复杂结构井完井技术的研究
完井工程技术概述
具备分层压裂、酸化等分层处理措施，便于人工举升和井下作业等条件
满足特殊油藏开采需求，如稠油油藏蒸汽吞吐和蒸汽驱的要求 油井开采后期具备侧钻定向井及修井生产的条件 施工工艺尽可能简便，成本尽可能低
二、完井工程概述、现状与趋势 （一）概述
目前常规完井方式主要有三大类：
裸眼完井 先期裸眼 后期裸眼
目前，特殊结构井技术已在国 内外各大油田中得到了较大范围内 的应用，在油气田的勘探开发中发 挥着越来越重要的作用。
特殊结构井是为满足复杂油气藏勘探开发需要，在常规直井
钻井技术基础上发展起来的，具有特殊井眼轨迹或井身结构的油气 井。主要包括各类定向井、丛式井、水平井和鱼骨分支井等。
控 制 井 眼 轨 迹 增 加 井 眼 数 量
（一）概述
割缝衬管完井方式(1)
割缝衬管完井方式(2)
二、完井工程概述、现状与趋势 （二）现状
国外完井技术的研究起步 早，发展快，通过多年的发 展，在完井工艺技术方面有 许多成熟配套的的技术，并 不断开发出经济实用的新工 艺、新工具。
二、完井工程概述、现状与趋势
1、小井眼完井技术
（二）现状
井眼内下入的套管尺寸和层数受限，
合理的完井方法应该满足的要求
油、气层和井筒之间应保持最佳的连通条件，油、气层所受的损害最小
油、气层和井筒之间应具有尽可能大的渗流面积，且渗流阻力最小 可有效地封隔油、气、水层，防止气窜或水窜，防止层间的相互干扰 应能有效地控制油层出砂，防止井壁垮塌，确保油井长期生产
二、完井工程概述、现状与趋势 （一）概述
A 降低流体损失到最小程度 优 B 减少地层损害 点 C 改善油气井产能
国外欠平衡钻井的完井方式
复杂深井超深井非常规井身结构设计!!!
文章编号 :1004 — 5716 ( 2006) 增刊 — 0171 — 03
中图分类号 : T E256 + . 3 文献标识码 :B
目前 ,我国深井、 超深井钻井中普遍采用的常规 API 套管尺寸 系列有 5 层 ,即 508. 0 +
+ 339. 7 + 244. 5 + 339. 7 + 177. 8 + 244. 5 + 127. 0mm 。 177. 8 + 127. 0mm 。 508. 0
少数陆上超深井和海洋钻井也有采用 6 层的 ,即 762. 0 +
于地质不确定度较高的复杂深井 、 超深井来讲是非常有利的 ; ② 全井可以不采用偏心扩眼钻头 , 这有利于地层较硬的复 杂深井超深井钻井 ; ( 6) 508. 0 + 406. 4 +
177. 8 + 339. 7 + 298. 5mm + 244. 5 + 244. 5mm 之 间 增 加 一 层 339. 7mm 套 298. 5mm 套管 374. 7mm 或
这种套管程序在地质条件不太复杂的地区是很适用的 , 这 已为钻井实践所证明 。而且具有套管 、 钻头均为常规尺寸 , 采购 容易 ,井口工具不用更换 ,施工方便的优点 。但在复杂地质条件 下 ,沿用这种单一的套管 、 钻头系列便显示出其局限性 ,难以适应 复杂地质条件下深井超深井钻井的要求 , 主要存在以下几个方 面的问题 : ( 1) 套管层数少 ,不能满足封隔多套压力体系的要求 ; ( 2 ) 技 术套管层数少 ,不能满足封隔多层复杂地层的要求 ; (3) 目的层套 管(
相国寺储气库注采井完整性技术探索与实践
低， 新钻注采 井必须 穿越 两个已开发 的枯 竭层 以及 两个 易垮塌层段 ， 构造主体部位 地表 ０ — ５ ０ ０ Ｉ Ｉ １ 之 间有 多个煤矿
２ ５ ｏ ｏ
