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第八章储量计算
主要内容：
一、钻井地质设计
二、地质录井
三、完井与完井资料整理
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，地质和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。
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。
第一节钻井地质设计
一、井别
1、井别划分
（1）探井
地质井：
盆地普查阶段，为取得构造、地层等资料而钻的井。
以一级构造单元+“D”命名。
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。
井名带“参”字。
预探井：
圈闭预探阶段，以发现油气为目的而钻的井。
以二级构造带单元名称加1-2位数字命名。
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。
取油气田名称为名，3位数编号。
水文井：
为了解水文地质问题或寻找水源而钻的井。
以一级构造单元+“S”命名。
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。
以井号+“X”+编号命名。
（2）开发井
开发井（采油井、注水井）：
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。
调整井：
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。
观察井：
为监测油、气藏开采动态而钻的井。
2、井号编排
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；
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；
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；
以所在油气田（藏）名称的第一汉字，加评价井布井顺序号；
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；
在上述基础上，在井号后面加上小写的“x”，再加数字。
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、…。
海上按区—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。
海上油田生产井编排：
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。
二、直井地质设计
（一）设计依据
1、了解区域地质概况
地层：
收集地层综合柱状图、有关的地层研究报告，了解区域地层层序、接触关系、岩性组合特征、岩性标准层、地层厚度及生储盖组合条件。
在新探区，还应在盆地边缘露头区踏勘剖面。
构造：
收集构造图、构造剖面图（有时收集地震剖而图，重磁力异常平面图和剖而图），了解本井所处的构造部位、断层情况。
油、气、水资料：
收集本区油气水层资料，了解油气水性质、纵向上的组合关系、横向上的分布规律以及油气水层压力。
2、熟悉邻井资料，预测本井情况
收集邻井地层剖面图，地层对比图以及钻时、泥浆、气测、电测等资料，邻井油气显示和试油资料；
邻井地层岩石的可钻性以及对泥浆性能的影响；
邻井井斜资料；
