常规地质录井培训教材.docx

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常规地质录井培训教材

地质录井：

随钻采集各项地质资料，实时发现、保护、评价油气层，为油气勘探开发提供依据。

地质录井的主要任务：

根据井的设计要求，取全取准反映地下情况的各项资料，以判断井下地质及含油、气情况。

现场录井的主要方法：

常规地质录井、气测录井、综合录井、物化录井等。

常规地质录井包括：

钻时录井、岩屑录井、荧光录井、岩心录井（钻井取心、井壁取心）、钻井液录井。

地质录井全过程：

接井位坐标—井位出、复测—设计—队伍、设备、材料及资料准备—设计交底、录井条件检查—各项录井—完井讨论—完井作业—完井资料整理上交、验收评级—打印装订归档。

钻时录井

相关概念和计算公式

补心高：

转盘面到地面的高度。

单位m。

方入：

钻进时转盘面以下方钻杆的长度。

单位m。

井深=钻具总厂+方入（转盘面至井底的距离）

钻具总厂=钻头长度+接头长度+钻铤长度+钻杆长度+其它钻具长度（扶正器、螺杆等）

到底方入=方钻杆有效长度－单根长（正常钻进中）

或=井深－钻具总长（下钻或换钻具时）

整米方入=整米井深－钻具总长

或=打完单根时的整米方入－新接单根长

钻时的概念：

钻时是指每钻进一定厚度的岩层所需要的时间，通常1m记录一次，单位为min/m，是钻速（m/h）的倒数。

把记录的钻时绘成曲线，对比分析所钻地层岩性变化称为钻时录井。

钻时录井的方法：

有手工记录方法、简易计时法、钻时录井仪方法（综合录井仪）。

影响钻时的因素：

1．岩石性质（岩石的可钻性）

2．钻头类型与新旧程度

3．钻井措施与方法

4．钻井液性能与排量

5．人为因素影响

钻时曲线的绘制：

录井队长应及时将钻时数据绘制在规定格式的录井草图上，采用透明方格厘米纸的背面，以纵坐标表示井深，单位m，比例尺1:

500，横比例尺可视钻时变化大小合理选择，具体绘制方法按标准执行。

钻时曲线的应用：

可以直观的反映地层可钻性的变化情况，确定不同岩性的分层界面。

在无电测资料或尚未电测的井段，根据钻时曲线结合录井剖面，可以进行地层划分和地层对比。

根据钻时的大小，既可以帮助判断井下地层岩性的变化和缝洞发育情况，又能帮助工程人员掌握钻头使用情况，提高钻头利用率，并改进钻进措施，提高钻速，降低成本。

钻时录井的特点是简便、及时，钻时资料对于现场地质和工程技术人员都是很重要的。

碎屑录井

概念：

地下的岩石被钻头钻碎后，随钻井液被带到地面上，这些岩石碎块就夹岩屑，有长城为“砂样”。

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，称为岩屑录井。

通过岩屑录井可以掌握井下地层层序、岩性、初步了解地层含油气水情况。

由于岩屑录井具有成本低，简便易行，了解地下情况及时和资料系统性强等特点，因此在油气田勘探、开发过程中，此种录井方法被广泛采用。

岩屑取样的方法：

1.二分法取样；2.四分法取样

岩屑捞取的要求

定时：

严格按迟到时间捞取岩屑

定点：

捞砂位置要准确，捞砂方法要正确

定量：

每包岩屑要做到量足和代表性强

迟到时间

迟到时间是指岩屑从井底返至井口捞砂处的时间。

常用确定迟到时间方法：

理论计算法、实物测定法、特殊岩性法。

1．理论计算法

T=V/Q=π（D2－d2）H/（4Q）

式中：

T－岩屑迟到时间min；V－井眼与钻杆之间的环形空间容积m3；

Q－钻井液泵排量m3/min；D－井颈、即钻头直径m；

d－钻杆外径m；H－井深m；

因为实际井颈常比理论井颈大且不规则，在计算时也未考虑岩屑在钻井液中的下沉，所以理论计算的迟到时间与实际迟到时间误差较大，仅做参考。

2．实物测定法

选用与岩屑大小，密度相近似的物质（常用红砖块或白瓷碎片），在接单根时投入钻杆内。

记下投入后开泵的时间，然后在井口钻井液出口或振动筛处密切注意并记录下投入物开始返出时间，这两个时间差就是实物循环一周需要的时间t，它包括了实物沿钻杆下行到井底的时间t0和从井底通过钻杆外环形空间返出井口的时间T迟（即迟到时间）。

