钻井技术员成长之路

实习技术员的基本功(前传)

序言：

本集的目的在于阐明岩石的基本物理机械性质和基本的破碎规律以及影响这些规律的与石油钻井有关的各种因素的作用，以便为设计和使用钻头，正确地掌握钻井工艺过程的主要原理方面打下一些必要的基础。

通过本集的学习，能对钻井过程中的，钻时，井斜，井下复杂情况，有个科学的认识。切不可封建迷信，凭感觉打井。

正文：

一．岩石基础知识

所有岩石都是矿物颗粒的集合体。石油钻井中遇到的多数是沉积岩，有时也碰到一些变质岩。这些岩石很少由一种矿物组成，多数是由两种以上矿物所组成。这些岩石按其结构特点可以区分为晶质岩石和碎屑岩石两类，前者多属于变质岩，而后者多为沉积岩。

首先，矿物是均匀的，通常是由无机作用形成的，具有一定的化学成分和特定的原子排列(结构)的均匀固体，不能用物理的方法把它分成在化学上互不相同的物质。其次，岩石是由一种或几种矿物按一定方式结构而成的天然集合体。

沉积岩在地壳表层分布最广泛，沉积岩覆盖了大陆面积的75%(平均厚度为2km)和几乎全部的海洋地壳(平均厚度为1km)面积一样大。沉积岩时成层堆积的松散沉积物固结而成的岩石。也就是说，它是早先形成的岩石破坏后，又通过物理或化学作用在地球表面(大陆和海洋)的低凹部位沉积，经过压实，胶结再次硬化，形成的具有层状构造特征的岩石。沉积岩的各类很多，但若考虑到矿物颗粒的大小以及矿物成分等方面的因素，则可以将沉积岩分为砂岩，页岩和石灰岩岩三类。

砂岩包含的矿物颗粒的大小范围约为1/16nn至2mn。这些颗粒大多来源于风化等侵蚀作用后的火成岩的矿物颗粒或者岩石碎片，也有不少颗粒来源于已经存在的砂岩风化的产物。砂岩的主要矿物时石英 ，还有长石，特别是钾长石。在沉积岩总量中，砂岩约占25%。砂岩是石油，天然气的主力储层。

砂岩是一种典型的沉积岩，它是由许多变圆了的石英颗粒被碳酸钙(方解石)，粘土矿物铁质或硅质的胎体胶结而成的。其强度主要决定于胎体的强度以及其中所含有的空隙的类型和数量。硅质石英岩的强度很高，甚至比花岗岩大。粗粒的灰质砂岩胶结弱，不接触的空隙占有很高的比例，所以其强度很低。泥质胶结的砂岩的强度就更弱。石英颗粒的尺寸也能影响到孔隙的数量及颗粒间的接触面积，因而也对岩石的强度起影响作用。

页岩是由直径不超过1/16mn的细颗粒矿物组成的，它占沉积岩总量的50%。页岩以粘土矿物为主要造岩矿物。也包含许多颗粒的石英，长石等其他矿物。尽管页岩含量丰富，但它在地表的出露却不如砂岩广泛。页岩颗粒致密，渗透性很差，可以形成不透水层，能防止石油，水，天然气等流失。