邻井采油、注水层位压力资料（开发区钻井）；
有关的地质、工程数据。
（二）设计内容
①基本数据
②地理环境、气象、水文资料
③区域地质简介
④设计依据及钻探目的
⑤设计地层剖面及预计油气水位置
⑥资料录取要求
⑦地球物理测井
⑧试油
⑨变更及其它
⑩附图
三、定向井地质设计
（一）定向井：
DirectionalDrilling
1905年年首先在非州（Trasvaal和Rand）的采矿业上应用，本世纪二十年代初始用于石油钻探。
指既有一定斜度，又有方位要求的井。
几个概念：
①有控制的定向钻井：
沿着一个设计的井身路线把井眼偏斜至一个地下靶位的工艺技术。
地下靶位：
井眼在指定的深度钻达的位置。
靶区：
井眼必须在指定的深度和位置钻达的区域。
②丛式井：
海上油田开发时，在钻井平台上打的井群，一般为30口左右，最多可达96口。
③救险井：
为工程上抢救险情而设计的定向井。
④水平井：
最大井斜角接近或达到90゜，且有水平延伸的井。
⑤CT值：
定向井的水平位移与垂直井深之比。
（反映定向井钻井工艺水平的一个指标）
（二）打定向井的意义
①对断块油田，裂缝性灰岩油藏，打一口井穿越几个储层，有利于发现油气田。
②对地面条件恶劣，以及井场设置和搬家安装受到极大障碍的地区，钻定向井可以满足勘探开发对地下井位的要求。
③打丛式井可以少占良田，减少钻机搬家、安装时间和钻前工程费用，也便于采油实行自动化。
由于好处很多，得到了广泛的应用，尤其在海洋钻探中应用更广。
（三）定向钻井的应用：
①纠正已斜的井眼成一个垂直的井身；
②对落鱼等井下障碍物进行侧钻；
③在不可能或不适于安装钻机的地面位置的下面钻油井；
④在向上倾斜的构造方向斜钻；
⑤在旧井中重钻新的产层；
⑥改正井底距离并获得适当的泄油面积；
⑦压住井喷；
⑧打丛式井；
⑨勘探钻井。
（四）定向井的地质设计
与直井比较，有一定方位、水平距的要求。
1、基本井深剖面类型
井身剖面类型的选择：
根据地质构造类型、钻井泥浆、套管程序以及空间条件而定。
目前，国内对定向井井身剖面类型的选择问题一直开展着讨论，使井身剖面类型多样化。
现在除广泛采用的以下三种常规剖面外，近些年从国外又引进了悬链线剖面，我国学者又提出了二次抛物线剖面，另外还有逆悬链线剖面，等等。
（《石油钻采工艺》）
类型
初始造斜
表层套管
技术套管
适用井
水平位移
Ⅰ
较浅
下过造斜井段
不下
要求大水平位移
大
Ⅱ（S）
下到第二垂直段
下技术套管的定向井
较大、两个直井段
Ⅲ
较深
较浅直井段
断层、盐丘、较正井眼井
小
2、井身剖面设计
A、确定地下井位，规定靶区；
B、选择最优的地面井位，此时要充分利用地层的自然造斜；
自然造斜：
地层产状对井身偏斜的影响。
如：
钻头钻穿软硬交错的地层：
倾角α＜10º
：
影响不大；
10º
＜α＜60º
井身路线⊥地层层面；
α＞60º
井身路线∥地层层面。
C、选择井深剖面类型，确定井眼轨迹。
（例子：
中原油田新濮2-151井）
第二节地质录井（GeologicalLogging）
根据井的设计要求，取全取准反映地下情况的各项资料，用以判断井下地层和含油气情况。
包括钻时录井、岩屑录井、岩心录井、钻井液录井、气测录井、荧光录井。
一、钻时录井（DrillingTimeLoging）
（一）钻时和钻时录井
1、钻时：
每钻进一定厚度的岩层所需要的纯钻进时间。
它与钻速互为倒数关系。
用“分/米”来表示。
记录钻时的间隔距离根据需要来设计。
新探区：
从井口开始，每米记录一次，“1点/米”。
钻遇油气层：
每0.5米记录一次，“1点/0.5米”。
油气层取心时，每0.25米或0.1米记一次，“1点/0.25米”或“1点/0.1米”。
2、钻时录井：
