固井質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)

1、固井質(zhì)量綜合評(píng)價(jià) 固井質(zhì)量評(píng)價(jià)方法宣貫1/223致謝 主要內(nèi)容序言1. 集體智慧2. 固井質(zhì)量備受關(guān)注4. 編寫基本標(biāo)準(zhǔn)5. 編寫主要依據(jù)3. 固井質(zhì)量評(píng)價(jià)方法介紹6. 創(chuàng)新點(diǎn)7. 固井施工質(zhì)量評(píng)價(jià)8. CBL/VDL固井質(zhì)量評(píng)價(jià)9. SBT固井質(zhì)量評(píng)價(jià)10. 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)介紹12. 固井質(zhì)量工程判別技術(shù)2/223 前 言 在石油鉆標(biāo)委精心指導(dǎo)和組織下，在中石油、中石化和中海油三大油企業(yè)大力支持下，石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)固井質(zhì)量評(píng)價(jià)方法已于7月3日公布。石油鉆標(biāo)委對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)宣貫尤其重視，要求在宣貫之前，編寫宣貫講義、幻燈片、圖板公式演示軟件并在現(xiàn)場(chǎng)試運(yùn)行?，F(xiàn)

2、在展示幻燈片就是依據(jù)上述要求編寫。3/223主要目說明本標(biāo)準(zhǔn)編寫基本標(biāo)準(zhǔn) ： 固井質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)； 針對(duì)國內(nèi)技術(shù)情況提出固井施工質(zhì)量評(píng)價(jià)方法； 與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌； 比企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)略微寬松。 說明本標(biāo)準(zhǔn)各種評(píng)價(jià)指標(biāo)依據(jù) 介紹固井質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，尤其是綜合評(píng)價(jià) 說明本標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)新點(diǎn)聽取寶貴意見 4/223 本標(biāo)準(zhǔn)編寫主要意義一、以前固井質(zhì)量評(píng)價(jià)方法需要改進(jìn) 長久以來，人們習(xí)慣于僅利用相對(duì)聲幅和固定指標(biāo)評(píng)價(jià)固井質(zhì)量。這種評(píng)價(jià)指標(biāo)是基于以前慣用7套管固井和3英尺（或1米）源距相對(duì)聲幅理論研究、試驗(yàn)研究及現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)制訂。但實(shí)際套管尺寸改變很大，聲幅測(cè)量源距也不統(tǒng)一。通常，只要試油或油氣開采過程中未出現(xiàn)異常情況，就不會(huì)討

3、論水泥環(huán)層間封隔性能，更沒有制訂水泥環(huán)層間封隔性能評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。這就易于出現(xiàn)無據(jù)可依、因人而異和誤評(píng)價(jià)局面。 固井施工統(tǒng)計(jì)從另一個(gè)主要側(cè)面反應(yīng)固井質(zhì)量，但一直為固井質(zhì)量評(píng)價(jià)過程所忽略。5/223二、反應(yīng)技術(shù)進(jìn)步結(jié)果 固井工藝、固井質(zhì)量測(cè)井技術(shù)和評(píng)價(jià)方法在不停進(jìn)步。 伴隨油氣勘探開發(fā)難度加大和科學(xué)技術(shù)不停進(jìn)步，固井作業(yè)承包商追求固井效果和效益，研究和應(yīng)用新設(shè)備、新工藝和新材料，測(cè)井企業(yè)采取新固井質(zhì)量測(cè)井儀器和各具特色固井質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。 研究和現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)表明，固井質(zhì)量測(cè)井存在地球物理探測(cè)共同弱點(diǎn)多解性。只有在理想條件下，僅利用CBL曲線就就能夠正確評(píng)價(jià)固井質(zhì)量。多數(shù)情況下，固井質(zhì)量測(cè)井響應(yīng)受固井質(zhì)量以外

4、其它原因影響或干擾。水泥環(huán)層間封隔性能除了與水泥膠結(jié)情況相關(guān)外，還與其它各種原因相關(guān)。另外，當(dāng)前固井質(zhì)量測(cè)井都或多或少地存在著不足。6/223三、借鑒國外先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn) 固井質(zhì)量評(píng)價(jià)是多家企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營交界面，評(píng)價(jià)結(jié)果產(chǎn)生影響時(shí)間長、經(jīng)濟(jì)總量大。過去在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)條件下就經(jīng)常是油田各部門爭(zhēng)議焦點(diǎn)。在新市場(chǎng)關(guān)系下，甲乙方矛盾愈加聚集。 國外先進(jìn)技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)值得借鑒。7/223四、提升固井質(zhì)量評(píng)價(jià)水平，對(duì)油企業(yè)和技術(shù)服務(wù)企業(yè)都含有重大意義 對(duì)于以油氣勘探開發(fā)效益為基本出發(fā)點(diǎn)油企業(yè)來說，固井是油氣井建井關(guān)鍵步驟，也是確保油氣井生產(chǎn)壽命關(guān)鍵所在。固井質(zhì)量對(duì)油氣田勘探開發(fā)效益和油氣田開發(fā)產(chǎn)能建設(shè)，含有十分

5、主要意義。固井質(zhì)量關(guān)鍵問題是水泥環(huán)層間封隔性能。近年來，在重點(diǎn)井試油或投入生產(chǎn)之前，勘探開發(fā)部門都十分重視固井質(zhì)量，要求測(cè)井解釋人員給出水泥環(huán)層間封隔確實(shí)切結(jié)論，方便為實(shí)施分層測(cè)試和分層開采提供決議依據(jù)。假如固井質(zhì)量誤評(píng)價(jià)，就可能造成試油資料和生產(chǎn)動(dòng)態(tài)錯(cuò)誤分析，從而耽擱油氣層發(fā)覺或造成無須要昂貴費(fèi)時(shí)驗(yàn)竄和補(bǔ)擠水泥作業(yè)。 固井設(shè)計(jì)和施工單位是經(jīng)過固井質(zhì)量評(píng)價(jià)來了解固井設(shè)計(jì)和施工效果。假如原本固井質(zhì)量合格作業(yè)評(píng)價(jià)為“不合格”，固井企業(yè)必定修改固井設(shè)計(jì)。而原本固井質(zhì)量不合格作業(yè)將被評(píng)價(jià)為“合格”，固井企業(yè)必定認(rèn)為當(dāng)前固井設(shè)計(jì)和施工工藝是可行。所以，固井質(zhì)量誤評(píng)價(jià)將在鄰井造成固井問題。亟需：突破過去，

6、大膽創(chuàng)新，建立一套新固井質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。8/223 1. 集體智慧9/223 本標(biāo)準(zhǔn)由石油鉆標(biāo)委立項(xiàng)和歸口，并在鉆井專標(biāo)委（尤其是秘書處）詳細(xì)指導(dǎo)下完成。 編寫組在編寫過程中，得到中石油、中石化和中海油三大企業(yè)（包含中國石油工程技術(shù)研究院、西南石油學(xué)院）相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和教授指導(dǎo)和大力支持。 指導(dǎo)和支持本標(biāo)準(zhǔn)編寫領(lǐng)導(dǎo)和教授，包含鉆井、固井、測(cè)井和采油等專業(yè)。 參加編寫，除了3位主要作者外，還有楊全盛、李寶貴、宋本嶺、楊小珊、陳宗江、劉力平等。10/2232. 固井質(zhì)量備受關(guān)注11/223（一）油田勘探部門主要關(guān)注點(diǎn) 1. 封隔油氣水層方便分層測(cè)試，分層改造作業(yè)，確保層間封隔可靠； 2. 保護(hù)油氣層，使之

7、免遭深入污染； 3. 便于中途測(cè)試，及時(shí)發(fā)覺油氣層。12/223（二）油田采油部門主要關(guān)注點(diǎn)1. 封隔油氣水層方便分層開采和分層注水；2. 保護(hù)油氣層，使之免遭深入污染；3. 在套管和地層之間形成良好封隔，預(yù)防套管腐蝕破壞。13/223（三）鉆井服務(wù)承包商主要關(guān)注點(diǎn) 1. 保護(hù)井壁，封隔復(fù)雜地層以利繼續(xù)鉆進(jìn)； 2. 安裝井控裝置，便于實(shí)施二次井控乃至于三次井控； 3. 懸掛套管； 4. 安全優(yōu)質(zhì)快速完成鉆井作業(yè)。14/223（四）固井服務(wù)承包商主要關(guān)注點(diǎn) 固井企業(yè)關(guān)心固井作業(yè)質(zhì)量是否設(shè)計(jì)要求，以及能否向油企業(yè)交井。 過去，依據(jù)測(cè)井資料評(píng)價(jià)固井質(zhì)量為“合格”或“不合格”，主要基于這個(gè)目標(biāo)。假如固

