地层与钻头选型

表 钻头与地层岩石对应关系表齿系型列一地层可钻性号型式岩 性.非密封滚动轴承非密］滚动空气轴承密滚动轴承江汉休斯瑞德赛克史密司江汉休斯瑞德史密司江汉休斯瑞德赛克密密司钢齿钻钻低抗压强度高可钻性的软地层11极软页岩、粘土、泥岩泥岩、软页岩、疏松页—页岩、软石灰岩高抗强度的中硬地层页岩、软石灰岩中硬岩石灰岩、砂岩板岩、硬半研磨性或或研性地层1硬质石英岩1硬质砂岩、白云岩镶齿钻头低抗压强度高可钻性极软地层a软页岩、粘土层低抗压强度高可钻性极软地层软泥岩、软页岩、疏松彳砂岩中页岩、砂岩中软石灰岩中软石灰岩高抗压强度的中硬地层中地层硬页岩、石灰LU.岩中地层白云岩、硬灰岩砂岩.一硬质砂岩与白云岩半研磨性研磨性地层硬质砂岩与白云岩,2硬质砂岩与白云岩、极硬燧石极硬燧石极硬花4岩8半研磨性研磨性地层极硬花岗岩极硬花岗岩极硬花岗岩极硬花岗岩

表_续 钻头与地层岩石对应关系表系列 保径密封滚动轴承密封:滑动轴承保径密封滑动轴承型江汉休斯.瑞德史密江汉休斯瑞德史密江汉休斯瑞德史密式橡密金密橡密金密司橡密橡密司橡密金密橡密金密: 司(系列无型式）(系列无型式2 、）（系列无型式2 ）—1 T————1 1 8—1

表续续钻头与地层岩石对应关系表系列，保径密封滚动轴承保径密封滑动轴承型.江汉休——斯瑞德史密江汉休斯,瑞德史密式橡密金密橡宗金密司橡 密金一密橡密全密司—— (系列无型式1.)———（系3列无型式、)注：表1-续5中的齿型、系列、地层可钻性、型式和岩性与表1-相5同，其中系列、型式一栏前面数字代表系列，后面数字代表型式。如1-中3的“1”代表钢齿1系列，“3”代表钢齿1系列的第3种型式的岩性；又如6-中4的“6”代表钢齿6系列，“4”代表镶齿6系列的第4种型式的岩性。§2.地2层岩石一、地层岩性地层主要由石英、长石、云母、方解石、粘士等十几种矿物组成，分为火成岩、变质岩和沉积岩。1、火成岩（或岩浆岩）：高热的岩浆从地球较深处侵入地壳，或喷出地表冷凝后形成的岩石。特点是无层次、块状、岩性致密而坚硬，如花岗岩、玄武岩、正长岩等。很少有油气显示。2、沉积岩：火成岩、变质岩和早期形成的沉积岩受风吹雨打、温度变化、生物作用、水的溶解等因素的影响，逐渐地剥蚀破碎，形成了碎屑、溶解和残余物质后经过流水、风力、冰川、海洋的搬运，离开了原地，在适当条件下沉积下来，再经压实、团结而形成。特点是有层理、有化石。石油大多数储存在沉积岩的孔隙、裂缝或溶洞里。、3变质岩：沉积岩或火成岩在地壳内部的物理化学因素（高温、高压、岩浆的同化）影响下，经过变质作用而改变了原来的成分和结构，变成了新的岩石。如石灰岩变成大理石，花岗岩变成片麻岩等。特点是具有变晶状（片状、片麻状、板状等）结构。很少有油气显示。