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1、石油工程基础,主 要 内 容,大庆油田基本概况油藏工程基础知识石油地质基础知识钻井工程基础知识油田开发基础知识,大庆油田基本概况（一）,一、命名,“松基三井”全称“松辽平原第三口基准井”，坐落于大庆市大同区高台子镇原永胜村中部，它是大庆第一口出油井，代表着大庆油田的发现，由此告诉全世界人民，中国从此甩掉了“贫油国”的帽子。“松基三井”井址于1958年10月选定，1959年4月11日由32118钻井队钻井，于1959年9月26日喷出原油，时值中华人民共和国建国十周年大庆，双喜临门故将此地改为大庆油田，大庆之名由此而来。,二、松辽盆地含义,六个一级构造1、西部斜坡区2、东北斜坡区3、东北隆起区4、
2、东南隆起区5、中央坳陷区6、中央坳陷隆起区 大庆长垣,1,2,3,4,5,6,大兴安岭,小兴安岭,长白山脉,二、松辽盆地含义,大庆长垣 由北向南七个构造（油田）1、喇嘛甸油田（六厂）2、萨尔图油田（三厂、一厂、二厂）3、杏树岗油田（四厂、五厂）4、高台子油田（七厂）5、太平屯油田6、葡萄花油田7、敖包塔油田,外围油田1、朝阳沟油田（十厂）2、龙虎泡油田（九厂）3、榆树林油田（十一厂）4、头台油田（十二厂）5、三肇油田（八厂）徐家围子、升平气田6、其他小油田,大庆油田长垣及外围油田分布图,三、开发简况,按砂泥岩储层类型分类，大庆油田居世界第二位1965年，产油800万吨1968年，产油1000万
3、吨1976年到1996年，稳产5600万吨1997年到2005年，产油5000万吨2008年，产油4020万吨,大庆油田经过50年的开发历程，针对油田不同开发阶段出现的主要矛盾，逐步发展完善了以早期注水、分层开采、加密调整、聚合物驱油为主导的系列开发技术，并形成了一套大型陆相多层砂岩油田开发理论。特别是1976年以后，通过实施自喷井转抽、井网加密、注采系统调整、稳油控水工程及聚合物驱油等重大的技术措施，使大庆油田实现了27年年产原油5000万吨以上高产稳产。截止到2003年底，动用油田30个，含油面积2347.3km2，动用地质储量488570104t，油田可采储量231378104t。已投产
4、油水井54587口，累积采油17.74108t，已采出地质储量的36.32%，采出可采储量的76.7%，年末综合含水88.72%。,三、开发简况,“七五”期间（19861990年），针对油田分区开发形势变化及暴露出的矛盾，决定进行“三个调整”，即通过分区调整开发层系井网，提高各类油层动用程度；通过分区调整压力系统，改善全面转抽的开发效果；通过分区调整采油速度，减缓产量递减速度。五年累计生产原油2.779108t，1990年生产原油5562104t，实现了高产5000104t连续15年稳产。,大庆油田自1960年投入开发试验，到1966年底，萨尔图油田主体部分已投入开发。到1975年，大庆长垣萨
5、尔图、喇嘛甸、杏树岗三大主力油田已全面投入开发，年产原油4625104t，为大庆油田实现高产5000104t做了必要的准备。19761985年，年产油量由5030104t上升到5528104t，累积生产原油5.18108t，全油田综合含水率由30.65%上升到73.28%，同期新增可采储量2.915108t，从而为进一步保持年产原油5000104t以上稳产，创造了一定的资源条件和发展空间。,三、开发简况,“八五”期间（19911995年），随着油田进入高含水后期开采阶段，继续保持高产稳产与后备资源不足及改善总体开发效益的矛盾目益突出，针对非均质多油层油田在注水开发过程中，不同区块、井网和井点都
6、始终存在不平衡的基本特点，决定实施以“稳油控水”为目标的“三个结构调整”，即搞好储采结构调整，增加油田可采储量；搞好注水结构调整，增加油田稳产后劲；搞好产液结构调整，在总体上实现稳油控水。五年累计生产原油2.79108t，油田综合含率上升速度得以明显控制，实现了高产5000104t第二个十年稳产。,三、开发简况,“九五”期间（19962000年），大庆油田开发面临的形势是，一方面随着油田含水上升和开采难度的增大，原油生产成本将不断上升，油田开发的总体经济效益逐步变差；另一方面，随着油田剩余可采储量的日益减少，继续保持高产稳产的难度越来越大，特别是进入“九五”后，油田开发呈现出“三个加快”的态势