8、井質(zhì)量“合格”，則該井包含水泥漿配方和施工工藝固井設(shè)計(jì)符合要求，在鄰井中仍可采取。不然，則要修改固井設(shè)計(jì)。 所以，假如固井質(zhì)量誤評(píng)價(jià)，可能將在鄰井造成固井問題。15/2233.固井質(zhì)量評(píng)價(jià)方法內(nèi)容介紹16/223目 次序言引言1 范圍2 規(guī)范性引用文件 3 術(shù)語和定義 4 依據(jù)固井施工作業(yè)統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)施工質(zhì)量 4.1 固井設(shè)計(jì) 4.2 固井施工及統(tǒng)計(jì) 4.3 施工質(zhì)量評(píng)價(jià)17/223目 次（續(xù)）5 水泥環(huán)膠結(jié)質(zhì)量評(píng)價(jià) 5.1 水泥膠結(jié)測(cè)井資料質(zhì)量要求 5.2 水泥膠結(jié)測(cè)井資料采集條件 5.3 無自由套管固井CBL測(cè)井和全波波列測(cè)井資料預(yù)處理 5.4 搜集參考資料 5.5 不能用水泥膠結(jié)測(cè)井資料評(píng)價(jià)

9、兩種特殊膠結(jié)情況判斷 5.6 只能用于定性評(píng)價(jià)水泥膠結(jié)測(cè)井資料所受影響原因識(shí)別 5.7 水泥膠結(jié)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換方法 5.8 膠結(jié)比轉(zhuǎn)換方法 5.9 常規(guī)密度水泥固井質(zhì)量評(píng)價(jià) 5.10 低密度水泥固井質(zhì)量評(píng)價(jià) 5.11 高密度水泥固井質(zhì)量評(píng)價(jià)18/223目 次（續(xù)）6 固井質(zhì)量工程判別 6.1 生產(chǎn)測(cè)井找竄 6.2 工程驗(yàn)竄 6.3 探水泥塞 6.4 套管試壓7 固井施工質(zhì)量評(píng)定，固井質(zhì)量測(cè)井評(píng)價(jià)和工程驗(yàn)竄關(guān)系19/2234. 編寫基本標(biāo)準(zhǔn)20/223（一） 把當(dāng)前慣用固井質(zhì)量評(píng)價(jià)方法基本上都編寫進(jìn)來，強(qiáng)調(diào)綜合評(píng)價(jià) 本標(biāo)準(zhǔn)把當(dāng)前慣用固井質(zhì)量評(píng)價(jià)方法基本上都編寫了進(jìn)來： 固 井 施 工 記 錄：評(píng)價(jià)固井

10、施工質(zhì)量 固 井 質(zhì) 量 測(cè) 井：基本固井質(zhì)量評(píng)價(jià)伎倆生產(chǎn)測(cè)井和工程驗(yàn)竄：對(duì)固井評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)21/223 本標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)固井質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)，即： （1）在用某種評(píng)價(jià)方法過程中，不是僅僅依據(jù)某一、兩種信息進(jìn)行評(píng)價(jià)，而是搜集齊全并分析本專業(yè)已統(tǒng)計(jì)相關(guān)資料，實(shí)現(xiàn)專業(yè)內(nèi)綜合評(píng)價(jià)； （2）在主要應(yīng)用某種固井質(zhì)量評(píng)價(jià)方法時(shí)候，依據(jù)各種信息反應(yīng)固井質(zhì)量相關(guān)程度，充分占有和有分析地利用其它評(píng)價(jià)方法用到資料或評(píng)價(jià)結(jié)果等一切相關(guān)資料，實(shí)現(xiàn)跨專業(yè)綜合評(píng)價(jià)； （3）在難度大情況下，以固井質(zhì)量測(cè)井響應(yīng)為主，綜合應(yīng)用各種固井質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，實(shí)現(xiàn)各種方法綜合評(píng)價(jià)。 固井質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)需要各相關(guān)專業(yè)相互合作、相互學(xué)習(xí)和相互融合，需

11、要固井評(píng)價(jià)人員含有更全方面更全方面專業(yè)素質(zhì)。22/223 （二）努力與國際通例接軌 本標(biāo)準(zhǔn)在固井質(zhì)量評(píng)價(jià)方法方面盡可能吸收了國外先進(jìn)結(jié)果。 在思維和管理層面上努力與國際通例接軌。詳細(xì)地說，就是將固井作業(yè)結(jié)果看成是“產(chǎn)品”。固井承包商在經(jīng)過一系列高質(zhì)量作業(yè)后，技術(shù)能力取得油企業(yè)認(rèn)可。經(jīng)過施工統(tǒng)計(jì)評(píng)定施工質(zhì)量到達(dá)“合格”而且依據(jù)固井質(zhì)量測(cè)井資料評(píng)價(jià)為“優(yōu)”，除油氣開發(fā)相關(guān)部門有尤其要求外，后續(xù)固井施工能夠依據(jù)井別情況抽樣測(cè)量甚至免去固井質(zhì)量測(cè)井，而更多地利用施工統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)質(zhì)量，以此與油企業(yè)實(shí)現(xiàn)“雙贏”。 23/223（三） 編寫固井質(zhì)量測(cè)井評(píng)價(jià)方法，基于長久應(yīng)用研究且當(dāng)前廣泛使用測(cè)井資料 長久以來，

12、絕大多數(shù)探井、評(píng)價(jià)井和生產(chǎn)井都采取CBL測(cè)井，積累了豐富評(píng)價(jià)經(jīng)驗(yàn)。未來在能夠預(yù)見較長時(shí)間里，這些儀器仍將是我國油田固井質(zhì)量評(píng)價(jià)主要測(cè)量工具。與CBL測(cè)井基本原理相同SBT測(cè)井，在不少陸地油田用得較多，在中國海上油氣田用得較為廣泛。針對(duì)這些測(cè)井，國內(nèi)外進(jìn)行了大量理論研究和試驗(yàn)研究，同時(shí)積累了大量現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。全部這些，是編寫本標(biāo)準(zhǔn)堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。 利用反射波探測(cè)水泥膠結(jié)質(zhì)量新測(cè)井方法如CET測(cè)井、USI測(cè)井和CAST測(cè)井等，當(dāng)前國內(nèi)極少用，積累經(jīng)驗(yàn)和資料也極少，暫時(shí)尚無法制訂評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。未來，伴隨這些新技術(shù)廣泛應(yīng)用以及研究資料和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)豐富，在作為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“固井質(zhì)量評(píng)價(jià)方法”中，能夠增加這一部分內(nèi)容。

13、24/223（四）既便于現(xiàn)場(chǎng)快速評(píng)價(jià)，也便于定量評(píng)價(jià) 本標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)附有一系列固井質(zhì)量解釋圖板，并給出了每一張圖板使用說明，方便于現(xiàn)場(chǎng)快速固井質(zhì)量評(píng)價(jià)。 利用本標(biāo)準(zhǔn)給出測(cè)井響應(yīng)與水泥膠結(jié)強(qiáng)度和膠結(jié)比關(guān)系式，能夠進(jìn)行固井質(zhì)量定量評(píng)價(jià)。 已經(jīng)研制了一套上述圖板和公式演示軟件，方便使用者對(duì)本標(biāo)準(zhǔn)了解和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。演示軟件中還給出了固井質(zhì)量測(cè)井資料質(zhì)量控制方法。25/223（五）評(píng)價(jià)指標(biāo)既盡可能簡(jiǎn)單，又適合不一樣套管尺寸、不一樣水泥漿密度和不一樣廠家測(cè)井儀器 中國石油天然氣總企業(yè)1990年提議固井質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為 若相對(duì)聲幅15%，則固井質(zhì)量為“優(yōu)”； 若相對(duì)聲幅=15%30%，則固井質(zhì)量為“合格”； 若相對(duì)聲

