固井質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)(二)壓制

1、固井質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)(二)10. 水泥膠結(jié)測(cè)井固井質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)水泥膠結(jié)測(cè)井固井質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)11. 反射回波測(cè)井固井質(zhì)量評(píng)價(jià)簡(jiǎn)介反射回波測(cè)井固井質(zhì)量評(píng)價(jià)簡(jiǎn)介12. 固井質(zhì)量工程判別技術(shù)固井質(zhì)量工程判別技術(shù)致謝致謝主要內(nèi)容10.10. 水泥膠結(jié)測(cè)井水泥膠結(jié)測(cè)井固井質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)固井質(zhì)量綜合評(píng)價(jià) 國(guó)外有專家指出：國(guó)外有專家指出：“水泥膠水泥膠結(jié)測(cè)井是一種最常用、最濫用和結(jié)測(cè)井是一種最常用、最濫用和最錯(cuò)用的測(cè)井技術(shù)。最錯(cuò)用的測(cè)井技術(shù)?！?這體現(xiàn)在兩個(gè)方面：這體現(xiàn)在兩個(gè)方面： 1.1. 數(shù)據(jù)采集；數(shù)據(jù)采集； 2. 2. 資料解釋。資料解釋。（二）水泥環(huán)層間封隔性能受多種因素影響（二）水泥環(huán)層間封隔性能受多種因

2、素影響 有效滲透率有效滲透率層間有效封層間有效封隔長(zhǎng)度隔長(zhǎng)度層間壓差層間壓差地層流體性質(zhì)地層流體性質(zhì)管外環(huán)空尺寸管外環(huán)空尺寸（三）解決測(cè)井響應(yīng)多解性的唯一方法是固井質(zhì)（三）解決測(cè)井響應(yīng)多解性的唯一方法是固井質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)量綜合評(píng)價(jià) 根據(jù)固井質(zhì)量測(cè)井響應(yīng)所受影響的程度收根據(jù)固井質(zhì)量測(cè)井響應(yīng)所受影響的程度收集有關(guān)資料：集有關(guān)資料： 鉆井資料鉆井資料 固井資料固井資料 常規(guī)測(cè)井資料常規(guī)測(cè)井資料 常規(guī)測(cè)井常規(guī)測(cè)井解釋成果表解釋成果表 外層套管固井質(zhì)量測(cè)井資料外層套管固井質(zhì)量測(cè)井資料鉆井和固井鉆井和固井等有關(guān)資料等有關(guān)資料VDL、SRT、常常規(guī)測(cè)井資料等規(guī)測(cè)井資料等測(cè)井儀器工作狀態(tài)測(cè)井儀器工作狀態(tài)良好、刻

3、度正確，良好、刻度正確，且測(cè)井資料顯示典且測(cè)井資料顯示典型的水泥膠結(jié)特征型的水泥膠結(jié)特征: :可直接根據(jù)固井可直接根據(jù)固井質(zhì)量測(cè)井資料進(jìn)行質(zhì)量測(cè)井資料進(jìn)行固井質(zhì)量評(píng)價(jià)和水固井質(zhì)量評(píng)價(jià)和水泥環(huán)層間封隔性能泥環(huán)層間封隔性能評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)測(cè)井資料顯示水泥膠測(cè)井資料顯示水泥膠結(jié)特征不典型，或者結(jié)特征不典型，或者CBL或衰減率曲線與或衰減率曲線與VDL不一致不一致: :在進(jìn)行在進(jìn)行水泥膠結(jié)評(píng)價(jià)和水泥水泥膠結(jié)評(píng)價(jià)和水泥環(huán)層間封隔性能評(píng)價(jià)環(huán)層間封隔性能評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)參考固井質(zhì)量時(shí)，應(yīng)參考固井質(zhì)量測(cè)井的其它曲線測(cè)井的其它曲線（通（通常在同一次測(cè)井中，常在同一次測(cè)井中，明顯的影響因素可能明顯的影響因素可能只有一兩個(gè)只有一