迟到时间：

T迟=t－t0

下行到井底的时间：

t0=（V1+V2）/Q

钻杆内容积：

V1=πd12H1/4

钻铤内容积：

V2=πd22H2/4

式中：

V1、V2－分别代表钻杆和钻铤的内容积

d1、d2－分别为钻铤和钻杆的内径m；

H1、H2－分别为钻杆和钻铤的长度m；

Q－钻井液泵排量m3/min。

3．特殊岩性法

于邻井对比，利用大段单一岩性中的特殊岩层（如大段砂岩中的泥岩，大段泥岩中的灰岩，大段泥岩中的砂岩等）在钻时上表现出特高或特低值，记录钻遇时间和上返至井口的时间，二者之差即为真实的岩层迟到时间（通常也用此法对迟到时间进行校正）。

岩屑取样步骤：

捞取岩屑、清洗岩屑、荧光直照、烘晒岩屑、整理装箱

（1）捞取岩屑：

必须按录井间距和迟到时间准确无误地捞取岩屑。

每口井必须统一捞样位置，通常有两处：

一处在架空槽内家挡板取样；另一处在振动筛前加接样器（盆）取样。

（2）清洗岩屑：

不论从槽内或振动筛前捞取的岩屑均粘附了一层钻井液，因而必须将所有岩屑清洗干净。

清洗方法因岩性而定，以不漏掉或破坏岩屑为原则。

一般致密坚硬水敏性极差的地层，如石灰岩、致密砂岩及部分泥质岩等可以淘洗或冲洗。

软泥岩及松散砂岩等只能用盆轻轻漂洗，以见岩石本色即可，或者留一部分不洗，晒干以备观察。

足以密度小的岩层，如煤等清洗时防止漂流散失。

洗样时还要注意嗅油气味，观察含有言谢的有关情况。

该密封的样品，清洗后立即装罐密封。

要求混液样品，不准清洗。

（3）荧光直照：

为了及时发现油气层，岩屑洗净后，必须立即进行荧光湿昭和滴照。

肉眼不能鉴定含油级别的储集层岩样要用氯仿浸泡定级。

对发现荧光清洗岩屑，岩屑要按规定选样作系列对比及含油特征观察。

岩屑晒干后还需进行荧光直照，称为干照。

（4）烘晒岩屑：

环境条件容许，最好岩屑自然晒干。

自然晒干来不及时，只得烘烤，但要保证岩屑不被烘烤过度而变质。

（5）整理装箱：

将晒干或烤干的岩屑装入砂样袋中，放入按要求填写的岩样标签，按照井深的先后顺序依次摆放在砂样盒中，并在砂样盒外侧进行标识。

影响岩屑录井的因素：

（1）钻头类型和岩石性质的影响

（2）钻井液性能的影响

（3）钻井参数和井眼的影响

（4）下钻和划眼的影响

岩屑描述的方法：

打断摊开，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。

岩屑定名原则：

岩石名称=颜色+含油级别及特殊含有物+粒度名称（岩性）如：

浅灰色荧光砾状砂岩

粘土岩定名原则：

岩石名称=颜色+非粘土矿物+粘土矿物如：

深灰色粉砂质泥岩

碎屑岩粒级标准：

砾岩＞1mm粗砂岩1~0.5mm

中砂岩0.5~0.25mm细砂岩0.25~0.1mm

粉砂岩0.1~0.01mm泥岩＜0.01mm

真假岩屑的区分

真岩屑具有下列特征：

（1）色调比较鲜艳

（2）个体较小，依钻头类型、新旧程度而异，及疏松砂岩的岩屑多呈散沙状

（3）碎块棱角较分明，多呈尖刺状，片状。

这要考虑岩石的软硬及成岩程度

（4）在相应井段为新成分

（5）百分含量呈规律性递减

岩屑录井草图的绘制

用规定的图例、符号将岩屑描述的主要内容、钻时等录井资料按井深顺序绘制在透明方格厘米计算纸背面上，这种图件就称为岩屑录井草图。

深度比例为1:

500，岩性剖面采用粒度剖面。

岩心录井

岩心：

在钻井过程中用取心工具，将井下岩石取上来，这种岩石就叫岩心。

岩心是最直观、最可靠地反映地下地质特征的第一性资料。

岩心录井：

通过钻井取心（结合钻时、气测、荧光、钻井液及测试、试油等各项录井）认识地下岩层及含油气水特征，取得最直观的第一性地质资料，称为岩心录井。

岩心的整理丈量

岩心出筒后要做到“二个准确”和“四个及时”即：

二个准确：

恢复保持地层原始顺序准确，及时丈量准确。

四个及时：

整理及时，观察落实油气显示及时，描述及时，采送样及时。

具体工作要求如下：

（1）含油斑级别以上的岩性不得水洗，用刮刀或棉纱除去泥饼即可，其它岩心必须清洗干净见本色。

（2）岩心清洗后根据岩性、颜色、含有物、化石印痕等沉积特征，断面特征、磨光面、岩心形状及粗细岩心抓痕等特征按自上而下的顺序对好自然断面，荐口吻合，恢复原始顺序和位置。

