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地质录井教学5200988

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
资源描述:
同学们学习进步!地壳中化学元素在各种地质作用下,由一种或几种化学元素组成的自然产物。常以固态、液态、气态形式存在于自然界中。岩石:是由一种或多种矿物或岩屑组成的有规律的集合体,是地质作用的产物。是组成地壳和岩石圈的基本单位。岩石可分为岩浆岩、沉积岩、变质岩三大类。我们最为常见的是沉积岩。岩层:是由两个平行或近于平行的界面所限制的同一岩性的层状岩体。地层:是指在一定地质时期内形成的岩层。研究地层可解决地层成层顺序、时代、地质年龄。地质年代单位:岩层的形成经历了一定的时间,在一定的时间内生成的岩层,具有一定的空间,地层的形成具有一定的阶段性,这种阶段性在时间上称为地质年代单位。它分为宙、代、纪、世、期五个级别。年代地层单位:指在特定的时间间隔内形成的岩石体,其顶底界线都是以等时面为界,其范围是基本连续的沉积岩层中两个指定点之间的地层段落。它分为宇、界、系、统、阶五个级别。地质年代单位与年代地层单位通常是相对应的,地质年代反映时间上的概念,年代地层反映空间上的概念。沉积岩:它是在表生条件下,由各种沉积作用形成的沉积物经埋藏、改造而成的层状岩石。其形成历史进程可分为三个阶段:沉积岩原始物质的形成(或母岩风化),原始物质的搬运和沉积以及沉积物改造变化。沉积岩的颜色是划分和识别地层的重要标志,也是作为成因分析的依据。由母岩经机械破碎和化学风化作用形成的固体碎屑物质,通过搬运、沉积,直到压实和胶结而形成沉积碎屑岩。如砾岩、砂岩、粉砂岩、泥岩等。岩浆岩:是岩浆在内力地质作用下,由深处侵入地壳表层或喷出地表,经过冷凝固结而形成的岩石。岩浆在地表以下深度冷凝而形成的岩石称为侵入岩;在地表以上冷凝的岩石称为喷出岩,又称为“火山岩”。变质岩:是地壳中已形成的岩石在高温、高压及化学活动性流体的作用下,使原来的岩石成分、结构、构造发生改变所形成的新岩石。由岩浆岩变质而成的变质岩称为正变质岩;由沉积岩变质形成的岩石叫副变质岩。地质构造:组成地壳的岩层或岩体受力而发生变位留下的形迹称为地质构造。地质构造的基本类型有:水平构造、倾斜构造、褶皱构造和断裂构造。岩层产状:是指岩层在地层在地壳中空间位置和产出状态。其要素包括走向、倾向和倾角。主要用来确定岩层产状,用来确定岩层面在空间展布的方位及其与水平面的关系。断层:是岩层或岩体顺断裂面发生发生明显位移的构造。分为正断层、逆断层、平移断层。指由于层状岩体在地壳运动产生的地应力作用下发生弯曲,但岩层保持背斜连续完整性构造的两种类型。背斜一般指岩层向上拱曲,核心部位岩层较老,外侧岩层较新。向斜中心部位地层新,两侧老。两种构造类型的地层均对称重复出现。地层接触关系:同一地区在某一时期可以是以上升运动为主,形成高地,遭受风化剥蚀;另一时期可能是以下降运动为主,形成洼地,接受沉积,这样就使得先后形成的地层之间具有不同的接触方式,即地层接触关系。其接触关系可分为整合接触、平行不整合、角度不整合、超覆不整合。石油:是以液体形式存在于地下岩石孔隙等中的可燃有机矿产。石油的成分以烃类为主,含有数量不等的非烃化合物及多种微量元素,以液态为主,溶有大量烃类气体及少量非烃类气体,并溶有数量不等的烃类和非烃类的固态物质。天然气:在这里指的是存在于地下岩石孔隙等中的以烃类为主的天然气。主要成分以甲烷烃为主。