50%者为分选差;界于二者之间,主要粒级含量75—50%者为分选中等。
5、胶结物:砂岩中常见胶结物:泥质、钙质(灰质)、白云质、硅质、石膏质、铁质、凝灰质、高岭土质。 泥质:一般较疏松,与盐酸不起反应,浸水后颗粒易分开。 钙质(灰质):胶结致密,滴盐酸起泡。
白云质:胶结致密,滴冷盐酸起泡不明显,滴热盐酸起泡明显。 硅质:致密坚硬,与盐酸不起反应,断面较光滑。
石膏质:胶结物呈白色,滴酸不起泡,致密坚硬,指甲刻不动,但小刀易刻动。 铁质:胶结较致密,岩石呈棕红色。
凝灰质:胶结物常为灰色也有其它颜色,致密较坚硬紧密,表面较清洁,滴热盐酸也不反应。 高岭土质:胶结松散或疏松,胶结物为白色,粉末状,浸水后颗粒易分开。
6、胶结程度:分“松散”、“疏松”、“致密”、“坚硬”四级。如介于两级之间而又近于某等级时在该级前加一“较”字。 松散:胶结很差,或未胶结之流砂层。 疏松:用手可分开岩心颗粒。 致密:不能用手把岩石颗粒分开者。
坚硬:用力不易破碎者,如钙质砂岩、硅质砂岩。
7、层理特征:层理是沉积岩石性质沿垂直方向变化而形成的一种层状构造。层理显现出岩石的非均匀性,它因岩石的成分、结构、颜色的变化和内部组织的差异而呈层状。
(1)层理分类:常用的层理分类方法主要是按厚度分类和按形态分类二种。 按厚度可分为: 块状——厚度大于2米 厚层状——厚度2—0.5米 中层状——厚度0.5—0.1米 薄层状——厚度0.1—0.01米 页状——厚度小于0.01米 按形态可分为:
水平层理——层理的形状平直,相互平行,并平行于总的层面。
波状层理——层理面为波形,其总方向平行于总的层面,又分连续波状层理和断续波状层理(称透镜状层理)。 斜层理——交互层中有一些倾斜的斜层与上下水平层理呈一定交角。向同一方向倾斜的为同向斜层理,多方向倾斜相互切割的为交错层理。
变形层理——岩层中较软的小层发生扭曲变形,改变了原来的形态。 (2)层理描述内容:类型、层系内特征、层系间特征、层理显示原因等。如
水平层理——厚度(细层或微层、等厚或略等厚)、界线清晰程度、粒度、界面上是否有动、植物碎片、云母片等。 波状层理——厚度、连续性、界线清晰程度、波长、波高、对称性、是否平行。
斜层理———厚度、连续性、界线清晰程度、粒度变化、倾角、底角、同向或异向、形态(直线或曲线)。 交错层理———厚度、连续性、层理面倾角和交角、形态(直线或曲线)。 8、构造:砂岩常见的构造现象有搅混构造、虫孔构造、网状构造等。 (1)搅混构造:可分为揉折状构造、碎块状搅混构造、掺和状构造。 构造成因:水底滑动,水流冲刷、生物活动、矿物晶粒性质改变发生膨胀等。 描述内容:形态、大小、原有构造特征与上下层构造之关系、搅混物质成分。
(2)虫孔构造:在岩石中显示为不规则的长柱形孔道,其中充填物或结构与围岩明显不同。
描述内容:数量、各虫孔间的关系、长度、宽度、充填物性质、虫孔与围岩的关系(切割层理和层面或被层理面切割)、虫孔与层面的关系(平行、垂直或倾斜)。
(3)网状构造:岩石中常发育网状裂缝,把岩石切割为不规则网状,裂缝中充填钙质或其它物质,此种构造为地下水作用的结果。
描述内容:形态、分布与切割岩石情况、宽度、充填物。
(4)冲刷面:有时在上、下岩层之间有一个不规整的接触面,显示为凹凸不平的坑洼,这是由于下部岩层在沉积过程
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中或沉积后被较强的水流冲刷的结果,这种接触面叫冲刷面。冲刷面表明上、下岩层之间有过沉积间断。
描述内容:形态、侵蚀深度、附近岩性等。 9、含有物:
(1)特殊矿物:例如黄铁矿、菱铁矿,描述其色泽、晶体形态(晶体或微晶)大小、数量、分布等。
(2)结核:如钙质结核、黄铁矿结核、铁质结核,描述色泽、形状、断面结构(核心和同心圆)、大小、数量、分布、及其与层理的关系。
(3)团状斑块:描述与结核同。 (4)泥砾:描述参见砾岩的描述。
10、化石:如介形虫、腹足类、瓣鳃类、少量鱼化石、动物化石碎片、植物根、茎、叶等。
描述内容:种类、颜色、形态、大小、成分、多少、特别是分布、产状(如成层分布或杂乱分布,与岩石层理关系如贝壳平卧或倾侧或垂直层理或平行层理,壳面向上或向下等)、或保存情况(完整或碎片)。
11、定名:把岩石特征概括的反应在名称上,要简练具有代表性。
一般原则:以颜色、突出特征(油、气、水、粒度、含有物、化石等)和岩性定名。如棕褐色细粒油砂等。
