1、1地质基础知识培训第一章 钻前基本数据的收集钻前数据是指与录井资料有关的工程数据。包括补心高度、泥浆池容积、表层套管数据等，这些都必须在钻前（或二次开钻前）收集好。1）补心高度：转盘面至地面垂直距离叫补心高度（又叫地补距） 。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底面的长度，如图 1-6 所示。从补心面丈量到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，而井架附近的附近的表土又往往掩盖了一部分底座。 补心高度是全部录井资料中第一个基本数据。钻井剖面的深度，电测深度，下套管、油管的深度，
2、射孔深度等均以转盘面作为计算深度的起点。2）泥浆池容积：要丈量好泥浆池的长、宽、高，求出单位高度的容积。最好有深度标尺，以便在发生井漏或井涌时计量。3）表层套管的数据：导管和表层套管的作用都是为了巩固井口，防止坍塌。导管很浅，并与地质资料录取没有关系。表层套管是油层套管和采油树固定的基础。有关表层套管的主要数据有：总长、直径、壁厚、钢级，下入深、联入或套入。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，它经常是电测时用来校正电缆长度的。除外射性测井外，一般电测曲线在表层套管中显示为一条直线，在表层套管以下才能测出曲线来。曲线上突变点所指示的深度与表层套管鞋深度相符。套管鞋深
3、度=套管总长度+联入联入是联顶节方入的简称，是指联顶节在转盘平面以下的长度。在现场丈量联入的方法，是在下套管之前丈量联顶节的长度，固定时再丈量转盘面以上出露部分的长度，二者相减得出联入。有时没有准备联顶节，这时就把最后一根套管坐落在井口转盘上，固井后再用气焊刻去一段。我们把最后一根套管在转盘面以上的部分长度称为套余。物质准备工作开钻前的物质准备，指的是与录井资料有关的各种设备、工具、器材、药品和记录表格等。1）检查方钻杆刻度：在方钻杆吊上钻台之前，应检查方钻杆的整米记号是否清楚、准确。如果不清楚或改用新钻杆时，应在方钻杆一个面上每隔一米用扁铲打印一个记号，如 1、2、3、.（表示 1 米、2
4、米、3米） ，用来丈量方入和井深。2）安装梯形水门：梯形水门应安装在第一个沉砂池后面 56 米处，如果距离井口太近，岩屑沉淀不好，泥浆流动不稳定，影响测量的准确性；如距井口太远，又不易及时掌握排量变化。3）检查架空槽坡度和泥浆震动筛：如果有气测录井项目的，架空槽坡度要求在 1。 3。 之内，坡度小了，岩屑在槽上沉淀太厚；坡度太大了影响脱气器内泥浆脱气。检查震动筛安装是否平整，筛布是否完整。检查钻机没有设备架空槽和震动筛，则应在泥浆出口附近安放铁槽子或抹一段水泥槽，以便捞取岩屑后能及时彻底清除推积的余屑，保证岩屑的代表性4）检查记录钻时的装置：如果采用简易记录钻时装置，安装好后，要检查设备的灵活
5、性和准确性。用方入校正即可，误差不能超过 0.1 米。钻具管理钻具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，每一项录井资料，每一个录井数据，都反映一定井深的地质情况。因此，井口地质人员对于钻具的管理工作要特别重视，保证钻具丈量、计算和井深无误差。一、钻具的结构及丈量钻具习惯上是钻头、钻铤、钻杆、方钻杆和各种接头等的总称。此外，在取芯钻进时，钻具还包括岩芯筒、取芯钻头。钻井时，利用接头将方钻杆、钻杆、钻铤等连成一体（亦称钻柱）进行工作。21 钻头钻头是钻进时破碎岩石的主要工具，地质人员要认清钻头类型、直径和长度。根据地层软硬和钻井要求的不同，目前现场常用的钻头有以下三种类型
6、。刮刀钻头：它主要是通过切削作用来破碎岩石，刮刀钻头根据刀翼的数目又分为鱼尾钻头、三翼刮刀钻头和四翼刮刀钻头。最常用的是三翼刮刀钻头。牙轮钻头：它主要靠牙轮的冲击和切削作用来破碎岩石。目前使用最广泛的是三牙轮钻头。取芯钻头：钻头中心是空的，对岩石进行环形破碎，形成岩芯。现场常用的是筒式取芯钻头。钻头的直径及类型等资料可以从出厂记录或钢印上查得，也可以量得。钻头的长度，应从刀片顶端、牙轮的牙齿或磨鞋底面丈量到丝扣以下的台肩，钻头为母扣的应丈量全长。2 钻铤、钻杆钻铤主要用于加压、防斜。因此，要求它的壁厚、强度大。钻杆在钻井中是用来加深井眼、输送泥浆和传送扭距的，现场习惯上把一根钻杆称为“单根”