按井深记录钻时的录井方法。
（二）影响因素
1、岩石性质（岩石的可钻性）及井深
在合理选择钻头和钻井参数的情况下，松软地层比坚硬地层钻时小，如：
疏松砂岩比致密砂岩钻时小，多孔的碳酸盐岩比致密的石灰岩、白云岩钻时小。
这一点，正是我们利用钻时录井来进行岩性识别的主要依据。
在钻进过程中，可以明显看出，随着井深的增加，钻时会相应增大，其原因之一就是因为深部地层比浅部地层更致密、更坚硬的缘故。
2、钻头类型与新旧程度
钻头类型较多，常用：
刮刀钻头、牙轮钻头，金刚石钻头等。
一般，钻软地层用刮刀钻头，而钻硬地层用牙轮钻头。
钻头选择是否合理，直接影响到钻时的大小。
如果钻硬地层选用了适于钻软地层的钻头，就必然影响钻进速度，钻时就大。
钻头新旧程度的影响也是非常明显的，在同一段地层中可以清楚地反映出来，新钻头比旧钻头钻进快，钻时小。
所以在现场我们可以看到：
钻头用到后期钻时有逐步增大的现象。
3、钻井措施（钻井参数）与钻井方式
相同岩性的地层中，钻压大，转速快，排量大时，钻头对岩石的破碎效率高，钻时小，相反的条件下，钻时大。
钻压太小：
钻时过大影响钻进速度。
钻压过大：
超过钻具负荷，掉牙轮，掉钻头，断钻具，引起工程事故。
排量太小：
钻时大影响进尺。
排量过大：
井壁“大肚子”。
钻井方式：
指采用涡轮钻还是旋转钻。
一般，涡轮钻转速比旋转钻约大10倍，所以涡轮钻的钻时小。
4、泥浆性能
一般，粘度低、比重小、排量大的泥浆钻进快，钻时小；
清水钻进比泥浆钻进的速度要高一倍以上。
5、人为因素的影响
与司钻的操作技术和熟练程度有关：
如有经验的司钻送钻均匀，能根据地层性质采取措施。
软地层：
快转轻压；
硬地层：
慢转重压；
这样达到提高钻速、加快进尺的目的。
（三）钻时曲线的绘制与应用
1、绘制方法
以纵座标代表井深，横座标代表钻时，将每个钻时点按纵、横向比例尺点在图上，连接各点即成为钻时曲线。
纵比例尺一般采用1：
500，以便与电测标准曲线对比和岩屑归位，横比例尺可根据钻时的大小选定，以能表示钻时变化为原则。
为了便于理解，还在曲线旁用符号或文字在相应深度上标上接单根、起下钻、跳钻、蹩钻、卡钻和更换钻头类型等等。
钻时曲线很少单独绘制，为了便于应用，常把钻时曲线与岩屑录井剖面绘制在一起。
2、应用
①判断岩性：
影响钻时的因素较多，但是，在保持除岩性外的其它一些影响因素不变时，钻时的快慢变化就反映了岩性的差别。
疏松含油砂岩钻时最小，普通砂岩较小，泥岩、灰岩较大，玄武岩、花岗岩最大，这样就可以大致判断岩性。
②对于碳酸盐岩地层，可判断缝洞发育情况：
如钻时突然变得很小（钻速突然加快），钻具放空，则说明井下可能遇到缝、洞渗透层。
③预告地层，进行地层对比：
尤其对于未进行电测的井段，划分、对比地层既及时又方便。
④帮助工程人员掌握钻头的使用情况。
⑤检测地层压力（Dc指数）。
二、岩屑录井
岩屑：
在钻井过程中，地下的岩石被钻头钻碎后随泥浆一起被带到地面上来，这些岩石碎块就叫岩屑（砂样）。
岩屑录井：
在钻井过程中，地质人员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，就称为岩屑录井。
优点：
成本低，简便易行，了解地下情况及时，资料系统性强。
（一）获取有代表性的岩屑
在进行岩屑录井时，首先要知道所捞取岩屑所在的深度或层位，其次要保证所捞到的岩屑就是那一深度上的岩性。
因此，现场上要做到两点：
1、井深准：
管理好钻具。
2、迟到时间准。
（迟到时间：
岩屑从井底随泥浆返出到井口的时间。
捞样时间=钻达时间+迟到时间）
测定迟到时间的方法：
（1）理论计算法
V：
井内环形空间容积；
Q：
泥浆泵排量；
D：