岩石的物理机械性质（硬度、塑性、研磨性等）与组成岩石的矿物和胶结物的性质有密切关系。不同的地层岩性对钻井工艺及钻头失效的影响不同。常见岩石综合性能列于表表1-6 常见岩石综合性能岩性抗压强度弹性模量洎松比N硬度塑性系数压缩系数膏岩泥岩5.粉砂质泥LU岩0.泥质粉砂LU岩0.1.泥质灰岩石灰岩0.3.白云岩0.、地层岩性的种类和特点1粘土和黄土：直径 以下的粘土矿物微粒组成的沉积岩。泥岩及页岩：粘土类的沉积物经成岩作用而形成的岩石。成块状为泥岩，呈薄片层状的为页岩。含石油、沥清丰富，可提炼石油的页岩为油页岩。2砂岩：砂粒经胶结在一起形成的岩石。直径 叫粗砂岩，直径叫中砂岩，直径 叫细砂岩，直径 叫粉砂岩。砂岩有孔隙，可储存流体。孔隙大的砂岩与裂缝发育的灰岩都是渗透性好的岩石。3、砾岩：岩石的颗粒大于1粗叫粗砾石。由砾石和胶结物形成的岩石叫砾岩。砾岩分为粗砾岩、中砾岩和细砾岩三种。形状不一且带有棱角的叫角砾岩。4、石灰岩：主要成分为碳酸钙，由化学沉积作用，在海洋或陆地湖泊内生成，呈块状，比较致密和坚硬。石灰岩分为石灰岩、泥灰岩、砂质灰岩、泥质灰岩、白云岩和介壳灰岩（生物骸壳沉积成岩）。含泥质的灰岩塑性较大，质纯的灰岩脆硬。三、地层岩石可钻性与分级岩石的可钻性决定钻进时岩石破碎的难易程度，是合理选择钻进方法、钻头结构及钻进规程参数的依据。对地层岩石可钻性进行分析，能了解钻头选型的合理性和对地层的适应能力。以钻头的机械钻速和进尺的乘积作为衡量指标。1、影响岩石可钻性基本的属性：岩石的矿物成分和结构构造、密度、孔隙度、含水性及透水性。力学性质有硬度、强度、弹性、脆性、塑性和研磨性等。一般造岩矿物中石英多、胶结牢固、颗粒细小、结构致密、未经风化和蚀变时，岩石可钻性差；而岩石的硬度和强度高、研磨性强，岩石可钻性也差。2、影响可钻性的工艺因素：加在钻头上的压力、转速、泥浆类型和井底排屑情况等。

3、影响可钻性的技术条件：钻探设备、钻孔直径和深度，钻进方法，破岩工具的结构和质量等。地质矿场部采用平均钻进时效，按指数分布规律，制订了适用于金刚石、硬质合金和钢粒钻进的岩石可钻性分级列于表1-。7表 岩石可钻性分级岩石级别钻进时效统计效率代表性岩石举例金刚石硬合金钢粒>粉砂质泥岩，碳质页岩，粉砂岩，中粒砂岩，透闪岩，煌斑岩硅化粉砂岩，滑石透闪岩，橄榄大理石，白色大理石，石英闪长玢岩，黑色片岩，透灰石大理岩，大理岩黑色角闪斜长片麻岩，白云斜长片麻岩，石英白云石大理岩，黑云母大理岩，白云岩，蚀变角闪闪长岩，角闪变粒岩，角闪岩，黑云石英片岩，角岩，透辉石榴石矽卡岩，黑云白云石大理岩白云斜长片麻岩，石英白云石大理岩，透辉石化闪长玢岩，混合岩化浅粒岩，黑云角闪斜长岩，透辉石岩，白云石大理岩，蚀变石英闪长玢岩，石英闪长玢岩，黑云母石英片岩花岗岩，矽卡岩化闪长玢岩，石榴石矽卡岩，石英