7、。与录井有关的钻铤、钻杆数据，主要是长度与内容积。钻杆的长度丈量都是从母扣一端的顶端量到公扣丝扣以上，丝扣部分不计入长度。内容积的数据可供计算岩屑迟到时间使用。钻铤、钻杆的规格不同，通常说几英寸钻杆是指钻杆本体外径，如 53/4 ”钻杆是指管子本体外径等于 53/4”。所有钻具中钻杆使用的数量最多，也是最容易出现差错的。3 方钻杆方钻杆位于钻具最上端，其主要作用是传递扭距，工作时承受钻具的全部重量。为了将转盘的动能传送给钻杆，它的外形作成正方形（也有六角形的） 。钻进中为了避免在接单根后方钻杆下不到转盘面下去，所以它比钻杆长 23 米。钻进时，方钻杆进入转盘面以下的部分的长度称位“方入” ，以
8、上的部分称为“方余” 。4 接头接头有钻杆接头和配合接头之分，钻杆本体配带的接头称钻杆接头。用来连接钻杆、钻铤、钻头或打捞工具等钻具的接头称为配合接头。钻杆接头根据接头内径与钻杆内径的关系，把接头分为三类。1) 内平接头：接头内径，钻杆加厚部分内径和钻杆管身部分内径相等。2）贯眼接头：接头内径与钻杆加厚部分内径相同，但小于钻杆管身部分内径。3）正规式接头：接头内径小于钻杆加厚部分内径，钻杆加厚部分内径又小于钻杆管体的内径，组成钻具的各个部分（钻铤、钻杆、方钻杆和钻头）之间常因为尺寸、扣型不同而不能直接连接。因此，必须使用配合接头（或工具接头）相连接。配合接头的种类很多，使用也很广，钻井时常用的
9、有水龙头接头、方钻杆保护接头、大小头等。在选配接头时要注意连接部分的尺寸和扣型一致。为使用方便，常用三个数字表示不同接头的尺寸、类型、公母丝扣。如以 4、5、6 表示接头直径，如41/2”；以 1、2、3 分别表示内平、贯眼、正规式接头类型；以 1 或 0 分别表示公扣和母扣。将三个数字组合在一起即表示接头类型。如：“421”表示接头为 41/2”，贯眼型的公扣；又如“530”表示接头为 59/16”，正规型的母扣。上述钻杆接头的分类及表示方法，也适合于配合接头。在记录填写时，以钻具上端的代表符号写在前面，其下的代表符号写在后面，中间用“X”隔开，如 520x421，420x521 等。以上介
10、绍了与录井工作有关的主要钻具结构及其丈量方法。在钻井过程中不论是正常的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，不管钻具实长如何，当它们衔接并下入井内工作时，不暴露在外表部分都计入钻具长度以内。只要掌握住这一原则，不管采用什么钻具（如接头、取芯工具、打捞工具） ，我们都能丈量出它的长度。钻具记录与管理1 钻具记录各种钻具下井之前地质人员都必须亲自丈量长度、检查规范，不能与差错。否则，必然带来难以设想的后果。丈量钻杆、钻铤时，除长度外，还应查明钢号，用醒目的油漆编写序号，并登记成册。各种钻具的丈量不小于两次，以保证不出差错。2 钻具的日常管理工作1）首先要配立柱
11、，配立柱就是把长短不同的单根组合成长度近似的“立柱” 。2）当钻杆调整排好后，就可以用钢卷尺丈量。长度读到厘米，以下采取四舍五入方法处理。丈量数据要重复核实，同时以浅色油漆在钻具上标明。3）必须有丈量原始记录，立柱编排记录（或用钻具卡片）和钻具变化记录。各种记录应作到地质、工程、气测三对口。34）钻时应编写立柱序号，并按顺序排在钻杆盒上。下钻时应按所排序号依次下入，不得混乱。5）倒换钻具时，拉下来的钻具要全部丈量长度，钻杆、钻铤要查对钢号；替入钻具如果是临时准备的，也应丈量长度，查钢号。倒换钻具的长度、钢号、倒换位置和计算结果均应详细记录在专门的记录本上，以备考察。6）小班值班人员应详细填写交
12、接班记录。交班时，交班任应向接班人交接正打钻单根编号，小鼠洞中单根编号，大门跑道处单根编号，接班人员一一查清无误时方可接班。第二章 钻井地质录井工作为了发现和研究油、气层，在钻井过程中要进行地质录井工作。录井的方法有钻时录井、泥浆录井、岩芯录井、岩屑录井、气测录井、荧光录井。钻时录井钻时是指钻头每钻进一个单位深度的岩层所需的时间。通常以“分/米”或“分/0.5 米”来表示。通常把记录的钻时数据，按井的深度绘成钻时曲线，作为研究地层的一项资料，称为钻时录井。其次，在生产实践中用“米/分”表示钻进中进尺的快慢，即单位时间内进尺的多少，叫钻速。显然钻速与钻时是完全不同的两个概念。钻进过程中，当钻头钻