库 区北部井区
库区南部井 区
主要煤层开采层一须家河 ， 储气层埋深 ２ １ ０ ０ ｍ左 右， 属狭长不 对称 高陡构 造 ， 地层倾 角高 达 ２ ５ 。一 ４ ０ 。 。设计库容量 ４ ０ ． ５×１ ０ ｍ ， 工作气量 ２ ２ ． ８×
１ ０ ｍ ， 运 行 压力 １ １ ． ７—２ ８ Ｍ Ｐ ａ 。设计 最 大 日注 气
量１ ４ ０ ０× １ ０ ｉ ｎ 。 、 最大 日采气量 １ ３ ９ ３× １ ０ ｍ ， 在
通 过方 案初 设 、 设计、 实 施 过 程 中多 次优 化 调 整 ， 由
层老 ， 地层倾角大 ， 构造主体部位出露的须家河有煤
矿 开采 ， 南部 更是 分布 多个 煤矿 开采 巷道 ； 新 钻注 采 井 要穿 越有煤 矿 开 采 的须 家 河 地 层 、 浅 表 地 层 低 压 漏 失与 垮塌 层 、 两 个 已 开发 的枯 竭 层 。在 这 种 复 杂
最为复杂的口组长兴组的压力系数仅为0106差异较大应属库区9号11号井组的4口井钻完井工作井600970见图1也就是井身结构各层套管固井中如何底闭合距达到了1m以上垂深1m必须兼顾多层的承压能力遏制或杜绝固井井漏杜绝新采取三维轨迹空间设计且需在94445mm大井眼钻注采井之水泥环的不连续性和不完整性成为面临从井口70m井深就开始定向施工轨迹控制关键点挑战的问题
28-四川地区深井超深井复杂情况下固井技术
四川地区深井超深井复杂情况下固井技术姚勇中石化石油工程西南有限公司固井分公司摘要：随着石油勘探开发深度的加大，深井超深井数量增加，井下情况更趋复杂，固井难度不断增加。
在四川川西及川东地区深井超深井固井中，面临长封固段固井、窄安全压力窗口、固井漏失、套管下入困难、水平井侧钻井、小井眼小间隙固井、高温高压、防气窜、高含硫等固井难题。
因此加强对深井超深井技术的探讨与研究，对加快四川地区油气勘探进度和勘探效益具有重要意义。
关键词：四川深井超深井固井序言由于目前我国经济的高速发展，对石油、天然气资源产生了巨大需求和依赖，为了保证国家经济和能源安全的需要，石油勘探开发力度加大，转向埋深更深地层，深井超深井数量不断增加。
深井超深井目的层埋藏深，地质条件复杂，钻井勘探深度的加大，井下情况更趋复杂，固井难度不断增加。
四川地区主产天然气，深井超深井井眼条件复杂，深井超深井裸眼井段长，地层压力系统不统一；地层压力高，一般下技术套管和油层套管前，泥浆密度都要加重，而且许多井地层压力平衡关系敏感，泥浆稍高则发生井漏，低则发生井喷；地层裂缝多、断层多，易破碎；泥页岩水敏性强，易坍塌，井眼极不规则，井径扩大严重，大肚子井眼和糖葫芦井眼普遍存在；川东北地区深层高含H 2S及CO2，根据四川气井固井经验，各层套管水泥均要求返至地面，导致固井封固段长；地层倾角大，软硬变化多，井斜角大；油气层多且分布段长，地层压力高、气层活跃；随着油田的深一步勘探开发，钻井向深井定向井、侧钻井、水平井等发展。
因此在四川深井超深井固井中，通常面临下述固井复杂问题：1) 套管下入困难；2) 长封固段固井技术难题；3) 小井眼、小间隙固井难题；4) 窄安全压力窗口、固井漏失及防气窜问题；5) 深井超深井水平井固井难题；6) 不规则井眼条件下固井质量问题。
二十世纪八十年代以来，我们在四川进行了大量的固井工程作业，针对四川深井气井、复杂地层固井难点，完成了《川东北深井复杂条件下固井工艺研究》、《川西地区高压气井固井技术研究》、《川西中高压浅层气防气窜固井技术研究》、《提高川西深层固井质量技术研究》、《川西地区深井固井技术研究》等多项科研课题。