在常温常压下以气态存在的烃类有甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、异丁烷。储集层:是指具有一定连通孔隙,能储集并能产出油气的任何一类岩层。孔隙性和渗透性是储集层的基本特征,孔隙度和渗透率是衡量储集性能的主要参数。盖层:是指位于储集层之上,能阻止油气向上逸散的岩层。常见的盖层有泥岩、页岩等。储集层中能聚集并保存油气的场所。任何一圈闭都具有下列基本要素:储集层、封闭条件。圈闭中油气聚集到一定数量后就成为油气藏。油气藏:是单一圈闭内具有独立压力系统和统一油气水界面的油气聚集,是地壳中最基本的油气聚集单位。其形成的基本条件包括充足的油源,良好的储集层和有利的生储盖组合,有效的圈闭。石油的成因及生油岩生储盖组合:是指油(气)源岩层、储集层和盖层三者的有机组合。其实质是以一定的关系搭配在一起,使油层中的油气能有效的驱向储集层,并在其中形成油气藏。勘探开发深埋地下的油气资源是一项复杂的工程,想让油气从地下来到地面,始终离不开钻井。让我们一起来了解钻井工程 具、钻井液、钻井技术、完井作业等等。钻机包括提升系统、旋转钻进设备、动力驱动设备、传动系统、钻机底座、循环系统、控制系统。钻具是钻井井下工具的总称。主要包括方钻杆、钻杆、钻铤、接头、钻头等其它井下工具。钻井液:称为钻井的“血液”,一般是由粘土、水和一些无机或有机化学处理剂混合而成的悬浮液和胶体溶液的混合液。它除了用来带动涡轮、冷却钻头钻具外,更为重要的是携带岩屑,保护井壁,防止地层垮塌,平衡地层压力。主要性能包括密度、粘度、失水、切力、 井作业是指完成钻探任务或钻达设计井深后,钻井工程的后继作业,大体包括下套管、固井等等。重表;泵压表;地质录井(综合录井)各类传感器:悬重、绞车、立压、扭矩、转盘转速;方入(方余);到底方入;整米方入等 。振动筛区:砂样返出情况,振动筛工作情况,取砂样,钻井液样及其它样品,各类传感器:出口温度、电导、密度、出口流量,脱气器。泥浆槽(池):梯形水门高度,槽池面变化情况,各类传感器:进口密度、电导、温度、池体积。泵房:泵冲数、泵冲传感器场地:钻具及套管常用钻具:方钻杆、钻杆、钻铤、接头、钻头等。方钻杆:传送动力,输送泥浆,承重、计算井深。钻杆:传送动力,输送泥浆,增加井深。常用钻杆直径: 5”= 3 1/2”= 1寸 =送动力,输送泥浆,加压,防斜。常用钻铤直径: 8”= 7”= 6 1/2”= 6 1/4”=碎地层,钻进。常用钻头直径 :17 1/2”= 12 1/4”= 8 1/2’’=接不同尺寸的钻具。分为内平式、贯眼式和正规式三种,用 1、 2、 3三个数字表示。例: 430 X 521,百位数上的 4和 5表示接头尺寸,十位数上的 3表示正规式, 2表示贯眼式,个位数上的 0和 1表示扣型(母扣或公扣)时发现、保护、评价油气层,为油田勘探开发提供资料依据,录井工作的质量关系到能否迅速查明井区地下地层、构造及含油气情况,对油气田的提前和推后发现,对下一步勘探和开发方案的合理制订、科学实施起着非常重要的作用。钻时录井钻时录井:在钻井过程中 , 按一定的井深间距 , 记录纯钻进的时间 , 按井深绘成曲线 , 结合钻井参数分析研究地下地质情况的一种录井方法 。钻时:钻进单位进尺所需的时间 , 单位:分 /米原理:利用岩石的可钻性差别 , 即破碎岩石的难易程度 。记录方法:仪器测量或人工在方钻杆上划线计算后记录 。记录的内容:井深 、 日期 、 停钻时间 、 纯钻时间 、 钻井参数作用:进行岩屑归位 , 校正岩层分层 , 井深 , 解释岩性 , 地层对比 。