闪长斑岩，石英角闪岩，黑云母斜长角闪岩，混合伟晶岩，黑云母花岗岩，斜长闪长岩，斜长角闪岩，混合片麻岩，凝灰岩，混合浅粒岩混合岩化浅粒岩，花岗岩，斜长角闪岩，混合闪长岩，钾长伟晶岩，橄榄岩，斜长混合岩，闪长玢岩，石英闪长玢岩，似斑状花岗岩，斑状花岗闪长岩硅化大理岩，矽卡岩，混合斜长片麻岩，钠长斑岩，钾长伟晶岩，斜长角闪岩，长英质混合岩化角闪岩，斜长岩，花岗岩，石英岩，硅质凝灰砂砾岩，英安质角砾熔岩凝灰岩，熔凝灰岩，石英角岩，英安岩〈石英角岩，玉髓，熔凝灰岩，纯石英岩四、主要油田地层岩性包括中原、胜利、华北、辽河、四川、塔里木和吐哈油田的地层岩性。列于表（ 〜1表1-8 中原、胜利、华北、辽河油田主要地层岩性地 层厚度岩性特征系组段四系平原组（华北）粘土质、粉细砂、冲积砂砾层上三明化镇组下细上粗的砂泥岩互层系馆陶组粗细粗的砂泥岩沉积，底部为石英、燧石、砾石层东营组红色泥岩、砂岩不等厚互层夹碳质泥岩、油页岩沙上段红色泥岩夹砂岩，局部夹油页岩、泥灰岩下段泥岩、油页沙 -岩、钙质页岩、泥灰岩、生物灰岩。下沙二顶部：红色含膏泥岩，上部：红灰色泥岩底部：砂岩发育河沙顶部泥灰岩、生物灰岩灰色泥岩夹砂岩、粉砂岩；泥岩、油页岩、钙质页岩、灰质页岩砂岩、粉细砂岩互层；灰色泥岩；含第街三钙泥岩为主，底部夹钙质页岩、泥灰岩、泥质白云岩

系组沙四上部：膏泥岩、泥岩、石膏、碳酸盐岩互层，间夹玄武岩；中部：暗色泥岩与砂岩互层；下部：砂岩、含砂砾岩。孔店组 -（华北地区）顶部：灰色含膏泥岩砂砾岩、泥岩互层二蓝灰色膏泥岩、白云岩三杂色砂砾岩、砂质泥岩中原紫红色泥岩与石英粉砂岩互层夹灰质泥岩，硅质粉砂岩、黑色玄武岩月胜利以上泥岩、白云质泥岩夹钙质砂岩、粉砂岩、碳质泥岩、中部有含砾砂岩、白垩系华 北灰色泥岩、火山喷发岩胜 利上部红色砂岩、泥岩、砾质岩，下部安山岩、煌斑岩、凝灰岩夹红色砂岩、泥岩房身泡组辽河玄武岩、辉石、橄榄玄武岩，蚀变玄武岩夹泥岩孙家湾组砾岩、砂砾岩、砂岩夹泥岩侏罗系九佛堂、沙海、阜新组泥岩、页岩为主，钙质砂岩及煤层义县组中酸性火山岩小东沟组角砾岩辛庄组〜窑坡组华北中基性火山岩、火山喷发岩、泥岩夹细砂岩及煤层迭系砂岩、泥岩互层夹煤层石千峰组〜下石盒子组中原红色泥岩、粉砂岩互层，上部含灰质砂岩山西组泥岩、白云质泥岩、粉细砂岩互层，中部含煤层集中段胜 利上统：泥岩、长石砂岩、砂质页岩、石英砂岩互层，下统：泥岩、砂岩、碳质泥岩、煤层、铝土质泥岩，底部厚层石英砂岩石炭系暗色泥岩、碳质泥岩夹砂岩及薄煤层，石灰岩、长石、石英砂岩华 北煤系地层夹石灰岩太原组〜本溪组中原铁铝页岩、石灰岩、煤层、砂页岩、火成岩奥陶系隐微晶石灰岩、白云岩、膏角砾状白云岩、硬石膏等峰峰组〜下马家沟组华.