1、0 绪论 1、 油气田地下地质学 (与 石油地质的区别) : 属于石油地质学的范畴。是油气田勘探和开发的方法论。主要内容包括了油气田地下勘探地质、油矿地质和开发地质三个方面的内容,主要讨论寻找油气藏和评价、开发油气藏的设计方法和技术。与石油地质学的根本区别在于,前者是理论基础,后者是方法论。 石油地质研究内容(理论问题): 油气成因问题、油气成藏问题、油气分布规律问题。 油气田地下地质学(方法论): 勘探手段、开发地质、开采工艺。 1 第一章 1、 井的 类别 : 探井 (发现 油气)和开发井 (计算 储量 ; 提高产量) 2、 探井 的分 类: 地质 井: 盆地普查阶段,为取得构造、地层等资
2、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。 3、 开发井的分类: 开发井 : 分为采油井和注水井。 评价井钻探后根据开发方案,按照一定的井网方
3、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。 4、 井深 结构示意 图 5、 定向斜井 的应用示意图 A-海上平台丛式井 ; B-海岸钻井 (为了开采延伸到潮间带和浅海区的油气); C-断层控制 (为了在复杂断块油气田钻探油气富集的部位); D-不可能进入地点 (为了避开山岭、稻田、盐地,将井场选在油气藏的边部); E-地层油气藏 (在带气顶的油藏内,在钻到气顶的探井或开发井内注水泥回堵,再从中部定向倾斜至含油部位); F-控制的救灾
4、井 (压井和控制井喷事故); G-纠直和侧钻 (用来解除井下事故,在事故井中用水泥封堵,造斜井以达到原钻井目的); H、 I、 J-盐丘钻井 。 6、 定向钻井的应用 纠斜 -纠正已钻斜的井眼,使之成为一个垂直井身 侧钻 -对落鱼 (钻具折断后留在井下的部分 )等井下障碍物进行侧钻 在不可能或不适宜安装钻机的地面位置的下边钻油井; 为扑灭大 火、压住井喷等而设计的井 - 抢险井或救险井 在一个井场、钻井平台或人工岛上,钻几口、几十口井 丛式井 海上油田、地面受限制的沙漠、沼泽等地; 最大井斜角接近或达到 90且有水平延伸的井 -水平井 7、定向井、 丛式井的 优点 对断块油田、裂缝性灰岩油藏,
5、打一口定向井可穿越多个储集层、几个裂缝发育带,有利于发现油气田,增加储量、产量。 对地面条件恶劣,或有工业、民用建筑密布,但是地下有油气藏的地区,采用定向井技术,可以满足勘探开发对地下井位要求。 打丛式井 -可少占良田,减少钻机搬家、缩短安装时间、 降低钻前工程费用;减少地面集输计量站管线和油建工作量,同时,减少油井管理人员,便于采油实行自动化;尤其是海上钻探事业,丛式井技术应用更为广泛。后勤供应方便,等等。 8、 基本的 井 身 剖面类型 3 个图分别为 I 型、型、型 井身剖面。 其中: 1-套管鞋; 4、 8-表层套管; 5-技术(中间)套管; 2、 6、 9-井底位移; 3、 7、 1
6、0-井底靶位深度。 9、 定向井的设计 原则: 应 能实现钻定向井 的 目的; 应尽可能 的 利用 地层的 造斜 规律; 应 有利于 采油 工艺的要求; 应 有利于安 全、 优质 、快速 钻井 。 10、 地质录井项目有哪些: 钻时录井、岩心录井、岩屑录井、泥浆性能 测量、 地化录井 、气测录井 。 11、钻时曲线的 应用 : 应用钻时曲线 可 定性 判断岩性 , 解释地层剖面;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对比 。 其中 钻时曲线的 变化 可以反映岩性的差别: 疏松含油砂岩钻时最快;普通砂岩较快 ;泥岩、灰岩较慢 ;玄武岩、花岗岩最慢 对