井深和方入的计算:井深的计算井深 =钻具总长 +方入钻具总长 =钻头长度 +接头长度 +钻挺长度 +钻杆长度例:某井下井钻具的长度分别为:钻头长 接头总长 钻铤总长 停钻时的方入 求钻具总长和井深 ?计算得钻具总长 =深 =入是指方钻杆进入钻盘面以下的长度 。到底方入:钻头接触井底时的方入到底方入 =井深 井钻至井深 2500米时 , 方入为 11米 , 问再续接一个 到底方入为多少 ?整米方入的计算钻具总长 =整米方入例:用上例影响钻时录井的因素:钻井液性能 、 钻井参数 、 钻头类型 、 新旧程度 、 钻井方式 、 操作技术 、 岩石性质及井深的影响 。岩屑录井岩屑录井:将岩屑收集 、 观察整理 、 鉴定并恢复地下地质剖面的过程称为岩屑录井 。岩屑:钻井时钻头把岩石破碎后通过钻井液带到地面的岩石碎块 , 又称砂样 。原理:利用泥浆泵把钻井液打入水眼 , 通过钻杆经钻头再送回地面的过程 。作用:通过岩屑录井可获得地下地层 、 构造 、 生储盖组合关系 , 反映地下地层岩性 、 储层物性及油气水情况等第一性资料 , 为查明探区含油气情况提供依据 。取全取准岩屑是岩屑录井的关键 。 因此必须做好两项工作 , 一是井深的准确 、 二是岩屑返出时间准确 。迟到时间:砂样从井底返到井口所需的时间 。取样时间 =钻达时间 +迟到时间 。理论计算法: T=V/Q V=π ( H⁄4 →T= π ( H/4:井径 ( 米 ) , d:钻杆外径 ( 米 ) , H:井深 ( 米 ) T:迟到时间 ( 分 ) ,V:井眼与钻杆之间环空容积 ( 米 3) , Q:钻井液排量 ( 米 3/分 )实物测定法:按规定的录井间距进行实测T=一周时间 — 下行时间浆自开泵循环一周所需的时间下行时间 =π Q d:钻具内径岩屑的捞取:取样时间 =钻达时间 +返出时间变泵时间早于钻达时间时的岩屑取样时间的计算公式:取样时间 =(变泵前排量 /变泵后排量 ) × 迟到时间 +钻达时间变泵时间晚于钻达时间而早于岩屑取样迟到时间时的岩屑取样迟到时间的计算公式:取样时间 =(变泵前排量 /变泵后排量 ) × (钻达时间 +原迟到时间 +钻达时间例:某井钻至井深 13170: 10,迟到时间为 15排量为 36L/s, 10: 15变泵,变泵后排量为 30 L/s, 11: 20钻至井深 1318m; 11: 2327停钻循环,泵排量仍为 30 L/s,则1318要求写出计算公式和计算步骤)。岩屑的捞取和处理:一般情况下 , 岩屑按取样时间在振动筛前连续捞取 。 取样方法采用四分法取样 , 绝对禁止只取上部或下部岩屑;取出的岩屑要缓缓地用清水清洗 , 防止悬浮细砂和较轻的物质被冲掉 , 清洗要露出岩屑本色 , 同时在清洗时要注意观察油气显示;岩屑应严格按深度顺序在岩屑台上晾晒 , 在用烤箱烘烤时 , 要注意烘箱温度;晾晒好的岩屑要按规定进行包装和整理 , 最后装盒保存 。岩屑粗描:掌握地层层序 , 了解所钻地层层位的基本岩性特征;在洗岩屑时仔细观察盒面的油气显示情况 , 晾晒岩屑时挑出特殊岩性和含油岩性代表样 , 根据岩屑中新成分的出现和颜色的变化参考钻时进行分层定名 。岩屑定名:颜色 +含油气级别 +岩性名影响岩屑录井的因素: 在确保井深的情况下 , 其返出时间的准确与否是岩屑录井的主要因素 。 对返出时间的影响有以下几个方面:钻头类型和岩石性质的影响 、 钻井液性能的影响 、 钻井参数和井眼的影响 、 下钻或划眼 。