4、兩個(gè)）測(cè)井儀器工作狀態(tài)良好測(cè)井儀器工作狀態(tài)良好、刻度正確，但測(cè)井資、刻度正確，但測(cè)井資料顯示水泥膠結(jié)特征不料顯示水泥膠結(jié)特征不典型：典型：在進(jìn)行固井質(zhì)量在進(jìn)行固井質(zhì)量評(píng)價(jià)和水泥環(huán)層間封隔評(píng)價(jià)和水泥環(huán)層間封隔性能評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)當(dāng)參考性能評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)當(dāng)參考反映井眼狀況以及反映反映井眼狀況以及反映地層巖性、物性、孔滲地層巖性、物性、孔滲性能、地層流體性質(zhì)、性能、地層流體性質(zhì)、溫度和壓力的裸眼測(cè)井溫度和壓力的裸眼測(cè)井資料，參考固井和水泥資料，參考固井和水泥候凝方式等資料，進(jìn)行候凝方式等資料，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)綜合評(píng)價(jià)固井質(zhì)量測(cè)井固井質(zhì)量測(cè)井主要測(cè)井信息主要測(cè)井信息綜合評(píng)價(jià)概述綜合評(píng)價(jià)概述10.2 不能用水泥膠結(jié)測(cè)

5、井資料不能用水泥膠結(jié)測(cè)井資料評(píng)價(jià)的兩評(píng)價(jià)的兩種特殊膠結(jié)狀況判斷種特殊膠結(jié)狀況判斷候凝時(shí)間不足：候凝時(shí)間不足：（1）根據(jù)某一次水泥膠結(jié)測(cè)井響應(yīng)判斷）根據(jù)某一次水泥膠結(jié)測(cè)井響應(yīng)判斷（2）根據(jù)時(shí)間推移水泥膠結(jié)測(cè)井響應(yīng)判斷）根據(jù)時(shí)間推移水泥膠結(jié)測(cè)井響應(yīng)判斷（3） 參考當(dāng)次固井作業(yè)的實(shí)際水泥漿配方和井眼實(shí)際溫度參考當(dāng)次固井作業(yè)的實(shí)際水泥漿配方和井眼實(shí)際溫度微環(huán)隙微環(huán)隙 ：（1） 根據(jù)某一次水泥膠結(jié)測(cè)井響應(yīng)判斷根據(jù)某一次水泥膠結(jié)測(cè)井響應(yīng)判斷（2） 根據(jù)時(shí)間推移水泥膠結(jié)測(cè)井響應(yīng)判斷根據(jù)時(shí)間推移水泥膠結(jié)測(cè)井響應(yīng)判斷（3） 參考固井施工記錄參考固井施工記錄（4） 參考并分析鉆井液類型、套管外壁化學(xué)涂層及養(yǎng)護(hù)期間

6、的有關(guān)信息參考并分析鉆井液類型、套管外壁化學(xué)涂層及養(yǎng)護(hù)期間的有關(guān)信息（5 5）以較低密度鉆井液替換，或進(jìn)行過井下作業(yè)（如鉆水泥塞、射孔、）以較低密度鉆井液替換，或進(jìn)行過井下作業(yè)（如鉆水泥塞、射孔、起下鉆頭或儀器及工具等），就可判斷套管與水泥環(huán)之間出現(xiàn)了微環(huán)隙。起下鉆頭或儀器及工具等），就可判斷套管與水泥環(huán)之間出現(xiàn)了微環(huán)隙。（6 6）套管外壁存在化學(xué)涂層，或固井前置液未能清洗掉油基鉆井液在套）套管外壁存在化學(xué)涂層，或固井前置液未能清洗掉油基鉆井液在套管外壁形成的油膜，水泥膠結(jié)測(cè)井響應(yīng)也具有微環(huán)隙的特征。管外壁形成的油膜，水泥膠結(jié)測(cè)井響應(yīng)也具有微環(huán)隙的特征。 候凝時(shí)間分別為候凝時(shí)間分別為24小時(shí)、

