石油地质学ppt课件

(Subsurface Geology of oil and Gas Fields)The Faculty of the Earth ResourcesZhu Fangbing2004.3.油气田地下地质学(SubsurfaceGeologyof1课程安排Introduction Chapter 1 Drilling Geology Chapter 2 Evaluation Oil,Gas and Water Chapter 3 Stratigraphic Classification and Stratigraphic Correlation Chapter 4 Subsurface Structure Research Chapter 5 Formation Pressure and Formation Temperature Chapter 6 Reserves Calculation课程安排Introduction2Exercises:(AppliedProblems)1.Stratigraphic Correlation地层对比2.Facial Profile Correlation相剖面对比3.Geologic Cross section from Well Data 构造剖面图的编制Exercises:(AppliedProblems)3Introduction I.Content 研究内容研究内容 II.Characteristics 学科特点学科特点III.Some Basic Concerns in Subsurface Geology 地质分析中应注意的问题地质分析中应注意的问题IntroductionI.Content研究内容4I.Contents1.WellData单井资料的收集与整理，单井地质评价(基础)2.GeologyStructure油气田地下地质结构的研究(重点)3.HydrocarbonReservoirResearch(归宿)a：钻井地质；b：油气水层的综合评价a：地层对比；b：地下构造研究a：地层P与地层T；b：油气储量计算I.Contentsa：钻井地质；a：地层对比；a：地层P5II.Characteristics实践性推理性综合性II.Characteristics6III.Some Basic Concerns in Subsurface Geology 地质分析中应注意的问题地质分析中应注意的问题1、建立时空观；Space-TimeConcept7III.Some Basic Concerns in Subsurface Geology 地质分析中应注意的问题地质分析中应注意的问题2、联系的研究构造与沉积问题；Structure/SedimentIII.SomeBasicConcernsinSu8III.Some Basic Concerns in Subsurface Geology 地质分析中应注意的问题地质分析中应注意的问题3、地下地质的研究是一个历史的过程，需不断实践，不断认识；III.SomeBasicConcernsinSu9III.Some Basic Concerns in Subsurface Geology 地质分析中应注意的问题地质分析中应注意的问题4、油气田地下地质学的研究是一个开放的系统。III.SomeBasicConcernsinSu10第一章钻井地质(Chapter1DrillingGeology)广义：钻井过程中地质人员所从事的全部地质工作，包括：钻前：单井地质设计钻进时：地质录井及地层测试完钻：完井地质狭义：地质录井第一章钻井地质11第一章第一章 钻井地质钻井地质Chapter 1 Drilling Geology第一节第一节 单井地质设计单井地质设计第二节第二节 地质录井地质录井第三节第三节 地层测试地层测试第四节第四节 完井地质工作完井地质工作第一章钻井地质第一节单井地质设计12DrillingGeology第一节WellDesign单井地质设计一一.井别井别 Well Type 二二.单井地质设计单井地质设计 Well Design 三三.井深设计井深设计 Well Depth Design 四四.定向钻井定向钻井 Directional drillingDrillingGeology13一井别一井别(一一)井别划分井别划分 1.地质井地质井(构造井构造井,地质浅井地质浅井,基础井基础井)2.参参数数井井(地地层层探探井井、区区域域探探井井)/stratigraphic well,parametric borehole,reference well 为为了了解解不不同同构构造造单单元元的的区区域域地地层层层层序序、厚厚度度、岩岩性性、生生储储盖盖层层条条件件及及组组合合关关系系，并并为为物物探探解解释释提提供供参参数数而而钻钻的的探井。探井。勘探初期勘探初期,为解决一定地质问题而钻的井为解决一定地质问题而钻的井一井别勘探初期,为解决一定地质问题而钻的井143.预探井预探井wildwell 在在地地震震勘勘探探详详查查的的基基础础上上，以以局局部部圈圈闭闭、或或构构造造带带为为研究对象，以发现油气藏为目的而钻的井。研究对象，以发现油气藏为目的而钻的井。4.评价井评价井appraisal well(详探井详探井appraisal well)在在地地震震精精查查的的基基础础上上，以以获获得得工工业业性性油油气气流流为为目目的的,为为进进一一步步落落实实油油气气储储量量，为为获获得得计计算算储储量量所所需需要要的的参参数数而而钻的井。钻的井。5.水文井水文井 为解决水文地质问题和寻找水源而钻探的井为解决水文地质问题和寻找水源而钻探的井。查明油气藏类型、构造形态、油气层厚度及物性变化，评价油气田的规模、产能及经济价值-探明储量探明储量3.