14、幅30%，則固井質(zhì)量為“不合格”。 實(shí)事求是地說，這套評(píng)價(jià)指標(biāo)歷史貢獻(xiàn)巨大。 實(shí)踐證實(shí)，它最適合于過去廣泛使用7套管固井質(zhì)量評(píng)價(jià)。這套評(píng)價(jià)指標(biāo)是在7套管固井質(zhì)量測(cè)井響應(yīng)與大量驗(yàn)證基礎(chǔ)上制訂。 十多年來，固井質(zhì)量評(píng)價(jià)理論和應(yīng)用研究，又有了長足進(jìn)步。研究表明，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)還考慮了套管尺寸、測(cè)量源距和水泥密度對(duì)相對(duì)聲幅和聲波衰減率影響。 26/223 本標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過以下方法處理了上述各種原因影響問題，而且使評(píng)價(jià)指標(biāo)便于現(xiàn)場(chǎng)使用： (1)聲幅測(cè)井CBL評(píng)價(jià)以0.914m或1m源距為基礎(chǔ),兼顧其它源距。 國內(nèi)油田聲幅測(cè)井絕大多數(shù)采取0.914m(3英尺)或1m源距。國內(nèi)還有少數(shù)油田采取其它源距測(cè)量聲幅。 理論和

15、試驗(yàn)表明，對(duì)于套管外相同水泥膠結(jié)強(qiáng)度，測(cè)量源距不一樣，聲波幅度測(cè)井響應(yīng)規(guī)律差異顯著。為此，在附錄中給出了不一樣源距下聲幅轉(zhuǎn)換膠結(jié)強(qiáng)度修正系數(shù)k。源距 ( m )源距 ( ft )k a 0.9143.0001.00001.0003.2810.80791.2194.0000.43991.5004.9210.22881.5245.0000.2243a k值適用范圍為0.914m1.524m（3ft5ft）。 27/223聲波幅度，毫伏聲波衰減率，dB/ft源距6ft源距3ft源距不一樣源距相對(duì)聲幅對(duì)水泥膠結(jié)敏感性28/223源距對(duì)相對(duì)聲幅影響29/223 （2）在使用解釋圖板和解釋標(biāo)準(zhǔn)之前，要求將

16、套管波聲幅曲線標(biāo)準(zhǔn)化，轉(zhuǎn)化為相對(duì)聲幅。 比如，對(duì)于以“毫伏”（mV）為單位聲幅曲線，應(yīng)轉(zhuǎn)換成以自由段套管為100%相對(duì)聲幅曲線：式中： A計(jì)算深度點(diǎn)聲幅值，單位為毫伏（mV）； Afp自由段套管聲幅值，單位為毫伏（mV）； U相對(duì)聲幅值，單位為分?jǐn)?shù)（%）。 30/223套管外徑 自由套管聲幅值（mV） (mm)(in.)127577139.75-1/271177.8761193.77-5/859244.59-5/852273.110-3/450斯侖貝謝CBL測(cè)井自由套管聲幅值 31/223 （3）用膠結(jié)比和水泥膠結(jié)強(qiáng)度評(píng)價(jià)固井質(zhì)量。 CBL測(cè)井值與測(cè)量源距和套管尺寸相關(guān)，假如直接用CBL曲線評(píng)

17、價(jià)固井質(zhì)量，就易于出現(xiàn)評(píng)價(jià)錯(cuò)誤。本標(biāo)準(zhǔn)要求，首先將CBL曲線轉(zhuǎn)化為與套管尺寸和測(cè)量源距無關(guān)膠結(jié)比和水泥膠結(jié)強(qiáng)度，然后依據(jù)相關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)來評(píng)價(jià)固井質(zhì)量。 膠結(jié)指數(shù)：膠結(jié)比：32/223聲波幅度膠結(jié)比轉(zhuǎn)換圖板 0.110000.20.40.60.811.2膠結(jié)比110聲波幅度（%或mV）BA33/223CBL解釋圖板（4）將CBL解釋圖板和SBT解釋圖板公式化，全方面考慮套管外徑、套管厚度和測(cè)井測(cè)量源距影響。 34/223SBT解釋圖板35/223膠結(jié)比和膠結(jié)強(qiáng)度選擇選擇 膠結(jié)比：低密度水泥 或（和）薄水泥環(huán)選擇膠結(jié)強(qiáng)度：常規(guī)密度水泥， 且 水泥環(huán)厚度大于3/4英寸；36/223（5）現(xiàn)場(chǎng)能夠經(jīng)過評(píng)

18、價(jià)指標(biāo)和解釋圖板，進(jìn)行固井質(zhì)量快速評(píng)價(jià)。（6）膠結(jié)比和膠結(jié)強(qiáng)度以及對(duì)應(yīng)相對(duì)聲幅和衰減率評(píng)價(jià)指標(biāo)，也能夠依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)中公式得到，方便定量評(píng)價(jià)。 37/223膠結(jié)“優(yōu)”聲幅（0.914m源距）上限101.6mm (4)304.8mm (12)152.4mm (6)203.2mm (8)254.0mm (10)聲幅（）套管壁厚（mm）38/223（7）薄層水泥環(huán) 固井質(zhì)量測(cè)井 響應(yīng)校正39/223 國內(nèi)有很多油田在開發(fā)井中采取外徑為5-1/2壁厚為7.72mm套管固井。采取壁厚薄于9mm套管固井是近年來新事物,而且套管壁厚范圍較為單一,無法建立薄壁套管固井評(píng)價(jià)指標(biāo)與套管壁厚關(guān)系。綜合考慮套管尺寸影響和

19、各油田現(xiàn)用薄壁套管固井評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，將套管壁厚小于9mm情況下相對(duì)聲幅評(píng)價(jià)指標(biāo)按固定值處理（即評(píng)價(jià)指標(biāo)不隨壁厚改變），且與壁厚為9mm套管評(píng)價(jià)指標(biāo)相同。薄層套管固井聲波幅度評(píng)價(jià)指標(biāo)40/223 薄層水泥環(huán)條件下由聲幅轉(zhuǎn)換為膠結(jié)比膠結(jié)比聲波幅度（mV）1/23/441/223 為了節(jié)約成本，油企業(yè)總是考慮盡可能地簡(jiǎn)化井身結(jié)構(gòu)，按幾年前或十幾年前方案，要采取多層套管完井開發(fā)井，現(xiàn)在采取長井段中間變徑單層套管固井，往往沒有自由段套管。 SBT測(cè)井衰減率測(cè)量不需要自由段套管刻度，故可直接用于無自由段套管固井評(píng)價(jià)。 因?yàn)闆]有了供100%相對(duì)聲幅刻度之用自由段套管，CBL測(cè)井曲線只有隨深度改變相對(duì)大小意義，而

20、無法直接用于膠結(jié)評(píng)價(jià)。這是多年來固井質(zhì)量測(cè)井和固井質(zhì)量評(píng)價(jià)一大難題。 本標(biāo)準(zhǔn)思緒是，對(duì)無自由段套管進(jìn)行固井質(zhì)量評(píng)價(jià)前，利用膠結(jié)最好井段CBL值和水泥抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)值刻度測(cè)井響應(yīng)。（六）要求了無自由段套管固井評(píng)價(jià)方法 42/223（七）采取膠結(jié)比評(píng)價(jià)，突出水泥膠結(jié)情況、方便現(xiàn)場(chǎng)快速評(píng)價(jià)和低密度水泥評(píng)價(jià) 過去，除了直接用套管聲波幅度評(píng)價(jià)固井質(zhì)量外，還慣用膠結(jié)指數(shù)。試驗(yàn)證實(shí)： （1）膠結(jié)指數(shù)與水泥環(huán)所占套管圓周百分比成正比； （2）自由套管井段聲波衰減率不為零，而且在任意水泥膠結(jié)情況下聲波衰減率中都疊加了自由套管衰減率，即在膠結(jié)指數(shù)中，引入了一個(gè)與水泥膠結(jié)無關(guān)原因。這就是膠結(jié)指數(shù)曲線截距總是不為零原因

21、。 在低密度水泥固井條件下，套管聲波衰減率所占百分比將顯著提升。換言之，與水泥膠結(jié)無關(guān)套管原因所占比重顯著上升，截距將顯著增大。43/223 引入膠結(jié)比后，消除了套管影響，理論上與水泥密度無關(guān)，僅反應(yīng)水泥膠結(jié)程度，且仍與水泥環(huán)占套管圓周百分比成正比，更能單純地表達(dá)水泥膠結(jié)情況，理論上與水泥溝槽情況下水泥環(huán)向覆蓋率一致。另外，BR還能夠經(jīng)過查圖板直接求得。相比之下，先要用圖板將聲波幅度轉(zhuǎn)化為衰減率后才能計(jì)算膠結(jié)指數(shù)，用膠結(jié)比顯得簡(jiǎn)捷，便于現(xiàn)場(chǎng)快速評(píng)價(jià)。 因?yàn)樘坠苈暡ū尘?，膠結(jié)指數(shù)與水泥充填率不一致。在水泥膠結(jié)不好條件下，膠結(jié)指數(shù)受水泥密度影響顯著。這是本標(biāo)準(zhǔn)選取膠結(jié)比評(píng)價(jià)水泥膠結(jié)情況原因之一。另