7、于 碳酸盐地层 , 利用钻时曲线可以判断缝洞发育井段 -钻时突然加快,钻具放空等。 应该 注意的是,同一种岩性,随着埋深和 胶结 程度的不用,反映在 钻时曲线 上也各不相同。 12、取芯 : 用取心工具将岩石从井底取起来,这个过程叫取芯。 井壁取心: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。 13、 综合录井技术: 是一项随钻石油勘探技术,在钻井过程中应用电子技术、计算机技术和仪器分析技术,对石油地质、钻井工程及其它随钻信息进行采集、分析、处理,目的是发现油气层、评价油气层和实时监控钻井施工过程。 14、岩屑: 地下的岩石被钻头钻碎后,随泥浆被带到地面上,这些岩石碎块就叫岩
8、屑。 15、岩屑录井: 在井不断加深的过程中,地质人员按照一定的取样间距和迟 到时间,将岩屑连续收集起来,进行观察、分析,并综合运用各种录井资料进行岩屑归位,以恢复地下原始地层剖面的过程。 16、地化录井: 又称之为热解色谱录井,是将室内岩石热解色谱分析方法,应用于钻井现场,根据岩心、岩屑样品分析结果,对生、储油岩层进行快速、定量的评价。 17、岩心 分析可以 获得 的资料 或 信息: 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、 含油气性 (四性关系 ) ; 掌握生油层特征及其他地化指标;观察 岩心 的岩性 、 沉积构造、 恢复 沉积环境;了解构造和断裂
9、情况( 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 必须 的资料数据 。 18、岩心描述内容和岩心归位的方法与步骤。 答: 1、岩心描述与一般野外岩石描述方法和内容大致相同,主要包括以下内容: ( 1)岩性: 颜色、岩石名称、矿物成分、胶结物及胶结程度、特殊矿物及其他含有物 ;( 2)相标志: 沉积结构、沉积构造、生物特征等 ;( 3)储油物性: 如孔隙度、渗透率、孔洞缝发育情况与分布。在裂缝性油气田探区,油气分布受缝洞控制,因此通过岩心寻找缝洞分布规律,对其产状、密度、连通性及油气情况进行详细研究。进行裂缝统计、裂缝发育程度研究、孔洞描述统计、缝洞组
10、合研究。其中裂缝统计:按小层统计,只统计张开缝和方解石充填缝。孔洞统计:孔洞个数、连通性等。( 4)含油气性: 结合岩心油气水观察、确定含油情况。 ( 5)岩心倾角测定、断层观察、接触关系判断。 2、 岩心归位的方法与步骤: 由于地质上、钻井技术及工艺方面种种原因, 取心收获率并非都是 100%;且经常不连续 (间断 ),因此,需要恢复岩心的原来位置,这就叫 岩心归位。 ( 1)校正井深。 首先 要找出钻具井深和电测井深之间的深度差值,并在装图时加以校正。 校正方法: 将电测图和岩心录井草图比较,选用数筒连根割心、收获率高的筒次中的标 志层,算出标志层深度差值 (岩电差 )。以电测深度为准,确
11、定剖面上提或下放数值。 ( 2)岩心归位。 1)归位原则: 以筒为基础,用标志层控制;磨损面或筒界面适当拉开;泥岩或破碎处合理压缩;整个剖面岩性、电性符合,解释合理;保证岩心进尺、心长、收获率不变。 2)具体操作( 4 个环节): 先装收获率高的筒次: 从最上一个标志层开始,上推归位至取心段顶,再依次向下推; 后装收获率低的筒次: 在本筒顶底界内,根据标志层、岩性组合分段控制归位。 破碎岩心归位、磨损面、乱心处理: 对破碎岩心的厚度丈量误差,可分析破碎程度及破碎状况,按电测 解释厚度消除误差装图。 实取岩心长度大于电测解释厚度,且岩心完整: 按比例压缩归位。 ( 3)岩心位置的绘制。 以每筒岩
