钻 井 地 质
华北石油会战指挥部
一九七七年
绪论
钻井分类：
钻井分类 主要钻井任务 以整个盆地为勘探对象，结合地质、物探、化探等资料调查新探区生、储、盖的地层时代、岩性、厚度、物性、区域探井 电性，油、气、水分布及其特点；查证二、三级构造的存在特征及构造（或断块）圈闭中油、气的保存条件；为寻找工业油气流构造，进一步研究油、气藏形成条件及富集规律提供可靠的第一性资料。 尽快查明二级构造带油、气富集情况，深浅兼探，明确主攻目的层，重点突破，选重点，夺高产，为迅速拿下整体解剖井 油报富集区，控制最大的含油面积和2——3级油、气地质储量提供可靠的“四性”（岩性、物性、电性、含油性）资料及其它有关的储量参数资料。常选择一些初探井对含油、气层段重点取心，分层试油，了解产能等资料。 详细查明每个含油构造（或断块）油层的纵向组合特征，油、气、水系统及各油、气层的准确厚度、物性等参数，以及横向上油、气、水层的分面范围、面积；按照合理的详探——开发井方案，通过对各类油、气、水层的分详探—开发井 层度油，了解油气产能及有关油、气、水层的特性资料（如油、气、水性质，油、气层压力、温度、高压物性等??），为全部控制1——2级油、气地质储量，提供齐全准确的第一性资料；根据生产试验区试验的结果，完成开发系统中所担负的早期强化注水，强化开采，及观察、检查油田动态等任务。 详探井、开发资料井、探边井、生产井、注水井、观察井、检查井等 主要是初探井 详探井在油气田开发时期可能转化为生产井或注水井、观察井；开发井也有一井多能及勘探的功能；生产井在后期变为观察井或注水井；顶部主气井后期也可转为采油、采气的生产井；生产井、注水井或其它补充井也有详探任务。 预探井、参数井、区域剖面井 井别 后期转化 第一章 钻前准备
第一节 资料收集与设计交底
新井在开钻之前，井口地质人员首先要认真收集区域或邻井资料，认真研究该区的地质情况，掌握地质设计的要求，并根据设计作出地质预告，就构造、地层、取资料要求及与地质因素有关的故障提示等，向井队职工交底，做到人人胸中有数。
当钻井取出岩心、岩屑等实物之后，就可以通过本井的实物去进一步认识本区地层柱状图上所反映的一般规律，发现本井的特殊规律。即使在钻井过程中出现了异常情况也容易查觉，以便及时采取措施，避免造成不应有的损失。 第二节 钻具的丈量与现场管理
钻具的丈量和管理是取全、取准各项地质录井资料的基础工作。
深度是录井工作的基础，每项录井资料，每个录井数据，都反映一定井深的地质情况。井深是依靠井下钻具的累计长度得出来的，为了避免差错，必须做到地质、气测和工程三对口，共同进行长度丈是和编号，按钻具卡片内容记录清楚。
钻具是钻头、钻铤、钻杆、方钻杆和各种接头等的总称，还包括岩心筒和取心钻头。 一、钻头 钻头分类： 常用钻头类型 刮刀钻头 牙轮钻头 取心钻头 作用原理 主要通过切削作用来破碎岩石。 头。 主要靠牙轮的冲击和牙轮的切削作用来破碎岩石。 钻头中心是空的，对岩石进行环形破碎，形成岩心。 目前使用最广泛的是三牙轮钻头。 现场常用的有筒式取心钻头、刮刀取心钻头、牙轮取心钻头等。 具体分类 根据刀翼的数目，分为鱼尾钻头、三翼刮刀钻头、和四翼刮刀钻 1
三牙轮钻头的类型及用途：