荧光录井:荧光录井:就是根据岩心 、 岩屑及其在有机溶剂中浸泡过的溶液 , 在紫外光的照射下能否发出荧光及荧光的颜色和亮度 , 决定是否具有油气显示 , 及油质好坏和油气显示程度 。荧光:能够在紫外线照射下 , 物质的原子在游发状态下 , 把从紫外线照射下得到的能量转化成波长较长 , 频率较低的人类视觉器官能够感受到的光叫荧光 。 石油和大部分石油产品能在紫外线照射下会发荧光 。荧光录井的方法直照法:现场进行湿照和干照 。 岩屑湿照是将清洗过的岩屑系统地逐包在荧光灯下普照 , 观察是否有荧光显示 。 含油岩屑在紫外灯下呈现浅紫 、 淡黄 、 黄 、 亮黄 、 棕 、 棕褐色等 。点滴分析法:可以发现岩石中极少量的沥青 , 达到定性认识的目的 。 在滤纸上放一些磨碎的样品 , 并在样品上滴 1 氯仿溶解样品中的沥青渗入滤纸 , 随着溶液蒸发 ,滤纸上沥青浓度增大 , 在荧光灯下观察可发现不同形状和颜色的荧光痕迹 。对比分析法:利用溶液发光强度以定量测定溶液中沥青含量的分析方法 。 取 1克磨碎的岩样 ,放入无色玻璃试管 , 倒入 5 将试管封口 , 摇动数次后静置 8小时 , 待于标准样品进行系列对比 。计算沥青含量公式: Q=(A*B/G)*100%式中 Q:岩石中的沥青含量 ( % ) G:样品重量 ( 克 )1毫升标准氯仿溶液所含沥青 ( 克 /毫升 )B:分析样品中氯仿溶液的体积 ( 毫升 )钻井液录井按规定间距连续测定和收集钻井液性能的方法称为钻井液录井 。 根据钻井性能的变化情况 , 可大致推断钻遇地层的含油 、 气 、 水情况 。 钻井液大致可分为水基 、 油基钻井液钻井液的性能密度: m/衡地层压力。粘度:表示钻井液流动的难易程度,秒,切力:钻井液在静止时的阻力,可理解为钻井液的浮力。分为初切和终终切, mg/由水在压差作用下会向具有孔隙的地层渗透造成失水,钻井液失水的多少叫失水量。 钻井液水分进入地层 , 钻井液中的粘土颗粒附着在井壁上形成泥饼 。 钻井液中直径大于 %碱度油气上窜速度:迟到时间法:{[ ]/:[ Q( /V]/上窜:油气上窜速度 ( 米 /小时 )层井深 ( 米 )环钻井液时钻头所在的井深 ( 米 )环钻井液时钻头所在井深的迟到时间 ( 分 )到油气显示的时间 ( 分 )头下到井深 开始循环钻井液时的时间 ( 分 )次起钻停泵至本次下钻至井深 小时 )Q:排量 ( 公升 /分 )V:井眼环空每米的理论容积 ( 公升 )1立方米 =1000公升 1公升 =1000毫升例:某井 5月 2日 14: 00钻至井深 3000米起钻 , 5月 4日 16: 00下钻至井深 2700米时循环钻井液 , 16:25槽面见油气显示 , 油气层深度为 2800米 , 井深 2700米的迟到时间为 36分 , 则油气上窜速度为多少 ?钻遇油、气、水层钻井液性能变化表油层 减小 略增 略增 略增 变化不大 略增气层 减小 增 无变化 略增 变化不大 无变化盐水层 增 —— 减 增——减 增 增 增 增淡水层 减 减 增 减 不变或略变 增C L - 含量 泥饼 泥浆性能岩层密度 粘度 失水量 切力钻井的手段 , 采用特制的工具 ( 取心工具 ) 与适当的措施 , 取出的地下岩石 。岩心录井:当岩心取出地面后 , 地质人员按按一定的标准 、 要求 , 对岩心进行出筒 、 整理 、 丈量 、描述 、 成图等一系列工作 。岩心录井的重要性:是最实际 , 最直观的反映地下地层 , 构造和各种参数资料 , 解决四性 ( 岩性 、电性 、 物性 、 含油性 )岩心录井可以解决的问题:岩性 、 岩相特征 , 进而分析沉积环境;古生特征 , 确定地层时代 , 进行地层对比;储集层的储油物性及有效厚度;储集层的 “ 四性关系 ” ;生油层特征及生油指标;地层倾角 、 接触关系及其它情况;检查开发效果 , 获取开发过程中所必须的资料 。