岩石的颜色由两种混合组成时,若次要颜色小于25%,仍用主要颜色;若次要颜色占25-50%,则两种颜色同时并用,称为“**色夹*色”,这种情况砂质岩中少见,泥质岩中常见。
岩性不是单一存在时,次要岩占25-50%是用“质”表示,加在主要岩性之前,如泥质粉砂岩;含量在10-25%是用“含”表示,加在次要(或主要)岩性之前,如含钙泥质粉砂岩等。
(二)泥质岩类(泥岩、页岩、砂质泥岩)的描述内容:
泥质岩颗粒在0.01mm以下,如含10-25%的砂质叫“含砂泥岩”,含25-50%的砂质叫“砂质泥岩”。页岩比泥岩更致密,具有明显或不不十分明显的页理,层理厚度一般小于1厘米。
描述内容:
1、颜色:为黑、灰、绿、棕、红、紫等六种基本颜色。可以是这六种颜色复合组成,如灰绿;也可加上形容词“浅”、“深”,如浅灰绿等,
2、定名:一般以颜色、突出特征和岩性定名。如深灰色含介形虫泥岩等。
3、纯度:含砂、含钙的多少、分布状态、变化情况,如“质纯,微含砂质,均匀分布”、“质不纯,含砂,局部富集呈团块状”
4、坚硬程度:用软(指甲可以划动)、硬(小刀才可划动)、坚硬(小刀划不动)三级表示。 5、固结程度:松软、致密。
6、含油产状特征:层面或裂缝中充填原油或沥青,以及泥岩中的砂质条带、砂质团块(斑状)含油者不定名,在描述中叙述。
7、物理性质:断口、滑腻程度、可塑性、在水中不易泡软、膨胀性、裂缝性等。 8、结构构造:层理(同砂质岩)、节理、收缩、滑动面、裂缝、充填物等。 9、岩矿特征:如层面上分布的黄铁矿、云母片及其它等。 10化石:同砂质岩描述。 (三)碳酸盐岩的描述内容: (详见第三章)
(四)膏岩与砾岩描述内容:
1、膏岩:定名标准似碳酸盐岩,如含石膏在50%则定为石膏岩,含25-50%定“质”,含25-10%定“含”,10%以下只作描述。
描述内容:重点描述膏的产状、分布状态、晶形、含油气情况等(岩屑描述还参考泥浆、岩屑污染等情况)。 2、砾岩:
描述内容:砾石成分、大小、分选、磨圆度、表面性质(粗糙、光滑、光泽、层理、擦痕等),砾石排列(定向或杂乱)、充填物、胶结类型(接触式、孔隙式、基底式或混合式)。
(五)火成岩的观察描述:
火成岩不能生成油、气,所以通常火成岩分布地带不是油、气勘探的有利地区,但在特殊情况下也可成为储油岩石。 钻遇火成岩时进行观察描述,判断是否继续钻进,如玄武岩对上、下地层影响不大;酸性喷出岩(如流纹岩)需要分
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析才可决定;侵入岩,若是岩脉,可继续钻进,深成岩一般就不再继续钻进。
火成岩的概念:
火成岩又叫岩浆岩,是由岩浆冷凝而成。在地壳较深处冷凝而成的叫深成岩(侵入岩),在浅处冷凝而成的叫浅成岩,喷出地表后凝成的叫喷出岩(或火山岩)。
组成火成岩的主要矿物为长石、石英、角闪石、辉石、云母、橄榄石等,次要矿物(副矿物)为磁铁矿、锆英石、榍石、石榴石、电气石、磷灰石等。
火成岩的分类表
成分 分类 产状 分类 结构 构造 矿物 标志 半晶质(玻喷出岩 璃斑状)结构或玻璃质结构 全晶质粗深成岩 粒结构为主 描述内容: (1)颜色 (2)结构:
按结晶程度分为全晶质结构——全部为晶体(多为深成),半晶质结构——晶质、非晶质均为(多为浅成),玻璃质结构——全为非晶质(多为喷出岩)。
按晶形大小分为
类型 直径(mm) 显晶结构 粗粒 >5 中粒 5-2 细粒 2-0.2 微粒 <0.2 隐晶结构 隐晶 肉眼无法辨认 流动构造、气孔构造、杏仁构造等 常呈块状构造 火成岩 名称 花岗岩 花岗闪长岩 正长石 闪长石 辉长石 橄榄石 流纹岩 石英安山岩 粗面岩 安山岩 玄武岩 超基性岩 橄榄石特多 酸性岩 中性岩 基性岩 石英多 石英少 无石英 无石英或很少 橄榄石少 按各晶体间的大小关系分:等粒、不等粒、斑状等。 常见的几种结构:斑状结构、辉绿结构、花岗结构 (3)构造:块状构造、流纹状构造、气孔、杏仁状构造
(4)定名:各种火成岩的定名由其颜色、矿物成分、结构、产状等决定,具体见此书P39-41。 结构和构造 岩类 喷出岩 浅成岩 深成岩
(六)变质岩的观察描述:
变质岩是火成岩或沉积岩因故改变了成分、结构和构造而变成的。
变质岩不是生油岩石,也不是主要的储油岩石,但在特殊情况下也可成为储油。 变质岩的描述方法与火成岩相似.