7、，即含水上升速度加快、产量递减加快和油水井套损速度加快，确立了“高水平、高效益、可持续发展”的油田开发战略方针，采取了三项调整措施，即加快油田驱替方式调整，深化稳油控水综合调整，提高外围难采储量动用程度，五年累计生产原油2.75108t，到2000年仍保持在5300104t的水平，大庆油田已连续25年实现了年产原油5000104t以上高产稳产。,三、开发简况,“十五”期间（20012005年），大庆油田原油产量进入了递减阶段。随着油田开发的深入，面临的开发问题更加复杂，挖潜对象变差，挖潜难度加大，一些制约油田可持续发展的问题、难题日益突出：大庆油田新增可采储量逐年减少，储采失衡日益严重，储采平
8、衡系数仅为0.5左右；主产区块喇萨杏油田水驱产量递减进一步加大，产量自然递减率高达12%；剩余油分布零散，措施挖潜难度加大；套管损坏井数逐年增多，到2003年底已累计损坏9947口，套损率达到18.51%，自1997年出现第二次套损高峰，年套损井数已连续7年在500口以上；油气地面系统骨架工程进入更新维护高峰期，随着油田开发时间延长，系统及区域间不平衡的矛盾越来越突出，都需要加大投资比例进行调整改造。“十五”采取的主要开发调整措施有三项，一是继续开展三次井网加密调整，二是进一步扩大聚驱规模，三是加快外围油田上产步阀；三年累积产油15.00108t，2001年和2002年年产原油仍然保持在500
9、0万吨以上，至此，连续27年大庆油田实现了5000万吨以上高产稳产。大庆油田27年的高产稳产，创造了世界陆相油田开发的最好水平，为我国石油工业和国民经济稳定发展做出了巨大贡献。,（一）小 结,松基三井 1959年9月26日喷出原油，标志大庆油田的发现。松辽盆地含义：西部斜坡区、东北斜坡区、东北隆起区、东南隆起区、中央坳陷区、中央坳陷隆起区（大庆长垣）等六个一级构造。大庆长垣：由北向南七个构造（油田），分别是喇嘛甸油田、萨尔图油田、杏树岗油田、高台子油田、太平屯油田、葡萄花油田、敖包塔油田。产量情况：按砂泥岩储层类型分类，大庆油田居世界第二位，1965年产油800万吨，1968年产油1000万吨
10、，1976年到1996年稳产5600万吨，1997年到2005年产油5000万吨，2008年，产油4020万吨。,油藏工程基础知识（二）,油藏工程的含义,油藏工程,石油勘探的一般程序“二论”起家，运用“实践论”、“矛盾论”的唯物辩证观点，坚持实践第一观点，从我国实际出发，在各个内陆盆地开展了石油勘探工作，找到了许多油田。具体分析石油的生成、储存条件和形成油田条件：一个地区有没有石油，并不取决于是“海相”还是“陆相”，而是取决于有没有生成石油的条件。只要存在有机物的大量的繁殖和死亡，并具有适当的温度、压力等转化条件，以及保存的环境，那么，不管是“海相”还是“陆相”沉积，都能生成石油。反之，如果不
11、具备这些条件，即使是“海相”沉积，也不能生成石油。,油气田勘探与开发的三个工作阶段区域勘探阶段油气田勘探阶段油气田开发阶段,油藏工程,综合区域勘探工作的总任务是：以整个盆地为勘探对象，使用综合性勘探方法，有计划、有步骤地寻找含油气的有利地区及油气聚集有利地带，不断获得新的工业性油流。局部地区在获得工业性油气流之后，转入油气田勘探阶段。而盆地其它部分仍继续进行区域勘探工作，因此综合区域勘探自始至终贯穿于整个盆地的勘探过程中，由表及里，由浅入深，逐步摸透全盆地油气地质规律。,区域勘探,综合区域勘探中必须解决以下关键地质问题：1、地层情况：沉积时代、厚度、岩性及岩相变化情况；生油层、储油层、盖层组合
12、情况。2、构造情况：一级构造单元的划分；二级构造和局部构造的特点、分布规律及相互关系；深大断裂和断裂构造线的方向。3、生油层情况：生油岩性、厚度及分布规律，生油条件，生油指标。4、储油层情况：储油层物理、化学性质及变化规律；储油层沉积条件、厚度及分布规律。5、油气水情况：油气水的地下及地面的物性。6、基岩情况：基岩性质及起伏情况，埋藏深度。分三个阶段：区域普查阶段、综合详查阶段、予探阶段。,区域勘探,区域普查阶段（全面侦察阶段）任务：在含油气的有利地区，用多种勘探方法，开展面积详查，划分各二级构造单元；了解各自的地层剖面、基岩情况；含油气情况，各生油层、储油层、盖层的组合及变化规律；查明二级构