中完、完井作业常见问题及技术措施
中完、完井作业常见问题及技术措施中完、完井作业常见问题及技术措施⼀、概述固井作业不仅关系到油⽓井能否顺利完成，影响投产后油⽓井质量的好坏、油⽓井寿命的长短及油⽓井产量的⾼低，⽽且其成本在整个钻井⼯程中也所占权重越来越⼤，⽬前（占20%～30%）。
甲⽅对固井质量的评定越来越严格，如果固井质量不合格扣⼯程款（ 10%～30% ），因此公司对固井⼯作的重视已经提到了前所未有的⾼度。
固井技术发展的⽬标⼀直围绕如何进⼀步提⾼固井质量及减少固井事故来运⾏。
固井⼜是⼀个系统⼯程，影响因素复杂多样，具有其特殊性，主要表现在以下⼏个⽅⾯：1、固井作业是⼀个⼀次性⼯程，如质量不合格，即使采⽤挤⽔泥等补救⽅法也难以取得良好的效果。
2、固井作业是⼀项系统⼯程、隐蔽性作业，涉及到材料、流体、化学、机械、⼒学等多种学科，施⼯时未知因素多，风险⼤。
3、固井作业施⼯时间短，⼯作量⼤，技术性强，费⽤⾼。
⽬前我们在中完、完井作业中存在不少问题，其中很多都是因⼯作不细致导致的低级失误，希望通过学习⼤家养成良好的习惯。
但是⽬前还是有⼀些井队领导和技术⼲部对固井作业重视程度不够，导致在固井前各项条件⽆法满⾜固井施⼯要求。
钻井公司以追求进尺和效益为根本，这是传统思路。
随着QHSE观念的提出及推⼴，⼯程质量和施⼯安全的地位逐渐攀升，甲⽅对这两⽅⾯的要求越来越严，惩罚⼒度越来越⼤，尤其是固井质量直接影响后期储层改造，甲⽅对固井质量不合格的井扣款⼒度已达⼯程款的10%-30%。
和公司平均利润率对⽐就发现，如果因固井质量造成扣款直接导致该井亏损，公司对固井质量的重视已达新的⾼度，因此这种观念必须马上改变。
还有就是⼀些技术⼲部和井队领导总以为固井就是固井队的事情，即使固井质量不好也是他们的责任，跟井队没什么关系。
固井作为钻井的⼀个重要环节，⽆论是从经济效益还是公司荣誉上来说，钻井⽅永远是最⼤受害者。
⼆、下套管前作业常见问题1、打完进尺后只考虑短期经济效益，对钻井液性能调整不重视，往往在固井前泥浆性能恶化，流变性差，导致在中完、完井作业环节中易发⽣井漏和其他事故。
油气田地下地质学4--完井及完井总结
坍塌层
表层套管
12′20m
钻头尺寸及井深
油气层
油气层 水层 油气层
技术套管
8′1800m
油层套管 5′2500m
套管程序示意图
1、套管程序的设计
② 技术套管：● 封隔钻井液
难于控制的复杂地层
(漏失层、严重塌层、高 坍塌层
压水层、非目的层的油气层
等）； 油气层 ● 在井斜较大的定向井中，
为防止井下复杂情况，
4、附图目录
⑴ 过井“十字”地震剖面图 ⑵ 本井与邻井地层对比
图
⑶⑹ 综岩合心录油井 层图 物理性质分⑷析成综果合测井图
⑸ 岩心综合图
⑺ 地球化学资料综合图
⑻ 测试层位简图
⑼ 压力恢复曲线图
⑽ 测试油层原始压力与深度关系曲线图
⑾ 井斜水平投影图
完井地质总结报告
根据中国海洋石油有限公司勘探监督手册（2002）要求，
① 射孔完井
--国内外最广泛使用的完井方式。 包括：套管射孔完井、尾管射孔完井
● 套管射孔完井
钻穿油气层直至井深，然后下 生产套管至油层底部、注水泥固 井；最后，下入射孔器在油气层 部位射孔，射穿油层套管、水泥 环，并穿透油层一定深度，建立 油流通道。
套管射孔完井示意图
(《油气井工程》，2003)
深度比例尺 一般1：500； 横向比例尺 避免曲线之间交错过多。
◆ 编制完井总结图，应解决好以下3个问题：
⑴ 确定分层界线 以1：500标准曲线的2.5米(或1米)底部梯度曲线和SP