变质岩分类:(1)有片理构造:片麻岩、片岩、千枚岩、板岩;(2)无片理构造:大理岩、石英岩
结构 玻璃质、隐晶质或斑状结构。此外,也有半晶或细粒结构的。 斑状、微粒和隐晶质结构 等粒、粗粒、中粒、半晶质,也可能有细粒结构 多块状构造,偶见气孔构造 块状构造最常见 构造 气孔、杏仁、流纹、块状构造等 7
四、含油、气、水情况的描述 1、岩心含油级别的确定
含油级别是判断油、水层或油层好坏的重要标志,主要依靠含油面积和含油饱满程度来确定(二者并重)。一块岩心沿其轴面劈开,新劈开面上含油部分所占面积百分比,即为该岩心的含油面积(百分数)。含油的饱满程度则可通过观察含油岩心的光泽、污手程度、滴水试验等来判断。
含油的饱满程度一般分三级:
(1)含油饱满:岩石颗粒孔隙全部被油饱和,新鲜面上油汪汪的,颜色一般较深,油脂感强,油味浓,出筒或新劈开面原油外渗,手摸岩心时原油污手,滴水不渗。
(2)含油较饱满:颗粒孔隙充满油,但油脂光泽较差,油味较浓,捻碎后污手,滴水不渗。 (3)含油不饱满:颗粒孔隙仅部分充油,一般颜色较浅且不均匀,油脂感差,不污手,滴水不渗。
华北地区含油级别的划分
含油级别 含油岩石面积占同岩性岩石的百分比(%) >90 含油饱满程度 含油均匀,饱满,油味浓,污手,滴水呈圆珠状,不渗水,看不见岩石本色。颗粒分选好。 含油均匀,较饱满,油味较浓,污手,滴水不渗,呈珠状,看不见岩石本色。 含油较均匀且不饱满,有油味,微污手,少见岩石油浸 30~60 本色,滴水不渗或浸渗呈半球状。常呈现出条带状的含油和不连片的不含油处。 油斑 ≤30 肉眼难见含油显示,干照、滴照荧光明显 含油不均,呈斑状条带状分布,不易污手,滴水微渗或浸渗,可明显见岩石本色。 有时偶见含油迹象,滴氯仿后见明显荧光,滴水易渗,岩石本色清楚可见,常有油味,不污手。 重质油易残存,而轻重质油易挥发,故有时“油斑”、“油迹”不一定比“含油”、“油浸”差。 备注 油砂 含油 60~90 荧光 2、岩心含水程度的观察
用于初步判别油层、含油水层或油水同层,定性了解油水过渡带油水分布规律及水洗油程度。 (1)滴水试验
滴水试验结果为一、二级,即具滴水性;含油多时,为三、四级或五级,即为微渗水(缓慢渗入)或不渗水。 (2)氯仿沉降试验:砂粒的聚集程度与含水量成正比,砂粒的聚集情况分为四种:分散状、絮状、凝聚状、凝块状, (3)红滤纸试验:退色程度及退色面积越大,则反映含水量越多。 (4)pH试纸试验 四、岩心选样及样品分析 岩心样品分析项目,通常为:
砂岩:做薄片、重矿物、轻矿物、胶结物、筛析、孔隙度、渗透率、荧光等分析和鉴定。
泥岩:做微古生物鉴定(如介形虫、轮藻、孢子花粉等)、染色分析、差热分析以及生油指标的分析(如还原硫、有机碳、沥青、高铁、低铁、族组份分析等)。
油砂:做含油饱和度、孔隙度和渗透率的鉴定。
碳酸盐岩:做不溶残渣、化学分析、薄片和古生物鉴定。
※绘制岩心图时,“以筒为基础,余心留空位,套心推上筒”:岩心收获率低于100%时,从上往下绘制,底部空白,待再次取心收获率大于100%(即套有前次的余心)时,向上补充(自下而上绘制),即套心一律画在前次取心的下部。因岩心膨胀或破碎而收获率大于100%时,应根据岩心实际情况在泥质岩段或破碎处合理压缩成100%绘制。