石灰岩夹白云岩、泥灰岩治里〜亮甲山组北白云岩、石灰岩含燧石条带辽 河厚层石灰岩八陡组、上、下马家沟组胜利中、上部以深灰色石灰岩、燧石结核灰岩、豹皮灰岩，化石，石。下部黄灰色泥质白云岩夹角砾状灰岩治里〜亮甲山组上部中细晶或粗晶白云岩，富含燧石结核或条带，下部结晶白云岩夹竹叶状白云岩寒武系凤山组结晶白云岩夹泥质条带灰岩长山组、崮山组泥质条带灰岩、竹叶状灰岩夹灰绿色页岩张夏组厚层鲕状灰岩、石灰岩徐庄组、毛庄组页岩夹鲕状灰岩、石灰岩和海绿石砂岩馒头组紫红色页岩与石灰岩互层，底部夹硅质或燧石隐晶白云岩华 北泥岩、泥质灰岩、鲕灰岩、俯君山组以白云岩为主

辽 河粉砂岩、页岩、石灰岩青白口系（华北）泥岩、石英砂岩、泥灰岩蓟铁岭〜洪水庄华灰质白云岩、泥岩县雾迷山组微细晶白云岩、隐微晶白云岩夹泥质白云岩，底部夹石英砂岩系杨庄组北浅灰白云岩、泥云岩元古辽 河白云岩、白云质灰岩、石英砂岩太古混合花岗岩、角闪变粒岩、花岗片麻岩太山群质伟晶岩脉带，非破裂带表 四川油田主要地层岩性地层厚度岩 性 特 征系组段第三大邑组灰色砾岩夹岩屑透镜体系芦山组、名山组棕红色泥质粉砂岩及泥岩白夹关组块状砾岩、砂岩夹泥岩垩灌口组红色泥质粉砂岩夹薄层泥灰岩，含石膏及钙芒硝，底部有砾岩层系天马山组红色泥岩夹多层厚层块状砾岩及砂岩，普遍存在底砾岩蓬莱镇组粉砂岩、石英砂岩及紫红色泥岩互层。龙泉山、乐山一带出现页岩、灰岩遂宁组棕红色泥岩、砂质泥岩夹泥质粉砂岩侏上沙溪庙组泥岩、砂质泥岩与长石石英砂岩互层。底部薄层含叶肢介页岩下沙溪庙组紫红色及灰紫色泥岩、砂质泥岩夹灰绿色泥质粉砂岩、细砂岩自凉高山段页岩、砂岩、泥岩互层夹介壳灰岩及介屑砂岩大安寨段灰色介壳灰岩与黑色页岩互层，下部及顶部紫红色泥岩夹泥灰岩罗流马鞍山段〜泥灰岩夹薄层粉砂岩东岳庙段页岩夹泥灰岩、介壳灰岩井珍珠冲段泥岩夹薄层石英砂岩系群上部：泥岩、砂岩、砾岩互层，夹泥灰岩、介壳灰岩透镜体，底部石英质砾岩，中下部：砂岩、泥页岩互层夹薄煤层须家须四〜暗色页岩、泥岩、碳质页岩与厚层块状长石石英砂岩、粉砂岩互层，夹菱铁矿、三河须二泥灰岩须一灰白色薄至中层粉砂岩、细砂岩夹泥质粉砂岩、页岩、碳质页岩及煤层雷口雷五厚层块状灰岩，局部鲕状灰岩坡组雷四〜白云岩夹薄层硬石膏及泥岩叠雷三薄至中厚层灰岩、白云岩、岩盐夹石膏雷二泥质白云岩与硬石膏互层雷一泥质白云岩、白云岩夹页岩，底部为硅钙硼石一绿豆岩嘉陵嘉五石膏质白云岩、鲕状灰岩夹硬石膏系江组嘉四、三依次为厚层硬石膏夹岩盐及白云岩、灰岩；中厚层灰岩夹白云质灰岩、白云岩嘉二〜薄至中层白云岩与硬石膏互层夹灰岩嘉一灰岩夹少量泥灰岩、鲕状、生物灰岩飞仙关组二、四段以紫红色钙质泥岩、砂质泥岩为主，夹泥灰岩及生物灰岩一、三段以此为准灰岩、泥灰岩为主