13、遇不同性质的岩层时，由于其坚硬程度不同，往往表现在钻时也有明显的差异。因此，在钻压、转速、泥浆性能、排量、钻头类型及新老程度等条件相同的情况下，钻时高低变化，在一定程度上反映了不同性质的岩性特征。如果掌握了工作地区的钻时与岩性之间的相互关系，就可以利用钻时资料来帮助解决一些地质问题。一、记录钻时的方法1 深度面板法2 固定标尺法3 米尺划线法二、钻时录井的原则一般新探区从井口到井底均要每米记录一个钻时值，在目的层加密到每 0.5 米记录一次，在碳酸岩盐井段一般 0.2 米或 0.25 米记录一次。老探区非目的层井段可以一米以上（如 2 米或 4 米 0 记录一次或不记，但目的层仍须每米记录一次
14、，钻进过程中如发现有油、气显示，应立即加密记录。三、钻时的计算钻时的计算首先要知道井的准确深度。钻井过程中，钻具是丈量井深的尺子， 。当钻头接触井底正常钻进时，方钻杆每进入转盘面以下一米，表明钻完了一米厚的岩层。可见，掌握井下钻具、组合状况、准确计算钻具长度、井深及方入、到底方入、整米方入，是进行钻时录井的前提。1 井深的计算钻进过程中，井的准确深度是通过下井钻具的长度及方入得到的，即：井深=钻具总长+到底方入钻具总长是指钻具在井内工作时所有钻具长度的总和。一般包括钻头、接头、钻铤、钻杆之和。方入是指转盘面以下方钻杆的长度。到底方入指钻头接触井底时的方入。例：某井下井钻具的长度如下：钻头长 0
15、.22 米，接头总长 3.10 米，钻铤长 102 米，钻杆长 1341 米，停钻时方入为 7.30 米。求钻具总长和停钻时的井深各是多少？解：钻具总长=0.22+3.10+102+1341=1446.32（米）井深=钻具总长+ 到底方入=1446.32+7.30=1453.62 （米）2 到底方入的计算井深=钻具总长+到底方入到底方入=井深-钻具总长例：某井钻至井深 1501.50 米起钻，钻具总唱是 1495.12 米，方钻杆长 11.80 米，求下钻划眼后钻头到达井底时到底方入是多少？打完方钻杆后接入新单根继续钻进，新单根长 9.03 米，求接入新单根后到底方入是多少？解：1）下钻划眼后
16、到底方入=井深- 钻具总长=1501.50-1495.12=6.38（米）即当方入为 6.38 米时，钻头接触井底开始钻进。2）打完方钻杆时的井深=1495.12+11.80=1506.92（米）或 1501.50+（11.80-6.38）=1501.50+5.42=1506.92 （米）4又钻具总长=1495.12+9.03=1504.15（米）接入新单根后到底方入=1506.92-1504.15=2.77（米）或者用方钻杆打完长度减去新单根长度也可以求出接入新单根后的到底方入11.80-9.03=2.77（米）3 整米方入的计算为了便于记录和使用钻时，常常记录井深为整米数（如 1000 米
17、、1001 米、1002 米.）的钻时。井深为整米时的方入称“整米方入” 。计算方法：整米井深=钻具总长+整米方入整米方入=整米井深-钻具总长除上述方法外，整米方入计算还有别的方法。整米方入=新接单根到底方入+前一根打完时的井深与其紧邻的整米井深之差。4 钻时的计算T=t2-t1式中 T-单位深度的钻时,分/米;t1-开始钻进时间 ,分;t2-钻到时间 ,分应当指出:钻时是钻完单位深度所需时间 .在钻进过程中,由于某些原因而中途停钻时,应把这些非钻进时间扣除,记录钻完这一单位深度的纯钻进时间。四、钻时曲线的绘制方法其绘制方法是:用普通厘米方格纸 ,以纵坐标代表井深,单位为米,比例尺 1:500
18、;横坐标代表钻时,比例尺可根据钻时和图幅的大小选定,以能表示出钻时变化为原则,一般一厘米代表 10 或 20 分钟.分别在各深度上标出其相应的钻时数值的点,把各点连接成一条点划线即得到钻时曲线。为了便于解释,在曲线旁边应用符号或文字在其相应深度上标注接单根、起下钻、跳钻、憋钻、溜钻、卡钻、磨钻、取芯以及钻头类型、尺寸、钻压、更换钻头位置等等。五、钻时录井的影响因素1 钻头类型及新旧程度的影响钻头是井下破碎岩石的主要工具。钻头破碎岩石能力的强弱，将直接影响到钻进速度的、即决定钻时的大小。钻头有刮刀钻头、牙轮钻头、取芯钻头等多种类型。不同类型的钻头，破碎岩石的方式不同，适当的地层也不同。仅三牙轮钻
19、头中就有 L 型钻头（适用于钻软地层） ，M 型钻头适合钻中软地层，C 型钻头适合钻中硬地层，T 型钻头适合钻较硬的地层，TK 型钻头（适合钻硬地层）之分。钻头类型的选择是否合理将直接影响钻时的大小。如果硬地层选用了适合钻软地层的钻头类型，钻时就大，反之，钻时就小。钻头的新旧程度对钻时的大小也有十分明显的影响。新钻头比旧钻头钻速快，钻时小，在同一地层，同一井段，同一钻井参数下可以清楚地将这种情况反映出来。所以钻头使用到后期，钻时有逐渐增大的现象。2 泥浆性能的影响实践表明，改善泥浆性能对提高钻速有明显的作用。泥浆性能稍有变化，钻时往往都有反应。一般使用比重低、粘度小的泥浆比使用比重高、粘度大的