22、外一個(gè)原因是，能夠使常規(guī)密度水泥固井與低密度水泥固井評(píng)價(jià)指標(biāo)含有一致性。或44/223膠結(jié)比和膠結(jié)指數(shù)對(duì)比 45/223 在常規(guī)密度水泥固井條件下，把反應(yīng)慣用尺寸套管（外徑7壁厚0.408）固井幾個(gè)測(cè)井評(píng)價(jià)指標(biāo)（相對(duì)聲幅、膠結(jié)比和膠結(jié)強(qiáng)度）統(tǒng)一起來，其余尺寸套管對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)依這類推。依據(jù)水泥膠結(jié)強(qiáng)度指標(biāo)和SBT解釋圖板，可很輕易地將SBT衰減率評(píng)價(jià)指標(biāo)與相對(duì)聲幅和膠結(jié)比統(tǒng)一起來。外徑7壁厚0.408套管固井幾個(gè)測(cè)井評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)比 對(duì)于其它尺寸套管固井來說，水泥膠結(jié)強(qiáng)度和膠結(jié)比評(píng)價(jià)指標(biāo)都是不變，只有相對(duì)聲幅是隨套管尺寸改變。（八）把外徑7壁厚0.408套管固井幾個(gè)測(cè)井評(píng)價(jià)指標(biāo)統(tǒng)一起來相對(duì)聲幅（%）

23、水泥膠結(jié)強(qiáng)度（psi）膠結(jié)比評(píng)價(jià)結(jié)論302000.5差（不合格50.8中等（合格）157130.8優(yōu)46/223 在本標(biāo)準(zhǔn)中，第二界面（水泥環(huán)與地層或外層套管之間膠結(jié)面）膠結(jié)情況是依據(jù)VDL來進(jìn)行評(píng)價(jià)。這種評(píng)價(jià)即使只是定性，但要求解釋人員含有對(duì)應(yīng)聲波知識(shí)和較豐富現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)。 當(dāng)前，因?yàn)檎J(rèn)識(shí)水平和測(cè)井儀器探測(cè)能力限制，第二界面膠結(jié)情況評(píng)價(jià)只能是定性。本標(biāo)準(zhǔn)中暫時(shí)沒有編寫第二界面定量評(píng)價(jià)方法。 （九）僅編寫了第二界面膠結(jié)情況定性評(píng)價(jià)方法47/223（十）固井質(zhì)量評(píng)價(jià)中常見難點(diǎn)分析 本標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)測(cè)井資料能夠處理問題程度，將經(jīng)常碰到較難分析水泥膠結(jié)測(cè)井響應(yīng)分為三類： （1）不能用

24、水泥膠結(jié)測(cè)井資料評(píng)價(jià)兩種特殊膠結(jié)情況： 水泥候凝時(shí)間不足，微環(huán)隙； （2）只能用于定性評(píng)價(jià)水泥膠結(jié)測(cè)井資料： 受快速地層、外層套管、巖性與地層孔滲性能等因 素影響。 （3）無自由段套管固井聲波幅度測(cè)井資料 同時(shí)，專門要求了這些測(cè)井響應(yīng)判斷方法和固井質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。 48/223固井后65小時(shí)測(cè)井，鉆井液密度1.25g/cm349/223固井后80小時(shí)測(cè)井，鉆井液密度1.03g/cm350/223（十一）既要求水泥膠結(jié)評(píng)價(jià)指標(biāo)，也要求水泥環(huán)層間封隔性能評(píng)價(jià)指標(biāo) 水泥環(huán)層間封隔性能對(duì)于油氣勘探開發(fā)都非常主要，受到油企業(yè)高度關(guān)注。 做好水泥環(huán)層間封隔性能評(píng)價(jià)工作是我們責(zé)任。 不過必須注意，水泥環(huán)層間封

25、隔性能評(píng)價(jià)比水泥膠結(jié)評(píng)價(jià)，所負(fù)擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)要高得多。51/223 水泥環(huán)層間封隔不但包括到水泥環(huán)與水泥環(huán)和地層膠結(jié)質(zhì)量、地層流體粘度以及水泥環(huán)層間封隔長度，包括到當(dāng)前固井質(zhì)量測(cè)井儀器探測(cè)能力，還包括到水泥滲透性和相鄰地層間壓差：水泥環(huán)TR1R252/223 水泥環(huán)層間封隔評(píng)價(jià)有利原因： （1）在一個(gè)開發(fā)區(qū)塊里，地層流體粘度和可壓縮系數(shù)B：確知； （2）水泥環(huán)層間封隔長度：利用固井質(zhì)量測(cè)井資料可定量確定； （3）水泥環(huán)滲透性：假如不是微環(huán)隙，主要與第一界面和第二界面膠結(jié)質(zhì)量相關(guān)，依據(jù)固井質(zhì)量測(cè)井資料可定性確定。 水泥環(huán)層間封隔評(píng)價(jià)不利原因： （1）當(dāng)前固井質(zhì)量測(cè)井探測(cè)能力和測(cè)井信息多解性； （2）處于

26、動(dòng)態(tài)改變中相鄰地層間壓差和水泥膠結(jié)情況等原因；使層間封隔性能準(zhǔn)確評(píng)價(jià)相當(dāng)困難。 盡管如此，依據(jù)石油工業(yè)界長久積累理論研究、試驗(yàn)研究結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)評(píng)價(jià)經(jīng)驗(yàn)，給出判斷水泥環(huán)層間流體竄通指標(biāo)，是完全必要。 當(dāng)然，水泥環(huán)層間封隔性能評(píng)價(jià)方法和評(píng)價(jià)指標(biāo)需要在實(shí)踐和繼續(xù)研究過程中，不停加以完善。53/223 二十世紀(jì)90年代以來，中國油氣勘探開發(fā)一個(gè)十分主要領(lǐng)域是物性不好油氣藏。在絕大多數(shù)情況下，開發(fā)這種油氣藏需要對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行水力壓裂。水力壓裂作業(yè)在層間建立了高達(dá)幾十兆帕壓差，對(duì)水泥環(huán)層間封隔性能要求大大提升。 假如地層孔隙中含氣，對(duì)水泥環(huán)層間封隔要求，比孔隙中含油水對(duì)水泥環(huán)要求顯著地要高些。 （十二）表達(dá)水力

27、壓裂和地層流體性質(zhì)對(duì)層間封隔影響54/223 固井作業(yè)和固井質(zhì)量評(píng)價(jià)是實(shí)踐性非常強(qiáng)技術(shù)，所以制訂固井質(zhì)量評(píng)價(jià)方法離不開足夠技術(shù)積累。 常規(guī)密度水泥在我國乃至全世界油田固井作業(yè)中，使用最普遍，使用時(shí)間最長，因而積累理論研究、試驗(yàn)研究和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果最多。所以，本標(biāo)準(zhǔn)在常規(guī)密度水泥固井評(píng)價(jià)方面要求得較為細(xì)致。 我國許多油田還使用低密度水泥和高密度水泥固井。不過，相關(guān)低密度水泥和高密度水泥固井質(zhì)量測(cè)井響應(yīng)規(guī)律和固井質(zhì)量現(xiàn)場(chǎng)評(píng)價(jià)方面研究結(jié)果，當(dāng)前遠(yuǎn)不豐富，所以本標(biāo)準(zhǔn)中相關(guān)要求顯得較為粗略。 （十三）細(xì)致要求常規(guī)密度水泥固井質(zhì)量評(píng)價(jià)，粗略要求低密度和高密度水泥固井質(zhì)量評(píng)價(jià)55/223 依據(jù)固井施工過程統(tǒng)計(jì)

28、相關(guān)鉆井液性能、水泥漿性能、施工工藝和候凝方式等，來評(píng)定固井施工質(zhì)量。 不過，在這種施工評(píng)價(jià)方法中，對(duì)于施工工藝分析，主要依賴于對(duì)固井施工過程詳細(xì)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)。所以，它需要具備對(duì)于對(duì)應(yīng)參數(shù)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)硬件和軟件。（十四）要求了評(píng)價(jià)固井施工質(zhì)量方法 56/223依據(jù)固井施工作業(yè)統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)施工質(zhì)量 固井施工及統(tǒng)計(jì) 依據(jù)固井施工統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)施工質(zhì)量 鉆井液； 水泥漿； 施工工藝； 施工異常情況； 候凝方式57/223 施工質(zhì)量評(píng)價(jià)注意事項(xiàng) (1)固井施工質(zhì)量評(píng)價(jià)使用條件 (2)不可經(jīng)過固井施工質(zhì)量評(píng)價(jià)情況 水泥實(shí)際返高 套管鞋處固井質(zhì)量58/223 因?yàn)槭托袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)高于石油企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，所以，本標(biāo)準(zhǔn)比絕大部分油田同類