井眼直径；
d：
钻杆外径；
H：
井深。
（2）实物测定法
选用与岩屑大小，比重相近的物质，在接单根时投入钻杆内，记下开泵时间，然后在泥浆出口振动筛处密切观察，记下开始返出的时间。
这个时间差就是实物循环一周需要的时间。
它包括下行时间和上行时间（迟到时间）。
公式为：
T=t-t0
C1、C2：
分别为钻杆和钻铤内容积；
Q：
钻井泵排量；
d1、d2：
分别为钻杆和钻铤内径；
H1、H2：
分别为钻杆和钻铤长度。
（3）特殊岩性法
与邻井对比，利用大段单一岩性中的特殊岩性（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）在钻时上表现出的变化（特高值或特低值），记录钻遇时间（钻时变化点）和上返至井口的时间（振动筛处开始出现特殊岩性），二者差值即为该岩屑所在深度的迟到时间。
因为井深增大，迟到时间增长，所以为了保证录井质量，获取有代表性的岩屑，生产中每隔一定间距作一次迟到时间，各地规定不同。
一般，1000m以上：
按理论计算迟到时间；
1000~2000m：
1次/100m；
2000m以下：
1次/50m。
另外，变泵或排量改变时，要重新计算迟到时间。
（二）岩屑录取
1、捞样
必须按录井间距和迟到时间准确无误地捞取岩屑，不能漏掉一包岩屑。
每口井捞样位置必须要统一，多数情况下在震动筛前放接样器取样，有时也在架空槽内放档板取样。
2、洗样
清洗岩屑的方法要根据不同的探区、不同的地层、不同的油气显示情况，参考钻时和已钻井的剖面岩性情况预先确定，以不漏掉和不破坏岩屑代表性为原则。
洗样用水要清洁，严禁油污和高温。
岩屑清洗后，应立即进行荧光湿照和滴照，肉眼不能确定含油级别的储层岩屑，必须做系列对比来进行定级。
3、晒样
同一包岩屑、散砂应倒在岩屑台上凉晒，放上牌号（砂样未入袋前牌号一律不得离开岩屑）。
只要环境条件允许，最好让岩屑自然晾干。
若晾干来不及时，进行烘烤，温度要适中，防止烤失真。
含油岩屑中用于含油气试验的储层岩屑和作生油条件分析的岩屑，不能烘烤。
岩屑晾干后还要进行荧光干照。
4、装样
岩屑袋要用碳素墨水填写井号、井深（以底部深度为准），袋号、取样人姓名、日期、字迹要正规、工整。
岩屑深度必须与岩屑袋深度一致。
装袋时必须注意岩屑的代表性。
录井要求装百格盒的，还要装百格盒。
（三）岩屑描述方法及步骤
在钻井过程中，由于裸眼井段长，泥浆性能变化、排量改变，以及钻具在井筒内的活动等因素影响，使已钻过的上部岩层从井壁上剥落下来，和井底岩屑混杂在一起，在进行岩屑描述时，我们就要将这些假岩屑（或称“掉块”）从真屑岩中鉴别出来。
1、岩屑鉴别
①观察岩屑的色调和形状。
色调新鲜、多棱角状：
新钻开地层（真岩屑）；
表面色调模糊，圆形，块大者：
上部滞后岩屑，掉块或（假岩屑）。
②注意新成分的出现。
③从岩屑中各种岩屑的百分比来识别。
④利用钻时、气测等资料来验证。
2、岩屑描述
要求重点是描述岩石定名和含油气情况，定名要准，不漏掉显示和0.5m以上的特殊岩层及其主要特征。
描述方法：
大段摊开，宏观观察；
远看颜色，近查岩性；
干湿结合，挑分岩性；
分层定名，按层描述。
对于储层，要做重点描述，除定性描述外，还要做荧光试验；
对于油砂，还要掰开岩屑看断面，观察含油产状。
如果是碳酸盐岩，还应对其缝洞发育情况进行描述。
（四）岩屑录井草图及其应用
现场地质师要跟随钻头井深及时绘制岩屑录井草图。
录井剖面：
（岩屑描述：
颜色、定名、构造、含有物、油气显示等）
钻时曲线：
（现代录井，仪器上抄等）
槽面显示：
（泥浆录井……）
深度比例尺：
1：
500
应用：
①进行地层对比，与邻井资料对比，可作地质预告；
②为电测解释提供地质依据；