20、泥浆钻时小。3 钻时参数及操作水平的影响在泥浆性能、钻头类型、地层软硬的相同时，钻井参数选择是否恰当，对钻时大小的影响也十分明显。当钻压大、转速快、排量适当时则钻时低，反之则高。钻井参数是相对而言的。如果钻压过大，超过了钻具负荷，会出现掉牙轮、掉钻头甚至断钻具等事故。若钻压过小，钻头不能良好的破碎岩石，就会使钻时过大，影响钻井速度。转数和排量的选择也同样如此。钻井参数只有因地制宜，合理选择，配合恰当，才能起到既快又好的作用。司钻的操作技术的熟练程度在很大程度上也会影响到钻时的真实性。经验丰富的司钻，送钻均匀，钻压平稳，钻时的变化就能很好地反映地下岩层的软硬程度。否则，钻时不能真实地反映出地下岩
21、石的性质或反映很差。4 钻井方式的影响我国常用的钻井方式一般是转盘钻进和涡轮钻进两种。由于钻井方式不同，同一条件下同一岩性的钻时差别很大。通常情况下，涡轮比转盘钻进时要快，钻时小。5 井深的影响在钻井过程中可以明显看到，随着井深的增加，钻时也会相应变大，其原因之一是深部地层比浅部地层更致密，更坚硬的缘故。六、钻时录井资料的应用51、定性的判断岩性 井下岩石的可钻性是由其塑性、脆性、研磨性，硬度等物理性质决定的。不同的岩性由于其组成的矿物成分、固结程度、形成条件不同，表现在物理性质上往往也有很大区别。在钻进过程中，当其它条件不发生变化时，钻时则反映岩性的变化。因此在一个地区，掌握了钻时与岩性的变
22、化规律，就可以利用钻时来定性的判断这个地区的岩性，对砂泥岩剖面和膏盐剖面反映尤其明显。如东营地区实践证明：疏松的油砂，一般钻时小于 5 分/米，多数是 13 分/ 米。不含油的砂岩，由于胶结程度不同，钻时大小不一，但一般小于 10 分/米。致密的灰质砂岩，钻时可高达 2030 分/ 米。泥岩的钻时变化一般都在 1030 分/米。 江汉地区膏盐剖面钻时的一般规律是：岩盐及膏盐钻时低、砂岩较低，泥质岩类最高，油页岩及泥膏盐较泥岩钻时低。因此，在录井过程中，有时因井漏或泥浆性能不好而捞不到岩屑时，用钻时资料可以推测漏取井段的岩性；在取芯收获率低时，利用钻时曲线和岩屑资料，可以推断出未取得岩芯井段的岩
23、性。2、用于岩屑定层归位 岩屑录井由于多种因素的影响，在描述岩屑时往往确定岩性的具体深度及其顶底界时有很多困难。尤其底界在岩屑百分比变化不 明显时，而钻时上则有较明显的变化，此时，利用钻时曲线进行卡层归位将较容易。 在岩屑混杂，代表性不好的井段或薄层的岩屑返出的地面很少，钻时的变化往往可以提示我们在岩屑中寻找新的成分，从而可以避免漏描或错描。3、 确定井下渗透层 对于砂泥岩剖面地区，由于油、气层往往是疏松的砂岩层，钻时低，所以利用钻时资料卡分砂岩井段，分辨渗透层和判断油、气层效果较好。对于碳酸盐岩剖面，钻时的变化是发现缝缝洞洞最及时的一项录井资料。利用放空、钻时变低和蹩钻、跳钻等资料，与岩屑、
24、泥浆等资料配合，可帮助判断地层是否存在缝缝洞洞及缝洞大小和发育程度，从而确定井下渗透层段。4、 结合录井剖面进行地层划分和对比 在未电测的井段，根据钻时曲线的变化，结合录井剖面常可进行地层的划分和对比工作。尤其在钻井资料较多、地层较熟悉时，对比效果较好。这在钻进过程中对做好地层预告，卡准取芯层位，合理地选择割芯位置都有十分重要的意义。5、钻时录井资料在钻井工程方面的应用 1）根据钻时录井可以计算纯钻进时间，进行实效分析。2）根据对邻井钻时资料的分析，对本井的钻头类型选择及钻井措施的制定提供依据。3）钻进过程中，可以利用钻时帮助判断钻头使用情况。4）在新探区，可根据钻时由慢到快的突变，及时采取停
25、钻观察的措施，推断是否钻遇油、气层，以便循环泥浆，观察油气显示情况。若是油、气层，可以从钻时曲线上推断出油、气层的顶界深度，决定是否取芯。若是高压油、气层，则便于及时采取措施防止井喷。应当指出，钻时资料的应用原则是钻井参数及其他条件大致相同，至少在一个钻头内变化不大。只有在这样的条件下，钻时的变化才能比较真实地反映井下地层的变化。如果钻井条件不同，就是相同的地层也会使钻时出现较大的变化。总之，不能只看到钻时的快慢不同就下结论，而应结合地层全面考虑各种影响因素，才能得出比较接近于地下真实情况的结论。泥浆录井所谓泥浆就是由粘土、水及化学处理剂，按一定比例组成的溶胶-悬浮混合体系。泥浆录井就是将泥浆
