钻井地质
钻井培训教材
• 二）、降滤失剂 • 1、羧甲基纤维素钠盐 • 代号为Na－CMC，简称CMC，目前常用的 有低粘CMC、中粘CMC、高粘CMC三种。为 白色纤维状粉末，具有吸湿性，不溶于 酸和醇等有机溶剂，易分散于水中形成 胶状液，抗温达90～140℃，有一定抗盐、 抗钙能力。 • 主要用于各种水基钻井液的降滤失剂， 还具有抑制页岩水化膨胀作用、增稠作 用等。
4、发挥水力效能，传递动力，冲击井底， 帮助钻头破碎井底岩石，提高钻井速度。 5、悬浮岩屑和加重剂，降低岩屑沉降速度， 避免沉砂卡钻。另外承受钻杆和套管的 部分重力。 6、润滑并冷却钻头，钻具。 7、防止地层中盐水、盐岩、石膏、芒硝等 对钻井液的化学污染，防止硫化氢污染 和损害。 8、利用钻井液，准确获得井下资料。
3、岩心录井 概念：利用取心工具，将井下一定深度 地层的岩石以柱状形式取上来，并对其 进行分析、研究而取得各项资料的过程。
• 4、荧光录井 概念：石油中的油质、沥青等在紫外 光的照射下，能发出一种特殊光亮，就 是荧光。根据荧光显示的亮度及颜色的 差别，测定出石油的含量和组成成分， 对油气层进行定性和定量解释，就是荧 光录井。 荧光录井的方法 • ⑴ 岩屑干照法。 • ⑵ 点滴分析法。
⑶ 记录方法 就是将钻时、接单根、停钻、停泵、 变泵等一些情况详细记录在钻时记录表 上。钻时的变化能反映地层的坚硬或松 散程度。根据钻时的大小可以粗略地判 断岩性和进行地层对比。根据钻时记录 绘制钻时曲线，并结和有关地质资料， 对地层、岩性、含油气等情况进行综合 分析。
2、岩屑录井 概念： 在井深不断加深过程中，按 照一定的取样间距和迟到时间，将岩屑 连续收集起来，进行观察、分析，并综 合运用各种录井资料进行岩屑归位，以 恢复地下原始剖面的过程。
• 二）、钻井液粘度、切力与钻井的关系 • 1、粘度、切力过大有以下害处。 • ⑴流动阻力大，能量消耗多，功率低， 钻速慢； • ⑵净化不良（固控设备不易充分发挥效 力），易引起井下复杂情况； • ⑶易泥包钻头，压力波动大，易引起卡、 喷、漏和井塌等事故； • ⑷脱气较难，影响气测并易造成气侵。
油气田地下地质学 - 第一章
油气田地下地质学 - 第一章第一章钻井地质(Chapter1 well drilling geology)第一节井位部署一、井的类别（本节重点） 1 探井发现油气，解决有没有油气的问题，有多少油气？地质井：盆地普查阶段，为取得基础工业质资料而钻的井，在地震资料不能覆盖区主要解决构造和地层。
参数井：盆地区域勘探阶段，为了解一级构造单元地质情况而钻的井，了解地层层序、厚度、岩性、生油、储油和盖层条件，并为物探资料的解释提供参数。
预探井：圈闭预探阶段，以发现油气为目的而钻的井。
评价井：在已获得工业油流的圈闭上，为查明含油气规模而钻的井。
水文井：为了解水文地质问题或寻找水源而钻的井。
定向井：为特殊的地质或工程需要而钻的规定了井眼轨迹的井。
2开发井评价井钻探后根据开发方案，按照一定的井网方式和井网密度而钻的井，以高效果科学地采出地下石油为目的。
采出油气油（气）井：采出油气的井水井：向地层中注水，以保持地层压力验替油气的井。
调整井（一、二、三次）：油气田开采一段时间后，根据开发动态和数值模拟资料，以提高储量动用程度和采收率为目的而钻的井。
检查井：为监测油、气藏开采动态而钻的井。
其它还有更新井、三采井等。
二、井号编排与命名 1探井地质井：以一级构造单元+“D”命名。