预探井wildwell查明油气藏类型、构造形态、油156.开发井开发井 development well 根根据据油油气气田田开开发发方方案案，为为完完成成产产能能建建设设任任务务按按开开发发井井网所钻的井。网所钻的井。7.调整井调整井 adjustment well 根据油气田调整开发方案所钻的井。根据油气田调整开发方案所钻的井。石油地质学ppt课件16(二二)井号井号 well number1.各类井取其地区或圈闭中的一个字各类井取其地区或圈闭中的一个字 莺歌海盆地莺歌海盆地:莺莺1井井,莺莺2井井2.参数井应带参数井应带“参参”字字 3.预预探探井井及及评评价价井井不不能能按按井井排排编编号号,编编号号以以钻钻井井顺序编排顺序编排 江汉盆地第一口参数井命名为“江参江参1井井”。(二)井号wellnumber江汉盆地第一口参数井命名为17 开发井按井排编号，按油气田开发井按井排编号，按油气田(藏藏)名称的第名称的第一个汉字一个汉字-井排井排-井号命名。井号命名。4开发井井号编排开发井井号编排开发井按井排编号，按油气田(藏)名称的第一个汉字-井185海上钻井井号编排 海上探井海上探井:区区-块块-构造构造-井号井号采用经度一度、纬度一度面积采用经度一度、纬度一度面积分区分区，每区用，每区用 海上或岸上的地名命名。区内按经度海上或岸上的地名命名。区内按经度10分、纬度分、纬度10分分分块分块，每区划分为，每区划分为36块。每块内根据物探解块。每块内根据物探解释对局部圈闭进行编号。每个圈闭所钻的预探井释对局部圈闭进行编号。每个圈闭所钻的预探井为为1号井，评价井为号井，评价井为2、3、号井。号井。单井地质设计第一节单井地质设计BZ28-1-1井井渤中渤中(Bozhong)区区28块块1号构造号构造1号井。号井。5海上钻井井号编排单井地质设计第一节单井地质设计BZ2819海上油田开发井号编排海上油田开发井号编排:按油田的汉语拼音字头-平台号-井号命名。埕北（埕北（Chengbei)Chengbei)油田用两座钻井平油田用两座钻井平台台A A、B B进行开发，每个平台设计钻开发井进行开发，每个平台设计钻开发井2727口，口，A A平台的井号编排为平台的井号编排为 CB-A-1 CB-A-1 至至CB-A-27CB-A-27；B B平台的井号编排为平台的井号编排为CB-B-28CB-B-28至至CB-B-54CB-B-54井。井。海上油田开发井号编排:埕北（Chengbei)油田用20(一一)设计的依据设计的依据 1.收集区域地质资料，了解区域地质背景收集区域地质资料，了解区域地质背景二、单井地质设计二、单井地质设计(一)设计的依据二、单井地质设计212.收集邻井资料收集邻井资料 (1)地层资料。地层资料。(2)油、气显示和试油资料，预测本井油气显示井段。油、气显示和试油资料，预测本井油气显示井段。(3)地层岩石的可钻性及对钻井液性能的影响。地层岩石的可钻性及对钻井液性能的影响。(4)邻邻井井井井斜斜资资料料，分分析析井井斜斜规规律律，预预计计本本井井易易斜斜井井段段和井斜方位。和井斜方位。(5)采采油油、注注水水层层位位、压压力力等等资资料料，了了解解油油层层连连通通情情况况及注水后的影响。及注水后的影响。(6)(6)有关的地质、工程数据，预测本井可能出现的各种有关的地质、工程数据，预测本井可能出现的各种情况。情况。2.收集邻井资料221.基本数据基本数据 井井号号，井井别别，井井位位，设设计计井井深深，目目的的层层，完完钻层位及原则。钻层位及原则。井井位位:井井位位坐坐标标、经经纬纬度度、地地面面海海拔拔(对对于于海海上上钻钻井井要要填填写写水水深深)、构构造造位位置置、地地理理位位置置、测线位置测线位置;设计井深设计井深:本井预计钻达某组段地层的深度本井预计钻达某组段地层的深度2.区域地质简介区域地质简介 指基本地层及大地构造背景指基本地层及大地构造背景(二二)设计内容设计内容单井地质设计第一节单井地质设计1.基本数据(二)设计内容单井地质设计第一节单井地质设计233.设计依据及钻探目的设计依据及钻探目的4.设计地层剖面及预计油、气、水层位置包括层位、底界深度、厚度、岩性、地层产状和故障提示。单井地质设计第一节单井地质设计3.设计依据及钻探目的单井地质设计第一节单井地质设245.地层孔隙压力预测地层孔隙压力预测 和钻井液性能使用要求和钻井液性能使用要求 钻前压力预测 钻进时监测 钻井液性能使用要求测井参数测井参数钻井参数钻井参数录井参数录井参数5.地层孔隙压力预测测井参数256.取资料要求取资料要求地质录井地球物理测井单井地质设计第一节单井地质设计6.取资料要求单井地质设计第一节单井地质设计267.中途测试要求中途测试要求 层位层位 目的目的 方式方式 要求要求层位：层位：对钻井过程中钻遇的油气层或重对钻井过程中钻遇的油气层或重 要的油气显示的层；要的油气显示的层；方式：方式：电缆测试电缆测试 钻杆测试钻杆测试目的：目的：P，Q，K7.中途测试要求层位目的278.井身结构井身结构(well structure)井身结构：油井井眼沿长轴方向剖面的结构形态，它由构成井眼的四个要素组成：（1）井径；（2）各井径相应的井眼深度；（3）套管程序；（4）管外水泥返高8.井身结构(wellstructure)井身结构：油井井289.技术说明及质量要求10.地理及环境资料气象资料地形地物9.技术说明及质量要求10.地理及环境资料2911.附表、附图附表、附图附表:邻井地层分层数据与地震反射层深度对照表。附图:设计井位区域构造图、地理位置图;主要目的层局部构造井位图;过设计井的地质解释剖面和地震时间剖面设计井地层柱状剖面图(参数井、重点预探井)。一般预探井、评价井的设计内容可根据地质情况和勘探程度适当精简。11.附表、附图30三三.