26、性能，按井的相应深度绘成曲线，研究地层及其油、气、水情况的一项资料称为泥浆录井。一、泥浆的组成与分类泥浆由粘土、水、化学处理剂、原油、柴油组成。分类：水基、油基、混油三类。二、泥浆的功用1 悬浮和携带岩屑，清洗井底2 润滑冷却钻头3 稳定井壁4 平衡地层压力5 发挥水力效能三 泥浆的性能及测量1 泥浆的比重1、泥浆比重的概念：泥浆比重是指泥浆在 20时的重量与同体积 4时纯水的重量之比。2、泥浆比重与钻井的关系：1）平衡地层压力：在钻井过程中，泥浆处于流动状态。如果停泵，泥浆则处于相对静止状态。但不管是流动或静止，泥浆具有比重，必然通过液柱对井底产生压力，同时对井壁有个支持力。因此，可以平衡地
27、层压力及油、气水层压力，防止井喷，保护和巩固井壁。同时可以防止高压油、气、水侵入泥浆，破坏了泥浆性能，引起井下复杂事故。但比重太大，容易压漏地层，所以比重必须适当。2）比重对钻速的影响：泥浆比重高时，液柱压力大，钻具在井中转动的摩擦力增加，致使钻井速度降低，6同时还可能压漏地层，破坏油层渗透率，甚至把油层压死，增加了发现油、气层的困难。比重低了，液柱压力减小，当不足以平衡地层压力时，则会造成井壁不稳定，甚至造成井喷。钻遇一般油、气层时，泥浆比重应根据“压而不死，活而不喷”的原则确定。钻遇低压油、气层时，泥浆比重应尽量低，尤其是新探区更应如此。3、泥浆比重的设计和确定原则：1）泥浆比重的确定：泥
28、浆比重的大小，一般是根据油、气、水层压力 PO 来确定。在理想情况下，使泥浆液柱压力与油、气、水层压力平衡，保证安全顺利钻进，一般使泥浆比重 v 略大于油、气、水层压力所需比重。2）原始地层压力 PO 的确定： 以大庆油田为例，其中各油层具有统一的压力系统。从大量试油测压资料作图来看，证明油田原始地层压力与油层中部海拔深度成直线关系，即同海拔高度的平面上所受的力相同。4、比重的测量：测量泥浆比重的仪器是比重秤测量泥浆比重时，将要测定的泥浆装满泥浆杯，加盖并洗净从小孔溢出的泥浆，然后置于支架上，移动游码，使杠杆呈水平状态，读出游码左侧所示刻度，即泥浆比重。泥浆比重秤的校正方法与上述测量方法基本相
29、同，所不同的是在泥浆杯中装满清水，如果此时比重为1.0，则可表明比重秤是准确的；如果不是 1.0，则可增减平衡圆柱内的金属颗粒，使所测出的比重为 1.0即可。2 泥浆的粘度1）粘度的概念：泥浆粘度是指泥浆流动时其内部分子之间的摩擦力。现场一般采用“视粘度”来表示，即将一定体积的泥浆，流过统一规定尺寸的小管所需要的时间代表粘度。单位是秒。2）粘度与钻井的关系：1 粘度高的影响：其一钻速低，因为粘度高流动阻力大，消耗功率大，在功率一定情况下排量低，缓和了钻头牙齿对井底岩石的冲击切削作用。其二钻头泥包，起钻易起抽吸作用，发生井喷，井塌事故。其三下钻开泵困难，泵压升高，引起蹩漏地层或蹩泵。另外不易脱险
30、除砂，但易防漏。2 粘度太低的影响：携带岩屑困难，不易防漏，通常在保证携带岩屑前提下，粘度尽可能低。一般在2030 秒，对于造浆地层可适当小些，对垮塌地层或裂缝地层则可适当提高。3 粘度的测量：现场使用漏斗式标准粘度计测量泥浆粘度。测量时通过滤网向漏斗中加入 700 毫升的泥浆，用秒表记下装满 500 毫升的量杯所需时间（秒） ，即所测泥浆粘度。粘度计的校正仍以水为标准（15秒） ，其误差不得超过正负一秒。3 泥浆的切力1、切力的概念：泥浆的切力指泥浆在静止时的阻力，也可以理解为泥浆的浮力。2、切力与钻井的关系（1）切力大的影响：切力太大时，砂子在泥浆槽内不易沉淀，影响静化；并且比重上升快，含
31、砂量高，可影响钻速，磨损设备；流动阻力大，开泵困难，泵压易升高，会发生蹩漏地层或蹩泵；转动扭距增加，降低机械效率。（2）切力小的影响：切力太小时，致使浮力减小，携带和悬浮岩屑能力降低，停泵时易造成积砂，轻者钻头下不到底，重者沉砂卡钻。生产实践证明，切力太大或太小都对钻井不利，因此，必须根据钻井情况而选择适当切力。4 泥浆的失水和泥饼1、失水和泥饼的概念：失水是指井内泥浆中的部分水分，因受压差的作用而渗透到地层中去，这种现象叫泥浆的失水。失水的多少叫失水量，单位叫毫升。泥饼是指在泥浆失水的同时，粘土颗粒在井壁周围形成一层粘土堆积物，这种粘土堆积物叫泥饼。一般以厚薄为标准，单位是毫米。2、失水和泥