曲线为主；必要时参考组合微侧向、微电极等曲线。
⑵ 确定岩性--以岩心、岩屑为基础，其他资料作参考；
⑶ 油气水层的识别 必须以岩心、岩屑、井壁取心、钻时、气测、槽面油
水平井钻井完井关键技术
水平井钻井完井关键技术摘要：随着新技术的不断发展，水平井完井技术作为连接钻井和石油开采而又相对独立的一门科学技术，为我国油气开发开辟了一种新的途径，并迅速在石油开采行业得到了广泛的推广和应用。
但是，目前水平井完井中存在的技术难点，仍然制约着该技术的进一步发展。
针对开采现场条件、设备的变化对水平井完井关键技术进行了探讨，以期为相关工作者提供一定的借鉴。
关键词：水平井；钻井；完井；关键技术引言我国石油产业近几年的规模不断扩大，为我国经济的发展提供了充足的石油能源。
但由于石油开采量的逐年增加也导致石油的产油量逐渐下降。
同时石油开采的地理环境也更加复杂，对石油开采的技术水平提出了更高的要求。
因此，我国石油企业为了解决这些问题，开始不断提高自身的钻井技术，从而保证油田的产油能力。
1水平井完井技术简介水平井完井技术于20世纪80年代开始用于石油工业勘探开采领域，我国于20世纪90年代引进、推广、应用，为我国提高油气开采效率和开采质量发挥了巨大的作用。
完井作业作为钻采过程的最后一道工序，同时又是采油的开始，为国内外油气田开采带来了巨大的社会效益和经济效益。
水平井完井技术是指水平裸眼井在钻井时，一旦达到设计井深，就应具有以一定结构将井底和油层联通的工艺过程，这样建立起来的水平井能为油层提供更多关于油层储藏的信息，对丰富人们对油藏的认识具有极大的作用。
完井方式的优选、完井工具的开发以及完井质量的好坏直接关系到探井能否顺利实施、油井能否长期稳定使用，并最终影响到油田的经济效益。
因此，在进行水平井完井作业时，必须严格遵守一定的原则，保证完井顺利进行。
2重点探区钻井完井技术2.1超深井安全高效钻井关键技术为降低超深井钻井过程中的钻井液漏失量并提高机械钻速，在建立地层压力剖面、研究井漏与井眼失稳机理的基础上，优化了井身结构，研制了系列钻井提速工具，研发了微流量早期监测系统及防漏堵漏浆，形成了超深井安全高效钻井关键技术，并取得了较好的应用效果。
酒东地区复杂深井钻井提速技术研究与应用
６ ２
西部探矿工程
２１ 年第 ６ ０１ 期
表 ２ 长 ３ １井岩芯水化试验数据 ０
通过该试验结果可 以看出， 泥岩水化 ９ｈ后强度降 ６ 低最高达 ５ ， ０ 井壁岩石强度 的降低很容易导致发生 剪切破坏而发生坍塌 ， 造成钻井复杂情况。了解泥岩水 化后强度变化趋势， 采用相应 措施 ， 可有效 防止井壁坍 塌现 象 。 （） 土矿 物理 化性 能 分 析 ： ２粘 根据 酒 东 地 区地 层 岩 性特征， 开展了粘土矿物分析、 钻屑回收率 、 膨胀率等实 验研究与分析 ， 参见图 ３ 。
＊ 收稿 日期 ：０ ００ －７ 修 回日期 ：０ ００ －４ ２ １－８１ ２ １ －８２
中， 口井均发生了因红层引起 的井下复杂或事故。 每 １３ 白垩 系地层压 力 系统复 杂 ， ． 井下事 故复杂 发生 多 长沙岭构造所钻井中都存在高压盐水层， 区域分布 及 具体 深 度难 以确 定 ， 力 系 数 也 各 不 相 同 （． ８ 压 １ ４ ～ １９ｇ ｃ ） ．６ ／ｍ３。突然 钻 遇 时严 重 污 染 钻 井 液 性 能 ， 引 易 起 井下 复杂 和事故 ； 另外 ， 由于 盐水层 压 力高 ， 部第 三 上 系地层 压力低 ， 同一 裸 眼段 易 发 生压 差 卡 钻 ， 时 间 在 长 后造成粘附卡钻 ； ５ 长 井在井深 ３ ７． ２ ９７ ３ｍ时突然钻遇 高压盐水层 ， 钻井液密度 由 １５ 提高至 １８ｇ ｃ ３ ．