、钻井施工工序钻井是一项复杂的系统工程,每一口油气井的完成都包括钻前施工、钻井施工和固井作业三个阶段。第一章、钻井地质基础知识一、岩石的机械性质1、岩石的机械性质⑴岩石的强度:岩石的强度是指抵抗外力破坏的能力。根据外力性质的不同,分为抗压、抗拉、抗剪和抗弯强度等。一般情况下,岩石的几种强度关系为:抗拉V抗弯V抗剪V抗压。岩石的强度与岩石的孔隙度有关,孔隙度孔隙度大,岩石的强度就小。岩石的强度还与组成岩石的物质成分有关,由硬度较高的矿物组成的岩石其强度也较高。⑵硬度:岩石的硬度是指岩石抗压入的极限强度。在钻井过程中,钻头接触的岩石处在多向压缩的应力状态下,其岩石的硬度反映了多向应力状态下的抗压强度。岩石的硬度与造岩矿物的成分、孔隙度、胶结物⑶岩石的塑性:在外力作用下,岩石破碎前呈现永久变形的性质叫岩石的塑性。⑷岩石的研磨性:钻头破碎岩石的同时,其本身也受到岩石磨损,这种岩石磨损钻头的能力称为岩石的研磨性。⑸岩石的可钻性:是指在一定条件下,钻进岩石的难易程度。也可理解为钻进过程中岩石抗破碎强度的大小。2、岩石性质对钻井的影响其影响主要表现在:影响钻进速度与钻头进尺:使钻进过程中出现井漏、井喷、卡钻等复杂情况:钻井液受到污染,性能变坏,井径不规则,进而影响到测井、固井等。⑴粘土岩层。泥岩和页岩一般较软,钻速快,但容易产生钻头泥包。这种地层极易吸收钻井液中的自由水而膨胀,导致井径缩小。随着浸泡时间的延长,井壁会产生垮塌现象,井径扩大。⑵砂岩层。砂岩一般来说是较好的渗透层,在井壁上易形成较厚的滤饼,易引起泥饼粘附卡钻。另外滤饼对测井也有影响,所以必须使用优质钻井液。⑶砾岩层。在砾岩层中钻进易发生跳钻、蹩钻和井壁垮塌。⑷在当地层软硬交错时,易发生井斜,地层倾角较大者也易发生井斜。⑸当岩层中含有可溶性盐类,即钻到石膏层、盐岩层时,要注意对钻井液性能的影响。二、钻井中地质录井工作1、钻时录井•概念:是通过计时器把实钻一个规定的单位进尺的时间反映并记录下来的过程,一般用“分/米”表示。•钻时录井的方法:⑴井深计算井深=钻具总长+方入钻具总长=钻头长度+接头长度+钻铤长度+钻杆长度⑵方入的计算到底方入=井深-钻具总长整米方入=新钻杆到底方入+前一根单根打完时的井深与其紧邻的整米井深之差值钻时录井中常用是到底方入和整米方入。到底方入就是钻头接触井底时的方入。钻进时,由于每个单根的长度不同,所以,到底方入也不相同。因此,每换一次单根就必须计算一次到底方入。整米方入就是井深为整米时的方入。⑶记录方法就是将转时、接单根、停钻、停泵、变泵等一些情况详细记录在钻时记录表上,如表。钻时的变化能反映地层的坚硬或松散程度。根据钻时的大小可以粗略地判断岩性和进行地层对比。根据钻时记录绘制钻时曲线,并结和有关地质资料,对地层、岩性、含油气等情况进行综合分析。2、岩屑录井•概念:在井深不断加深过程中,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,以恢复地下原始剖面的过程。•岩屑录井的方法⑴管理好下井钻具⑵测量计算准迟到时间。岩屑从井底返到井口的时间就是通常所说的岩屑迟到时间。迟到时间可以用理论计算和实际测定两种方法可以求得。这里只介绍实测法,既方便又准确。在做迟到时间时,用密度与岩屑接近相等、形状与岩屑接近的物质作指示物(如红砖块、白瓷砖等),接单根时把它们从井口投入钻杆内,指示物从井口随钻井液经过钻杆到井底,又从井底随钻井液沿环空返至振动筛处,这个过程叫一个循环周。在实测过程中,记下开泵时间和发现第一块指示物的时间。循环周时间即为二者的时间差。所求迟到时间是指示物从井底到井口的上行时间,这个时间等于循环周时间减去下行时间(下行时间等于钻杆内容积加上钻铤内容积除以泵排量)。⑶捞取砂样。根据规定的取样间距和测算的迟到时间捞取砂样。砂样取出后用清水洗净,晾干(或烘干)。不能用火烤,以免变质。含油的砂样不要用水洗,应立即进行化验。管理好的砂样用布袋或塑料袋包好,逐袋注明井号、井深和...