32、饼与钻井的关系：泥浆的失水量过大，会造成井下复杂情况，如钻泥、页岩时，吸水膨胀、垮塌，同时也会使油气层中的渗透率降低，减少产量；并且在砂岩井段，泥饼增厚，井径减小，易使泥浆脱水复稠，流动性变差，泵压升高。但失水量过大有利提高钻井速度。薄而坚韧的泥饼能降低失水量，有利于巩固井壁和保护油气层、具有润滑、防止粘附卡钻，提高机械效率及延长钻具寿命的作用。但泥饼质量不好，在井壁堆积过厚，会引起钻头包泥，堵死水眼，起下钻遇阻遇卡，影响打捞工具及测井仪器下入井内。5 含砂量1 含砂量的概念：泥浆的含砂量是指泥浆中不能通过 200 号筛子（即边长为 74 微米）的砂子，也就是说直径大于 0.074 毫米的颗粒
33、占泥浆总体积的百分数。72 含砂量与钻井的关系：泥浆中含砂量应控制在 0.5%以下，否则会有下列不利因素：1）使泥浆比重升高，降低钻井速度。2）泥浆中含砂量高，使所形成的泥饼厚且松，胶结性差。一方面造成失水量增大，随之产生井塌、井垮、降低油层渗透率等情况，还可能造成泥饼摩擦系数增加，易造成粘附卡钻；另一方面影响固井质量，电测遇阻遇卡，地质资料不准确。3）含砂量太大，造成钻头、钻具及机械设备的磨损，使钻井工作不能顺利进行。6 泥浆的酸碱值（PH 值）泥浆的 PH 值等于泥浆中氢离子浓度的负对数.四、钻井中影响泥浆性能的地质因素1 高压油气侵：当钻穿高压油层时，在油气压力驱动下，油、气侵入泥浆，造
34、成泥浆比重降低，粘度增高。泥浆性能变化的程度，也反映了油、气侵入程度。当钻遇淡水层时，水侵的结果，泥浆比重、粘度及切力均降低，失水量增加。2 盐侵：钻井过程中，若遇盐水层或地层中含有可溶性盐类，如岩盐、芒硝、石膏等侵入泥浆时会增加泥浆中的含盐量，使泥浆性能发生变化。例如当遇到高压盐水层、岩盐层、含芒硝地层时，由于这类含钠盐地层的溶解度大，便发生钠盐侵入淡水泥浆，由于钠离子浓度的增加，使其粘度和失水量相应增加。当盐侵严重时，还会影响粘土颗粒的水化性和分散程度，而使粘土颗粒凝结，粘度降低，失水量显著上升。又如当钻遇的地层含硫酸钙时或钻水泥塞而带入了氢氧化钙时，均发生钙侵而使泥浆粘度和切力急剧增高，
35、有时甚至使泥浆呈现豆腐块状，失水量随之上升。当氢氧化钙侵入时还使PH 值增大。3 砂侵：砂侵主要是由于粘土中原来含有的砂子及钻进时岩屑中砂子侵入而在地面净化系统中又未沉淀除去所致。含砂量多则影响泥浆比重，使粘度和切力增加，减少泥浆携带岩屑的能力，同时磨损泥浆泵。4 粘土侵：当钻遇粘土层或页岩层时，由于地层造浆而使泥浆比重、粘度增高。通常情况下是采取加水稀释的办法来降低比重和粘度。但是这样会引起失水量的增加，因此，必须使用降粘剂等，保持泥浆性能稳定。5 漏失层：一般情况下，钻进漏失层时要求泥浆具有高粘度、高切力、低失水以阻止泥浆流入地层。但漏失严重时，应依地质条件，立即采取行之有效的堵漏措施。6
36、 地温：地层的温度是随深度的增加而升高，平均每 100 米增加 3左右。如 5000 米的井深，井底的温度可达到 170180。高温可使粘土颗粒进一步分散，同时高温引起某些处理剂的分解，使泥浆性能发生复杂的变化。为适应勘探深部油，气层的需要，在高温、高压、高矿化度的情况下，必须保证泥浆性能的稳定。五、泥浆录井的方法1 颜色变化2 泥浆性能变化3 泥浆中油、气、水显示的观察和试验1）油侵情况：油侵时，泥浆出口有外涌现象，槽内液面升高，常见到油膜、油花、油流。如果显示不明显时，可取相应井段的泥浆，在荧光灯下观察荧光反应颜色，并将观察结果记录下来，供综合解释油、气层和讨论试油层位时参考。此外，还可用
37、泥浆稀释法作试验，其方法是取半杯泥浆，加清水至一杯，搅拌后静止一段时间，观察液面是否有油花或用荧光灯观察是否有油的显示。当泥浆槽面上出现较多的油花或条带状油流时，不应简单下结论，肯定就是原油，而应仔细观察试验，以便区分真假。一般情况下，原油多呈棕褐色、棕色的油花或块状分布于槽面上，且伴随出现气泡，荧光灯下呈浅黄色、橙黄色。而机油、柴油混入泥浆后，常呈现浅黄或银灰色油沫子分布于槽面，经搅动分散后，不再集中，荧光灯下呈现兰色。2）气侵情况：气侵时，泥浆中可见气泡，泥浆粘度上升，比重下降。应进一步验证泥浆中所含的气体是否是天然气，把真假显示区分开来。如果空气进入泥浆中，或处理泥浆时产生的气泡均较大，