③为钻井工程提供资料；
④编绘完井综合录井图的基础。
（五）岩屑综合录井图的编绘
以岩屑录井草图为基础，结合测井曲线进行综合解释完成的图件。
比例尺：
500。
①校正井深：
找标志层（钻时曲线、电测曲线特征明显），以电测深度为准，据其差值来确定剖面上提或下放。
②复查岩屑，落实剖面，目的是达到岩、电一致。
③综合剖面的解释：
以落实剖面为基础，以电测曲线为深度标准，结合取心资料绘制剖面。
④岩性综述：
分小段进行。
三、岩心录井（CoreLogging）
岩心录井：
在钻井过程中用一种取心工具，将井下岩石取上来（这种岩石叫做岩心），并对其进行分析、研究而取得各项资料的过程。
岩心资料是最直观地反映地下岩层特征的第一性资料，价值很大。
但是，由于钻井取心成本高、钻速慢、技术复杂，所以从经济的角度来说（钻井成本），我们不可能在勘探过程中对每口井都进行取心，也不能布置太多的取心井。
这样，为了既要取得勘探开发所必需的基础资料和数据，又要加速油气田勘探开发过程，在确定取心井（段）时应遵循一定的原则。
（一）取心井段的确定原则
1、新探区第一批井，应适当安排取心，以便了解新区的地层、构造及生储油条件。
若发现有良好的油气显示，也要适当安排取心。
2、勘探阶段的取心工作应注意点面结合，以充分利用取心井资料，获得全区地层、构造、含油性、储油物性、岩电关系等项资料。
3、开发阶段的检查井根据取心目的而定。
如注水开发井，为了查明注水效果，常在水淹区布置取心。
（水淹区：
油田投入开发以后，由于边水推进，早期注水，油层被水淹称之为水淹层。
被水淹的地区称为水淹区。
）
4、特殊目的的取心井，根据具体情况而定。
为了了解断层情况，设计取心井时，则要穿过断层。
（二）取心资料的收集与岩心整理（钻井地质人员现场工作方法）
1、取心资料的收集
①取心钻进过程：
地质人员应丈量方入、记钻时、捞砂样。
开始取心钻进前，丈量方入可以排除深度误差，用实测到底方入检验钻具计算是否正确，卡准取心层位。
取心钻进结束时也要丈量方入，可以准确计算进尺。
起钻方入一律以停钻后，割心前丈量为准。
钻井取心时，计钻时、捞砂样，一方面可以与邻井对比确定割心位置，另一方面当岩心收获率很低时，可以帮助判断所钻地层的岩性。
另外，在取心钻进过程中，还要注意泥浆槽液面的油气显示情况。
②岩心出筒
A、出筒前：
丈量顶、底空，用尺子直接插入筒内丈量。
顶空：
岩心筒上部无岩心的空间距离。
底空：
岩心筒下部（包括钻头）无岩心的空间距离。
丈量顶、底空的目的：
初步了解岩心在井下的位置，以及初步计算出岩心长度。
B、岩心出筒：
主要就是将岩心从筒中取出来，这时应该注意的问题：
保证出筒时岩心的完整和上下顺序不乱。
接心时要注意先出筒的岩心是下面的地层，后出筒的是上面的地层，切勿颠倒，依次排列在丈量台上或岩心盒内。
C、出筒后：
岩心全部出筒后要及时进行清洗。
对含油岩心不能用水洗，只能用刀刮去岩心表面的泥浆，并注意观察含油岩心渗油、冒气和含水的情况，并详细记录，必要时应封蜡送化验室分析。
2、岩心整理
①丈量岩心：
岩心清洗干净后，对好断面使茬口吻合，磨光面和破碎岩心摆放要合理，由顶到底用尺子一次性丈量。
严禁分断丈量，以防止出现累计误差，长度读至厘米。
用红铅笔或白漆划一条丈量线，自上而下，从左到右作出累计的半米及整米的记号，每个自然断块画一个指向钻头方向的箭头。
丈量岩心长度时注意“掉块”、“假心”（特点是松软、手指可以插入、成分复杂、形状不规则、与上下岩心的岩性不连续）一律不标长度。
取心长度超出进尺时，一是要考虑井深是
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