（3）岩心核实摆好后，由上而下用白漆标出方向线（箭头指向钻头位置）一次丈量本筒总长度，标注整米、半米记号，破碎段长度记号可移在完整岩心上，注明距顶深度。

（4）在丈量岩心时，首先判断出筒的岩心中是否有“假岩心”。

“假岩心”常出现在一筒岩心的顶部，为井壁垮塌或余心碎块与泥饼混在一起进入岩心筒而形成的。

“假岩心”不计算长度。

岩心磨光面和破碎带的丈量以距顶位置为准，破碎带应记录起止位置。

（5）取心前后加压不同，每次取心第一筒岩心长度大于进尺（0.3m以内）时检查钻具若无误则改动顶界深度。

（6）计算岩心收获率

岩心收获率是表示岩心录井资料可靠程度和钻井工艺水平的一项重要技术指标。

岩心收获率=本筒岩心实长（m）/本筒岩心进尺（m）×100%

由于种种因素的影响，岩心收获率往往达不到100%，所以每取一筒岩心都应计算一次收获率。

一口井岩心取完了，应计算出总的岩心收获率。

如上筒井底有余心，本筒岩心长度大于该筒进尺，不得压缩，单筒收获率允许大于100%，但总的岩心不得大于总进尺，总收获率不得大于100%。

岩心收获率=全井岩心总长（m）/全井取心进尺（m）×100%

（7）岩心编号

将丈量完的岩心按井深自上而下、由左向右一次装入岩心盒内，每筒岩心的顶底应放置挡板粘贴岩心标签（岩心卡片装在透明塑料袋里，用订书针货图钉固定在盒上），然后按其自然段快自上而下逐块进行涂漆编号。

漆块规格2cm×3cm，百漆干后用黑墨汁编写。

松散破碎岩心编号写在同一个规格的卡片上贴在相应位置的岩心长度及顺序，其规格为5.5cm×7.0cm卡片，以塑料袋包裹牢订在格板上或贴在盒内壁。

岩心盒应按井深，自上而下的顺序喷字编号，注明井号、盒号、取心井段、岩心块号，并在岩心盒右侧面编盒号。

（8）岩心原始丈量记录按项目认真填写清楚，块号按大号填写，并注明小号如下表：

（9）岩心采送样

岩心出筒后2h内完成样品采集工作，岩心分析项目和取样要求具体按钻井地质设计执行。

含油饱和度分析须要封蜡（为防止封蜡干裂，蜡中可加5%柴油），封好后的样品用玻璃纸包好与岩心送样标签一起再用牛皮纸包好，岩心样品按钻井采集块数累计编号，要求标签、送样清单、记录、样品位置符合，岩心、含油级别一致，并在保存之岩心柱采样位置上粘贴表明系统样品号，以便查对（整柱岩心采样后应在原来位置上放置长度相同的原木）。

送样清单按统一格式填写一式三份，两份随样品交化验室，一份留完井上交（清单由接收人签字）。

岩心录井的作用

通过岩心的分析，可以研究古生物特征，确定地层时代，进行地层对比；研究储层岩性，物性、电性、含油性的关系；了解生油特征及其地化指标；观察岩心岩性、沉积构造，判断沉积环境；了解构造和断裂情况，如地层倾角、地层接触关系，断层位置；检查开发效果，了解开发过程中所必须的资料数据。

岩心描述

岩心描述必须全面、真实反应岩心的颜色、成分、岩性、含油性、结构构造、化石，特殊矿物及含有物、解除关系等特征，要求观察细致，内容详尽，简明扼要，重点突出，做到边出筒，边整理，边描述，边采样，边绘制岩心录井草图，含油气岩心更应及时观察描述，避免散挥发，描述失真。