参数井：盆地名称的第一个字+“参”字+序号，如江参1井、塔参1井预探井：二级构造名称+序号，如轮南1井、塔中1井，序号比较小评价井：油气田名称+序号，如马101井，数字比较大水文井：以一级构造单元+“S”命名定向井：在井号后加小定“x”，如柳1x2井：表示柳1井旁边钻的第2口斜井 2开发井油井和水井：按井排编号；用油气田名称第一个汉字+井排+井号。
如东河11-2-1 调整井（一、二、三次）：在原基础井网基础上加上标识：如南阳油田加J、H等字符，大庆在原井排基础上加D或代表其期次的号等检查井：井号前“检” 三、井位部署 1探井布井原则1 不同阶段井位部署原则参数井：勘探初期，1口井控制1个构造带，一般部署在隆起区，预探井：一个局部构造带设计一口预探井，目的是发现油气评价井：以出油的预探井为中心，向四周部署2 不同油藏井位部署原则以高点为中心的放身状布井以高产层系或含含油圈闭为基础，先肥后瘦，扩边连片布井 2开发井部署原则排状切割注水布井面积井网部署注采井环状布井不均匀点状布井第二节钻井地质设计与完井一、单井地质设计 1设计依据⑴区域地质资料地层综合柱状图构造图、构造剖面图油、气、水层资料。
钻井中地质录井的方法
钻井中地质录井的方法
钻井中收集地下地质资料的过程叫钻井地质录井工作。
钻井地质录井方法主要有：钻进录井、岩屑录井、岩芯录井、荧光录井和气测录井。
1、钻时录井：通过计时器把实钻一个规定单位进尺的时间反映并记录下来的过程。
一般用“分每米”（min/m）表示。
2、岩屑录井：地下岩石被钻头破碎后，随循环的钻井液带到地面的岩石碎块叫岩屑。
按照一定的取样间距和迟到时间，将岩屑连续收集起来，进行观察、分析，并综合运用各种录井资料进行岩屑归位，以恢复地下原始剖面的过程，就是岩屑录井。
3、岩芯录井：在石油钻井过程中，为了更清楚、更直观地反映地下岩层的特征，利用取芯工具，将井下一定深度地层的岩石以柱状形式取上来，并对其进行分析、研究而取得各项资料的过程叫岩芯录井。
4、荧光录井：石油中的油质、沥青质等在紫外光的照射下，能发出一种特殊光亮，这就是荧光。
根据荧光显示的亮度及颜色的差别，测定出石油的含量和组成成分，对油气层进行定性和定量解释，这就是荧光录井。
5、气测录井：在钻井过程中用气测仪通过直接判断油气层的过程叫气测录井。
气测录井除直接判断油气层外，还可预告井喷。
气测值突然增高，就说明钻井液中气侵严重。
钻井液密度下降，井内液柱压力小于地层压力时，就有可能发生井喷。
钻井地质循环
钻井地质循环是指在钻井过程中，钻井液（泥浆）从井口注入井筒，携带岩屑回到地面，并在此过程中不断循环使用的一个过程。
这个过程对于钻井作业至关重要，因为它不仅帮助清除钻头切削下来的岩屑，维持钻孔的清洁，还能给钻头提供必要的冷却和润滑，同时还能传递压力，用来控制井口压力和防止井涌等安全问题。
以下是钻井地质循环的简要描述：
1. 注入：钻井液从井口通过钻井泵注入钻井管柱，通过钻头进入井筒。
2. 携带岩屑：钻头切削地层时，岩屑会被钻井液携带至井筒中。
3. 上升至地面：携带岩屑的钻井液上升至地面，经过井口。
4. 处理岩屑：在地面，岩屑从钻井液中分离出来，这个过程可能包括振动筛、离心机等设备。
5. 回收和净化：分离出的干净钻井液被回收，去除杂质后重新注入井筒。
6. 循环使用：净化后的钻井液再次被泵送至井筒，继续携带岩屑。
在这个过程中，钻井液的性能至关重要，它需要具备足够的密度来平衡地层压力，防止井涌；足够的粘度来携带岩屑；以及良好的滤失性能，防止井壁塌陷。
钻井地质循环的有效管理对于钻井作业的效率和安全性都至关重要。
《铀矿地质学》钻井地质3
What? Why? How?