井深及地层剖面的设计井深及地层剖面的设计构造深度:由完钻井的实际资料推测设计井深度后备深度:因地层厚度和倾角的变化,设计深度与实际情况可能不完全吻合-设计井深时附加5-10%口袋深度:钻穿目的层后,留一定长度的“口袋”装杂物设计井深设计井深=构造深度构造深度+后备深度后备深度+“口袋口袋”深度深度三.井深及地层剖面的设计构造深度:31例例1 1 某构造上已完钻某构造上已完钻1 1、3 3、4 4、5 5四口探井四口探井 (图图1-1)1-1)，现设计现设计2 2号井号井以了解构顶部含油气及地层情况。经以了解构顶部含油气及地层情况。经1 1、3 3、4 4、5 5四口井地层对比得四口井地层对比得知知,其钻遇地层依次为上第三系其钻遇地层依次为上第三系NmNm和和Ng,Ng,下第三系的下第三系的EdEd和和Es;NmEs;Nm组底组底界深度与构造图基本吻合，各井界深度与构造图基本吻合，各井NgNg组地层厚度接近一致组地层厚度接近一致,厚度约厚度约250250米米;Nm组底界为组底界为1235m；据邻井；据邻井 Ng组厚度组厚度250m例1某构造上已完钻1、3、4、5四口探井(图1-1)，现32设计2号井钻到上第三系底部时的井深:构造深度:Nm组底界为1235m；据邻井Ng组厚度250m-1235+250=1485米后备深度:5-10%*1485=74m(取5%)口袋深度:30米2号井设计井深:1589米单井地质设计第一节单井地质设计设计2号井钻到上第三系底部时的井深:构造深度:Nm组底界为33四四.定向钻井定向钻井 directional drilling 定向井定向井(deviatedwell):有位移且有准确方位的斜井丛式井丛式井(multiplewell):海上油田开发时,在钻井平台上打的井群救险井救险井:为工程目的设计的井水平井水平井(horizontalwell):最大井斜角接近或达到90度,且有水平延伸的井四.定向钻井directionaldrilling定34石油地质学ppt课件35 发展定向井、丛式井技术的优点发展定向井、丛式井技术的优点:(1)对断块油田和裂缝性灰岩油藏，打一口定向井穿对断块油田和裂缝性灰岩油藏，打一口定向井穿 越若干个储集层和若干个裂缝发育带，有利于发越若干个储集层和若干个裂缝发育带，有利于发 现油气田，增加储量、产量现油气田，增加储量、产量;(2)对地面条件恶劣，地下又有油气藏的地区，采用对地面条件恶劣，地下又有油气藏的地区，采用 定向井技术，可以满足勘探开发对地下井位要求定向井技术，可以满足勘探开发对地下井位要求;(3)打丛式井可以少占良田，减少钻机搬家、安装时打丛式井可以少占良田，减少钻机搬家、安装时 间和钻前工程费用间和钻前工程费用;(4)处理钻井事故处理钻井事故发展定向井、丛式井技术的优点:36第一章钻井地质第一节单井地质设计第二节地质录井第三节地层测试第四节完井地质工作第一章钻井地质第一节单井地质设计37第二节地质录井(GeologyLogging)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。方法：钻时录井、岩心录井、岩屑录井、泥浆录井、气测录井重要性：（1）录井质量直接影响到能否迅速查清本井地下地层、构造及含油、气情况；（2）关系到对整个构造的地质情况的认识；（3）影响到含油气远景的评价和油田开发方案设计第二节地质录井(GeologyLogging)38一、岩屑录井(cuttings logging)地下的岩石被钻头钻碎后，随钻井液的循环被带到地面上，这些岩石碎块就叫岩屑，又常称为“砂样”。岩屑录井特点:方便、经济、较为准确可靠、及时、资料系统性强。第二节岩屑录井岩屑录井:钻井过程中，地质人员按照钻井过程中，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与观察岩屑并恢复地下地质剖面的过程一、岩屑录井(cuttingslogging)地39 一.岩屑录井 1.井深的计算;2.迟到时间的计算;3.真假岩屑的识别及含油岩屑的鉴定一.岩屑录井401.井深的计算井深:指井底到钻台转盘面的长度井深井深补心高井底地面转盘面1.井深的计算井深补心高井底地面转盘面41地质录井方钻杆kelly转盘面rotarytable接头junction钻杆drillstem钻铤drillcollar钻头bit方入Kelly-in钻具长度井深井深=钻具长度钻具长度(钻杆钻杆+钻杆接头钻杆接头+钻铤钻铤)+钻头钻头+方入方入地质录井方钻杆kelly转盘面rotarytable接头j422.迟到时间的计算迟到时间:岩屑从井底返至井口的时间卡标准层理论计算法实测法2.迟到时间的计算43(1)卡标准层钻遇特殊岩层的时间T1;该岩层上返至井口的时间T2;二者之差(T2-T1)即为真实的岩层迟到时间条件:(1)钻时录井资料;(2)特征显著的标准层;第二节(1)卡标准层第二节44(2)理论计算法V环形空间体积=井筒体积井筒体积D2H/4-钻杆体积钻杆体积d2H/4 =(D2-d2)*H/4T迟到时间=V/Q=(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，m;Q-泥浆泵排量，m3/min；D-井径，即钻头直径，m；d-钻杆外径，m；H-井深，m。第二节井眼直径井眼直径钻杆外径钻杆外径环形空间环形空间 体积体积(2)理论计算法第二节井眼直径钻杆外径环形空间体积45理论计算法使用条件1.