7、小時(shí)、31小時(shí)和小時(shí)和42小時(shí)小時(shí)的的SBT第一界面膠結(jié)狀況第一界面膠結(jié)狀況?？梢?，隨著時(shí)間的推?？梢?，隨著時(shí)間的推移，水泥膠結(jié)強(qiáng)度在逐移，水泥膠結(jié)強(qiáng)度在逐漸提高。這符合實(shí)驗(yàn)室漸提高。這符合實(shí)驗(yàn)室水泥試驗(yàn)的強(qiáng)度發(fā)展規(guī)水泥試驗(yàn)的強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律。當(dāng)水泥強(qiáng)度得到充律。當(dāng)水泥強(qiáng)度得到充分發(fā)展時(shí)進(jìn)行固井質(zhì)量分發(fā)展時(shí)進(jìn)行固井質(zhì)量測(cè)井，才能最為真實(shí)地測(cè)井，才能最為真實(shí)地反映固井質(zhì)量。反映固井質(zhì)量。 目前的問題在于，目前的問題在于，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行固井質(zhì)量評(píng)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行固井質(zhì)量評(píng)價(jià)的時(shí)候，測(cè)井操作工價(jià)的時(shí)候，測(cè)井操作工程師和測(cè)井解釋工程師程師和測(cè)井解釋工程師都不知道管外環(huán)空的水都不知道管外環(huán)空的水泥究竟在什么時(shí)候才能泥

8、究竟在什么時(shí)候才能充分凝固，而固井質(zhì)量充分凝固，而固井質(zhì)量測(cè)井一般只進(jìn)行一次。測(cè)井一般只進(jìn)行一次。XSBT測(cè)量值及其預(yù)測(cè)測(cè)量值及其預(yù)測(cè) 衰減率 (dB/ft)候凝時(shí)間 (小時(shí) ) (預(yù)測(cè) ) (預(yù)測(cè) )01234567891020406080100120140160180200 (預(yù)測(cè)) (預(yù)測(cè))m) 聲波耦合，特別是套管外表面與聲波耦合，特別是套管外表面與水泥環(huán)之間（第一界面）的聲學(xué)耦合水泥環(huán)之間（第一界面）的聲學(xué)耦合，是利用聲波類固井質(zhì)量測(cè)井資料成，是利用聲波類固井質(zhì)量測(cè)井資料成功評(píng)價(jià)固井質(zhì)量的關(guān)鍵，也是聲波類功評(píng)價(jià)固井質(zhì)量的關(guān)鍵，也是聲波類測(cè)井的主要缺點(diǎn)。測(cè)井的主要缺點(diǎn)。 對(duì)于對(duì)于SBT

9、和和CBL/VDL測(cè)井，套管測(cè)井，套管壁厚內(nèi)的聲波相對(duì)于水泥環(huán)作剪切運(yùn)壁厚內(nèi)的聲波相對(duì)于水泥環(huán)作剪切運(yùn)動(dòng)，管外水泥環(huán)是它的負(fù)載。套管波動(dòng)，管外水泥環(huán)是它的負(fù)載。套管波聲波幅度主要取決于第一界面膠結(jié)強(qiáng)聲波幅度主要取決于第一界面膠結(jié)強(qiáng)度。度。常規(guī)水泥膠結(jié)測(cè)井主要反映常規(guī)水泥膠結(jié)測(cè)井主要反映水泥環(huán)第一界面膠結(jié)狀況水泥環(huán)第一界面膠結(jié)狀況地層水泥環(huán)測(cè)井儀器套管水泥環(huán)測(cè)井儀器TR1R2實(shí)際實(shí)際DST1：3355-3373米米1.1.刮管對(duì)固井質(zhì)量測(cè)井響應(yīng)的影響刮管對(duì)固井質(zhì)量測(cè)井響應(yīng)的影響2.2.地層孔滲性能對(duì)固井質(zhì)量測(cè)井響應(yīng)的影響地層孔滲性能對(duì)固井質(zhì)量測(cè)井響應(yīng)的影響 （1 1）快速地層影響）快速地層影響