类型 现行 旧 JR —— 极软 R L 软 ZR M 中软 中软泥岩、页岩、硬石膏、中硬石灰岩、砂岩 黄 天蓝 Z C 中 白云岩 硬石灰岩 硬页岩 硬石膏 灰 ZY T 中硬 Y TK 硬 JY —— 极硬 球齿 极硬 花岗岩 花岗岩 石英岩 石英岩 玄武岩 石灰岩 褐 岩层性质 粘土、流砂、石膏、岩适用的岩性 盐、泥岩、页岩、白垩、中软石灰岩 钻头体颜色 二、钻铤、钻杆
乳白 硬砂岩 花岗岩 石英岩 黄铁矿 墨绿 红 钻铤主要用于加压、防斜，要求壁厚、强度大。
钻杆在钻井中用来加深井眼、输送泥浆和传送扭矩。在所有钻具中，钻杆使用的数量最多，也最容易出现数据差错。 三、方钻杆
方钻杆位于钻具的最上端，主要作用是传递扭矩，工作时随钻具的全部重量。外形为正方形或六角形。钻进时，方钻杆进入转盘面以下部分的长度称为“方入”，以上部位的长度称为“方余”。
四、接头
接头是用来连接钻杆、钻铤、钻头或打捞工具等的连接工具。 五、岩心筒
岩心筒分为单筒式和双筒式。
单筒式岩心筒用于中硬和硬地层的取心钻进；双筒式岩心筒包括内岩心筒和外岩心筒。
在钻进的过程中，不论是正常钻进还是处理井内事故或钻取岩心等，经常需要丈量钻具，准确地计算出井深。因此，不管钻具的实际长度如何，当它们衔接并下入井内工作时，不暴露在外表的部位都不计入钻具长度以内。例如，取心工具中的加压短节，中间有长约2英寸的活动方钻杆应在长度中扣除，因为在加压钻进时，这个2英寸的活动方钻杆会进入短节之中，所以钻具长度不包括这2英寸。 第三节 钻前数据的收集与准备工作
一、补心高度：转盘面至地面的距离叫补心高度。转盘面就是补心面。实际丈量补心高度是在井架和钻机安装完毕后，从转盘补心顶面用钢卷尺自然下垂丈量到井架底座的底面的长度。从补心面丈量到井口表土的数据是错误的，因为地面海拔高度往往是先测出井架顶的海拔高度，再减去井架高度得出来的，而井架附近的表土又往往掩埋了一部分底座。即，表土掩埋下的井架底座的底面是地面海拔高度的标示位置。
补心高是全部录井资料中第一个基本数据。钻井剖面的深度、电测的深度、下套管和下油管的深度、射孔的深度、等均以补心面（转盘面）作为计算深度的起点。
二、泥浆池容积：用于计量井漏或井涌的量。
三、表层套管数据：导管和表层套管的作用都是为了巩固井口，防止坍塌。 表层套管是油层套管和采油树固定的基础。 套管总长=套管串长度+套管鞋长度
表层套管下入深度即表层套管鞋深，是电测时校正电测的尺度。在表层套管鞋以下才能测出曲线来。 套管鞋深度=套管总长度+联入
联入是联顶节方入的简称，转盘面以下的联顶节长度就是联入。在现场丈量联入的方法，是在下套管之前丈量联顶节长度，固井时再丈量转盘面以上露出部分的长度，二者相减得出联入的长度。
有时没有准备联顶节，则把最后一根套管座落在井口转盘上，固井后再用气焊割去一段，再把最后一根套管在转盘面以上部分的长度称为套余。
所以，联顶节长度=套余+联入。
第二章 钻井中的地质录井工作
录井工作的主要任务是根据井的设计要求，取全取准反映地下地质情况的各项资料，以判断井下的地质及含油、气情况。
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录井方法主要有钻时录井、岩屑录井、岩心录井、泥浆录井、荧光录井和气测录井等。
第一节 钻时录井
“钻时”是指每钻进一定厚度的岩层所需要的时间，通常以“分/米”或“分/0.5米”来表示。