29、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)略顯寬松。這么，各個(gè)油田能夠依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)和油田詳細(xì)情況，制訂并執(zhí)行更為嚴(yán)格也更靠近油田實(shí)際固井質(zhì)量評(píng)價(jià)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。（十五）石油行業(yè)固井質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)于石油企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)略微寬松 59/223 本標(biāo)準(zhǔn)比絕大部分油田同類企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)略顯寬松，主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面： （1）對(duì)固井質(zhì)量測(cè)井儀器居中程度要求； （2）壁厚小于10mm套管固井質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)。60/2235. 編寫主要依據(jù)61/223（一） 引用主要手冊(cè)和其它行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中國石油天然氣總企業(yè)鉆井手冊(cè)（甲方）（石油工業(yè)出版社，1990），已經(jīng)頒布石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如： （1）固井質(zhì)量檢測(cè)儀刻度及評(píng)價(jià)方法（SY/T 6449-） （2）測(cè)井原始資料質(zhì)量要求

30、（SY/T 5132-）； （3）套管柱試壓規(guī)范（SY/T 5467-92），等。 62/223 編寫組由測(cè)井和固井兩個(gè)專業(yè)技術(shù)教授組成，含有扎實(shí)專業(yè)知識(shí)以及多年現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)。 在編寫和修改本標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于固井施工質(zhì)量評(píng)價(jià)方法過程中，在本標(biāo)準(zhǔn)編寫過程中，咨詢過很多教授學(xué)者，得到了全國石油行業(yè)許多教授和學(xué)者指導(dǎo)，同時(shí)搜集了大量國內(nèi)外相關(guān)文件。 吸收了國內(nèi)三大油企業(yè)中石油、中石化和中海油最新技術(shù)和最新認(rèn)識(shí)。 本標(biāo)準(zhǔn)是國內(nèi)石油工業(yè)界對(duì)固井施工質(zhì)量評(píng)價(jià)方法最新總結(jié)。（二）專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)63/223 國外石油企業(yè)做法通常是： （1）任何一口井都要求詳細(xì)統(tǒng)計(jì)施工過程； （2）在一個(gè)開發(fā)區(qū)塊里，開始若干口井要求進(jìn)行固

31、井質(zhì)量測(cè)井，方便檢驗(yàn)固井設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工效果； （3）假如固井質(zhì)量評(píng)價(jià)證實(shí)固井施工都是成功，那么在后續(xù)固井作業(yè)之后，主要經(jīng)過施工統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)施工質(zhì)量，僅要求抽樣進(jìn)行固井質(zhì)量測(cè)井；假如沒有能夠經(jīng)過施工質(zhì)量評(píng)價(jià)，就要求利用水泥膠結(jié)測(cè)井資料評(píng)價(jià)固井質(zhì)量。（三）了解外國石油企業(yè)和油田技術(shù)服務(wù)企業(yè)固井質(zhì)量評(píng)價(jià)方法64/223油田固井技術(shù)服務(wù)企業(yè)做法通常是： （1）固井質(zhì)量從固井設(shè)計(jì)抓起； （2）現(xiàn)場(chǎng)施工嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)進(jìn)行； （3）對(duì)施工過程做多參數(shù)詳細(xì)統(tǒng)計(jì)，了解固井施工是否到達(dá)了固井設(shè)計(jì)要求，并檢驗(yàn)固井設(shè)計(jì)，方便改進(jìn)設(shè)計(jì)或（和）施工。65/223（四）套管懸掛和層間封隔水泥膠結(jié)強(qiáng)度依據(jù) 國內(nèi)外石油工程界認(rèn)為：

32、（1）水泥膠結(jié)強(qiáng)度500psi，足以確保水泥環(huán)對(duì)套管懸掛要求（R.F.Fallis認(rèn)為100psi即可）； （2）水泥膠結(jié)強(qiáng)度1000psi，能夠確保水泥環(huán)對(duì)層間封隔要求。 66/223 多年來，國內(nèi)油田固井質(zhì)量評(píng)價(jià)經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)是， 若CBL15%，固井質(zhì)量為“優(yōu)”； 若CBL=15%30%，固井質(zhì)量為“合格”； 若CBL30%可評(píng)價(jià)為“不合格”。 這套評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是在總結(jié)各油田目標(biāo)層慣用外徑為7壁厚為0.408套管固井測(cè)井響應(yīng)與大量驗(yàn)證基礎(chǔ)上制訂，得到國內(nèi)石油界認(rèn)可。經(jīng)過計(jì)算，這種套管CBL=15%（膠結(jié)“優(yōu)”上限）和CBL=30%（膠結(jié)“差”下限）對(duì)應(yīng)膠結(jié)強(qiáng)度值分別為713psi和200psi。

33、以此為基準(zhǔn)，要求了其它尺寸套管和其它評(píng)價(jià)參數(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)。（五）水泥膠結(jié)強(qiáng)度指標(biāo)依據(jù)67/223 基本思緒：不論套管尺寸怎樣，只要水泥環(huán)膠結(jié)強(qiáng)度相同，水泥膠結(jié)評(píng)價(jià)結(jié)論就相同。 詳細(xì)做法：分別固定水泥膠結(jié)強(qiáng)度713psi和200psi，在給出一系列套管壁厚和外徑后，依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)文本中式5反算出對(duì)應(yīng)相對(duì)聲幅值，就得到了相對(duì)聲幅評(píng)價(jià)指標(biāo)。 （六）常規(guī)密度水泥固井 相對(duì)聲幅評(píng)價(jià)指標(biāo)依據(jù)和計(jì)算68/22301020304050607057911131517套管壁厚（mm）相對(duì)聲幅（%）101.6mm (4)304.8mm (12)152.4mm (6)203.2mm (8)254.0mm (10)膠結(jié)“優(yōu)”聲

34、幅（0.914m源距）上限69/223膠結(jié)“優(yōu)”聲幅（0.914m源距）上限101.6mm (4)304.8mm (12)152.4mm (6)203.2mm (8)254.0mm (10)聲幅（）套管壁厚（mm）70/22301020304050607057911131517相對(duì)聲幅（%）套管壁厚（mm）101.6mm (4)304.8mm (12)152.4mm (6)203.2mm (8)254.0mm (10)膠結(jié)“差”聲幅（0.914m源距）下限71/223膠結(jié)“差”聲幅（0.914m源距）下限101.6mm (4)304.8mm (12)152.4mm (6)203.2mm (8)

35、254.0mm (10)相對(duì)聲幅（%）套管壁厚（mm）72/223（七）推算常規(guī)密度水泥固井SBT衰減率評(píng)價(jià)指標(biāo) 分別固定水泥膠結(jié)強(qiáng)度713psi和200psi，在給出一系列套管壁厚后，可反算出對(duì)應(yīng)水泥膠結(jié)評(píng)價(jià)SBT聲波衰減率指標(biāo)。73/223水泥膠結(jié)評(píng)價(jià)衰減率（dB/ft）指標(biāo) 套管壁厚（in）聲波衰減率（dB/ft）74/223水泥膠結(jié)評(píng)價(jià)衰減率（dB/ft）指標(biāo) 套管壁厚（mm）聲波衰減率中等（合格）差（不合格）優(yōu)0246810（dB/m）（dB/ft）75/223（八）膠結(jié)比評(píng)價(jià)指標(biāo)依據(jù) 除了采取相對(duì)聲幅評(píng)價(jià)固井質(zhì)量外，許多油田還采取膠結(jié)指數(shù)或固井水泥充填率評(píng)價(jià)固井質(zhì)量（表3A，引自固