长兴组乐灰岩、生物灰岩夹泥质灰岩、硅质岩、硅质结核，顶底有泥灰岩及铝土层二龙潭组平泥质岩、砂岩夹煤层，含黄铁矿粒，夹灰岩、硅质岩、硅质结核叠峨眉山玄武岩 〜厚层斑状玄武岩及含铁玄武岩茅口组阳中上部：厚层块状灰岩、生物灰岩含硅质结核新下部：灰岩、泥质灰岩夹黑色页岩系栖霞组统块状灰岩、泥质灰岩夹硅质灰岩梁山组页岩、铝土质页岩夹薄层泥灰岩、细砂岩及薄煤层，含黄铁矿、菱铁矿寒洗象池群厚层块状白云岩、泥质白云岩，局部为粉砂岩、砂质白云岩夹泥岩。武遇仙寺组灰褐色白云岩夹粉砂岩，底部为粉砂岩、砂质白云岩夹泥页岩系九老洞组上部：白云质灰岩、白云岩，夹粉砂岩、泥页岩、薄层石膏，中部：泥岩、粉砂岩，下部：黑色页岩、粉砂岩夹泥质灰岩，底部有含磷层表 塔里木油田主要地层岩性地层厚度岩 性 特 征系统组上三系细、粉砂岩、泥岩为主，局部夹膏质泥岩下三系〜杂色砂岩、粉砂岩、泥岩。西南坳陷区发育灰岩、石膏、巴楚隆起为膏泥岩、石膏白垩系〜红色碎屑岩，下部夹膏泥岩西南坳陷区顶部为膏泥岩、石膏，下部为泥岩、介壳灰岩侏罗系上统〜红色、杂色泥岩及砂岩下统砂岩、砾状砂岩、碳质泥岩、煤层、菱铁矿三叠系泥岩、碳质泥岩夹粉砂岩；中部：砂岩、砾状砂岩、碳质泥岩互层；下部：砾岩、砂岩夹泥岩、碳质泥岩叠系上统砂岩、泥岩互层。杜瓦组底部为块状砂砾岩下统开派兹雷克组、库普库滋组 1上部：玄武岩、辉绿岩夹砂岩、泥岩、凝灰岩、钙质粉砂岩下部：细、粉砂岩、泥岩不等厚互层康克林组微晶生物灰岩、钙质泥岩韵律互层丘达依萨依组一亮晶颗粒灰岩、藻灰岩、生物泥晶灰岩夹石英砂岩石炭系小海子组泥、微晶灰岩、生物碎屑灰岩、鲕粒灰岩、白云岩夹泥岩、粉砂岩比京乌他组泥、微晶灰岩，底部与石英砂岩不等厚互层卡拉萨依组上部：泥页岩、粉砂岩及煤线中部：灰岩夹泥岩下部：膏泥岩、砂泥岩夹石膏巴楚组微晶、泥晶生物灰岩石英砂岩夹膏泥岩角砾化泥岩、长石石英砂岩互层白云质角砾岩泥盆系上统紫红色含砾砂岩、砾岩、紫红色含钙质结核砂岩夹砾岩中、下统紫红色泥岩、粉砂质泥岩、砂岩互层志留系砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩互层

奥陶系上统、中统泥晶、瘤状泥晶灰岩与钙质泥岩、页岩互层，局部地区火山岩，泥灰岩、泥质岩互层，钙石砂岩、粉砂岩、泥岩、页岩韵律互层下统微晶生物灰岩、藻灰岩，蓬莱坝组中下部含白云岩硅质层，满加尔地区，暗色硅质岩、页岩、泥灰岩寒武系上统微晶白云岩、叠层石白云岩含硅质条带，塔东暗色泥灰岩、泥晶灰岩下统白云岩、泥岩、灰岩互层，底部为磷块岩、硅质岩，上部含燧石灰岩震旦系上统微晶藻白云岩、泥岩、砂岩下统砂砾岩，局部夹火山岩、冰碛岩表 吐哈油田主要地层岩性地层深度岩 性 特 征系、群、组第四系灰黑、灰绿色砾石层第葡萄沟组中上部为粉砂岩夹砾岩及粗砂岩、下部为泥岩夹粗砂岩、砾岩、泥灰岩薄层系桃树园组红色砂泥岩夹厚层中、粗砂岩、富含钙质及石膏脉，底部灰白色砾岩善群上