岩心录井中所应注意的事项:取心前必须确保钻具 、 井深准确无误;准确丈量方入 , 确保岩心进尺计算准确;岩心出筒时应准确保岩心的完整性 、 确保岩心出筒顺序不乱;对油气显示好的岩心不能用水冲洗 , 刮去岩心表面泥饼后及时封蜡保存 , 并送样分析 。岩心出筒及整理:丈量:岩心清洗干净后,对好岩心茬口,然后一次性丈量,分段读数。长度精确到厘米。计算岩心收获率:收获率 =(实际取心长度 / 取心进尺) *100%总收获率 =(累计岩心长度 /累计取心进尺) *100%整理:将丈量好的岩心,按井深顺序自上而下,从左到右依次装入岩心盒内,然后进行涂漆编号。岩心编号方法见右图所示悉地质设计、做好地质预告图、向井队进行地质交底其它准备工作:井场布置、物质准备、丈量表套、钻具长度、钻前检查地质录井施工基本要求工作巡回检查路线:仪器房(地质资料采集房) —— 场地 —— 钻台 —— 泵房 —— 泥浆槽 —— 震动筛 —— 砂样台 —— 仪器房(地质资料采集房)巡回检查的目的:核实钻具数量及顺序,确保井深无误、观察钻井参数,及时发现工程参数的异常、确保仪器各种外部传感器运转正常,保证各项参数采集准确可靠、岩屑捞取是否准确,清洗是否干净、确保各种设备运转正常,各项资料齐全准确、及时发现油气水显示情况。录井过程中的各项资料收集一开:一开时间、一开钻具组合、钻具长度(包括钻杆、钻铤、钻头、接头长度、直径)、方钻杆长度、圆井深、螺旋管直径、下深、补心高、一开钻进过程中的资料收集情况、一开钻进井深、表层电测情况、下表层套管情况、固表套情况、候凝。二开:二开钻具组合、二开钻头尺寸、硬探水泥塞面、水泥塞井段、地层试压情况、二开时间、二开钻进过程中的资料收集情况、二开钻进井深、中间电测情况、下技术套管情况、固技套情况、候凝。三开:三开钻具组合、三开钻头尺寸、硬探水泥塞面、水泥塞井段、地层试压情况、三开时间、三开钻进过程中的资料收集情况、完钻井深、完钻时间、完井电测情况、下油层套管情况、固油套情况、候凝、声、放、磁测井、完井时间。采用专门仪器设备 , 沿井身 ( 钻井剖面 ) 测量地球物理参数的方法 。 电测在油气田勘探开发中是发现和研究油 、 气层的主要手段之一 , 也是解决一系列地质问题的手段之一 。电测时应收集的资料:测井系列 、 测井项目 、 测井井段 、 比例尺 。下套管套管分类:表层套管 、 技术套管 、 油层套管套管的作用:表层套管的作用是封隔地表易塌 、 易漏地层;技术套管用于封隔钻井液难以控制的复杂地层 , 非目的层的油 、 气层等;油层封固油层 , 把不同的油 、 气层分割开来 , 建立一个长期的油气生产通道 。下套管过程中的地质工作:丈量套管长度 、 复查套管 、 进行编号和计算下套管应收集的资料套管尺寸 ( 外径 ) 、 壁厚 、 钢级 、 产地 、 套管长度 、 下深 、 阻位 、 特殊套管位置 、 联入 、 管串组合等 。 此外还应收集下套管过程中的其它地质及工程资料 。常见套管的钢级和颜色:551105 1/2”=”= 5/8”=3 3/8”=在井内下入套管之后 , 用一定密度 , 一定数量的水泥浆 , 由套管内挤到套管与井壁之间的环空中 , 并返到一定的高度 , 把套管与井壁固接起来的工艺过程 。前隔液时间 、 注压 。注水泥时间 、 注压 、 水泥浆比重 ( 最大 、 最小 、 平均 ) 、 水泥型号 、 袋数 ( 或吨数 ) 。