36、井質(zhì)量檢測(cè)儀器刻度及評(píng)價(jià)方法，SY/T 6449-）。 第一界面膠結(jié)指數(shù)與固井水泥充填率綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)第一界面膠結(jié)指數(shù)固井水泥充填率膠結(jié)情況0.20.2自由管0.20.60.20.7有環(huán)隙出現(xiàn)0.60.80.70.9膠結(jié)良好0.80.9膠結(jié)好76/223 對(duì)于常規(guī)密度水泥固井，能夠推知： （1）當(dāng)CBL=15%時(shí)，水泥膠結(jié)強(qiáng)度為713psi，膠結(jié)比為0.8。 可深入推算，當(dāng)BR=1時(shí)，相對(duì)聲幅為9.3%，膠結(jié)強(qiáng)度為1450psi。 （2）當(dāng)CBL=30%時(shí)，水泥膠結(jié)強(qiáng)度為200psi，膠結(jié)比為0.5。 200psi恰巧就是水泥環(huán)層間出現(xiàn)竄通膠結(jié)強(qiáng)度上限。 考慮到在膠結(jié)比為0.5附近，膠結(jié)指數(shù)比膠

37、結(jié)比高0.07，能夠認(rèn)為，膠結(jié)比0.5等效于膠結(jié)指數(shù)0.6。 應(yīng)該尤其指出，膠結(jié)比和膠結(jié)強(qiáng)度是從不一樣側(cè)面反應(yīng)水泥膠結(jié)質(zhì)量。前者側(cè)重反應(yīng)環(huán)空水泥充填程度或相對(duì)于膠結(jié)最好井段衰減率之比，而后者則側(cè)重反應(yīng)水泥環(huán)界面膠結(jié)質(zhì)量。所以，無法確保這兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)任何尺寸套管在任意膠結(jié)情況下，都是完全一致。77/223（五）層間“竄槽”膠結(jié)強(qiáng)度評(píng)價(jià)依據(jù) 當(dāng)水泥膠結(jié)強(qiáng)度低于200psi時(shí)（實(shí)心點(diǎn)表示驗(yàn)竄后不竄，空心點(diǎn)表示驗(yàn)竄后竄通，半空心點(diǎn)表示驗(yàn)竄后微竄），引發(fā)層間流體竄通可能性極大。所以，本標(biāo)準(zhǔn)中以膠結(jié)強(qiáng)度高于200psi為造成層間流體竄通和膠結(jié)“不合格” 必要條件之一。某油田封隔長度、水泥膠結(jié)強(qiáng)度與層間封

38、隔性能統(tǒng)計(jì)關(guān)系 1101001000100000.11101001000膠結(jié)強(qiáng)度（psi）封隔長度（m）200psi78/223（十）水泥環(huán)層間最小有效封隔長度依據(jù) 國外研究人員經(jīng)過常規(guī)密度水泥固井驗(yàn)竄資料分析發(fā)覺，當(dāng)膠結(jié)指數(shù)為0.8時(shí)層間最小有效封隔長度伴隨套管尺寸增大而增大。國內(nèi)研究人員發(fā)覺，當(dāng)0.6BI0.8時(shí)，只要適當(dāng)加長封隔長度，也能夠?qū)崿F(xiàn)層間封隔。 所以本標(biāo)準(zhǔn)中用BR評(píng)價(jià)層間水泥環(huán)封隔性能。當(dāng)水泥膠結(jié)質(zhì)量很好（即膠結(jié)比大于0.5）時(shí)，膠結(jié)比（BR）與常規(guī)密度水泥固井膠結(jié)指數(shù)（BI）很靠近。本標(biāo)準(zhǔn)要求：假如0.5BR0.8時(shí)，且BRL0.8L0.8（L為實(shí)際封隔長度，L0.8為BR=

39、0.8所要求封隔長度），即BR減小由L增大來賠償。 同理，本標(biāo)準(zhǔn)也要求了最小有效封隔長度與套管外徑和膠結(jié)強(qiáng)度關(guān)系圖板。 79/223國外研究人員給出套管尺寸和最小封隔長度關(guān)系 80/223（十一）水力壓裂條件下 層間封隔長度依據(jù) 1983年, D. D. Fitzgerald等人在90%符合率層間封隔評(píng)價(jià)指南（Guidelines for 90% Accuracy in Zone Isolation Decisions）一文中指出，進(jìn)行水力壓裂所要求水泥環(huán)層間縱向封隔長度是通常封隔長度3倍（見SPE 12141）。 據(jù)了解，這也基本反應(yīng)了國內(nèi)油田經(jīng)驗(yàn)。81/223（十二）低密度水泥固井質(zhì)量評(píng)價(jià)

40、指標(biāo)依據(jù) 國內(nèi)很多油田都使用低密度水泥進(jìn)行固井，并在試驗(yàn)研究和應(yīng)用研究基礎(chǔ)上制訂了低密度水泥固井質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)。這些評(píng)價(jià)指標(biāo)是共同點(diǎn)是：低密度水泥固井質(zhì)量相對(duì)聲幅評(píng)價(jià)指標(biāo)比對(duì)應(yīng)常規(guī)密度水泥固井評(píng)價(jià)指標(biāo)高510個(gè)百分點(diǎn)。相對(duì)聲波幅度（%）評(píng)價(jià)結(jié)論勝利油田中原油田長慶油田202030良好204020403040合格404040差82/223 參考這些油田經(jīng)驗(yàn)，制訂了本標(biāo)準(zhǔn)中低密度水泥固井相對(duì)聲幅評(píng)價(jià)指標(biāo)。 密度為1.301.75g/cm3低密度水泥固井質(zhì)量，也能夠用膠結(jié)比來評(píng)價(jià)。當(dāng)水泥聲阻抗顯著高于鉆井液聲阻抗時(shí)，膠結(jié)比只與水泥環(huán)膠結(jié)情況相關(guān)，而與水泥密度幾乎無關(guān)。所以，膠結(jié)比評(píng)價(jià)指標(biāo)實(shí)際上與常規(guī)密

41、度水泥固井評(píng)價(jià)膠結(jié)比指標(biāo)相同。CBL（%）BR評(píng)價(jià)結(jié)論200.8優(yōu)20400.5 0.8中等（合格）400.5差（不合格） 在水泥膠結(jié)很好時(shí)，膠結(jié)比和膠結(jié)指數(shù)相當(dāng)靠近。所以，在制訂膠結(jié)比評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí)候，參考了國內(nèi)外關(guān)于膠結(jié)指數(shù)與最小封隔長度經(jīng)驗(yàn)。 當(dāng)前各油田還沒有用密度低于1.30 g/cm3水泥來固井，國內(nèi)外這方面研究尚不深入。現(xiàn)在難以制訂對(duì)應(yīng)固井質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)。83/2236. 創(chuàng)新點(diǎn)84/223 1. 制訂固井施工質(zhì)量評(píng)價(jià)方法 2. 制訂水泥環(huán)層間封隔評(píng)價(jià)指標(biāo)體系 3. 水泥膠結(jié)評(píng)價(jià)指標(biāo)考慮套管尺寸和儀器測(cè)量源距 4. 利用膠結(jié)比評(píng)價(jià)水泥膠結(jié)質(zhì)量 5. 強(qiáng)調(diào)固井質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)85/2237.

42、固井施工質(zhì)量評(píng)價(jià)86/223 依據(jù)施工統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià) 依據(jù)固井施工統(tǒng)計(jì)，按對(duì)應(yīng)技術(shù)要求打分，并完成 “固井施工質(zhì)量評(píng)價(jià)表”。 假如得分大于14，則施工質(zhì)量應(yīng)評(píng)定為“合格”；不然，應(yīng)經(jīng)過其它方法檢測(cè)固井質(zhì)量。87/223參 數(shù)技 術(shù) 要 求 得 分 鉆井液屈服值 若m1.3g/cm3，則屈服值5 Pa2 若m1.3g/cm31.8g/cm3，則屈服值1.8g/cm3，則屈服值2循環(huán)周1水泥漿密度波動(dòng)范圍若自動(dòng)混拌水泥漿，則0.025g/cm32若手動(dòng)混拌水泥漿，則0.035g/cm3前置液接觸時(shí)間10min1水泥漿稠化時(shí)間符合設(shè)計(jì)要求2水泥漿濾失量符合設(shè)計(jì)要求1注替漿量符合設(shè)計(jì)要求1注替排量符合設(shè)計(jì)要