井壁规则;2.1000米范围内使用理论计算法使用条件463实测法重物实测法轻物实测法T循环=To(岩屑下行时间)+T迟T迟=T循环-To(岩屑下行时间)To(岩屑下行时间)=(C1+C2)/Q式中C1-钻杆内容积；C2-钻铤内容积;Q-钻井泵排量，升/秒;缺点:易堵塞水眼出事故ToT迟3实测法重物实测法ToT迟47井深1000-2000米,每150-200米测成一次井深2000-3000米,每50-100米测成一次井深3000米,每30-50米测成一次井深1000-2000米,每150-200米测成一次48例例:已知已知11:53投入标记物投入标记物,12:48返出返出,泥浆泵排量为泥浆泵排量为37.5升升/秒秒,5 1/2的钻杆长的钻杆长2108.84米米,6 1/4钻铤长钻铤长131.39米米,求岩屑的迟到时间求岩屑的迟到时间解解 T循环循环=12:48-11:53=55 Q=37.52升升/秒秒 5 1/2的钻杆单位长度内容积为的钻杆单位长度内容积为11.58升升/米米 6 1/4的钻铤单位长度内容积为的钻铤单位长度内容积为17.24升升/米米求求T迟迟=?To=(C1+C2)/Q C1=2108.84*11.58=24420.37升升 C2=131.39*17.24=2265.16升升 故故,To=(C1+C2)/Q=711.23秒秒=11.85分分 T迟迟=T循环循环-To=55-11.85=43.15=439例:已知11:53投入标记物,12:48返出,泥浆泵排493.真假岩屑的识别及含油岩屑的鉴定(1)真假岩屑的识别真岩屑:断面新鲜,颗粒小2-5mm,形状与岩性等有关假岩屑:色调模糊,颗粒大,圆-次圆状,磨蚀现象较明显地质录井3.真假岩屑的识别及含油岩屑的鉴定地质录井50石油地质学ppt课件51(2)分层A.岩屑中一种新成分的出现,对应深度代表这一岩性层的顶界;B.代表性岩屑数量开始减少的地方应该层的底界;C.两种岩屑的百分含量交替增减,反映两种岩性的互层(2)分层52(3)含油岩屑的鉴定肉眼观察荧光照射地质录井(3)含油岩屑的鉴定肉眼观察地质录井53 1.井深的计算;2.迟到时间的计算;3.真假岩屑的识别及含油岩屑的鉴定岩屑综合录井图岩屑综合录井图1.进行地层对比进行地层对比;2.为电测解释提供地质为电测解释提供地质 依据依据;3.为钻井工程提供资料为钻井工程提供资料1.井深的计算;岩屑综合录井图1.进行地层对比;54 将取心工具下入井底,通过取心钻头的钻进,获取一定的岩心,取出井口,这一过程称为“取心”。二、岩心录井(corelogging)地质录井 地质人员对取出的岩心整理地质人员对取出的岩心整理、观察观察、描述描述、作图作图,这一过程就是这一过程就是岩心录井岩心录井。将取心工具下入井底,通过取心钻头的钻进,获取一定的55二.岩心录井1.取心分类2.岩心出筒前后基本资料的收集与整理3.岩心描述及油气层识别4.岩心综合录井图5.井壁取心第二节二.岩心录井第二节561.取心分类水基泥浆(WBM)取心;油基泥浆(OBM)取心;密闭取心地质录井1.取心分类地质录井57(1)取心过程中相关资料的收集丈量方入，计算进尺记钻时、捞砂注意观察泥浆槽面的油气显示情况。(2)丈量“顶空和底空”“底空”-岩心筒底部或下部无岩心的空间长度“顶空”-岩心筒顶部或上部无岩心的空间长度2.岩心出筒前后基本资料的 收集和整理第二节2.岩心出筒前后基本资料的第二节58(3)岩心收获率的计算及岩心编录A岩心丈量(3)岩心收获率的计算及岩心编录A岩心丈量59B计算岩心收获率岩心收获率(recoveryofcore/coreextraction)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。C.岩心编号岩心编号以带分数形式表示岩心收获率=岩心长度/取心进尺100%岩心总收获率=累积岩心长/累积取心进尺100%5312顶底B计算岩心收获率岩心收获率=岩心长度/取心进尺60石油地质学ppt课件61石油地质学ppt课件62(1)岩心描述内容:岩性、颜色、结构、胶结物和胶结程度、相标志、储油物性、含油气性、岩心倾角测定、断层的观察、接触关系的判断3.岩心描述及油气层的识别地质录井(1)岩心描述内容:岩63(2)油气层的识别A.含气实验B.含油实验滴水试验塑料袋密封试验荧光试验油-酸反应丙酮试验肉眼观察(2)油气层的识别64滴水试验地质录井滴水试验地质录井65(2)油气层的识别A.含气实验B.含油实验滴水试验塑料袋密封试验荧光试验油-酸反应丙酮试验肉眼观察(2)油气层的识别66荧光分析在现场常用的有以下四种方法:直照法滴照法系列对比法:毛细分析法:荧光分析在现场常用的有以下四种方法:67(2)油气层的识别A.含气实验B.含油实验滴水试验塑料袋密封试验荧光试验油-酸反应(岩心+HCl)丙酮试验(岩样粉碎+丙酮)肉眼观察(2)油气层的识别68肉眼观察肉眼观察69a.饱含油(saturatedoil):含油面积95%以上,棕褐色,疏松,见原油，含油均匀、饱满，原油明显外渗,滴水珠状。b.含油(oilbearing):含油面积70-95%,见原油，含油均匀，油味较浓,滴水呈椭圆状。c.油浸(oilstained):含油面积40-70%，含油不均匀，含较多不含油的斑块或条带,含油部分滴水不渗。d.油斑(oilspotted):含油面积5-40%，含油部分呈斑块状、条带状,含油部分滴水缓慢渗入。e.油迹(oiltrace):只能见到零散的含油斑点，含油面积在5%以下。f.荧光(fluorshow):肉眼看不到原油，荧光检测有显示。a.饱含油(saturatedoil):含油面积95%以上704.岩心综合录井图Geological Logging4.岩心综合录井图GeologicalLogging715.井壁取心sidewall coring利用井壁取心器，按指定的位置在井壁上取出地层岩心的方法叫井壁取心。5.