10、（2 2）外層套管影響）外層套管影響 （3 3）與地層孔滲性能有關(guān)）與地層孔滲性能有關(guān) （4 4）固井質(zhì)量測(cè)井儀器偏心）固井質(zhì)量測(cè)井儀器偏心快速地層井段的快速地層井段的SBT和和CBL測(cè)井響應(yīng)測(cè)井響應(yīng)雙層套管井段的SBT和CBL測(cè)井響應(yīng)05010015020025030035040005101520253035404550時(shí)間(d)日產(chǎn)量(m3/d)水油驗(yàn)證情況驗(yàn)證情況射開射開m投入原油生產(chǎn)。投入原油生產(chǎn)。50天后，仍然沒有地層水產(chǎn)出。由天后，仍然沒有地層水產(chǎn)出。由此可見，水泥環(huán)層間封隔性能良好。此可見，水泥環(huán)層間封隔性能良好。驗(yàn)竄實(shí)例驗(yàn)竄實(shí)例10.3 薄水泥薄水泥環(huán)的固井質(zhì)環(huán)的固井質(zhì)量測(cè)井響

11、應(yīng)量測(cè)井響應(yīng)CBLBR評(píng)價(jià)結(jié)論20%0.8優(yōu)20%CBL40%0.5BR0.8中等（合格）40%0.5差（不合格）（1）測(cè)井時(shí)與驗(yàn)竄時(shí)的膠結(jié)強(qiáng)度可能不一致）測(cè)井時(shí)與驗(yàn)竄時(shí)的膠結(jié)強(qiáng)度可能不一致（2）井下與實(shí)驗(yàn)室的水泥強(qiáng)度可能不一致）井下與實(shí)驗(yàn)室的水泥強(qiáng)度可能不一致11.11. 利用其它資料利用其它資料進(jìn)行固井質(zhì)量評(píng)價(jià)進(jìn)行固井質(zhì)量評(píng)價(jià)反射系數(shù)1212ZZZZR透過系數(shù)1222ZZZT泥漿套管水泥主要測(cè)井儀器主要測(cè)井儀器CET和和PET2. USI和和CAST3. 伽馬伽馬測(cè)井伽馬伽馬測(cè)井 套管壁厚內(nèi)的套管壁厚內(nèi)的多次反射波呈指數(shù)多次反射波呈指數(shù)衰減，且衰減的速衰減，且衰減的速度與套管外表面膠度與套

12、管外表面膠結(jié)的水泥的聲阻抗結(jié)的水泥的聲阻抗Z關(guān)系密切。由此關(guān)系密切。由此可反演管外水泥膠可反演管外水泥膠結(jié)狀況。結(jié)狀況。 聲阻抗（106MKS） 0 2000 4000 6000 8000 10000 0 2 4 6 8 10 輕質(zhì)水泥 純凈水泥 H 級(jí)水泥 G 級(jí)水泥 平均梯度 抗壓強(qiáng) 度（ psi） 原始圖像原始圖像成果圖像成果圖像水泥水泥液體液體充氣或干的微間隙充氣或干的微間隙常規(guī)密度水泥常規(guī)密度水泥低密度水泥低密度水泥02468Z ( Mrayl)固固/液識(shí)別門檻液識(shí)別門檻最大聲阻抗最大聲阻抗+/- 0.5 氣氣/液識(shí)別門檻液識(shí)別門檻處理標(biāo)志, 偏心, CCL, GR套管截面原始水泥膠

13、結(jié)圖水泥膠結(jié)解釋成果圖膠結(jié)指數(shù)聲阻抗鉆井液污染擴(kuò)徑套管偏心氣體侵入環(huán)空套管居中射孔后套管磨損反射波法探測(cè)固井質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)與不足反射波法探測(cè)固井質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)與不足1. 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：（1）縱向和環(huán)向分辨率高；）縱向和環(huán)向分辨率高；（2）受微環(huán)隙影響比受微環(huán)隙影響比CBL和和SBT小。小。2. 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：（1）沒有反映第二界面膠結(jié)狀況的信息；）沒有反映第二界面膠結(jié)狀況的信息；（2）測(cè)量效果明顯受儀器偏心和鉆井液密測(cè)量效果明顯受儀器偏心和鉆井液密度影響。度影響。USI + CBL/VDL 水泥膠結(jié)水泥膠結(jié)成果圖成果圖USIBIVDLUSIBIVDLWith pressureWithout pressur