三、岩屑录井
岩屑：地下的岩石被钻头钻碎 后，随钻井液被带到地面上的岩石 碎块，又常称为 “砂样”
岩屑录井：在钻井过程中，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。
早
早----晚
取心费用高
教材P26
岩屑录井特点：成本低、简便 易行、了解晚地下情况及时资料 系统性强等
t t0 T
T t t0
t0 ：实物沿钻杆下行到井底的时间 T：实物从井底通过钻杆外环形空间返 出井口的时间 （迟到时间）
教材P27
t0 T
t
1、获取有代表性的岩屑
（1）确定岩屑迟到时间 特殊岩性法
如大段砂岩中的泥岩、大段 泥岩中的砂岩、大段泥岩中的灰 岩等
特殊岩性：钻时特高或特低值的岩 性（与邻井对比）
3、岩屑观察描述与分析
（2）岩屑描述方法及步骤 缝洞发育程度：以次生矿物总量占全部岩屑的百分比来表示。
缝洞开启程度：以自形晶矿物含量占次生矿物总量百分比 来表示。
根据开启系数，将缝洞储集层分为四类： 好缝洞储集层，开启系数大于50％； 较好缝洞储集层，开启系数20％～50％； 一般缝洞储集层，开启系数10％～20％； 差缝洞储集层，开启系数小于10％。
1g研碎岩样 加入5mL氯仿密封浸泡
荧光直照 荧光滴照 荧光系列对比 毛细分析法 定量荧光录井
摇动数分钟后，静置8～10h。 荧光灯下观察颜色
荧光发光颜色与标准系列对比 确定荧光等级
标准系列：
预先选用本探区或邻近探 区纯原油配制
教材P24
查表
确定沥青含量
级别
1 2 3 4 5 6
01 钻井工程地质条件
第一章 钻井工程地质特性 §1-1 地下压力特性
2．异常高压（abnormal high pressure）
压力梯度大于10.5千帕／米的是异常高压。 （1）形成异常高压的地质条件 ① 地层具有保存流体的空隙； ② 地层周围存在不渗透围栅，构成圈闭； ③ 具有一定的埋藏深度，形成足够大的上覆岩层压力。 （2）异常高压的成因
m m
（1-11）
（3）正常沉积条件下，泥页岩声波时差与埋藏深度的关系
t t m ( t 0 t m )e
cD
（1-12）
第一章 钻井工程地质特性 §1-1 地下压力特性
（4）基本原理
在正常压力层段，随着地层埋藏 深度的增加，岩石孔隙度减小，密度 增大，声波速度逐渐增大，声波时差 逐渐减小。在半对数坐标中，声波时 差随井深呈直线变化关系，称之为正 常趋势线。 进入异常高压地层时，由于岩层 欠压实，孔隙度相对增大，声波速度 相对减小，声波时差相对增大，则必 然偏离正常压力趋势线。据此可预测 异常高压，并可根据偏离程度的大小 定量计算地层压力。
（五）地下各种压力的关系
•
上覆岩层压力由岩石骨架 和孔隙中的流体共同承担，因 此上覆岩层压力、地层压力和 基岩应力之间存在以下关系：
po p p
当po一定时，σ减小，pp增 大， σ→0，pp → po。所以，地 层的孔隙压力增大，基岩应力 必然减小。
第一章 钻井工程地质特性 §1-1 地下压力特性
一、地下各种压力的概念
（一）静液压力（hydrostatic pressure）
静液压力——由液柱自身的重力所引起的压力,其大小与液 体的密度与液柱的垂直高度或深度。 ph=0.00981ρ hl (1―1) 式中：ph—压力, MPa；ρ —密度,g/cm3；hl —液柱垂直高度，m。 静液压力梯度——单位高度或单位深度的液柱压力称为静 液压力梯度，表示静液压力随高度或深度的变化。 （1-2） Gh＝ ph / hl＝0.00981ρ 两类地层水：
钻井工程与地质
地质录井
一、内容 1.概念：用地球化学、地球物理、岩矿分析等方 法，观察收集分析记录钻井过程中的固、液、气 返出物的信息，以此建立录井剖面，发现油气显 示，评价油气层，并为钻井提供信息服务。 2.意义：获得井下地层、构造及流体等直接和间 接的信息；提供钻井工程信息。 二、常见录井技术 1.钻时录井
地质录井
判断地层岩性变化，缝动的大于情况，又能帮 助工程人员掌握钻头使用情况。 2.岩屑录井 钻头将地下岩石破碎后，随钻井液带到地面， 这些岩石碎块称为岩屑（砂样）。 重点：岩屑的迟到时间。 3.岩心录井 利用特殊取心工具将岩石从井下取上来。