５ ． ８ ／ｍ 后 发生卡钻事故， 损失钻井周期 １． ０ 。 ３ ６ｄ １４ 白垩 系下沟 组以 下地层 岩石可 钻性 差 、 磨性 强 ， ． 研 机 械钻 速低 下 沟组 以下地层 岩性 主要 为 泥 质 白云 岩 和灰 质 泥 岩， 岩石硬度大， 塑性强 ， 胶结致密 ， 钻头吃入地层难 ， 导 致 破岩效 率 低 。从 完 成井 的 钻 头使 用 情 况 统 计 发 现 ， ２６ ｍ牙轮钻头平均单只钻头进尺仅为 ３ ． ８ ／ １ｍ ７ ８ｍ 只， 平均机械钻速为 ０ ７ｍ ｈ 而 Ｐ Ｃ钻头平均单只钻头 ．４ ／ ， Ｄ 进尺为 ３ ６６ｍ／ 平均机械钻速仅为 ０ ５ ｍ ｈ ８ ．７ 只， ． ４ ／ 。所 以， 无论 是牙 轮钻头 还是 Ｐ Ｃ钻 头 ， Ｄ 其平 均机 械 钻速 都 较低 ， 大部分钻头的机械钻速都在 ０ ７ｍ ｈ以下。 ．０ ／ ２ 开展 的技 术研究 与攻 关 ２ １ 地 层压 力预测 研 究 ． 通过对长沙岭构造带随钻地层压力监测及地层测试 情况的统计表明， 该区第三系 ２０ｍ以上地层压力系统 ５０
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用 于定 向钻井 的井 下 涡轮 弯接 头组 合 钻具 和套 管 开 窗 技术 ， 后发展 了导 向钻井 技术 和分 支 完井 技术 ， 然 引发 了当今 的复杂结构 井开采 技术 革命 ， 生了一场 巨大 的 产 石油工业 技术革命 。在世界 ２ ０多个产 油国形成 了用定 向井 、 水平井 、 侧钻水 平井 、 分支井 、 位 移井 开采 油 田 大 的较大工业 规模 。 目前世 界 上每 年钻 成 的复 杂结 构井 占其钻井数 的一半 以上 。
井 的 ２ ５倍 ， 井 增 加 可 采 储 量 约 为 直 井 的 ２ ３ ～ 单 ～ 倍 引。 小井 眼套 管 开窗侧 钻 井＿能 充 分利 用老井 套管 和 ｌ ４ 地 面设 施 ， 老井油层 套管 内开窗 ， 在 以较 快 的速度 、 少 较 的投 资 ， 重新侧 钻 出一 个小直 径井眼 。该技术是钻井 技 术 的一项 重大发 展 ， 为一 项 投 资少 、 效快 的油气井 作 见 工程技术 ， 已在 国 内外得 到迅速 发展 。随着相关 的小井 眼完井技术 的发展 和完 善 ， 该技 术 日趋 成 熟 ， 于套 管 用
圈闭边界和断层闭合位置， 并可减少水锥、 气锥 的影响， 以及减 少 占地 和其 它工程 建设费用 ， 效地 降低 了油 田 有 综合成 本 ， 具有 较好 的经济 效益 ， 因而 在 国 内外 得 到迅 速发展 和 日臻完善 ， ２ 世 纪末 ， 到 Ｏ 全世 界 已完成水 平井 ２ ３ ５口， 已向综 合 应用 、 成 系统 方 向发 展 和用 于 ３８ 并 集
中图分 类号 ： Ｅ 文献标识码 ： 文章编号 ：０ ４ ５ １ （Ｏ Ｏ ０ 一 Ｏ ７ 一Ｏ Ｔ ２ Ａ ｌ０— ７６２ ｌ）２ Ｏ２ ５ 除用 常规钻井 技术 钻 的直井 之外 的井统 称 为 复杂 结构井 。国外早在 ２ Ｏ世 纪 ２ ０年代就 进 行 了利用 钻 复 杂结构井来 提高油气 田采收率 的尝 试 ，０世 纪 ７ ２ Ｏ年代 取 得 了较大 的突破 ， 特别是 ２ Ｏ世纪 ８ Ｏ年代 大开发 出了
７ 构 井完 井 技 术 的 研 究