13、造和局部构造形态和类型，研究其发展和分布规律，油气聚集关系。准备好可提供钻探的三级构造。做法：1、从各一级构造单元地质特征出发，选择以一种勘探方法为主、其它方法为辅的综合勘探方法，一般以地震或浅钻为主，配合以重力、磁力、电法等综合勘探，划分出二级构造单元。2、全面部署、连片地震、查明构造规律：在有利的地区和予测的构造上以10-20公里的测线距，全面辅开；发现构造在隆起部位加密测线，快速优质地查明构造。3、以二级构造带为对象，广泛开展参数井钻探：重点取芯了解生油层、储油层、盖层，兼探油气层，提前发现油气田。,区域勘探,地面露头,综合详查阶段（钻探构造准备阶段）任务：在已经准备好的选择最有希望的构
14、造上进行予探，尽快获得工业油流（三级储量）。做法：1、在浅钻、参数井、剖面井、基准井的基础上，综合地球物理和区域地质资料，研究分析生油层、储油层、盖层、圈闭条件、古构造、油气运移条件和保存条件等七大成油要素，综合评价选择出有利的二级构造带进行予探。2、二级构造上某一口井出油后，从二级构造带整体着眼进行钻探部署，大井距甩开钻探，以三级构造高点或断层遮挡、地层挠曲、岩性尖灭、地层超履等非背斜构造的局部高点为钻探对象，布几条探井剖面或占领地下相对高点进行钻探，解剖二级构造，迅速发现新油气藏。3、在予探井的钻探中，应以“快”和“细”为核心：“快”就是不取岩芯快速钻进，完井后大段试油，求得尽快获得工业油
15、流；“细”就是指予探井不取岩芯，用井壁取芯，加强岩屑、泥浆、气测、荧光等综合录井方法。,区域勘探,予探阶段（钻探工业性油气流阶段）任务：迅速地了解盆地的全貌。包括了解区域地质概况、盆地基底、大地构造轮廓、地层，掌握露头区的岩性、岩相、油气苗、生油储油条件，初步明确勘探目的层，了解盆地水文地质情况，划分一级构造单元，评价含油气远景并发现可能的含油气最有利的二级构造带。做法：1、整体部署，综合普查：运用重磁力普查、航空磁力普查、盆地边缘山地地质普查；部署重磁力、电法、地震、剖面井相结合的综合剖面；运用地球化学勘探、细菌勘探、放射性勘探、水文地质勘探、浅钻，参数井、构造井、配合基准井解剖盆地。划分出
16、一级构造单元，并发现具有含油气远景的有利的二级构造带，确定主攻方向，剖署钻探井和基准井。2、基准井和探井相结合，灵活掌握完钻井深。,区域勘探,地震沉积相解释,油气田勘探,油气田勘探任务：在已经钻探井发现工业性油气流的构造上，进一步钻初探井和详探井（资料井），查明地下各油气藏的边界、面积、类型、油气储量，提供出编制油田开发方案的地质基础资料。为了搞清油气田的情况和算准油气储量，必须解决的关键地质问题：1、油气田构造形态，断裂情况，含油面积和油气藏类型和高度。2、油气层有效厚度，厚度与薄层的层间差异，开发层系的合理划分。3、油气层岩矿组成，沉积的结构和构造，岩性特点（包括粒度、分选、胶结物和胶结类
17、型、裂缝类型和密度等）。4、储油气层物性及其变化规律，主要是渗透率、孔隙度及含油饱合度及其在纵向、横向上的变化规律，搞清岩性、物性、电性、含油性的关系。5、油气层压力系统及油气层温度（包括油气层原始静压和饱和压力）。6、油气水的分布规律及其相互关系（有无气顶、浅层油气、气夹层、水夹层），油气水分布和构造、断块的关系。7、油气水在油层和地面条件下的物理化学性质、油气组分、油层条件下的原油粘度、原始油气比、原油凝固点及含腊量。8、落实油气田的地质储量和计算储量的参数。9、油气藏的驱动类型及特性（包括边水活跃情况、有无气顶、弹性能量等）。10、探井在试油试采期间的产油气量和压力变化情况，肯定油气田开
18、发价值。,发现工业性油流的构造，必须有三口以上的探井，经过半年试采，得到稳定的工业性油流，才能叫油田。发现工业性气流的构造，必须有一口以上的探井，经过半年试采，得到稳定的工业性气流，才能叫气田。,油气田勘探,油田勘探又分初探和详探两个阶段：油田初探阶段：任务：在钻探井发现有工业性油气流的构造上，应该用较快的速度，探明油气田边界落实二级储量，肯定是“大油田还是小油田，好油田还是坏油田，活油田还是死油田。”掌握油气田的面积，油气层产状，油气井产能及其试采的稳定性。做法：1、用较大井距布署探边井。2、将探井分为三类，既可达到初探目的，又加快初探速度。第一类：不取岩心探井，快速钻进，加强井壁取芯和综合
19、录井，迅速求得油田面积。第二类：重点取芯探井，油层全部取芯，要求收获率95%以上。密集选样15-10块/米。掌握油层岩性、物性、电性、含油性等参数，为算准可靠工业储量提供资料第三类：分层试油探井，在设计试油的层位取芯和试油。探边井试油水层，确定油水界面深度和圈闭油水边界；纯油区分油层组试油，较长期试采（半年以上），了解产能和压力变化，肯定其工业价值。3、在初探中小型油田，要慎重部署探边井，可以由里向外推，不可盲地甩开的太远而使较多的井落在油水边界之外；初探井根据油田具体情况，可以兼搞一部分详探井的任务，系统钻取岩芯和分层试油。这样可以用适当数量的成功率较高的初探井，完成油田初探任务。,油气田勘