地质录井
岩心描述：a.岩石学特征 b.沉积相标志 c.储层物性 d.岩心含油气水情况 重要实验：a.含气实验 b.含水观察 c.滴水实验 d.荧光实验
钻井工程
一、井场布局 二、钻进过程 三、完井
钻井工程
一开：钻进，划眼循环，下表套，固井，装防 喷器 二开：钻进，短提，测斜，通井，下套管，固 井 三开：钻灰塞（引鞋以上0.5m），洗井，提 钻，钻进，循环，短提，通井，电测，刮壁， 通井，下筛管（完井尾管射孔），坐封 完钻：试油，安装采油树
钻井工程与地质
华油油气
钻井工程与地质
第一部分:钻井工程 第二部分:地质设计 第三部分:地质录井
钻井工程
如果说地质研究是油气田开发的基础，那么 钻井就是实践和证明其研究成果的最终手段。同 时，许多储层信息的获取也是通过钻井过程后完 成的。
钻井地质设计规范ppt讲义
地质特征
地层复杂，储层分布不均，油气资源潜力大
实施效果
成功发现油气田，为后续勘探开发提供了有 力支持
开发井设计案例
案例名称
渤海某油田开发井设计
地质特征
地层稳定，储层连续性好，油气资源丰富
设计要点
优化井身结构，选择合适的完井工艺和增产措施，确保长期稳定生产
方案制定
根据收集的资料制定钻井工程 方案，包括井位选择、钻井参 数、钻井液选择等。
方案优化
根据评估结果对方案进行优化， 改进和完善方案。
收集资料
收集相关地质资料、勘探开发 要求、钻井工程要求等资料。
方案评估
对制定的钻井工程方案进行评 估，分析方案的可行性和优缺 点。
方案实施
按照优化后的方案进行钻井工 程实施，并进行实时监测和调 整。
挑战3
解决方案
采用环保型钻井液和钻井技术，减少钻井废弃物排放， 加强环境监测与治理。
地质设计的未来发展方向
方向1
智能化地质设计
描述
利用大数据、人工智能等技术手段，实现地质设计的智能化、自动化，提高设计效率与精度。
地质设计的未来发展方向
方向2
个性化地质设计
描述
针对不同地区、不同地层、不同工程要求，开展个性化地质设计，满足不同用 户需求。
03
钻井地质设计应用
油气田开发方案设计
确定油气田开发方案
根据地质资料和勘探成果，制定油气田的开发方案，包括开发层 系、开发井网、采收率等指标。
优化井位部署
根据地质构造、储层分布和产能预测，优化井位部署，提高开发效 益和采收率。
制定钻井工程要求
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钻井地质
第一节井位部署 (3)
第二节钻井地质设计 (7)
第三节地质录井 (17)
第四节完井及其资料整理 (35)
地质与钻井的关系
地质工作者对钻井工程的了解，一方面在钻井施工过程中能更好地配合钻井工作，做到圆满地完成取全取准各项地质资料；另一方面地质工作者具备一些工程知识，使得在对钻井提出地质要求的时候，能做到更为恰当、有效和符合经济原则地尽量减少工程和地质之间的矛盾。
地质和钻井的关系可以概括为以下几点：
1、指令：钻井是完成地质勘探和油田开发的一种工程手段，钻井是服从地质要求的，地质的各项要求是钻井施工的基本依据。
首先，钻井要地质提出并定出井位；进而在钻进过程中要按地质指令开钻、下套管、固井、试井、电测和进行各种录井等工作；最后，钻井结束也要由地质决定。
2、指导：地质对钻井的指导一方面是在钻井过程中随时做出地层情况预告，油气显示预告和地层压力预告等，指导钻井采取正确的技术对策；另一方面地质也要为保证钻井不影响地质资料的获取，随时对钻井提出指导性的意见。
3、协作：在钻井过程中，许多工作是由地质人员和钻井人员共同协作完成的，例如各项录井工作、校正井深、井斜测量、标志层的判断等。
4、监督：地质都督就是要保证钻井为地质服务并达到地质要求，首先是钻井质量的监督，要按照地质设计的要求和国家的地质工作规范，监督钻进的施工，保证井眼的深度、井斜、固井质量、岩心收获率、完井等符合质量标准；其次要监督对地质工作有影响的钻井工艺措施，例如监督泥浆的使用不能影响油层的测试，在含油层系监督钻井的速度不能漏掉任何一个含油地层，遇高压地层时监督钻井的防喷措施等等。