38、无味，不连续地集中出现，气测无异常。油层气气泡破裂后有油花，呈带状或串珠状流动，具芳香味。气层气一般具有硫化氢味或无味，呈小米状，均匀分布。气样可点燃，油层气呈黄色火焰，气层气呈兰色火焰。如果肉眼观察还确定不下来，又无气测仪器一起测量，可采用以下三种办法进一步验证：（1） 排气比重法：取含气的泥浆，称出比重后，将泥浆充分搅拌，排出气体，然后再测出泥浆比重，若比重增加，说明泥浆中含气。（2） 稀释体积法：取含气泥浆，量出体积，加入一定体积的清水，搅拌后再量泥浆体积，如总体积减小证明泥浆中含有气体。（3） 脱器点燃法：向广口瓶中装入 3/5 的泥浆，再加入 1/5 的清水，用装有玻璃管的橡皮塞塞紧
39、，然后充分摇晃。由于泥浆被水稀释，粘度降低，气体从泥浆中脱出，并顺玻璃管流出，若用火8能点燃，即说明是天然气。点火试验时，应记录火焰的颜色，高度、燃烧时间及取样井深。如果没有玻璃管和橡皮塞，可用手直接堵住瓶口，倒置摇晃，然后放正瓶，点火试验。脱气点燃法能直接鉴别气体性质，简便易行，是现场常用的方法。2） 水侵情况：水侵时，一般泥浆量增多，液面升高，甚至泥浆出口间断出水。淡水侵时，泥浆比重、粘度降低。盐水侵时，粘度、比重由增到减。泥浆中有水侵时，要取样氯离子试验，要了解地下含盐量变化。当钻遇盐水层时，特别是高压盐水层时，氯离子含量变化很快，其含量由数万至十几万 ppm，并迅速破坏泥浆性能，常引起
40、井下事故或井喷。4 油、气、水取样1）取原油样品：取原油样品时一般用广口瓶在泥浆槽装取即可、其量视具体要求而定。取样时不要取长时间静止不动的死油，应取新鲜原油。取好后将盖盖紧，防止样品受污染或某些组分挥发。2）取气样：将取样瓶装满清水倒放在泥浆槽液面上，瓶口上装有胶皮管连接的排水管和进气漏斗，将进气漏斗侵入泥浆中，当瓶内的水被排除时，气便进入瓶中，取到瓶中有 3/4 的气时，即可扎紧软管，放正取气瓶，将气样送有关单位分析。其次将 500 毫升的广口瓶中装满清水，用手紧紧地堵住瓶口，把瓶倒立并放在泥浆液面之下，然后慢慢将手松开，气泡便逐渐进入瓶口中排清水，待瓶内充气 3/4 左右时，在泥浆液面之
41、下将瓶盖盖紧，取出气样瓶，保持气样瓶倒立状态，使清水在下，气体在上，直到送至实验室。3）取水样：在钻进过程中，很少能取到纯地层水。为了进行含水实验（氯离子测定） ，在通常情况下都是用失水仪取泥浆滤液，然后滴定滤液的含盐量，据此判断地层水的性质。凡送化验室的样品，取样瓶上应贴有标签，在标签上应填写井号、井深、层位、取样日期、分析项目、取样单位、取样人等。5 油气上窜速度的计算六、泥浆中一般情况及特殊情况下油、气、水显示资料的收集1 一般情况下油、气、水显示资料的收集钻遇油、气、水层时需要记录的内容主要是：油、气、水显示的起止时间记录出现油、气、水显示的钻头深度记录泥浆液面的油花、气泡的大小（一般
42、直径） ，分布情况（如条带、片状、星点状） ，占槽面百分比连续测定泥浆比重、粘度等性能变化及水侵性质（淡水或盐水） ，定时取样做氯离子试验泥浆池液面和槽面上升高度油、气、水显示高峰时间（根据泥浆性能变化及槽面百分比变化确定）2 特殊情况下油、气、水显示资料的收集1）井喷资料的收集 井喷的预兆：钻进过程中如发现泥浆进口比重大，出口比重小，而出口比重有下降的趋势；粘度迅速上升，流速不正常，时快时慢或一股股向外涌；泥浆槽面，池面明显上升，上升幅度越来越大；泵压增高，悬重下降，停泵后泥浆大量外溢；起钻中灌不进泥浆；起钻后泥浆外溢比较明显等现象都是发生井喷的预兆。地质人员应仔细观察并记录好这些现象，供以
43、后分析井喷原因及制定措施时参考。同时，还应及时把所观察到的现象立即报告司钻和值班干部，以便采取预防井喷的措施。2）泥浆加重：钻遇高压油、气、水层后，如果油、气、水侵严重，可能有井涌现象，一般处理办法都是增加泥浆比重，防止发生井喷。收集的内容：记录井喷时间、井深、层位、钻头位置记录指重表悬重变化情况，泵压变化情况观察放喷管压力及变化情况观察喷出物性质，喷出数量（单位时间量数及总量） 、喷出方式（连续喷或间歇喷） 、喷出高度（或射程）记录井喷前后的泥浆性能记录压井时间、加重剂及用量，加重过程中泥浆性能变化情况取样做油、气、水试验3）井漏资料的收集井漏起止时间、井深、层位、钻头位置漏失泥浆量，包括单