20、探,油田勘探又分初探和详探两个阶段：油田详探阶段：任务：详细研究油田的地质特征，算准探明工业储量（一级乙等储量）为编制油田开发方案提供参数，作好油田开发的全面准备。做法：1、在初探的油田范围内，根据每个油田具体情况，加密地震勘探测线，一般主测线距为250-500米，查明断距20米以上断层的分布规律和构造形态。2、加密钻探详探井（开发资料井），油层全部取芯、细致研究油层地质特征，为研究岩性、物性、电性、含油性及其“四性”的关系图版提供第一性岩芯资料。一般井距2-2.5公里。3、开辟生产试验区：为解决油气田开发的合理井网，开发层位的合理划分和合理的保持油田压力的开发方式提供实际的生产实验数据。在陆
21、相沉积盆地内的油田，油层多数以油砂体的形式存在，按照砂体布井设计开发方案，给目前的生产和以后的调整带来主动。,油气田勘探,油井工业油流标准,气井工业气流标准,以上油气井工业油气流界限仅为一般数字，各地区应根经济地理条件，油气性质、开采方式、钻井地面及地质条件、油气价格、国家能源安全等因素确定合适的工业油气流界限，幅度变化可达50%。,以地质条件为根据的油田分为三类,根据储量分类，石油天然气总储量应分为：平衡表内储量：是应用现代采油技术能力从地下采出的储量；平衡表外储量：是现代技术条件下无法从地下采出的储量，包括某些油田或油层渗透率低，生产能力小或开采条件特别复杂，目前不能立刻开采的都列入平衡表
22、外储量。,一级甲等储量（落实储量）：在已钻完基础井网或全部生产井的地区，其储油层特征、油层压力、油藏驱动类型、油井生产能力和油气性质成分，已通过生产实践研究清楚，其储量是分小层进行计算的，是“过称入仓”的储量。一级乙等储量：在含油面积内，经过加密钻探，取芯研究和试油、试采工作，已了解油层压力、油井产油能力和油气性质成分，已落实储量计算所用各种参数，要求所计算的地质储量与一级甲等地质储量相比，偏差不超过10%。二级储量（可靠工业储量）：在已发现工业油流的构造上，通过重点取芯、分段试油、长期试采，在基本上搞清油田构造、油水分布、油层压力、油井产油能力的地区，计算储量的油层参数已大体确定，要求所计算
23、的地质储量与一级甲等地质储量相比，偏差不超过30%。可以作为部署开发资料井和编制油田开发方案的依据。三级储量（推测储量）：一个储油构造有三口探井钻遇油层，其中有一口探井取得油层的岩芯，试出有工业价值的油流，有肯定的油层存在，即可根据推测的油水边界划定三级储量面积。三级储量是一种低级储量，只能作为详探的根据，不能作为工业开发的根据，所计算的地质储量偏差较大，但要求在计算过程中采用切实可行的参数。,储量分类及各类储量定级条件,按油田的勘探和研究程度，石油储量分为一级、二级、三级，一级储量又分为甲等和乙等,（二）小 结,油气田勘探与开发的三个工作阶段区域勘探阶段区域普查阶段综合详查阶段予探阶段油气田
24、勘探阶段油田初探阶段油田详探阶段油气田开发阶段几个概念：油气田及分类、储量分类及定级,石油地质基础知识（三）,地质学的研究方法,将今论古以已知推测未知,板块构造学说,板块构造学说是1968年法国地质学家勒皮雄与麦肯齐、摩根等人提出的一种新的大陆漂移说，它是海底扩张说的具体引伸。板块构造，又叫全球大地构造。所谓板块指的是岩石圈板块，包括整个地壳和莫霍面以下的上地幔顶部，也就是说地壳和软流圈以上的地幔顶部。新全球构造理论认为，不论大陆壳或大洋壳都曾发生并还在继续发生大规模水平运动。但这种水平运动并不象大陆漂移说所设想的，发生在硅铝层和硅镁层之间，而是岩石圈板块整个地幔软流层上像传送带那样移动着，大
25、陆只是传送带上的“乘客”。全球地壳划分为六大板块；太平洋板块、亚欧板块、非洲板块、美洲板块、印度洋板块（包括澳洲）和南极板块。其中除太平洋板块几乎全为海洋外，其余五个板块既包括大陆又包括海洋。此外，在板块中还可以分出若干次一级的小板块。板块之间的边界是大洋中脊或海岭、深海沟、转换断层和地缝合线。两大板块相撞，接触地带挤压变形，构成褶皱山脉，使原来分离的两块大陆缝合起来，叫地缝合线。一般说来，在板块内部，地壳相对比较稳定，而板块与板块交界处，则是地壳比较活动的地带，这里火山、地震活动以及断裂、挤压褶皱、岩浆上升、地壳俯冲等频繁发生。,海底扩张说,板块学说,大陆漂移学说,大 陆 边 缘,大陆边缘是