12、心的实际长度绘制: 岩心收获率 100%时,与取心井段一致; 岩心收获率 100%或100%时,与取心井段不一致。 各筒岩心位置用不同符号表示 (空白、斜线等 )。 ( 4)样品位置标注。样品位置: 指在岩心某一段上取分析化验用的样品的具体位置。用符号标在距本筒顶的相应位置上。样品位置随岩心拉、压而移动,样品位置的标注必须注意综合解释时岩心的拉开和压缩。 19、 滴水试验 其中 渗 :滴水立即渗入 含油水层 ; 缓渗 :水滴呈凸镜状,浸润角 60,扩散渗入慢 油水层 ;半球状 :水滴呈半球状,浸润角 60 90之间,微渗 含水油层 ; 珠状 :水滴不渗,呈圆珠状,浸润角 90 油层 20、 裂
13、缝类型。 ( 1)产状分类,按裂缝与岩心横截面的夹角分: 立缝: 75; 斜缝: 15 75; 平缝: 15; 不规则缝:变化不定,如树枝状缝。 ( 2)充填程度分类,按裂缝空间被方解石、白云石、沥青等充填情况分: 张开缝:基本无充填物; 半充填缝:被充填物部分地充填; 全充填缝:完全被充填物充填,为无效缝。 21、孔隙性含油 -碎屑岩含油级别分为 6级: 一级,饱含油: 95%截面含油,含油均匀、饱满;二级,富含油: 75%截面含油,含油均匀;三级,油浸: 40%截面含油,含油不均匀 ;四级,油斑: 40% 5%截面含油,含油部分呈斑状、条带状 ;五级,油迹: 5%截面含油,含油呈零散斑点状
14、 ;六级,荧光:肉眼看不到原油,荧光检测有显示。 22、岩屑录井 1、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 岩屑录井。 主要作用:可以掌握井下地层层序、岩性;初步了解地层含油气水情况。 岩屑录井主要包含: 获取有代表性的岩屑、岩屑录取、岩屑描述和资料整理 等。 2、首先要获取代表性岩屑,必须确保井深和迟到时间准确。 井深准确 -必须丈量好下井钻具; 迟到时间准 -必须按一定间距测准岩屑迟到时间。迟到时间 -岩屑从井底返至井口的时间。 常用的测定迟到时间的方法有: 理论计算法实物测定法特殊岩性法 3、岩屑录取 捞取岩屑 清洗 荧光直照
15、 烘晒岩屑(挑样) 捞取岩屑按录井间距、迟到时间在震动筛前取样 斜缝 张开缝 斜缝 半充填缝 立缝 张开缝 立缝 张 开缝 清洗因 岩性而定,以不漏掉或破坏岩屑为原则 致密坚硬的石灰岩、砂岩可淘洗或冲洗 软泥岩及松散砂岩等只能用盆轻轻漂洗 荧光直照 -岩屑洗净后,立即进行荧光湿照和滴照;晾干后进行荧光直照 (干照 ); 烘晒岩屑 -最好自然晾干;来不及时可烘烤;含油气试验及生油条件分析的岩样,严禁烘烤。 样品保存(装袋):洗净的干样,每袋 500g 分析化验样品的取样:一般 100g。 4、岩屑描述: 岩屑鉴别 -真假岩屑识别 在钻井过程中,由于裸眼井段长、泥浆性能变化及钻具在井内频繁活动等因
16、素影响,使已钻过的上部岩层经常 从井壁剥落下来,混杂于来自井底的岩屑之中。 观察岩屑的色调和形状 注意新成分的出现 从各种岩屑的百分含量变化识别 利用钻时 (对区别砂、泥岩、灰质岩比较准确 )、气测 (识别油、气层 )等资料验证 ( 2)岩屑描述: 大段摊开,宏观观察 -大致找出颜色和岩性有无界线; 远看颜色,近查岩性 -远看颜色易于区分颜色界线; 干湿结合,挑分岩性 -岩屑颜色均以晒干后色调为准; 分层定名,按层描述 -参考钻时曲线,进一步查清岩层顶、底界,卡出分层,对各层代表岩样进行描述。 碳酸盐岩、火成岩、变质岩中缝洞发育情况描述 缝洞不能通过岩屑直接看到,可根据一些特殊标志 (充填物