43、求1套管扶正器加放符合設(shè)計(jì)要求1活動(dòng)套管是2（獎(jiǎng)勵(lì)a）固井作業(yè)中間間斷時(shí)間3 min1施工過程中復(fù)雜情況無1碰壓是1試壓符合設(shè)計(jì)要求1候凝方式符合設(shè)計(jì)要求1總分?jǐn)?shù) 20 a 在注水泥過程中，若活動(dòng)套管，則獎(jiǎng)勵(lì)2分；未活動(dòng)套管不扣分。 鉆井液水泥漿施工工藝候凝88/223固井施工質(zhì)量評(píng)價(jià)使用條件 （1）固井設(shè)備配置壓力、排量和密度實(shí)時(shí)監(jiān)控、采集和統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)；（2）施工設(shè)計(jì)合格。89/223不可經(jīng)過固井施工質(zhì)量評(píng)價(jià)情況 出現(xiàn)以下情況之一，施工質(zhì)量不可經(jīng)過評(píng)價(jià)，可用其它方法評(píng)價(jià)： a) 施工過程中發(fā)生嚴(yán)重井漏，漏封油氣層； b) 水泥漿出套管鞋后施工間斷時(shí)間超出30min； c)灌香腸或替空； d)套

44、管未下至設(shè)計(jì)井深，造成沉砂口袋不符合設(shè)計(jì)要求； e)固井后環(huán)空冒油、氣、水。90/223水泥實(shí)際返高 油氣層固井設(shè)計(jì)水泥返高應(yīng)超出油氣層頂界150m，實(shí)際封過油氣層頂部不少于50m。其中要求第一界面和第二界面均膠結(jié)合格水泥環(huán)段，淺于m井不少于10m，深于m井不少于20m。 高壓氣井或熱采井應(yīng)全井封固。 91/223套管鞋處固井質(zhì)量 固井施工完成并鉆完套管鞋后，經(jīng)過對(duì)套管鞋處環(huán)空試壓方式來評(píng)價(jià)套管鞋處固井質(zhì)量。92/2238. CBL/VDL固井質(zhì)量評(píng)價(jià)93/223 8.1 測(cè)井儀器94/223套管井及其附近聲波傳輸路徑地層水泥環(huán)測(cè)井儀器套管水泥環(huán)測(cè)井儀器TR1R23ft5ft95/223接收換

45、能器輸出發(fā)射換能器點(diǎn)火初動(dòng)E1E3E2E1 （約50微秒）膠結(jié)差膠結(jié)良好時(shí)間聲波幅度固定門檢測(cè)套管波幅度固定門96/223浮動(dòng)門檢測(cè)套管波傳輸時(shí)間E1E3E2門檻檢測(cè)水平發(fā)射換能器點(diǎn)火幅度傳輸時(shí)間（SRT）時(shí)間97/223 CBL/VDL測(cè)井儀器需要在與目標(biāo)層同尺寸自由套管井段進(jìn)行刻度。若聲幅曲線單位為百分?jǐn)?shù)（%），則自由套管聲幅值應(yīng)該為95100%。若聲幅曲線單位為毫伏（mV），則不一樣外徑套管自由套管聲幅值必須符合該儀器要求理論值。 CBL刻度98/223 水泥膠結(jié)測(cè)井尤其關(guān)注“中等”上下水泥膠結(jié)。CBL采取3英尺（或1米）源距就是為了盡可能提升聲波幅度曲線對(duì)水泥膠結(jié)強(qiáng)度改變敏感性（圖5）

46、。 VDL普通采取5英尺源距，使地層波更為顯著，易于評(píng)價(jià)水泥環(huán)第二界面膠結(jié)情況。 CBL/VDL測(cè)量源距99/223聲波幅度，毫伏聲波衰減率，dB/ft源距聲幅測(cè)量源距關(guān)系100/223A10井16451668米CBL5(%)CBL3(%)理論關(guān)系101/223（1）測(cè)量速度小于9米/分鐘。（2）CBL測(cè)井在套管波清楚井段，應(yīng)有TTfp-TT 8s（TT為套管波傳輸時(shí)間，TTfp為自由段套管套管波傳輸時(shí)間）。（3）測(cè)量井段必須包含5個(gè)以上自由套管接箍信號(hào)。（4）自由套管CBL值為對(duì)應(yīng)套管尺寸要求值（表7）95100。測(cè)井資料質(zhì)量控制102/2231. CBL/VDL測(cè)井不可在大于9-5/8套管

47、中測(cè)量。2. 必須等到水泥柱最低井溫處管外膠結(jié)最弱水泥抗壓強(qiáng)度到達(dá)250psi，才能進(jìn)行水泥膠結(jié)測(cè)井。 當(dāng)全井段最高水泥強(qiáng)度低于500psi時(shí)，不宜進(jìn)行固井質(zhì)量測(cè)井。3. 采取3ft源距測(cè)量CBL。4. 尤其要注意測(cè)井儀器扶正。 資料采集和顯示注意事項(xiàng)103/223 8.2 固井質(zhì)量評(píng)價(jià)基本方法104/223(1)第一界面水泥膠結(jié)情況評(píng)價(jià) 在沒有其它原因影響條件下，CBL高反應(yīng)第一界面水泥膠結(jié)差，CBL低反應(yīng)第一界面水泥膠結(jié)好。 105/223自由套管部分膠結(jié)膠結(jié)差無水泥膠結(jié)良好 CBL0 （） 100 過去固井質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)1530106/223膠結(jié)差107/223膠結(jié)良好井段 地層波到時(shí) 和

48、 裸眼井聲波時(shí)差/ ft108/2232800快速地層井段CBL/VDL響應(yīng)109/223膠結(jié)良好井段CBL/VDL110/223膠結(jié)比BR膠結(jié)指數(shù)水泥膠結(jié)評(píng)價(jià)結(jié)論BR0.8BI0.8優(yōu)0.5BR 0.80.6BI 0.8中等（合格）BR 0.5BI 0.6差（不合格）膠結(jié)指數(shù)和膠結(jié)比評(píng)價(jià)指標(biāo)111/223 對(duì)于CBL測(cè)井，能夠?qū)⒉杉瘍蓚€(gè)源距套管波幅度或者全波波列轉(zhuǎn)換為聲波衰減率。 在沒有統(tǒng)計(jì)兩個(gè)源距聲波幅度或全波列條件下，可依據(jù)此次固井井段中膠結(jié)最好處相對(duì)聲幅和試驗(yàn)室水泥抗壓強(qiáng)度，經(jīng)過本標(biāo)準(zhǔn)文本中式2或式3，求出衰減率。 然后從CBL解釋圖板 “衰減率”軸上對(duì)應(yīng)衰減率值出發(fā)，經(jīng)過 “套管厚度

49、”軸上此次固井所用套管壁厚值，畫一條直線。該直線與“水泥膠結(jié)強(qiáng)度”軸交點(diǎn)膠結(jié)強(qiáng)度即為所求?；驘o自由段套管固井CBL曲線預(yù)處理112/223CBL解釋圖板113/223求水泥膠結(jié)強(qiáng)度利用解釋圖板或者直接依據(jù)下面公式，能夠?qū)BL值轉(zhuǎn)化為水泥強(qiáng)度： 式中：p指數(shù)，按下式給出： 聲波衰減率，單位為分貝每米（dB/m），按下式給出： k為與源距相關(guān)系數(shù) 。 114/223當(dāng)前CBL解釋圖板應(yīng)用前提儀器刻度正確；測(cè)量過程中，CBL儀器未發(fā)生顯著偏心；環(huán)向膠結(jié)均勻；泥漿未發(fā)生氣侵，沒有顯著氣泡；CBL不受快速地層和外層套管干擾；候凝時(shí)間足夠；選取與測(cè)量源距相對(duì)應(yīng)解釋圖版；環(huán)空厚度大于3/4，即19mm。1

50、15/223水泥膠結(jié)“優(yōu)”對(duì)應(yīng)相對(duì)聲幅（0.914m源距）上限 相對(duì)聲幅,套管壁厚（mm）膠結(jié)“差”聲幅（0.914m源距）下限101.6mm (4)304.8mm (12)152.4mm (6)203.2mm (8)254.0mm (10)%相對(duì)聲幅評(píng)價(jià)指標(biāo)116/223水泥膠結(jié)“差”（不合格）對(duì)應(yīng)相對(duì)聲幅（0.914m源距）下限 膠結(jié)“優(yōu)”聲幅（0.914m源距）上限101.6mm (4)304.8mm (12)152.4mm (6)203.2mm (8)254.0mm (10)相對(duì)聲幅(%)套管壁厚（mm）相對(duì)聲幅評(píng)價(jià)指標(biāo)117/223(2)第二界面水泥膠結(jié)情況評(píng)價(jià) 利用VDL能夠定性評(píng)