26、大陆与大洋连接的边缘地带，包括大陆架、大陆坡和大陆基。,大陆边缘示意图,大陆,海洋,大陆边缘,大陆架,大陆坡,大陆基,深海盆地,海平面,平均宽度74km平均坡度0.1,28km4.3,平均深度3700m,深度14003200m,平均深度133m,地球的内部构造,莫霍面：560km古登堡面：2900km地壳和上地幔的软流圈以上合称为岩石圈。（60km）地壳是地球表层的坚硬固体外壳，主要由富含硅和铝的硅酸盐类岩石所组成；上地幔的成分为超基性岩。地质学研究的对象是地球，主要是岩石圈。世界最深井：前苏联科拉半岛上的特深-3井，井深为12260m；德国正在施工一口设计14000的井。,地壳结构,地壳结构
27、特征表,大陆地壳具有双层结构，即由下层“玄武岩”和上层“花岗岩”组成；大洋地壳或者仅有“玄武岩”层，或者在“玄武层”之上盖有不到1km厚的松散沉积物。陆壳的地球化学循环陆壳的物质成分相当于安山岩类。它是一种火山溶岩，经过剥蚀、沉积形成沉积岩，再经变质和同融作用形成变质岩和花岗岩、花岗闪长岩，最后经深熔作用（重熔作用）形成熔岩。洋壳的地球化学循环以玄武岩开始，经变质而形成辉长石，再经深熔又成玄武熔岩。大陆边缘的喷出岩似乎大多为安山熔岩，在太平洋边缘可以勾画出上述两种岩类的分界线，称为“安山岩线”，作为洋壳和陆壳的大致分界。,地质学研究的物质,原子元素矿物岩石地层矿物：是由地质作用形成的元素单质或
28、化合物。在通常状态下，矿物主要是固体，只有极少数是液体。晶体：就是内部质点（原子、离子）在三维空间成周期性重复排列的固体。凡是具有晶体结构的矿物称为晶质矿物，具有晶体结构的固体物质称为晶质。,矿物的鉴定,矿物的外形：单体和集合体，如：柱状、针状、板状、片状、立方体、八面体；纤维状、毛发状、鳞片状、粒状、块状（或土状）、放射状、晶簇、鲕状、豆状、葡萄状、肾状、结核状。矿物的光学性质：透明度、光泽、颜色、条痕。矿物的力学性质：硬度、解理、断口、弹性、挠性、延展性等。矿物的其他性质：比重、磁性、电性、浸水性、浸油性等。,岩石的基本概念,岩石分为三大类：沉积岩、变质岩、火山岩火成岩：岩浆作用 喷出作用
29、（喷出岩）侵入作用（侵入岩）沉积岩：外力地质作用变质岩：变质作用,喷出作用与喷出岩,喷出作用又称火山作用，它是地下高温物质喷出地表的作用。地下的这种高温熔融物质称为岩浆，它的温度一般在8001200，可以低到650，高达1400，其成分主要是硅酸盐，此外，常含有数量为18%以水为主的挥发性物质。火山喷出物有气体（以H2O为主，CO2、硫化物等）、火山碎屑物（火山灰、火山砾、火山渣、火山弹、火山块）、熔岩。根据岩浆中SiO2的含量分为四类：超基性岩浆：科马提岩（由橄榄石、蛇纹石等组成）基性岩浆：玄武岩（由辉石、斜长石等矿物组成）中性岩浆：安山岩（由中性斜长石、角闪石等组成）酸性岩浆：花岗岩流纹岩
30、（由石英、钾长石、钠长石等组成）,侵入作用与侵入岩,深部岩浆向上运移并进入已在岩石而未到达地表，称为侵入作用。岩浆在侵入过程中变冷、结晶而形成的岩石叫侵入岩。在侵入过程中岩浆与围岩之间以及岩浆本身必然要发生许多变化，其中，同化作用和混染作用、结晶分异作用尤为重要。鲍温反应系列：连续反应系列：钙长石、培长石、拉长石、中长石、更长石及钠长石系列。不连续反应系列：橄榄石、辉石、角闪石及黑云母系列。浅色矿物：长英质矿物，颜色浅，如：石英、钾长石及各种斜长石 深色矿物：铁镁质矿物，颜色深，如：黑云母、角闪石、辉石、橄榄石侵入岩的产出状态：岩墙（岩脉）、岩床、岩盆与岩盖、岩株、岩基,火山岩的结构和构造,火
31、成岩的结构：按结晶程度分：全晶质、玻璃质、半晶质（或半玻璃质）按晶粒大小分：粗粒（5mm）、中粒（5-1mm）、细粒（1-0.1mm）、微粒（0.1mm）按矿物晶体的完整程度分：自形、他形、半自形按矿物颗粒的相对大小分：等粒、不等粒火成岩的构造：块状、球状、流动、晶洞、气孔与杏仁、层状,火成岩类型及特征,外力地质作用与沉积岩,引起外力地质作用的因素：大气、水与生物产生外力地质作用的能源：太阳能、重力能、日月引力外力地质作用的类型：风化作用、剥蚀作用、搬运作用、沉积作用、固结成岩作用（压固、胶结、重结晶、新矿物的生长）、块体运动等,外力地质作用与沉积岩,由沉积物固结变硬而成的岩石就是沉积岩沉积岩