井壁取心sidewallcoring利用井72井壁取心层位的选定:钻井过程中有油气显示但未进行取心的井段，应用井壁取心加以证实;岩屑录井中漏取岩屑井段，岩心录井中岩心收获率较低的井段;测井解释中疑难层位，如可疑油层等;需了解储油物性资料，但又未进行钻井取心的层位;录井资料与电测解释有矛盾的层位;重要的标准层、标志层以及其它特殊岩性层位为满足地质上的特殊要求而选定的层位井壁取心层位的选定:73三、钻时录井drilling-timelogging每钻进一米所需要的纯钻井时间,分钟/米钻时录井钻时录井:地质人员利用钻时装置,记录单位进尺所花费的时间,从而绘制出钻时-深度曲线,并以此来研究岩层性质,进行对比工作的一项录井方法三、钻时录井drilling-timeloggin741岩石的可钻性2埋藏深度3.孔隙流体压力4.钻头类型与新旧程度5.泥浆性能及钻井参数1.影响钻时录井的因素1岩石的可钻性1.影响钻时录井的因素752.钻时曲线的应用(1)钻时曲线的绘制纵坐标-井深横坐标-钻时纵向比例尺1:500地质录井2.钻时曲线的应用(1)钻时曲线的绘制地质录井76A.判断岩性,解释地层剖面砂岩泥岩碳酸盐岩,钻时增高B.判断异常压力存在与否(2)钻时曲线的应用第二节A.判断岩性,解释地层剖面(2)钻时曲线的应用第二节77四泥浆录井(mudlogging)根据泥浆(或钻井液)性能的变化及槽面显示，来推断井下是否钻遇油、气、水层和特殊岩性的录井方法称为泥浆(钻井液)录井地质录井四泥浆录井(mudlogging)根据泥浆(或78四泥浆录井1.泥浆在钻井中的作用2.泥浆及其组成3.泥浆的分类4.泥浆的性能5.泥浆中油气显示观察四泥浆录井79四泥浆录井1.泥浆在钻井中的作用(1)清除井底被钻碎的岩屑;(2)增加井筒压力,防止井喷;(3)保护井壁;(4)冷却钻头;(5)传递井下信息四泥浆录井801.泥浆在钻井中的作用(1)清除井底被钻碎的岩屑;1.泥浆在钻井中的作用81Mud CirculationFirst,Clean mud is transferred into mud tanks.Mud tanks are large treatment and storage unit.Then,a pump(it should be a powerful pump)brings the clean mud up through a stand pipe and through a hose connected to the rotary hose forcing mud down the hole inside drill string.Finally,the clean mud will exit through the bit nozzles and lift the cuttings out of the hole.At the surface the returned mud runs over shale shakers,shale shakers separate the cuttings from returned mud.After desander and desilter,the clean mud is transferred into mud tanks again.MudCirculationFirst,Cleanmu821.泥浆在钻井中的作用(1)清除井底被钻碎的岩屑;(2)增加井筒压力,防止井喷;(3)保护井壁;(4)冷却钻头;(5)传递井下信息造壁造壁1.泥浆在钻井中的作用造壁832.泥浆及其组成钻井液-钻井泥浆-主要由水、粘土、化学处理剂及一些惰性物质组成物理化学角度-液体分散系,是以水为分散介质(溶液)、以粘土为分散相(溶质)的胶体-悬浮体系2.泥浆及其组成84泥浆的分类（）水基泥浆（）水基泥浆/Water Base Mud（）油基泥浆（）油基泥浆/Oil Base Mud 泥浆的分类（）水基泥浆/WaterBaseMud85泥浆的性能比重specificgravity粘度viscosity切力shearforce失水和造壁性waterloss/wallbuildingpropertyorwallbuildingcapacity含砂量sandcontent/sandcut酸碱度pHvalue含盐量saltcontent/salinity泥浆的性能86(1)比重比重specific gravity泥浆在时的重量与同体积4纯水重量之比。相对密度一般地层：不塌不漏一般地层：不塌不漏油油 气气 层：压而不死层：压而不死，活而不喷，活而不喷(1)比重specificgravity一般地层：不87(2)泥浆的粘度泥浆的粘度viscosity粘度粘度-泥浆流动时的粘滞程度泥浆流动时的粘滞程度表观粘度塑性粘度漏斗粘度(2)泥浆的粘度viscosity88(3)切力切力shear force泥泥浆浆从从静静止止状状态态开开始始流流动动时时作作用用在在单单位位面面积积上上的的力力，或泥浆静止后悬浮岩屑的能力，或泥浆静止后悬浮岩屑的能力，mg/cm2。初切力初切力:泥浆静止一分钟后测得切力泥浆静止一分钟后测得切力 终切力终切力:静止十分钟后测得的切力静止十分钟后测得的切力 触变性触变性=终切力终切力-初切力初切力 初切力越低越好初切力越低越好(0-10mg/cm2)，终切力适当终切力适当(5-20mg/cm2)(3)切力shearforce89(4)失水量和造壁性失水量和造壁性失失水水量量water loss:30min内在0.1MPa压力作用下，泥浆经过直径为75mm的渗滤面积所滤出的水量，单位为ml造壁造壁wall building:泥浆失水的同时，粘土颗粒在井壁岩层表面逐渐聚结而形成泥饼。以mm表示。一般要求泥浆失水量不超过l0ml，泥饼小于2mm(4)失水量和造壁性90(5)含砂量含砂量sand content/sand cut含砂量:泥浆中直径大于0.05mm(或0.074mm)的砂子占泥浆体积的百分数。含砂量一般要求小于2%。(5)含砂量sandcontent/sandcut91(6)酸碱度酸碱度(PH值值)pH value用用PH值表示泥浆的酸碱性。值表示泥浆的酸碱性。