为了便于解释，在曲线旁边还用符号或文字将接单根、起下钻换钻头、划眼、跳钻、蹩钻、溜钻、卡钻、磨钻、取心等标在相应的深度上。
钻时曲线的应用：钻时曲线主要用于岩性解释和岩屑归位；与邻井剖面对比，可以预告地层；也可以配合岩性剖面，进行地层对比。
一、判断岩性
因井漏或泥浆性能不好而捞取不到岩屑时，用钻时曲线可推测漏取岩屑井段的岩性；在取心收获率低时，用钻时曲线和岩屑，可推断未取得的岩心的岩性。
二、用于岩屑定层归位
岩层顶界因为新成分的出现和岩屑百分比变化较明显，所以较易卡准；而岩层底界往往在岩屑百分比变化中显示不清，钻时的变化常常会有所显示。
在岩屑混杂、代表性不好的井段或薄层的岩屑，钻时的变化往往可以提示我们在岩屑中寻找新成分，避免漏描或描错。 三、确定井下渗透层段
在砂泥岩剖面的地区，一般钻时越低，砂层越疏松，孔隙性、渗透性亦越好。
在碳酸盐岩剖面的地区，钻时的变化是发现缝缝洞洞最及时的一项录井资料，与其它资料相结合可以确定井下渗透层段。
四、结合录井剖面进行地层对比
在无电测资料或尚未电测的井段，根据钻时曲线的变化，结合录井剖面常可逐层进行划分，初步进行地层对比工作。 第二节 岩屑录井
岩屑是钻井时钻头把岩层破碎后通过泥浆带到地面的，又常称为“砂样”。 捞砂时间（捞取某一深度岩层岩屑的时间）=钻达时间+迟到时间
岩屑描述的方法（即岩屑细描的方法）：大段摊开，宏观细找；远看颜色，近查岩性；干湿结合，挑分岩性；分层定名，按层描述。
一、岩屑的含油级别的确定：
根据含油岩屑所占的百分比或发光岩屑所占的百分比和荧光的分布状况（如星点状、斑块状、环状），确定出岩屑的含油级别。
岩屑含油级别的划分标准和岩心屑含油级别的划分标准基本相同，但由于油砂级在岩屑中极少见，所以岩屑含油级别只分为含油、油浸、油斑和荧光四段。 第三节 岩心录井
在区域勘探过程中，应根据需要选井取心。岩心是研究岩性、物性和含油性的第一性资料。区域探井经常在完钻时在井底取心，以确定完钻井底地层。
现场取心的要求：取心层位准，取心深度准，岩心长度、顺序准，观察描述准。
1、取心层位准：要求取出层位的顶底界（即穿鞋戴帽），顶界以上取出3~5米，底界以取出为准。 2、取心深度准：管好钻具是保证深度准确的前提。
3、岩心长度、顺序准：准确的岩心长度和顺序是岩心录井的基础工作。
4、观察描述准：岩心出筒后，要立即观察、记录油、气、水显示，如含油产状，含油程度，分布特征，荧光、冒油冒气位置，油、气味，岩性特征，并做含水观察（滴水、沉降、pH纸、红滤纸等试验）。
一般岩心顶部常呈圆顶状（俗称“和尚头”），底部常有岩心抓的痕迹。 二、岩心描述：
岩心描述原则：以筒为基础，分段进行描述。
岩心分段原则：根据其特征的不同（即岩性、颜色、结构、构造、含油气、含有物的不同）来分段，一般是： 1、若为比例1:100的岩心柱状剖面图，则岩心长度大于10厘米，而岩性、颜色、结构、构造、含油气、化石等有变化者均需分段；
2、磨损面上、下岩性对不上，或同一岩性中磨损严重者要分段；
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3、两筒岩心接触面及磨损面上长度不足5厘米的特殊岩性和含油岩性要分段； 4、同一岩性中存在冲刷面和切割面时要分段；