32、中的常见矿物：石英、白云母、粘土矿物、钾长石、钠长石、方解石、白云石、石膏、硬石膏、赤铁矿、褐铁矿、玉髓、蛋白石等沉积岩的结构：碎屑结构：砾状（2mm）砂状（2-0.05mm）粉砂状（0.05-0.005）泥状（0.005mm）分选性和磨圆度。非碎屑结构：粗粒、中粒、细粒、微粒沉积岩的原生构造：层理、粒序层理、波痕、泥裂、缝合线、结核、印模,常见的沉积岩,砾岩、角砾岩：碎屑为岩屑、胶结物为CaCO3、Fe2O3 nH2O及SiO2等，常有粘土质、粉砂及细砂之基质。砂岩：碎屑为石英、长石、白云母、岩屑及生物碎屑，胶结物为CaCO3、Fe2O3 nH2O、SiO2等，常有粘土及细粉砂的基质。按粒径
33、可分为粗粒(2.0-0.5mm)、中粒(0.5-0.25mm)、细粒(0.25-0.05mm)粉砂岩：碎屑为石英及少量长石与白云母，胶结物为CaCO3、Fe2O3 nH2O、SiO2等，常有粘土基质。粘土岩：由粘土矿物组成并具有泥状结构。硅质岩：组成矿物为微粒石英或玉髓，少数情况下为蛋白石。石灰岩：由方解石组成。白云岩：由白云石组成。,变质作用与变质岩,岩石基本上是在固体状态下，由于温度、压力及化学活动性流体的作用，发生矿物成分、化学成分或结构与构造变化的地质作用，称为变质作用。由变质作用所形成的岩石就是变质岩。变质矿物：红柱石、蓝晶石、夕线石、硅灰石、石榴子石、滑石、十字石、透闪石、阳起石、
34、蓝闪石、透辉石、蛇纹石、石墨等。变质矿物的出现就是变质作用发生的最有力证明，也是变质岩区别于火成岩与沉积岩的主要标志。变质岩的结构：变晶（粗粒、中粒、细粒、显微）、变余变质岩的构造：变成（斑点状、板状、片理、片麻状、块状）、变余变质作用：接触变质、区域变质、混合岩化、动力变质。,岩石的转化,火成岩(岩浆岩),沉积岩,变质岩,外力作用,外力作用,变质作用,变质作用,熔融,熔融,地质时代和地层的概念,时间：宙、代、纪、世、期、时空间：宇、界、系、统、组、段,太古宙元古宙震旦纪 古生代寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪、二叠纪显生宙 中生代三叠纪、侏罗纪、白垩纪 新生代第三纪、第四纪,地 质 时
35、 代 表,基本地质构造,正断层,逆断层,背斜构造,向斜构造,岩层的空间位置取决于岩层层面的走向、倾向、倾角、岩层的厚度。岩层变形的产物称为地质构造，最常见的地质构造为褶皱和断裂。地层的接触关系：整合、假整合、不整合、侵入、侵入体的沉积,平移断层,地层柱状剖面,泥岩,粉砂岩,泥质粉砂岩,粉砂质泥岩,灰岩,钙质团块,介形虫,砾石,表层黄土,油砂,含油,油浸、油斑,水砂,含气砂,含水油砂,残余油水洗砂岩,水平层理,波状层理,透镜层理,交错层理,不整合接触,假整合接触,冲刷接触,井壁取芯,松辽沉积盆地地层沉积顺序表,海拉尔盆地地层沉积顺序表,地层、油层对比分层原则,利用曲线：1:200微电极曲线、1:
36、500的2.5m底部梯度视电阻率曲线，与同一断块上的邻井（最好选用南北方向的邻井）原则：1）考虑原度大致相等；2）根据曲线形态的相似性进行对比；3）突出标准层控制分层界限、断层位置。地层分层标准层：地1（明水一段）、地2（嫩三段）、地3（嫩二段底部油页岩）、地4（萨零组和萨一组夹层）、地5（萨一组与萨二组夹层）油层分层标准层：油3（萨7）、油4（葡5）、油5（葡7底部）、油6（葡底）,地层、油层对比分层原则,在地层和油层部份所选用的标准层都具有：沉积稳定、分布广泛、岩性特殊、电性标志明显、易与上下层区分等特点。嫩二段底部油页岩标准层：厚度3-5米，黑褐色油页岩，富含介形虫、金黄色叶肢介化石，页
37、理发育，可以点燃，全盆地稳定分布。,地层分层标准层,油层分层标准层,萨组底界为一段厚2m的含粉砂条带的泥岩顶界，距油3号标准层以上22-24m处。葡组顶界位于油3号标准层以下14-19m曲线最低值处。高一组底界距油6号标准层以下55-60m一薄层泥岩的底界，曲线低凹处。,石油和天然气的成因,无机生成和有机生成两大派别世界上已经发现油气田99.9%都分布在沉积岩中，无论是在海相沉积，还是陆相沉积中，都发现了大油气田；但是分布极不均匀。统计全世界160个产工业石油的沉积盆地中，只有25个盆地发现石油14亿吨，占世界发现石油总量的86%。它们多集中分布在浅海相、三角洲相及深湖相沉积中。从前寒武纪至第
