西南石油大学石油工程油藏地质学PPT--钻井地质基础

1、1 钻井地质基础,一、井别 二、岩屑录井 三、岩心录井 四、钻时录井,（一）探井类 （1）地质井 在盆地普查阶段，由于地层、构造复杂，地震也难以反映地下情况时，为了确定构造位置、形态，以及查明地层组合和接触关系而钻探的井。 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，后面再加布井顺序号命名。如“东D1井”为东营凹陷的第一口地质井。 （2）参数井（区域探井） 油气区域勘探阶段，在地质普查和地震普查的基础上，为了解一级构造单元的区域地层层序、岩性、生油条件、储层条件、生储盖组合关系，并为物探解释提供参数而钻的探井，它是对盆地（坳陷）或新层系进行早

2、期评价的探井。 以基本构造单元盆地或地区统一命名。取井位所在盆地或地区名称的第一个汉字加“参 ”或“科”字组成前缀，后面再加参数井布井顺序号命名。如江汉盆地第一口参数井命名为“江参井”。,一、井别,（3）预探井 在油气勘探的预探阶段，在地震详查的基础上，以局部圈闭、新层系或构造带为对象，以发现油气藏、计算出控制储量和预测储量为目的的探井。 （4）评价井 对已获得工业油气流的圈闭，经地震详查后（复杂区应在三维地震评价的基础上），为查明油气藏类型，探明油气层的分布及厚度与物性变化，评价油气田的规模、生产能力及经济价值，计算探明储量为目的而钻的探井。 取油气田（藏）名称的第一个汉字加位数字命名。如

3、“纯112井”为东营凹陷纯化断裂鼻状构造带上纯化油田的一口评价井。 （5）水文井 为了解水文地质问题和寻找水源而钻探的井。,一、井别,（二）开发井类 （1）生产井 在已探明储量的区块或油气田，为完成产能建设任务和生产油、气所钻的井。包括直井、斜井、水平井、套管开窗侧钻井等。 (2）注水（气）井 为提高油、气井生产能力所钻的井，目的是为产层注水（气），改变地层油气驱动能力，提高产能，提高采收率。也可利用废弃井及低产井等进行注水（气）。 （3）观察井 通过改变油、气井工作制度等方法来观察油气生产能力的井。一般是用已有的井改作观察井。,一、井别,（4）资料井 在油气开发阶段，为获取油、气层物性资料或

4、特殊资料所钻的井，如开发取心井。但此类井多兼有开发井的使命，只是新增了获取资料的项目。 （5）检查井 为检查油气层开发效果、注水、注气效果、产层物性变化等情况所钻的井。生产现场大多用已有的井进行观察。 （6）调整井 当油气田全面投入开发若十年后，根据开发动态及油藏数值模拟资料，为提高储量动用程度及采收率，需对原油气田的开发方案进行调整，而调整井就是按调整方案分期分批所钻的井。,一、井别,1 钻井地质基础,一、井别 二、岩屑录井 三、岩心录井 四、钻时录井,地质录井的主要项目有：岩心录井、岩屑录井、钻时录井、钻井液录井、气测录井。 一、岩屑录井资料 岩屑：地下岩石被钻头破碎以后，随着钻井液带到地

5、面上的岩石碎块。 迟到时间：指岩屑从井底返回至井口所需时间。 岩屑录井：在钻井过程中地质人员按照一定的取样间距和迟到时间，连续收集和观察碎屑，并恢复地下地质剖面的过程。,二、岩屑录井,三牙轮钻头,金刚石钻头,刮刀钻头,资料录取过程 1确定迟到时间 1）理论计算：,式中 岩屑迟到时间，min； 井眼与钻杆之间的环形空间容积，m3； 泥浆泵排量，m3min； 井径，即钻头直径，m； 钻杆外径，m； 井深，m。,由于实际井径一般较钻头直径为大、以及岩屑在上返的过程中相对于钻井液有一定下沉等原因，因此，计算的岩屑迟到时间与实际的迟到时间有一定的误差，一般只做参考。,2）实测法,实测法选用与岩屑大小及密

6、度相近的物质（通常选用红砖碎块或玻璃、白瓷碎片），在换钻杆时投入钻杆内并记录开泵时间，然后在井口钻井液出口处记录投入物开始返出的时间，该碎片进出所耗时间(t)减去投入物下行时间(T0)即为岩屑迟到时间(T)。,由于实测法所测迟到时间一般比较准确，因而在现场大量应用。,c1，c2钻杆、钻铤的内容积； d1，d2-钻杆、钻铤的内径； H1，H2-钻杆、钻铤的长度。,T,T0,现场岩屑录井要求：,(1)每次取干样，质量不得少于500克；,(2)迟到时间的确定： 井深1500m前，实测1次，每500m计算一次； 1500-2500m，每500m实测1次，每200m计算一次； 2500-3000m，每2