PH在在8-10(6)酸碱度(PH值)pHvalue92(7)含盐量含盐量salt content/salinity含盐量含盐量:泥浆中氯化物的数量。以氯离子泥浆中氯化物的数量。以氯离子 Cl-的含量代的含量代表含盐量，单位为表含盐量，单位为mg/L。(7)含盐量saltcontent/salinity935.泥浆中油气显示观察泥浆中油气显示观察Oil and Gas Shows油气显示分级槽面观察泥浆出口5.泥浆中油气显示观察94(1)油气显示分级A.油油花花oil bloom、气气泡泡bubble/air bubble/gas-vacuole:油花或气泡占槽面油花或气泡占槽面30%以下。以下。B.油油气气浸浸inrush of oil and gas:油油花花或或气气泡泡占占槽槽面面30%以以上，钻井液性能变化明显。上，钻井液性能变化明显。C.井涌井涌kick:泥浆涌出至转盘面以上，不超过泥浆涌出至转盘面以上，不超过lm。D.井井喷喷well blowout:泥泥浆浆喷喷出出转转盘盘面面lm以以上上。喷喷高高超超过过二层平台称强烈井喷。二层平台称强烈井喷。E.井漏井漏lost circulation,mud loss:泥浆数量明显减少。泥浆数量明显减少。(1)油气显示分级95(2)槽面观察A.注注意意槽槽面面出出现现油油花花、气气泡泡的的时时间间,油油气气显显示示达达到到高高峰峰的的时时间间,油油气气显显示示明明显显减减弱弱的的时时间间-根根据据迟迟到到时时间间推推断油气层的深度和层位断油气层的深度和层位;B.观观察察槽槽面面出出现现油油气气显显示示时时油油花花气气泡泡占占槽槽面面的的百百分分比比,油气显示达到高峰和油气显示减弱时占槽面的百分比油气显示达到高峰和油气显示减弱时占槽面的百分比;C.油气在槽面的产状油气在槽面的产状 D.槽面有无上涨现象槽面有无上涨现象(2)槽面观察96(3)观察泥浆出口情况油气上窜速度油气上窜速度:单位时间内油气上窜的距离单位时间内油气上窜的距离(3)观察泥浆出口情况油气上窜速度:单位时间内油气上窜的距离97四泥浆录井1.泥浆在钻井中的作用2.泥浆及其组成3.泥浆的分类4.泥浆的性能5.泥浆中油气显示观察四泥浆录井98五、气测录井(gaslogging)泥浆气测按研究对象:岩屑气测岩心气测气测录井:钻井过程中直接测定泥浆中可燃气体含量的一种录井方法。GeologicalLogging五、气测录井(gaslogging)99五.气测录井根据研究方法或仪器不同分为两种：非色谱气测(半自动气测)色谱气测五.气测录井100五.气测录井1.非色谱气测(半自动气测):利用各种烃类气体的燃烧温度不同区分烃类五.气测录井101石油地质学ppt课件102石油地质学ppt课件103五.气测录井2.色谱气测是利用色谱原理制成的分析仪器，它是一个连续进行、自动记录体系。载气载气Carrier gas色谱柱色谱柱Chromatographiccolumn鉴定器鉴定器identification记录器记录器register样品气样品气Sample gas全烃全烃total hydrocarbonC1,C2,C3,iC4,nC4氢气氢气,CO2,钻时钻时五.气测录井载气色谱柱鉴定器记录器样品气全烃totalhy104五.气测录井2.色谱气测色谱气测解释图版烃类气体比值图版(三角形组分图版)五.气测录井105(1)色谱气测解释图版(1)色谱气测解释图版106(2)烃类气体比值图版(三角形组分图版)A.选取参数,C2,C3,C4,C;B.计算各烃类气体占全烃的百分数:C2/C,C3/C,C4/C-三角形坐标系C.根据试油结果划分油气水区间,编制图版(2)烃类气体比值图版(三角形组分图版)107C2/CC3/CC4/C已知已知:C2/C=16.5%,C3/C=11.5%,C4/C=4.5%,C2/CC3/CC4/C已知:C2/C=16.5%,108第一章钻井地质第一节单井地质设计第二节地质录井第三节 地层测试第四节完井地质工作第一章钻井地质第一节单井地质设计109第三节 地层测试(Formation Testing)按测试时间的不同:中途测试(midwaytesting):钻井过程中对油气显示进行的测试,裸眼井中进行完井测试(wellcompletingtest):完井之后进行的地层测试，又称之为试油(气)。套管中进行据测试工具的不同:钻杆测试DST电缆测试重复地层测试重复地层测试RFT(Repeat Formation Testing)第三节地层测试(FormationTesting)按110第三节第三节 地层测试地层测试一一.中途测试的优点中途测试的优点 二二.测试工具测试工具Tool 三三.测试过程测试过程Process 四四.压力卡片的定性解释压力卡片的定性解释qualitative interpretation 五五.压力卡片的定量解释压力卡片的定量解释quantitative interpretation第三节地层测试111一.中途测试优点1.节约钢材,水泥,降低钻井成本2.测试时间短,获取资料快;3.及时评价油藏，是新探区迅速发现油气藏的有利手段。中途测试地层条件：只能在岩性较致密，井壁较规则，地层不垮塌，井身状况较好的情况下进行。一.中途测试优点112二.测试工具悬挂式封隔测试器(hook-wall-packertesting)单封隔测试器(wall-packertesting)双封隔测试器(double-packertesting)二.测试工具113二.测试工具1.封隔器封隔器(packer)2.旁通阀旁通阀(by-pass valve),平衡阀平衡阀(equlizing valve)3.多流测试阀多流测试阀,测试阀测试阀(testing valve)4.双关井压力阀双关井压力阀(double shut in pressure valve)5.