38、四纪更新世的各时代岩层中都找到了石油。但是，石油和天然气在地质时代上的分布很不均衡，这与沉积岩中有机物质的分布状况相吻合，并且同煤、油页岩等可燃有机产矿产的时代分布也有一定关系。在近代海相和湖相沉积中发现了有机物质转化为油气的过程，而且这个过程至今仍在进行着。碳同位素法确定其绝对年龄约为900014000年。世界上既没有化学成分完全相同的两种石油，也没有成分完全不同的石油。石油是由各种碳氢化合物（烷族、环烷族、芳香族）组成的非常复杂的混合物。较老的古生代石油多为烷族，年轻的第三纪石油则以环烷族为主。由上新世至更新世地层中发现工业油藏，表明生成石油并聚集成油藏所需的时间，大约为不到一百万年。油气
39、有机生成学说中，存在着早期生油说和晚期生油说两种观点。,油气藏的形成条件,生、储、盖、运移、圈闭生油岩：粘土类（泥岩、页岩、粘土）碳酸盐岩类（石灰岩、生物灰岩、泥质灰岩）储集层：孔隙性和渗透性，碎屑岩和碳酸盐岩盖层：页岩、泥岩、盐岩、石膏和无水石膏等。油气运移：在生油层中生成的油气，自生油层向储集层中的运移，称为初次运移。油气进入储集层以后的一切运移都称为二次运移。适合于油气聚集，形成油气藏的场所，称为圈闭。,油气田类型,砂岩油气田背斜型砂岩油气田单斜型砂岩油气田刺窖构造型砂岩油气田不规则带状砂岩油气田砂岩古潜山油气田碳酸盐岩油气田大型隆起碳酸盐岩油气田裂隙型碳酸盐岩油气田生物礁型碳酸盐岩油气
40、田碳酸盐岩古潜山油气田岩浆岩变质岩油气田、裂隙型粘土岩油气田,（三）小 结,地质学的研究方法：将今论古地壳划分为六大板块：太平洋板块、亚欧板块、非洲板块、美洲板块、印度洋板块（包括澳洲）和南极板块。岩石分为三大类：沉积岩（外力地质作用）、变质岩（变质作用）、火山岩（岩浆作用）。地质时代和地层的概念：时间宙、代、纪、世；空间宇、界、系、统。油气藏的形成条件：生、储、盖、圈闭、运移。油气藏类型：砂岩油气藏、碳酸盐岩油气藏,钻井工程基础知识（四）,钻井，是围绕井的建设而实施的资金和技术密集型工程,是利用机械设备，将地层钻成具有一定深度的园柱形孔眼的工程。在若干具有战略或社会重要性的应用领域，钻井是关
41、键技术。,钻井是什么？,调整井井身结构,444.5mm100.00m,339.7mm100.00m,215.9 mm1980.00m,139.7 mm1977.00m,生产套管返深900.00m,调整井安装井控装置的条件：1.有浅气层；2.调整区块第一口摸底井；3.距离重要的公路、铁路、居民区、建筑物100米；4.地下有异常高压层；5.一般安装21MPa封井器。,井号：杏3-3-FB553,深井四层套管程序：表层、技术（2-3）、尾管技术套管：技术上继续钻进，为中间套管。尾管：挂在技术套管上，作为生产套管。,油水井工序,物探,地质设计,钻井工程设计,钻前准备,邻井资料,一次开钻,表层固井,二次
42、、三次开钻,录井、中途测试、正常钻进,完井电测,下套管固井,射孔压裂,试 采,采油生产,修 井,井下作业,钻井学科分类,钻井的主要用途,中国古代钻井,在美、英、德等发达国家出版的石油工程书籍和钻探手册中，开篇总是介绍一些中国古代钻井史料，有的附图示意，有的将钻井科技的这一伟大创造发明誉称为继指南针、火药、造纸、印刷术之后中国古代的第五大发明。然而，这至今还鲜为国人所知。四川自贡市（古称自流井），是中国古代钻井科技的重要发祥地之一。整个自贡市就是一个古代钻井的大型展览场，树立着高达50100m各式各样的古钻塔和建于1835年的世界最深的SHEN海井（井深1001.42m），这口井持续生产卤水与天
43、然气达160多年（18351989），堪称世界之最。,中国古代钻井,中国钻井技术传到西方，激发欧洲主要国家进行了一系列实际试验，并启迪西方创造了以蒸汽机为动力的绳索冲击钻井方法及导致旋转钻井方法的诞生。1834年，欧洲人才正确地把中国钻井技术应用于打盐井，1841年才开始用于钻油井。1859年，美国人德拉克(E.H.Drake)在宾夕法尼亚州的石油湾，用中国的绳索钻井方法钻出了第一口油井，井深只有21.64m，直到1871年才钻达338.33m。钻井方法的发明，引发了西方工业国家在陆上、大陆架及深海中进行广泛的油气勘探与开采活动。,钻井流程,井别：水井（浅井）、生产井（调整井、开发井）、资料井
44、（评价井）、预探井（中深探井、深探井）；油水井、气井、煤层气井井型：直井、定向井（斜直井）、水平井、丛式井、分支井（多底井）、大位移井钻前工程钻进作业完井作业,钻前工程,定井位,平井场,打基础,修道路,搬迁,安装,挖圆井,打导管,土方工程,冲鼠洞,钻进作业,钻进作业,接钻头,打钻挺,钻进,接单根,钻进,划眼,起钻,换钻头,下钻,循环泥浆,钻进,完钻,完井作业,行程钻速：衡量钻井速度快慢的指标，指一个钻头下钻、钻进、起钻的进尺与总时间的比值，单位：米/小时。V行程=钻头总进尺/（纯钻进时间+起下钻时间+换钻头时间+划眼时间）生产时间中的附助时间包括：中途测斜、调解钻井液性能、取芯作业、中斜电测。
