井资料的收集；（3）半途测试资料的收集；（4）与地质有关的工程数据的收集，如固井数据及固井质量检查等；（5）各项录井资料的综合整顿及钻井地质总结的编制（涉及试油层位的选择）。本部分只介绍钻井地质设计剖面的编制及各项录井，测井资料的收集整顿以及半途测试工作，其它内容省略。在一种新探区，为了快速发现油、气藏，及时扩大勘探成果，需要编制一种钻探的总体设计。在总体设计中规定了勘探总任务，作全区勘探的程序与办法、井别、井位布署等。探区内每口井在开钻前都必须作出该井的钻探设计，以指导该井的钻探工作。一口井的地质设计是根据区域勘探的总体设计，应用地面地质、地震资料、邻井钻探资料，综合分析后编制而成的。一口井的钻探设计，普通分为地质和钻井工程两大部分，探井设计地质部分应涉及下列内容：（1）井位指地现位置、构造位置、井位座标；（2）井别指本井是探井或是生产井或是别的类型的井；（3）预计完钻层位及井深；（4）钻探目的和任务；（5）钻遇地层及各层岩性特性；（6）预计含油、气、水层位及其深度；（7）设计取心层位及取心长度；（8）各项录井、测井资料的规定；（9）故障提示：指钻井过程中可能发生故障或事故的层位、井段；（10）地质施工设计表。钻探设计中的工程部分，重要根据探井地质设计进行编制，即是根据该井的钻探目的、任务、地层特性以及预计含油、气、水层的状况，结合钻井设备性能编制而成的。1、探井地质设计的根据在一种构造上第一口探井的钻井地质设计重要根据本区及邻区的地层、构造及含油、气状况进行设计。在一种构造上进行钻探之前，普通都要通过地面构造细测或详查以及地震勘探工作，理解地面构造与地下构造的圈闭状况及上、下构造的符合性，并绘出地形地质图、原则层或目的层顶面（或底面）构造图，若缺少地面实测构造图，应以地震构造图为重要根据，对的选择井位。构造资料是对的设计地层剖面的重要根据之一。除构造方面资料外，还需要根据本构造地层出露状况、收集盆地边沿出露的（即本井设计钻遇的）地层剖面，特别要注意收集邻区完钻井地层剖面。邻区或邻井的钻井地质、技术条件