5、厚层岩性中不足5厘米的特殊岩性和含油砂条，以及厚层含油岩性中不足5厘米的夹层要分段，绘图时可扩大至5厘米；
6、小于5厘米的岩性则作条带处理，只在岩心柱状图含有物一栏画一条带符号，在描述中简要说明；
7、凡经分段的岩性或磨损面，都要在描述记录中写明分段长和累计长，分段长度均以该段岩心累计长度差为准。 总之，在分段时凡是与油、气有关的以及岩性特殊的都要卡准细分，反之则可适当放宽些。由于各个油田的地质条件、油层物性和岩心含油产状的不同，分段的标准也会有些出入。
在描述岩心时，本着含油、气、水特征和沉积特征并重的原则进行描述，要求：
1、重点对含油岩性进行描述。既要重点描述含油性与岩性、岩石的结构、构造和含水等方面的相互关系，也要注意描述含油岩性中夹的泥质条带及不含油的泥砾之间的关系。
2、不含油岩心要描述那些对说明油气生成和聚集等有关的内容（如反映沉积环境的特殊结构、构造等）。 3、对油层分组界限的岩性及断层破碎带的岩性要详细描述。
4、岩石定名要概括岩石基本特征。一般定名的顺序是颜色——含油级别、粒级、特殊含有物——岩性，如褐色油班粉砂岩、浅灰色生物夹岩。
5、描述专用符号：
对于磨损面的位置（用符号“ ”表示）及岩心破碎情况（采用符号“△”、“△△”“△△△”，分别表示破碎程度为“轻微”、“中等”和“严重”）均应在本编号下注明。
三、各种岩石的描述内容： （一）砂质岩的描述内容：
1、描述顺序：颜色、岩石名称、矿物成份、组织结构、胶结程度、层理特征、构造、含油气水情况、特殊矿物及其它含有物、化石、接触关系等。
2、颜色：主要有灰、灰白、浅灰、浅灰绿等。把主要颜色放在后面，次要颜色及形容容放在前面。 含油颜色，由浅到深为黄、棕、褐、黑等。
3、矿物成分：肉眼可见矿物成分：石英、长石、云母、暗色矿物等。主要矿物以“为主”表示，其余矿物成分分别以含量多少，用“次之”（含30~20%）、“少量”（含10~5%）、“微含”（小于5%）来表示；如不能估计百分比时，用“偶见”、“富含”表示。
4、组织结构：是指岩石的粒度、颗粒形状、分选等。 （1）粒度：对一般岩屑，肉眼观察估计。
若含两种粒级时，把主要粒级放在后面，如粉—细砂岩是以细砂级为主。
碎屑颗粒粒级划分表
颗粒直径（mm） ＞1 1－0.5 0.5－0.25 0.25－0.10 0.10－0.01 ＜0.01 岩石名称 未胶结 角砾石、砾石 粗 砂 中 砂 细 砂 粉 砂 粘 土 已胶结 角砾岩、砾岩 粗 砂 岩 中 砂 岩 细 砂 岩 粉 砂 岩 粘 土 岩 （2）颗粒形状：棱角状、次棱角状、次圆状及圆状四级。两形状同时存在时，用复合等级如半圆—半棱角状，主要等级放在破折号后边。
棱角状：碎屑的原始棱角无磨蚀的痕迹，或只有轻微的磨蚀，其原始形状多大变化。 次棱角状：原始棱角已磨蚀得不尖锐了，但还能看出原始轮廓。
次圆状：碎屑的原始轮廓已受到较大的磨蚀，其原始形状已有了较大的变化，但仍可辩认出来。 圆状：碎屑的原始棱角已完全磨损或基本磨损，其原始形状难以辩认，碎屑大都呈圆球状或椭球状。
（3）分选：分好、中、差三级。粒度基本均一，主要粒级含量大于75%者为分选好；大小混集，主要粒级含量小于
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