第四节 泥浆录井
钻井泥浆一般是粘土与水(淡水或咸水)混合搅拌,并中入化学处理剂配制成的。粘土是泥浆中常用的固体成分,是分散体;分散介质是水(水基泥浆)或油(油基泥浆)。泥浆属于溶胶—悬浮体。
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泥浆种类
类型 淡水泥浆 配制 特征与作用 备注 淡水加粘土,钙离子小于50毫克/升。 多用于钻浅井部位。 淡水泥浆加入絮凝剂石灰、石膏、氯稳定性好,具抗土、钙、盐侵能力,限制泥、页岩水化膨胀,失水小、泥饼坚韧光滑,保持低粘度、低切力、流动性好,对油层损害小。 稳定性好,抗粘土侵,克服泥、页岩水化膨胀坍塌,稳定井壁 除一般盐水泥浆特点外,而且成本低。滤液可能接近于或小于地层水电阻率,自然电位曲线幅度变化不大或为反向。 提高泥浆稳定性,比重低,流动性好,易 钙处理泥浆 化钙等,淡水加粘土,钙离子大于50毫克/升。 适用于深井 水基泥浆 盐水泥浆 盐水加粘土,含盐量大于1%。 海上钻井先使用盐水泥浆,随着钻进地层造成浆,加入海水及处理剂,就地取材采用海水泥浆。 适用于膏盐地区及深井 适用于已知低压油层,不利于油气层录进,新区不使用。 实际工作中,主要用于取心分析原始含油饱和度。 混油泥浆 水基泥浆加一定油料(原油、柴油、机油),一般加10~20% 开泵,利于大泵钻进增加润滑作用,减少钻具粘卡,提高取心收获率,对油层损害小,有利于保护油层。 保护油层,防水化膨胀、钻头泥包和井壁油基泥浆 原油或柴油加沥青、炭黑、亲油粘土。 坍塌。凝固点低,高温时不稠化,减少盐水层及硫化氢对钻具的腐蚀作用。 几种泥浆处理剂的用途:
纯碱:提高粘度,减少失水,但使用过量时失水反而增大。 烧碱:提高酸碱度(pH值),控制泥浆中香叶粉不腐烂、不发臭。 芒硝:提高粘度和切力,而失水变化不大。
重晶石:不溶解,不起化学反应,以悬浮态增加泥浆比重。目前加重剂逐渐彩石灰石代替重晶石,石灰石粉的优点是有利于酸化解堵。
单宁酸与单宁酸钠:单宁粉直接加入泥浆可提高粘度和切力,降低pH值。单宁酸钠(由单宁粉与烧碱配成)主要降低稠化泥浆的粘度和切力,减少粘土颗粒间运动磨擦,提高泥浆流动性,也有降失水作用。
栲胶碱液:
烧碱液:抗石膏、水泥侵,抑制粘土水化和稳固井壁,有降低失水、稀释泥浆作用。 钠羟基甲基纤维素:主要起降失水作用。
铁铬木质素磺酸盐:稀释泥浆,也有降失水作用,稳固井壁。
深井泥浆特点:抗高温、抗高压、抗侵污能力强、保持长裸眼井壁稳定。 某些岩层对泥浆性能的影响:
岩层 泥浆性能 比重 粘度 失水量 切力 Cl含量 含砂量 泥饼 —油层 减 略增 略增 不变或增 气层 减 增 略增 不变或增 盐水层 增→减 增→减 增 增 增 增 淡水层 减 减 增 减 减 增 粘土 增 增 增 增 石膏 剧增 剧增 剧增 增 盐岩 增 增 增 增 增 增 疏松砂岩 略增 略增 增 井喷时,应记录发生井喷时间、井深、层位、喷势、高度(最高、一般、间喷时间)、喷出物,依喷出先后记录喷出的油、气、水、泥砂等;估计喷量(喷出油量),泥浆性能(特别是井喷前后的比重),工程简况,原因分析及处理情况。
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