取样器取样器(sampler)6.反循环阀反循环阀(reversing valve)7.筛管筛管(sieve tube),带眼支撑管带眼支撑管(perforated anchor pipe)8.井下压力计井下压力计(pressure record)下压力计下压力计 上压力计上压力计64328178二.测试工具64328178114三.测试过程1.仪器下井2.地层测试3.关井测压4.反循环起钻三.测试过程115仪器下井仪器下井地层测试地层测试关井测压关井测压压力平衡压力平衡反循环反循环起钻起钻双关井压力阀双关井压力阀测试阀测试阀平衡阀平衡阀上压力计上压力计封隔器封隔器带眼支撑管带眼支撑管下压力计下压力计反循环阀反循环阀仪器下井地层测试关井测压压力平衡反循环起钻双关井压力阀测试阀116时间时间压压力力BC1C2DE1E2FGAHB初始静液柱压力初始静液柱压力(IHP)Initial Hydrostatic PressureC1初始流动压力初始流动压力(IFP1)Initial Flow PressureC2初始终流动压力初始终流动压力(IFP2)D初关井初关井 恢复压力恢复压力(ISI)Initial Shut in PressureE1二次始流动压力二次始流动压力(FFP1)Finial Flow PressureE2二次终流动压力二次终流动压力(FFP2)F二次终关井恢复压力二次终关井恢复压力(FSI)Finial Shut in PressureG最终静液柱压力最终静液柱压力(FHP)Finial Hydrostatic Pressure初流动初关井终流动终关井时间BC1C2DE1E2FGAHB初始静液柱压力(IHP)初117 四四.压力卡片的定性解释压力卡片的定性解释1.对比两次流动期斜率及压力的大小,判断地层产液能力时间时间压压力力C1C2DE1E2FG初流动终流动四.压力卡片的定性解释时间C1C2DE1E2FG初终118A,BA低产曲线B中等产量曲线CC高产曲线A,BA低产曲线B中等产量曲线CC高产曲线119四四.压力卡片的定性解释压力卡片的定性解释2.对比两次关井期压力和斜率大小,判断地层能量特征时间时间压压力力C1C2DE1E2FGAH初关井终关井四.压力卡片的定性解释时间C1C2DE1E2FGAH初终120A,B,CA低压低渗-干层B低渗C能量衰竭曲线A,B,CA低压低渗-干层B低渗C能量衰竭曲线121五五.压力卡片的定量解释压力卡片的定量解释前提条件前提条件:径向流动径向流动 地层均质地层均质 稳定状态稳定状态 油藏无限大油藏无限大 单相流动单相流动 五.压力卡片的定量解释122一维径向单相流的偏微分方程一维径向单相流的偏微分方程物理意义物理意义:当流体向生产井方向作径向流动时当流体向生产井方向作径向流动时,在距在距 井任意半径井任意半径r处的压力处的压力P是时间是时间t的函数的函数一维径向单相流的偏微分方程123上式解析解上式解析解:QP=Po+Ei(-r2/4t)4 khP-油层中与井相距r的某点在t时刻的压力,PaPo-原始油层压力,Pa-导压系数,cm2/sQ-地下体积产量-粘度,cph-油层厚度,cmk-油层渗透率,Dr-距井中心的距离,cmt-油井的生产时间上式解析解:124Ei(-r2/4t)-指数积分函数Ei(-x)=0.5772+lnx x+x2/2*2!x3/3*3!+x4/4*4!+xn/n*n!0.5772+lnx QPo-P=-ln(r2/4t)+0.5772 4 kh Q =ln(2.25t/r2)4 khHorner霍纳关井曲线法霍纳关井曲线法Ei(-r2/4t)-指数积分函数Horner霍纳关125 Q拟生产井的压力降落拟生产井的压力降落 P(T+t)生生=Po-P=*ln2.25(T+t)/r2 4 kh Q拟注水井的压力降落拟注水井的压力降落 Pt注注=-*ln2.25t/r2 4 kh Q实际的压力恢复实际的压力恢复 P=P生生+P注注=ln(T+t)/t 4 kh126 Q P=Po-ln(T+t)/t 4 khP-中途测试中初关井期间井底压力中途测试中初关井期间井底压力(MPa,Pa,atm)Po-原始油藏压力原始油藏压力(MPa,Pa,atm)T-初流动时间初流动时间(关井之前的生产时间关井之前的生产时间)t-初关井时间初关井时间Q127P(T+t)/t100101m1续流段续流段m2Po霍纳图霍纳图P(T+t)/t100101m1续流段m2Po霍纳图128第一章钻井地质第一节单井地质设计第二节地质录井第三节 地层测试第四节 完井地质第一章钻井地质第一节单井地质设计129第四节完井地质wellcompletion完井电测井壁取心固井完井固井完井第四节完井地质wellcompletion130一一.固井固井well cementing 向井内下入一定尺寸的套管窜后向井内下入一定尺寸的套管窜后,在井在井壁和套管间的环形空间内注入水泥的工作壁和套管间的环形空间内注入水泥的工作下套管,注水泥一.固井wellcementing下套管131一一.固井固井well cementing1.固井的目的2.套管程序的确定3.固井过程中的地质工作一.固井wellcementing132一一.固井固井 well cementing1.固井的目的(1)防井壁坍塌,防井漏及高压层;(2)将不同层系的油气水分隔开来;(3)封闭暂时尚不开采的油气层;(4)安装井口设备,为试油采油提供条件;(5)封隔对泥浆密度要求相互矛盾的地层一.固井wellcementing133一一.固井固井well cementing2.套管程序的确定套管程序套管程序(casing program):钻井过程中先后向井内下钻井过程中先后向井内下入的套管次数入的套管次数,每次套管的直径以及套管下入深度每次套管的直径以及套管下入深度(1)表层套管表层套管 (2)技术套管技术套管(3)油层套管油层套管一.