45、,循环工序,完井作业,起钻,完井电测,探井,有无油气显示,弃井（打水泥塞）,露眼试油,下钻通井,装井口、装采油树,生产井,下钻通井,起钻,下套管,循环钻井液,注水泥作业,替泥浆,碰压,候凝,测声变（固井质量检测）,交井（或原钻机修井）,试油,落地原油：试喷，含水和水泥浆机械钻速：单位时间内的钻头进尺，单位：米/小时。V=H/T=Ht平均机械钻速：在一定时间内钻头总进尺与总时间之比，单位：米/小时（m/h）V=钻头总进尺/总时间,地质设计,钻 前 准 备,探井 资料井,生产注水井及开发区内资料井,收集区域和邻井地层、构造、油气水、地震及供水井的水文资料，校对地质设计，作地质予告。,收集邻井地层、
46、油层分层数据，油气水显示情况，泥浆比重使用情况，浅气层资料，油井产量、压力、层位、注水井的注入量，注压及注入层位，根据邻井资料分析地下动态，以往钻井工程事故，校对设计作地质予告。,井位移动方位、距离、移动原因。地面至补心高，导管尺寸，深度。,钻井流程,一 次 开 钻,日期、钻头尺寸、类型，洗井液性质，漏失井深及漏失量。探井下表层前，预测浅层标准曲线。,下表层套管 固井,下套管前洗井洗井时间（起止），泥浆性能。,下套管时间（起止），套管规范（尺寸、壁厚、内径、钢级、产地），联入套管数据（单根长、根数、总长）套管鞋长，下入井深。,下套管后洗井时间(起止）泥浆性能,注水泥时间（起止），水泥牌号，水泥
47、用量（予计、实际），注入压力，水泥浆连续比重（最大、最小、平均），加倍凝剂名称、数量。,替泥浆(清水)时间（起止），泥浆性能，替入量（预计、实际），替压，水泥浆是否返出地面或补打水泥帽的水泥用量。,二次开钻准备开井时间，侯凝时间，测井温情况，探水泥塞深度，井口试压（起止时间、压力、降落）钻水泥塞情况，封井器试压情况。,二次开钻,时间、钻头尺寸，类型，泥浆性能,正常录井按设计要求进行取心、岩屑、钻时、气测、电测（中途和对比电测），井壁取心及泥浆等录井工作。,油气水显示钻开油层时间，油气水显示井段、层位、显示程度及延续时间，泥浆性能变化，处理情况。,工程简况使用钻头类型，尺寸，换钻头深度，断、掉、
48、漏、卡喷、斜等事故原因及处理情况。,完钻日钻、井深、层位循环泥浆时间及泥浆性能，是否达到目的。,完井电测时间（起止）测井项目、井数、地层、油层分层数据及断层故障，油气水层深度，井径、井斜数据，确定划眼井段，确定阻流环位置，套管下深，厚壁套管下深，水泥返高深度，新技术测井情况。,下油层套管 固井,下套管前洗井实际划眼井段及时间，加深后井深，洗井时间及泥浆性能。,下套管时间（起止）套管规范（尺寸、壁厚、内径、钢级、产地）嵌入、套管数据（单根长、根数、总长），引鞋、下入深度，不同壁厚下入井深，阻流环位置，下放气管深度。,下套管后洗井时间(起止)，泵压，泥浆性能。,注水泥时间(起止)，水泥牌号，水泥用
49、量（予计、实际）加催凝剂(或缓凝剂)名称及数量，注压水泥浆连续比重（最大、最小、平均）胶塞质量。,替泥浆时间(起止)，泥浆性能，替入量(予计、实际)替压碰压、试压(起止时间、压力、降落)，油层浸泡时间。,打水泥帽时间（起止），油管下深及方法(两侧或一侧)水泥用量，水泥浆平均比重，加催凝剂名称及数量是否返出地面(或未返出又倒进多少袋水泥)。,声幅测井开井时间，侯凝时间，套管头至补心距离，声幅测井时间，井段，比例尺，套管外水泥返高，水泥帽深度，声幅曲线解释封固质量与串槽位置。,确定值测井井段、比例尺、遇阻深度(水泥塞深度)。,搬家后井口套管捞空或灌油3米，井口装上井号正确的牌子，埋好土堆（高一米，
50、底一平方米）。,射 孔 替 喷,射孔时间(起止)，泥浆性能，射孔机型，射孔层位井段、厚度、发射率。,洗井下油管时间(起止)，油管尺寸，单根长度、根数下部结构：工作筒(长度、最小内径)、喇叭口(长度、内径)，实探水泥塞深度，洗井时间(起止)油管下深。泥浆性能交化，油气显示，带出物落实发射座。,替喷第一次替喷时间、替水量、替泥浆量，油管完成深度，油管根数、总长，装井口，第二次替清水时间、替清水量及出口比重停泵时间，油层浸泡时间。,诱喷开井时间、油管、套管喷清水时间，油管套管喷纯油时间及量喷出油气水变化情况，非自喷井压风机气举及提捞情况（试油井）。,装井口采油树型号，井口加高数据，套管四通高度，套管