史鹏涛 陈朋刚 ， ， 张祖峰
（． １西安 石油大学 石油工程 学院， 陕西 西安 ７０ ６ ； ． 港油 田采 油六厂 ， １０ ５ ２ 大 河北 黄骅 ０００ ） ６０ １ 摘 要： 随着石 油工业技 术进 步 ， 复杂结构 井应 用规模 越来越 大 ， 用领域越 来越 广 ， 应 完井技 术作 为钻 井和采 油的核 心环 节， 来越 被 高度 重视 ， 越 完井技术 直接 决定 了油 田的开发速度 、 采收 率、 生产成本和 后期 的开发调 整 ， 是一项 非常值得研 究的重要课题 。 关键 词 ： 复杂 结构井 ； 完井技 术 ； 优化
完善 。丛式 井 、 水平 井 、 小井 眼侧 钻 水平 井 、 大位 移井 、 分支井等复 杂结构井不 断 出现 、 展和成熟 。丛式井 技 发 术 可 以在一个平 台上钻几 十甚至上百 口不 同类 型 的井 ，
能够对 不 同储层 同时进行 开发和开发更 大 的面积 ， 而 从 减少平 台建设费 用和后期 采油费用 ， 因而在世界 范 围内 得到迅 速发展和应用 Ｅ 。 水 平井技术始 于 ２ ０世纪 ３ Ｏ年代 ， 由于水平段 井眼 是沿着油层 钻进 ， 因而可 最 大限 度地 裸露 油 气层 ， 高 提 油气井产量 和采收率 ， 油气 藏做 横 向探 查 ， 对 确定 地层
１ 复杂结构 井完 井技 术发展现状 １ １ 国外研 究现状 ． 随着世界石 油天然气 勘探开发 的不 断发展 ， 钻井技 术经历 了经验钻井 、 学钻井 和 自动化智 能钻井 ３个发 科 展 阶段 ， 钻井新技术 、 新工 艺 和钻井 新装 备不 断 发展 和
油藏、 整装高含水油藏等应用水平井技术 ， 都取得 了良 好 的开发 效果 和经济 效益 。水 平井 与 同期 调 整井或 周 围直 井 相 比， 钻井 费用约 为直井 的 １５ ， 量约 为直 ．倍 产
损坏 井开采 剩余油 ， 提高油 田采收率 ， 降低钻井 成本 ， 提 高油 田整体 经济效益 ， 具有 十分广 阔的应用前景 。
分支井技术是随着水平井、 大位移井 、 老井开窗侧 钴等 技术发展 起来 的综 合技术 ， 国内外 已完成分支井数 千 口 ， 高达 ＴＡＭＩ第 ６级 ， 最 分支井 完井工 艺技术与工 具 也 已成熟配套 ， 可打捞式 斜 向器 、 隔器 、 封 挠性管钻井 系统 、 分支 井眼 内的尾 管悬 挂 、 分支 点 处机 械 与液 力密 封和采油等工具、 工艺均已配套应用 ， 可进行各种井眼、 各 种 曲率半 径分支井 多种方 式的完井 作业 ， 可任 意对分 支井眼进行选定性的作业及分采、 合采作业。自 ２ 世 ０ 纪９ ０年代 ， 内部分 油 田开 展 了分 支井 技 术研究 与 应 国 用工作 ， 目前辽 河 、 胜利 、 江苏 、 海 、 南 四川 等油气 田都先 后 已完 成分支井 １ ， ５口 ６口为分支 水平井 ， 均为双 分 且 支 水平井 。分支井 技术 的发展 和 应用 大 大提 高 了油 田 开发效益 。胜利油田的水平井钻井技术基本代表我国
我 国于“ 五” 间对该 项技术进行 了攻关 ， 八 期 其后在 各油 田进行 了推广应 用和发展 ， 目前 国内 已钻水平井 近 千余 口， 技术 已达 国际先 进水 平 ， 其 并形 成 了一 整套综 合性 配套技术 ［ ， ２ 目前 已作为常规 钻井技术应 用于几乎 ］ 所有类 型 的油 藏 ， 裂缝 性油藏 、 屋脊断块 层状油藏 、 厚层 底水油 藏 、 稠油 油藏 、 渗透薄层 油藏 、 状不整合地层 低 层