7、00m实测1次，每100m计算一次； 3000m以上，每100m实测1次，每50m计算一次； 在目的层前200m开始，每100m实测1次，每50m计算一次；,2岩屑录井过程 捞砂样、清洗 照荧光：烃类的组成影响发光颜色，含量多少决定发光强度（荧光分析） 烘晒岩屑 真假鉴别 岩屑的色调与形状； 岩屑中新成分逐渐增加； 利用钻时、气测等资料验证是否进入新地层 岩屑描述,岩屑描述,1.描述方法,(1)大段摊开，宏观观察； (2)远看颜色，近查岩性； (3)干湿结合，区分岩性； (4)分层定名，按层描述。,(1)岩性：颜色、定名、含有物 (2) 结构：粒度、分选、胶结物 (3) 荧光：颜色、级别、产状

8、 (4) 含油程度：颜色、级别、含油岩性、百分含量、饱满程度 (5) 化石：类型、属种、丰富程度、环境（微化石） (6) 裂缝：次生矿物或成分含量、结晶程度 (7) 孔洞（同上）,2.描述内容, 成果 绘制岩屑录井草图、粘贴岩屑实物剖面并编绘岩屑录井综合图。 1.岩屑录井草图 岩屑录井草图一般应包括录井剖面、钻时曲线及槽面显示等内容。其深度比例一般取1：500。 2.岩屑实物剖面 按中国石油天然气总公司的规定，参数井应逐层挑选岩屑粘贴1：500的实物剖面。 3.岩屑综合录井图 岩屑综合录井图是以岩屑录井草图为基础，结合电测曲线进行综合解释完成的。 内容：地层、自然电位、取心位置、化石构造及含有

9、物、颜色、岩性描述、电阻率曲线、气测曲线、槽面油气水显示、电测解释等,岩屑录井草图, 应用 1. 建立地层剖面，作地层对比； 2. 为电测解释及钻井工程提供地质依据； 3. 了解地下地层岩性、油气显示和储集层缝洞发育情况。,1 钻井地质基础,一、井别 二、岩屑录井 三、岩心录井 四、钻时录井,岩心录井：在钻井过程中用取心工具将井下岩石较完整地取上来，并收集记录来自岩心的地质信息。,三、岩心录井,2 钻井地质基础,岩心是最直观、最可靠地反映地下地质特征的第一性资料。,取心设计的原则是既要保证录取必须的地质资料与地质目的的实现，又要兼顾钻机工作时间与钻井成本的节省及加速油气田勘探开发的进程。一般来

10、说，取心井的安排应当遵循以下原则： 1.新区的第一批探井：必须安排适当的井数取心以解决地层、构造与生储盖条件等基本石油地质问题；一经发现良好的油气显示应立即进行（或修改设计进行） 取心，以及时发现油气层。,取心井段设计,2 钻井地质基础,2.评价井：应注意点面结合与一定的平面密度安排相当数量的井进行系统取心，以解决油藏探明储量计算与开发可行性评价问题。 3.开发井：一般不取心，以加快油田开发建设速度及降低开发成本；某些担负兼探任务的井在目的层井段可适当取心。 4.资料井、检查井：一般都要大量取心以满足所承担的地质任务。 5.地质井：按地质目的安排取心。,2 钻井地质基础,1. 取心前的准备 丈

11、量方入，计算取心进尺；记录钻时并捞取砂样，确定割心位置； 2.岩心出筒时的工作 丈量“底空”与“顶空”（准确了解岩心在井下位置） 先量底空，后量顶空,岩心录井工作,2 钻井地质基础,岩心出筒时必须严格注意摆放顺序 先出底部，上下顺序不乱，保证完整。,岩心出筒时的清洗 油浸级以上的岩心不能用水洗，应该用刀刮去岩心表面的泥浆并注意观察记录岩心的渗油、冒气及含水情况。,岩心丈量 对好断口（吻合）紧密摆放, 扣除假岩心（井壁垮塌物、余心碎块等），由顶到底用红铅笔划一条丈量线进行丈量（精确到cm）。,2 钻井地质基础,每个自然断块画一个指向钻头的箭头,深,浅,岩心收获率计算,式中： L岩心收获率，m；

12、h取心实长，m； H取心进尺，m。,式中： L总取心总收获率，%； hi取心总长，m； Hi取心总进尺，m。,L一般小于1,2 钻井地质基础,表明岩心录井资料可靠程度和钻井工艺水平的一项重要技术指标。,岩心编号,从上到下，从左到右放入盒中,2 钻井地质基础,岩心观察描述,（1）岩石学特征： 岩石定名要概括岩石的基本特征。岩石一般按以下顺序 进行定名：颜色+含油、气、水产状及特殊含有物+岩性 例如：棕褐色含油含泥砾细粒砂岩。,（2）沉积相标志： 如沉积结构（粒度、颗粒成分及排列等） 沉积构造（波纹、印痕、层理构造等）、生物特征等。,2 钻井地质基础,（3）储油物性：如孔隙度、渗透率、孔洞缝的发育