14、eUSI CBL 目的：探測(cè)水泥環(huán)的密度目的：探測(cè)水泥環(huán)的密度11.3 11.3 伽馬密度測(cè)井伽馬密度測(cè)井A A、GRGR探頭探頭 B B、密度探頭密度探頭C C、厚度探頭厚度探頭1 1、GRGR計(jì)數(shù)曲線計(jì)數(shù)曲線2 2、兩條水泥密度計(jì)數(shù)曲線、兩條水泥密度計(jì)數(shù)曲線S1S1、S2S23 3、水泥平均密度計(jì)數(shù)曲線水泥平均密度計(jì)數(shù)曲線IntInt4 4、套管壁厚計(jì)數(shù)曲線套管壁厚計(jì)數(shù)曲線H H (1)(1)Mev); (2)(2) 一個(gè)源距為0.21米的厚度伽馬射線探測(cè)器; (3)(3) 伽馬密度探頭; (4)一個(gè)源距為0.72米綜合伽馬射線探頭;A AB BC C 平均填充介質(zhì)密度能夠反映水泥的膠平均

15、填充介質(zhì)密度能夠反映水泥的膠結(jié)程度，數(shù)值越高，越接近水泥密度，固結(jié)程度，數(shù)值越高，越接近水泥密度，固井質(zhì)量越好。井質(zhì)量越好。 平均填充介質(zhì)密度越低，甚至接近泥平均填充介質(zhì)密度越低，甚至接近泥漿密度，水泥膠結(jié)越差，甚至為自由套管。漿密度，水泥膠結(jié)越差，甚至為自由套管。 利用平均填充介質(zhì)密度資料，并結(jié)合利用平均填充介質(zhì)密度資料，并結(jié)合聲波變密度測(cè)井，能夠評(píng)價(jià)第二界面的水聲波變密度測(cè)井，能夠評(píng)價(jià)第二界面的水泥膠結(jié)狀況。泥膠結(jié)狀況。 1 1. .確定套管相對(duì)于井壁的偏心率等。確定套管相對(duì)于井壁的偏心率等。 2 2. .可以定性地區(qū)別微間隙與水泥缺失，可以定性地區(qū)別微間隙與水泥缺失，克服了單純使用聲波測(cè)

16、井不能識(shí)別微環(huán)的克服了單純使用聲波測(cè)井不能識(shí)別微環(huán)的缺點(diǎn)。缺點(diǎn)。自由套管自由套管一界面完全膠結(jié)，二界面完全膠結(jié)一界面完全膠結(jié)，二界面完全膠結(jié)MAK-II-MAK-II-測(cè)井綜合解釋成果圖測(cè)井綜合解釋成果圖 聲波聲波-伽馬密度測(cè)井伽馬密度測(cè)井 一界面部分膠結(jié)，二界面不確定一界面部分膠結(jié)，二界面不確定MAK-II-MAK-II-測(cè)井綜合解釋成果圖測(cè)井綜合解釋成果圖若套管外環(huán)空中 ave，則在相應(yīng)井段存在接觸類型的膠結(jié)問題（即水泥環(huán)與套管之間有微間隙存在） 聲波聲波-伽馬密度測(cè)井伽馬密度測(cè)井12. 12. 固井質(zhì)量工程判別固井質(zhì)量工程判別12.1 12.1 生產(chǎn)測(cè)井用于評(píng)價(jià)固井質(zhì)量生產(chǎn)測(cè)井用于評(píng)價(jià)固

17、井質(zhì)量 噪聲測(cè)井噪聲測(cè)井 如果點(diǎn)測(cè)的噪聲測(cè)井曲線響應(yīng)處于背如果點(diǎn)測(cè)的噪聲測(cè)井曲線響應(yīng)處于背景噪聲水平，表明套管外不存在流體竄通景噪聲水平，表明套管外不存在流體竄通。如果測(cè)井曲線明顯高于背景噪聲水平，。如果測(cè)井曲線明顯高于背景噪聲水平，則測(cè)井曲線峰值點(diǎn)對(duì)應(yīng)于管外的流體流出則測(cè)井曲線峰值點(diǎn)對(duì)應(yīng)于管外的流體流出或流入深度點(diǎn)。這表明，套管外固井質(zhì)量或流入深度點(diǎn)。這表明，套管外固井質(zhì)量存在問題。存在問題。 這種測(cè)井有效性的前提是，套管外環(huán)這種測(cè)井有效性的前提是，套管外環(huán)空不僅存在水泥膠結(jié)問題，而且由于存在空不僅存在水泥膠結(jié)問題，而且由于存在層間壓差管外環(huán)空正在發(fā)生流體竄流。層間壓差管外環(huán)空正在發(fā)生流體竄