44、位时间漏失的泥浆量和漏失的总量漏失前后及漏失过程中泥浆性能及其变化是否有返出物，返出量及返出特点，返出物中有无油气显示，如有应详细记录，必要时收集样品送化验室分析9堵漏时间，堵漏物质及用量，堵漏前后井内液柱变化情况，堵漏时泥浆返出量堵漏前后钻井情况，以及泵压及排量的变化4）在泥浆混油的情况下，油、气显示资料的收集泥浆混油以后，将使各项录井资料受到不同程度的影响。所以要格外细致，去伪存真，才能做到资料的收集齐全准确。在混油的情况下油、气显示资料的收集内容与前面所讲相同，仅将注意事项说明如下。地质值班人员必须加强巡回检查，定时观察泥浆槽面、池面，有新的显示才便于对比，及时发现，不至漏掉。泥浆人员必
45、须经常观察和测定混油泥浆性能变化，以便确切判断新油、气显示的出现。气测人员应掌握混油泥浆的气测的读数基值，及时研究高于基值的细微变化，并告知地质人员，以帮助进行综合分析。要认真对待岩屑中发现的少量油砂，不能盲目定层，必须经综合判断，确认是真实油砂事方可定层。这是因为混油可能使原来不含油的岩石被染上油，如果不加区别，就会造成错定油层。这种情况在自然混油或人工混油时，一般少见，但在泡油时，则可经常见到。不仅岩屑有这种情况，井壁取芯的岩芯也可能被污染含油，但其含油不均，仅在靠近井壁含油，另一端则为白砂子，视泡油的量和时间长短而决定，可由钻井取芯证实。岩芯录井所谓岩芯就是在钻井过程中，采用专门的取芯工
46、具取出的地下岩石称为岩芯。岩芯录井则是地质人员按一定标准对岩芯进行编录、观察、试验和描述的过程叫岩芯录井。通过对岩芯的观察和分析研究，主要解决下列问题：通过观察描述岩芯，可以了解地层沉积特征、岩性特征、含油、气、水特征和地下构造情况。通过对岩芯生油指标和油层物性参数分析，对碳酸盐岩缝洞的观察研究，了解生油层、储油层特征，为油、气田的勘探、开发取得可靠的资料和基础数据。通过岩芯资料与地球物理、测井资料的对比研究，了解地层岩性物性之间的关系，为地震、测井成果解释提供地质依据。一、取芯原则及取芯层位的确定1 取芯原则（一般也称取芯目的）1）在区域勘探过程中，应根据需要点面结合选井取芯。发现油、气显示
47、，应及时研究进行取芯。2）为了了解地层的特殊岩性、接触关系和标准层，对碳酸岩盐地层为了控制大段岩性特征，都应适当取芯加以证实。3）根据特殊的地质任务，拟定相应的取芯井段。4）区域探井经常在完钻时在井底取芯 ，以确定完钻井底地层。2 取芯层位的确定一般情况下，以下层位应当取芯。） 要油层应当取芯，为开发提供必要的资料数据。） 储集层的孔隙度、渗透率、含油饱和度、有效厚度及注水、采油效果不清楚的层位应当取 芯。） 地层岩性、电性关系不明，影响电测解释精度的层位应当取芯。） 标准层变化较大或不清楚的区域应在标准层取芯。二、岩芯录井的要求现场取芯的工作要求达到四准：取芯层位准；取芯深度准；岩芯长度、顺
48、序准；观察描述准。取芯层位准：根据设计要求，预定该井取芯层位及井段。取芯深度准：管好钻具是保证深度准确的前提，钻具下井前地质值班人员要与钻具记录本核对，要求工程、地质、气测三对口，钻具不清不下井，井深不对不取芯。取芯方入要以停钻后，恢复原悬重，在割芯前丈量为准。取芯长度、顺序准：准确的岩芯长度和顺序是岩芯录井的基础工作。观察描述准：岩芯出筒后，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，并做含水试验。三、取芯前准备工作及取芯工具四、现场工作方法1 取芯钻进取芯钻进前应严格丈量到底方入，可以排除深度面板或记录钻时装置的误差，还可以用实探
49、到底方入检验钻具计算是否正确。钻进结束时，起钻方入以停钻后、割芯前丈量的为准，并准确算出进尺。取芯钻进过程中，地质人员应记录钻时，捞取砂样，一方面可以与邻井对比确定割芯位置；另一方面当收获率低时，可以帮助判断所钻地层岩性。并注意槽面油、气显示。2 岩芯出筒的方法：1）岩芯出筒前应丈量筒内“顶、底空” 。 “顶空”是岩芯筒内上部无岩芯的空间距离；“底10空”是岩芯筒内下部（包括钻头）无岩芯的空间距离。 “顶、底空”是用尺子直接插入筒内丈量。其目的是为了初步了解岩芯在井下位置，以初步算出岩芯长度。然后用一头包有毛毡的细管顶出岩芯。2）岩芯出筒的主要问题是保证岩芯完整和上下顺序不乱。接岩芯要注意先出筒的岩芯是下面地层，后出筒的岩芯是上面地层，切勿颠倒，依次排列在丈量台上或岩芯盒内。岩芯出筒完要进行清洗。但对含油岩芯不能用水洗，只须用刮刀刮去岩芯表面泥浆，并注意观察含油岩芯渗油、冒气和含水情况，详细记录，必要时应封蜡送交化验室分析。3 岩芯整理1）岩芯丈量（1）判断假岩芯：在丈量岩芯时，首先应当判断出筒岩芯是否有假岩芯，然后才能开始丈量。假岩芯的特点是很像泥饼，松软，手指可插入，直径较大。剖开后，里面成分混杂。岩芯形状不规则，且与上下岩