描述原则要求：

1）含油岩岩性重点描述

除定名外，碎屑沉积岩要依照含油气产状和沉积特征并重的原则进行描述，顺序内容如下：

颜色、矿物成份、粒度、磨圆度、分选、胶结，结构、构造、含油气水性能，特殊矿物，含有物、化石，韵律性与上下岩性段的接触关系等

2）泥质岩类重点描述反映与“生储盖”有关的内容，如颜色、结构、构造、含有物、化石等，其它从简。

3）对区域标准层、油层组，地层组分界层，断层破碎带岩性，如薄层碳酸盐岩、生物灰岩常为良好的储集层和标准层，必须详细描述。

4）岩石定名：

要综合和概括岩石的特征

定名=颜色+含油气级别及特殊含有物+岩性

如：

灰色油斑生物灰岩，灰白色含膏泥岩，棕褐色含油砂岩等。

5）几种常用符号

岩心油气水观察

1）岩心含气观察：

将岩心浸入清水下约20mm，观察含气冒泡情况。

如气泡大小、部位、处数、连续性、持续时间、声响程度、与缝洞关系，有无H2S味等。

凡冒气泡地方用色笔圈起来，凡能取气样时，都要用针管帛吸法或排水取气法取样。

2）岩心含水观察：

直接观察岩心剖开新鲜面湿润程度。

湿润：

明显含水，可见水外渗

有潮感：

含水不明显，手触有潮感

干燥：

不见含水，手触无潮感

滴水实验

用滴管滴一滴水在含油岩心平整的新鲜面上，滴时不宜过高，观察水滴的形状和渗入速度，以其在一分钟之内的变化为准分4级。

渗：

水滴保不住，滴水即渗，判断是含油水层；

缓渗：

水滴呈凸镜状，浸润角小于60°，扩散渗入慢，判断是油水层；

半球状：

水滴呈半球状，浸润角60°~90°之间，不渗，判断是含水油层；

珠状：

水滴不渗，呈圆珠状，浸润角大于90°，判断是油层。

10分钟内观察可分为5个级别：

荧光录井

石油的烃类物质在紫外线照射下发出特有的荧光，称为荧光显示。

在有机溶剂（常用三氯甲烷或四氯化碳）中只要含有十万分之一的石油（烃类物质）就可以发出荧光。

荧光录井方法

1）湿照：

岩屑捞取用清水洗净后，取50克左右岩屑摊开至于荧光灯下照射。

2）干照：

大班或技术研对洗净晒干后的岩屑进行系统荧光照射，对可疑层重点辐照检查。

3）滴照：

对可疑层岩性，挑几颗平摊在滤纸上，用四氯化碳试剂（1~2滴），待挥发后进行荧光照射。

4）浸泡照射：

挑几颗干燥岩样，放入干净的试管中，加入四氯化碳，封闭管中静止一小时后，先用肉眼观察其溶液颜色，在放在荧光灯下检查浸泡液的荧光强度、颜色，并填好荧光实验记录。

5）荧光系列对比：

挑选干燥岩样1克，碾礁置于干净的试管内，加放5ml四氯化碳用蜡封闭管口，浸泡8小时，在荧光灯下与本区标准系列对比。

钻井液录井

氯离子测定原理

以铬酸钾为指示剂，用硝酸银测定氯离子（CL－），当氯离子）（CL－）和银离子（Ag＋）全部化和后，过量的银离子和铬酸根（CrO4﹣2）反应，生成微红色的铬酸根沉淀，指示滴定终点。

化学反应式：

CL－+Ag＋=AgCL（乳白色沉淀）

2Ag＋+CrO4﹣2=Ag2CrO4（微红色沉淀）

测定方法：

取钻井液滤液1ml置于三角烧瓶中加适量（约20ml）蒸馏水稀释，调整溶液的酸碱度为中性（PH值=7~8），加入5%的铬酸钾溶液2~3滴，用已知浓度的硝酸银溶液滴定，边滴定边晃动，呈微红色为止，记下硝酸银溶液的用量。

油气上窜速度计算

油气上窜速度是衡量井下油气活跃程度的重要标志。

油气上窜速度越大，油气层的能量就越大。

所以，在现场工作中准确计算油气上窜速度，对油气层保护和安全钻井具有重要的参考价值。

通常在钻穿油气层后，当起钻再下钻循环钻井液，要对油气侵做观察记录，并计算油气上窜速度。

计算的方法有如下2种：

1）迟到时间法

V窜={H油－[H钻×﹙T见－T开﹚/T迟]}/T静）（单位：

m/h）

H油——油层深度（m）

H钻——钻头下入深度（m）

T迟——钻井液吃到时间（min）

T静——钻井液静止时间（h）

T见——见显示时间（h：

min）

T开——开泵时间（h：

min）

注意：

T迟在变泵时应校对，测后效期间的停泵时间应扣除，H油选择要依实钻时的显示情况而定。

2）体积法：

V窜=[H油－Q（T见－T开）/VC]/T静

V窜——油气上窜速度（m/h）

H油——油气层深度（m）

Q——排量（L/min）

VC——井眼每米理论容积（L）附加（10~20）%

T静——上次起钻停泵至本次开泵钻井液静止时间