综上所述，钻井与地质的关系非常密切，因此，作为一名油田工作者必须具备一定的钻井工程方面的知识。
（油田地质实习）
钻井基本知识
重要性
在油气田勘探中，通过地面地质调查，指出了油气有利地区，最后还需要钻井地质来证实，因此，要找到石油和天然气必须钻井；另一方面，我们要开采出石油和天然气，也更需要钻井，可以说，钻井工作贯穿在油气田勘探和开发的全过程。
因此，钻井地质在石油勘探和开发中起着重要的作用。
任务：搞好地质录井工作。
在钻井过程中取全取准各项资料和数据，为油气层评价提供可靠的依据。
各项地质录井工作质量的好坏，将直接影响到油田的勘探速度和开发效果。
井下钻具
钻机八大件
✓天车 ✓游车 ✓大勾 ✓水龙头 ✓转盘 ✓绞车 ✓泥浆泵 ✓井架
岩屑录取
目的层
第一节井位部署
一、井别划分
（一）探井
1、地质井（构造井、地质浅井）：盆地普查阶段为解决一定地质调查（构造、地层）问题而钻的井。
2、参数井（地层探井、区域探井）：为了了解不同构造单元的地层层序、厚度、岩性、生储盖组合条件，并为物探提供有关参数而钻的井。
3、预探井：在地震详查的基础上，以局部圈闭或构造带为对象，以发现油气藏为目的而钻的井。
4、评价井（详探井）：在地震精查的基础上，在已获得工业性油气流的构造或断块上为落实地质储量，了解油气层的分布和厚度变化以及明确油气藏类型所钻的井。
（二）开发井
1、一次开发井（基础井）：为落实探明储量，准备产能建设而部署的开发准备井。
2、开发井（采油井、注水井）：在地震精查构造图可靠，评价井所取的地质资料比较齐全，探明储量误差在规定范围以内时，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布署所钻的井。
3、调整井：指油气田投入开发若干年后，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，提高采收率，进行开发调整而钻的井。
水文井：为了摸清水文地质问题和寻找水源而钻的井。
二、井号编排
1、地质井：取所在一级构造单元名称的第一个汉字加“D”组成前缀，后面为该构造单元地质井布井顺序号。
如潜D1井。
2、参数井：取所在盆地名称的第一个汉字加“参”组成前缀，后面为该盆地参数井顺序号。
如江参1井。
3、预探井：以所在十万分之一分幅地形图或二级构造带中一汉字加预探井布井顺序号。
如陵2、陵3、沙1、沙2。
4、评价井：以所在油气田（藏）名称的第一汉字，加评价井布井顺序号。
如板828井。
5、水文井：以所在一级构造单元名称的第一个汉字加“S”组成前缀，后面为该构造单元水文井布井顺序号。
如潜s3井。
6、定向井：在上述基础上，在井号后面加上小写的“x”，再加数字。
如港x8井。
7、开发井：按井排编号命名，油气田（藏）名称的第一个汉字—井排—井号。
如克拉玛依油田，两排注水井夹三排生产井，排距250米，井距200米，N—S共16排，编号1-1、1-2、…、1-16；2-1、…。
8、海上探井：按区—块—构造—井号命名：1980年以来，海上北起渤海、南黄海，南到珠江口、北部湾和莺哥海，按经纬度分区，每区按地名命名，区内按10份分区，每区36块，然后块内按发现圈闭编号，每个圈闭初探井写为1号，评价井依次为2、3、4、…，如渤中区28块1号构造1号井为BZ28-1-1井，秦皇岛QHD30-1-1井。
9、海上生产井：按油田汉语拼音字头—平台号—井号命名，如渤海中日合作区埕北油田，设计A、B平台开发，每个平台钻25口生产井，2口注水井，地下井网井距300*300
米方格，CB—A—1至CB—A—27，CB—B—28至CB—B—54。
三、井位部署
（一）松辽盆地基准井布井原则
提交单位：物探、地质人员共同完成
井位测定：研究院、钻井公司共派测量人员
基准井目的：了解生、储条件
布井依据：1958—1959年，根据重、磁、电法普查将松辽盆地划分为三个构造单元。
部署：松基1井—位于青岗背斜西翼伍民镇构造；
松基2井—位于长春岭-登娄库背斜带上。
成果：取得了白垩系地层剖面；了解了两套厚度较大，分布面积较广的黑色泥岩段（嫩一、二段和青山口组一段）
1959年2月，5-1型地震仪测出第一条地震剖面，显示出大庆长垣高台子附近为一局部。