固井wellcementing套管程序(casing134石油地质学ppt课件135Casing Scheme casing scheme includes surface casing,intermediate casing,production casing.Except for these,sometimes it also includes conductor and production liner.Casing joints(套管连接套管连接)are available in different grades,depending on the expected loads to which the string will be exposed during running,and the lifetime of the well.CasingScheme136一一.固井固井well cementing2.套管程序的确定(1)表层套管表层套管(surface pipe/surface casing)123(2)技术套管技术套管(technical pipe)或中间套管或中间套管(intermediate casing)(3)油层套管油层套管(reservoir pipe/production casing)尾管尾管(tail pipe)一.固井wellcementing(1)表层套管(surf137300米米2500米米4500米米4600米米1500米米13 3/8”9 5/8”7”300米2500米4500米4600米1500米13138一一.固井固井well cementing3.固井过程中的地质工作固井过程中的地质工作井壁井壁套管套管一.固井wellcementing井壁套管1393.固井过程中的地质工作固井过程中的地质工作(1)套管柱底部结构套管柱底部结构(2)注水泥过程注水泥过程(3)固井质量检查固井质量检查3.固井过程中的地质工作140 3.固井过程中的地质工作固井过程中的地质工作 (1)套管柱底部结构套管柱底部结构-套管柱底部的一些附套管柱底部的一些附件件,引鞋引鞋 套管鞋套管鞋底部结构底部结构 旋流短节旋流短节 承托环承托环 扶正器扶正器流体单向流动承托环胶木球扶正器旋流短节套管鞋引鞋3.固井过程中的地质工作流体单向流动承托环胶木1413.固井过程中的地质工作固井过程中的地质工作(2)注水泥过程注水泥过程下套管下套管注前置液注前置液注水泥浆注水泥浆注后置液注后置液开挡销开挡销,压胶塞压胶塞替泥浆替泥浆碰压碰压水泥头水泥头泥浆前置液前置液水泥浆水泥浆后置液后置液3.固井过程中的地质工作下套管注前置液注水泥浆注后置液开挡销1423.固井过程中的地质工作固井过程中的地质工作(3)固井质量检查固井质量检查 套管试压法套管试压法 声幅测井法声幅测井法固井质量好固井质量好质量中等质量中等固井质量不好固井质量不好3.固井过程中的地质工作固井质量好质量中等固井质量不好143二二.完井完井well completionwell completion 完井原则完井原则:利于井壁稳固利于井壁稳固;充分充分暴露油、气层暴露油、气层;利于利于油、气畅流油、气畅流到地面到地面;利于利于油、气井正常生产油、气井正常生产;利于进一步的压裂利于进一步的压裂,酸化等酸化等增产措施增产措施 工艺简便工艺简便,完井速度快完井速度快,成本低成本低先期完成法先期完成法后期完成法后期完成法二.完井wellcompletion完1441先期完成先期完成是先下入油层套管，再钻开油层先下入油层套管，再钻开油层。裸眼完成裸眼完成 barefoot completion/open hole completion 衬管完成衬管完成 liner perforation completion1先期完成145钻至油、气层顶部后钻至油、气层顶部后下油层套管固井，然下油层套管固井，然后用小钻头钻开油、后用小钻头钻开油、气层，完井后，油层气层，完井后，油层部位直接与井眼连通。部位直接与井眼连通。钻开油气层后，再下钻开油气层后，再下衬管衬管(割缝的套管割缝的套管)完完成成钻至油、气层顶部后钻开油气层后，再下146先期完成是先下入油层套管，再钻开油层先下入油层套管，再钻开油层。优点:有利于保护并解放油、气层。在岩性致密的碳酸盐岩，没有夹层水干扰的油、气层中，常采用此类完井法。缺点:裸眼井段中若有不同压力的油气层将会相互干扰;若地层松软,易发生垮塌先期完成是先下入油层套管，再钻开油层。1472.后期完成先钻开油、气层，然后再下油层套管。射孔完成射孔完成 perforation completion 尾管完成尾管完成 liner completion 贯眼完成贯眼完成 perforated pipe completion 2.后期完成先钻开油、气层，然后再下油层套管。148钻开油、气层后,下油层套管至生产层底部固井。下入专门射孔器在油、气层部孔，穿透套管和水泥环进入地层，从而为油气流入井内造成通道钻至油气层顶部，下油层套管，然后钻开油气层，再在油气层段下入尾管，用射孔的方法使油气层与井眼连通正对着油气层部位的套管是带孔的,在油气层顶部的套管外装有水泥伞,固井时可阻止环形空间的水泥浆下流而堵塞油气层。油层套管固井后,钻开水泥塞即可使产层与井眼连通。钻开油、气层后,下油钻至油气层顶部，下正对着油气层部位的套149 实习一实习一 完井总结图的编制完井总结图的编制1.资料资料:岩屑百分比图岩屑百分比图 钻时录井曲线钻时录井曲线 井壁取心资料井壁取心资料 测井曲线测井曲线:R,SP,GR,NGR2.要求要求:(1)分层分层;(2)确定岩性确定岩性;(3)识别油气水层识别油气水层;(4)总结剖面岩性组合特点总结剖面岩性组合特点实习一完井总结图的编制1.资料:岩屑百分比图150