18、流。2000300040005000600070000.11102 0 0 02 5 0 03 0 0 03 5 0 04 0 0 04 5 0 05 0 0 002 04 06 08 01 0 01 2 05500600065007000050100150深度（英尺）噪聲幅度，mV2000300040005000600070000.11102 0 0 02 5 0 03 0 0 03 5 0 04 0 0 04 5 0 05 0 0 002 04 06 08 01 0 01 2 05500600065007000050100150深度（英尺）噪聲幅度，mV放射性示蹤測(cè)井放射性示蹤測(cè)井 在注水

19、的條件下，將混拌有放射性示蹤在注水的條件下，將混拌有放射性示蹤劑的活性液投放在井內(nèi)目的層上方距目的層劑的活性液投放在井內(nèi)目的層上方距目的層100100m200200m的地方。該距離隨注入水流速的地方。該距離隨注入水流速的增大而增大。放射性示蹤劑通過射孔層段的增大而增大。放射性示蹤劑通過射孔層段進(jìn)入套管外的竄槽部位。然后，用清水洗去進(jìn)入套管外的竄槽部位。然后，用清水洗去套管內(nèi)殘留的活性液，并進(jìn)行伽馬測(cè)井。套管內(nèi)殘留的活性液，并進(jìn)行伽馬測(cè)井。 如果某個(gè)伽馬測(cè)量井段中，注入活性液如果某個(gè)伽馬測(cè)量井段中，注入活性液后的放射性測(cè)井曲線大大高于注入前的伽馬后的放射性測(cè)井曲線大大高于注入前的伽馬測(cè)井曲線（本

20、底），則該井段套管外環(huán)空存測(cè)井曲線（本底），則該井段套管外環(huán)空存在因水泥膠結(jié)缺陷引起的竄槽，即固井質(zhì)量在因水泥膠結(jié)缺陷引起的竄槽，即固井質(zhì)量存在問題。存在問題。中子壽命測(cè)井中子壽命測(cè)井 首先測(cè)量一條中子壽命測(cè)井參考曲線首先測(cè)量一條中子壽命測(cè)井參考曲線（本底），然后把加入硼酸等強(qiáng)熱中子吸（本底），然后把加入硼酸等強(qiáng)熱中子吸收劑的流體，釋放在需要證實(shí)是否存在通收劑的流體，釋放在需要證實(shí)是否存在通過水泥環(huán)竄流的地層流體進(jìn)入管外環(huán)空的過水泥環(huán)竄流的地層流體進(jìn)入管外環(huán)空的出口處，并再進(jìn)行一次中子壽命測(cè)井。出口處，并再進(jìn)行一次中子壽命測(cè)井。 比較這兩次中子壽命測(cè)井曲線，如果比較這兩次中子壽命測(cè)井曲線，如果發(fā)現(xiàn)與壓入工作液的射孔井段鄰近的某個(gè)發(fā)現(xiàn)與壓入工作液的射孔井段鄰近的某個(gè)井段，出現(xiàn)注硼后測(cè)量曲線大大高于注硼井段，出現(xiàn)注硼后測(cè)量曲線大大高于注硼前的現(xiàn)象，則表明該井段套管外水泥環(huán)膠前的現(xiàn)象，則表明該井段套管外水泥環(huán)膠結(jié)質(zhì)量存在問題。結(jié)質(zhì)量存在問題。氧活化測(cè)井氧活化測(cè)井 在井筒內(nèi)無流體流動(dòng)的井段，定點(diǎn)在井筒內(nèi)無流體流動(dòng)的井段，定點(diǎn)