17、-主要为次生矿物 )间接推断岩石缝洞发育情况。 次生矿物越多,缝洞就愈发育 -但可能存在死缝、死洞。次生矿物的结晶程度能反映缝洞发育的有效程度:自形晶或半自形晶发育说明缝洞空间大,连通性好;它形晶发育表明缝洞小,连通性差。 5、资料整理 2) 3)岩屑综合录井图的编绘 以岩屑录井草图为基础,结合测井曲线综合解释绘制而成,比例尺 1 500(开发井一般只作油层井段 1 200 综合录井图 )。 岩屑综合录井图 -编绘步骤: 由于岩屑录井和钻时录 井的影响因素较多,在编图时,应根据测井曲线进行岩屑定层归位。具体步骤包括: 校正深度:主要依靠钻时曲线与电测曲线之间的深度差值,将岩性剖面上提或下放。
18、复查岩屑,落实剖面:岩屑录井的岩性与电测解释的岩性若不符,应分析测井曲线和复查岩屑,找出原因进行修正。 综合剖面的解释: 综合解释必须参考组合测井资料,提高解释精度。 单层厚度 0.5m:一般岩性不作解释,综述中叙述;对特殊岩性、标准层及油气显示层,要解释。 除油气层、砂层的深度、厚度解释应与组合测井解释深度和厚度一致外,其他岩层解释界限可画在整 毫米格上。 岩性综述 -分小段地层描述,包括岩性、颜色、结构 .构造特点以及纵向变化规律等。 23、普通 泥浆 及 作用 和 设计原则: 由粘土、水和一些化学处理剂搅拌而成的悬浮液和胶体溶液的混合物。化学处理剂可以是无机或有机。 带动 涡轮; 润滑、
19、冷却钻头钻具;携带岩屑、清洁井底;保护井壁,防止地层垮塌;平衡地层压力,防止井喷、井漏等。 压而不死、活而不喷、不塌不漏、快速钻井。 24、井壁取心: 用井壁取心器按指定的位臵在井壁上取出地层岩心的方法叫井壁取心。 25、井斜校正 : Y=Lsincos X=Lsinsin Z=Lcos 2 油气水层 的测井解释与测试评价 1、束缚水: 地层的含水饱和度可以从 100%变化到很小值,但极少为零。不管是怎样富含油或气的储集层岩石,总有少量毛细管水不能被油取代。这部份水的饱和度一般称做束缚水或原生水饱和度。 2、 渗透性: 指在一定的压差下,岩石允许流体通过其连通孔隙的性质。其大小遵循达西定律:
20、LPAKQ 3、 绝对渗透率: 单相液体充满岩石孔隙,液体不与岩石发生任何物理化学反应,测得的渗透率称为绝对渗透率。 4、 有效渗透率: 储集层中有多 相流体共存时,岩石对每一单相流体的渗透率称该相流体的有效渗透率。油气水分别用 Ko、 Kg、 Kw 表示。 5、 相对渗透率 (相渗透率 ): 对每一相流体局部饱和时的有效渗透率与全部饱和时的绝对渗透率之比值,称为该相流体的相对渗透率。油气水分别表示为 Ko/K、 Kg/K、 Kw/K, 相对渗透率变化范围在: 0 1 之间。 当有两种或两种以上的不能混合的流体通过岩石时,由于各相流体之间存在界面及对岩心润湿性的差异,呈现不同的毛细管力。各相流
21、体也具有不同的物理化学性质。 因此,多相流体在微观孔隙中流动时,会发生相互作用,而且一种流体 的存在必然会减小另一种流体的流动通道。 这些都会增加流体各自的流动阻力, 其结果造成它们各自的有效渗透率小于绝对渗透率。 6、 储层基本地质特征 : 岩性:矿物成份及含量;杂基与胶结物成分与含量;岩石颗粒的几何形态、压实程度等;物性:储渗特性。孔隙度、渗透率、孔隙喉道半径、相对渗透率等;含油性:油气在储层内的物理分布与饱和状态,油气性质及度量这些特性的参数,如含油饱和度、含水饱和度、束缚水饱和度、原油粘度等。 7、 分析 这张图 曲线变化的原因: 8、成像 测井在分析地质特征的 方面 的应用: 对于裂缝性储层、火成岩储层 以及砾岩储层等复杂储层的评价,效果较好。 识别各种类型和形态的缝洞,分析裂缝的产状及其有关参数,了解储集空间的组合形态与岩石的结构等方面,都有独特的地质效果。