13、情况及分 布特征等。对于裂缝性储集层的裂缝发育分布情况应做 详细的记录描述。,（4）含油气水情况,2 钻井地质基础,滴水实验：,一般按岩心含油面积的大小和含油的饱满程度划分含油产状级别如下：,饱含油：观察面95%以上见油，含油均匀饱满； 富含油：观察面75%以上见油，含油均匀； 油浸：观察面含油面积40%以上见油，含油不均 匀，有较多不含油斑块； 油斑：观察面5-40%见油，含油部分呈斑块或条带状； 油迹：观察面只能见到零星的含油斑点，含油面积在 5%以下； 荧光：肉眼看不到原油，荧光检测有含油显示,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、与缝洞关系， 有无H2S

14、味等。 凡冒气泡地方用色笔圈起来； 取气样： 用针管抽吸法或排水取气法取样。,含气试验,岩心录井图的编绘,为了研究对比，应及时将岩心录井所取得的资料数据，用规定的符号绘制成岩心录井草图 （比例1:100），以指导下步工作。在测井曲线出来以后，还要依据测井曲线并综合各种资料对所取得的岩心进行准确的“归位”。 在岩心准确归位以后，还应综合各种资料编绘岩心综合录井图。,2 钻井地质基础,岩心自井下取出，经过丈量、编号、描述后，一般都要采样送中心实验室进行分析化验。岩心分析化验的项目主要有： 1.常规岩石学分析：如粒度、颗粒成分、胶结物、重矿物、碳酸盐含量、泥质含量等。 2.镜下（薄片）研究鉴定：古生

15、物、沉积特征与成岩后生变化等。 3.常规物性分析：如孔隙度、渗透率、油、水饱和度等。 4.特殊物性分析：如压汞、润湿性、相对渗透率、水（气）驱油效率等。 5.生油指标：有机质含量、类型、成熟度, 岩心分析化验,2 钻井地质基础,井壁取心 利用测井电缆将取心器下到井筒中，按岩石电性特征定位、自下而上地从井壁取出岩心的方法，称为井壁取心。 目的：补充证实地层岩性、含油性、物性、电性之间的关系； 对岩心、岩屑录井的补充。,2 钻井地质基础,1.井壁取心的优点 井壁取心目的明确、针对性强。 井壁取心速度快、时效高、成本低。 井壁取心的岩心利用率高达90%，而且可以补取。 2.井壁取心的不足 岩心体积小

16、(d:2025mm，L:2030mm)，代表性差。 井壁岩层大多被污染，判别油气显示受到影响。 取心收获率较低（平均约为75%80%），而且岩心归位仍有0.3m的误差。,1. 考察古生物特征； 2. 确定地层时代，进行地层对比； 3. 研究储层岩性、物性、含油性的关系，以及与电性的关系； 4. 掌握生油特征及其他地化特征； 5. 观察岩性、沉积结构与构造、判断沉积环境； 6. 了解构造和断裂情况，如地层倾角、接触关系、断层位置等； 7. 检查开发效果，了解开发中所必须的资料数据。 8.划分原始油气界面和油水界面,岩心录井资料应用,2 钻井地质基础,1 钻井地质基础,一、井别 二、岩屑录井 三、

17、岩心录井 四、钻时录井,钻时：钻进一定厚度的岩层所需时间，单位为min/m。 1钻时录井的方法和 钻时曲线的绘制 钻时曲线的绘制如图所示。深度比例尺一般采用1：500，为方便解释，常在曲线的相应位置用文字或符号标注出换钻头、接单根、起下钻、跳钻、憋钻、溜钻、卡钻等内容。,四 、钻时录井,2 钻井地质基础,3钻时曲线的应用（推测） 定性判断岩性，解释地层剖面； 疏松砂岩普通砂岩灰岩玄武岩、花岗岩 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； 对于碳酸盐岩地层，可以判断缝洞发育井段。,2影响钻时的因素 岩石的可钻性:软硬、孔洞缝发育程度； 钻井措施：钻压、转速、排量配合、钻井液性能、钻头类型与新旧程度、人为因素,2 钻井地质基础,1钻井液作用 润滑与冷却钻头； 将井下钻碎的岩屑携带到地面； 平衡地层压力，防止井喷和井漏； 保护井壁，防止井壁垮塌； 传递动力，带动涡轮钻具钻进。,四钻井液录井（也称泥浆录井）,2 钻井地质基础,2钻井液的类型与性能,表1-2 各类钻井液配制与作用一览表,3. 泥浆录井原理 钻井液在钻遇油、气、水层和特殊岩性地层时，其性能将发生变化。,4. 应用 判断井下是否钻遇油气水层以及特殊岩性地层,不同地层钻井液性能变化表,2 钻