压胶塞时间 。替钻井液时间 、 替量 , 钻井液密度 、 粘度 、 替压替清水时间 、 替量 、 替压 、 碰压 、 稳压情况 、 水泥浆返出情况 。井口挤水泥情况 。固井过程中出现的油气显示和其它情况也要详细记录 。油 、 气 、 水显示资料收集油气显示资料的收集观察钻井液槽池面变化情况记录槽面出现没油花 、 气泡的时间 , 显示达到高峰的时间 , 显示明显减弱的时间 。观察槽面显示时油花 、 气泡的数量占槽面的百分比 。油气在槽面的产状 。槽池面上涨情况 , 有无油气味 。观察钻井液出口情况行含油试验收集钻井液资料收集气测资料收集钻时资料 , 钻位 , 推断油层的深度和层位 。取样情况 , 气样点燃试验水浸显示资料的收集水浸的时间 、 井深 、 层位 。钻井液性能 , 流动情况 、 水浸性质 ( 淡水或盐水 ) 。泥浆槽和泥浆池显示情况取样做氯离子测定试验 。油 、 气 、 水取样取原油样:取完样后在瓶上应贴上标签 , 在标签上填写井号 、 序号 、 取样井深 、 层位 、 取样日期 、 取样人 、 分析项目等 。取气样品:现场采用排水取气法收集气样取水样品:其它资料收集卡钻资料收集 因地层条件复杂 、 钻井液性能不好或施工措施不当等原因 , 使钻具在井内不能自由活动的现象 。卡钻时的资料收集:记录卡钻的时间 , 钻头位置 , 钻头所在的层位 , 钻井液性能 , 井底层位 , 井底深度 、 施工状态 。记录计算卡点位置 , 卡钻的原因 。记录处理卡钻的过程和方法 。收集断钻具 、 落物 、 打捞资料收集记录断钻具资料:断钻具时的井底深度 , 井底层位 , 钻头位置 , 施工状态 、 鱼顶位置 。落井钻具结构和总长发生事故的原因 、 处理 、 过程和结果 。收集记录落物资料:落物的名称 、 大小 、 长度落入时的井底深度 、 层位 。处理方法 、 过程和结果收集记录打捞资料:打捞工具的尺寸 、 名称和长度算打捞时的鱼顶方入;造扣方入和造完扣的方入。记录打捞过程和结果 。收集泡油资料:计算泡油量记录所泡油的种类 、 数量 、 泡油井段 、 泡油方式 、 泡油时间 。记录替入钻井液种类 、 数量 、 处理过程和结果 。收集井涌 、 井喷资料观察井口钻井液返出的速度及流量变化 , 观察记录槽池面变化显示情况 。记录悬重及泵压变化情况 。记录井涌 、 井喷的起止时间 、 井深 、 钻头位置 、 当时的施工状态 、 层位 、 岩性 。记录井涌 ( 喷 ) 前后及井涌 ( 漏 ) 过程中的钻井液性能变化情况 。记录涌 ( 喷 ) 出物的性质 , 数量 ( 单位时间的数量和总量 ) 、 方式 ( 连续井涌 ( 喷 ) 或间歇涌( 喷 )) 、 高度 。记录井涌 ( 喷 ) 发生后所采取的措施 , 包括压井时间 , 加重情况及其用量 , 加重过程中的钻井液性能变化情况 。取油气水样 。)的原因:由于钻井液液柱压力与地层压力不平衡,当地层压力大于钻井液液柱压力时,由于失去控制,从而导致高压油气水层中的流体或钻井液喷出转盘面。高于转盘面一米叫井喷。低于一米叫井涌。收集井漏资料记录井漏起止时间、井深、层位、钻头位置、施工状态。记录漏失钻井液量。记录漏失前后及漏失过程中钻井液性能及其变化。观察记录返出物、返出量及返出特点,返出物中是否有油气显示。记录堵漏时间,堵漏材料名称及用量。记录堵漏前后钻进过程中的泵压、排量变化。分析井漏原因,记录处理结果。
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