51、價(jià)水泥環(huán)與地層之間水泥膠結(jié)情況。 118/223第一界面膠結(jié)好而第二界面膠結(jié)差第一界面膠結(jié)好而第二界面膠結(jié)差第一界面膠結(jié)好而第二界面膠結(jié)差第二界面膠結(jié)差井段CBL/VDL119/223VDL響應(yīng)解釋VDL特征 固井質(zhì)量定性評(píng)價(jià)結(jié)論 套管波特征地層波特征第一界面膠結(jié)情況第二界面膠結(jié)情況很弱或無地層波清楚，且相線與ACa良好同時(shí)良好良好很弱或無無，AC反應(yīng)為松軟地層，未擴(kuò)徑良好良好很弱或無無，AC反應(yīng)為松軟地層，大井眼良好差很弱或無較弱良好部分膠結(jié)較弱地層波較清楚部分膠結(jié) (或微間隙)部分膠結(jié)至良好較弱無，或地層波弱部分膠結(jié)差較弱地層波不清楚中等差較強(qiáng)弱較差部分膠結(jié)至良好很強(qiáng)無差無法確定套管波特征

52、地層波特征第一界面膠結(jié)情況第二界面膠結(jié)情況a AC為在裸眼井中測(cè)量縱波時(shí)差曲線。 120/223(3)測(cè)井儀器居中情況判斷121/223在套管波顯著條件下，SRT主要反應(yīng)測(cè)井儀器居中情況 假如測(cè)井儀器居中，在VDL套管波清楚井段，傳統(tǒng)固井質(zhì)量測(cè)井套管波傳輸時(shí)間穩(wěn)定，且與垂直井段套管波傳輸時(shí)間差異在5s范圍內(nèi)。 在VDL套管波清楚井段，假如SRT減小，則反應(yīng)儀器偏心。此時(shí)CBL代表依然是套管聲幅，但比正確值大幅度減小。122/223CBL測(cè)井儀偏心影響123/223CBL測(cè)井儀偏心影響實(shí)例124/223(4)水泥環(huán)封隔性能評(píng)價(jià)125/223膠結(jié)比和水泥環(huán)層間最小有效封隔長度 126/223膠結(jié)強(qiáng)

53、度和水泥環(huán)層間最小有效封隔長度 127/223依據(jù)膠結(jié)強(qiáng)度判斷水泥環(huán)層間封隔能力 第一界面膠結(jié)油層井段水泥環(huán)有效封隔長度L第二界面膠結(jié)評(píng)價(jià)結(jié)論優(yōu)LLmnb良好不竄LLmn中等良好不竄可能性大LmnL0.5Lmn良好不竄可能性大0.5LmnL0.25Lmn良好竄通可能性大L0.25Lmn良好竄通中等（合格） LLmn良好或中等不竄可能性大LmnL0.5Lmn中等竄通可能性大L0.5Lmn竄通差（不合格） 竄通128/223（1）微間隙對(duì)測(cè)量結(jié)果將造成不利影響，出現(xiàn)水泥“膠結(jié)不好”假象；（2）不能反應(yīng)水泥環(huán)環(huán)向膠結(jié)不均勻；（3）必須有自由套管刻度，所以無法確保無自由段套管刻度正確；（4）CBL受套

54、管外徑、套管壁厚和測(cè)量源距影響很大；（5）測(cè)量時(shí)要求儀器居中，偏心則CBL顯著降低。 CBL/VDL不足之處129/2239. SBT固井質(zhì)量評(píng)價(jià)130/223SBT測(cè)井儀SBT (Segmented Bond Tool)，即扇區(qū)水泥膠結(jié)測(cè)井。它有6個(gè)推靠臂，將水泥環(huán)等分成6個(gè)扇區(qū)。每個(gè)推靠臂上都安裝一個(gè)聲波發(fā)射器和一個(gè)聲波接收器，組成螺旋狀聲波衰減率測(cè)量方式。131/223 每個(gè)扇區(qū)經(jīng)過雙發(fā)雙收賠償測(cè)量，都采集一條衰減率曲線。由6個(gè)扇區(qū)6條衰減率曲線提取得到平均衰減率（ATAV）、最小衰減率（ATMN）。 另外，SBT采集并統(tǒng)計(jì)聲波變密度圖（VDL，Variable Density Log）

55、、自然伽馬（GR）和套管接箍信號(hào)曲線（CCL，Casing Collar Locator）等。 在井場(chǎng)，聲波衰減率采集過后就馬上進(jìn)行初步數(shù)據(jù)處理，得到水泥圖（Cement Map）。SBT數(shù)據(jù)采集132/223 固井質(zhì)量評(píng)價(jià)成功是否依賴于合格固井質(zhì)量測(cè)井資料。利用SBT測(cè)井資料評(píng)價(jià)固井質(zhì)量亦如此。1. 儀器刻度與檢驗(yàn)（1）地面極板檢驗(yàn)SBT極板與相對(duì)方位角RB必須進(jìn)行主刻度和測(cè)前、測(cè)后檢驗(yàn)。要求是：接收換能器噪聲水平：RNL10mV,極板靈敏度：PS90mV,（2）井中儀器刻度井段長度：深度采樣1600個(gè)，平衡因子（CATTn） CATTn2dB/ft , ( n = 1 , 2 , , 6

56、) ,測(cè)井資料質(zhì)量控制133/2232. 測(cè)井資料（1）測(cè)量速度：10米/分鐘；（2）重復(fù)性：平均衰減率：10，平均幅度: 10；（3）自由套管井段：（ATAVATMN）1dB/ft；（4）衰減率曲線無負(fù)值（除套管接箍處）；（5）傳輸時(shí)間（除套管接箍處）：134/223CBL/VDLCBL為環(huán)向360平均結(jié)果，無法識(shí)別水泥環(huán)向膠結(jié)不均勻需要自由套管刻度若鉆井液密度過大，則因聲波在鉆井液中衰減大造成CBL測(cè)量精度低CBL受套管外徑、套管壁厚和測(cè)量源距影響很大測(cè)量時(shí)要求儀器居中，偏心則CBL顯著降低只有在水泥環(huán)界面聲波耦合良好時(shí)，才能正確反應(yīng)水泥膠結(jié)情況SBT環(huán)向高分辨率聲波衰減率測(cè)量，能夠識(shí)別區(qū)

57、分環(huán)向20環(huán)向水泥膠結(jié)不均勻不需要自由套管刻度聲波衰減率測(cè)量精度不受鉆井液密度影響聲波衰減率受套管壁厚影響若儀器偏心，則因扇區(qū)變形造成水泥環(huán)向均勻膠結(jié)井段各扇區(qū)聲波衰減率顯著不一致，但平均聲波幅度受到影響較小只有在水泥環(huán)界面聲波耦合良好時(shí)，才能正確反應(yīng)水泥膠結(jié)情況135/223136/223定向井固井質(zhì)量及其評(píng)價(jià)主要困難 套管易于偏心，易于形成水泥溝槽； CBL測(cè)井輕易偏心。137/223試驗(yàn)井SBT測(cè)量結(jié)果60溝槽第二界面膠結(jié)不好120溝槽30溝槽15溝槽VDL138/223SBT固井質(zhì)量評(píng)價(jià)基本方法139/223SBT測(cè)井圖 140/223驗(yàn)竄實(shí)例141/223斜井固井質(zhì)量和CBL測(cè)井響應(yīng)

58、142/223SBT解釋圖板143/223144/223套管壁厚（in）聲波衰減率（dB/ft）優(yōu)合格不合格145/223 聲波衰減率膠結(jié)比轉(zhuǎn)換圖板 146/2231. 優(yōu)勢(shì)（1）清楚地反應(yīng)環(huán)向水泥膠結(jié)不均勻;（2）在重鉆井液中一樣可取得高質(zhì)量測(cè)井資料；（3）不需要自由套管刻度，尤其適合于檢測(cè)無自由段套管固井質(zhì)量；2. 缺點(diǎn)微間隙對(duì)衰減率測(cè)量結(jié)果造成不利影響。SBT優(yōu)勢(shì)與不足147/223水泥膠結(jié)測(cè)井注意事項(xiàng)1. 正確安排井下作業(yè)次序，比如，在固井質(zhì)量測(cè)井之后安排套管試壓和鉆井液替換；2. 固井施工承包商應(yīng)該就最正確候凝時(shí)間通知測(cè)井監(jiān)督和測(cè)井操作工程師。148/223加強(qiáng)研究水泥外加劑和聲波頻

59、率對(duì)固井質(zhì)量測(cè)井響應(yīng)影響。 依據(jù)到當(dāng)前為止研究結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，固井質(zhì)量評(píng)價(jià)方法中考慮了套管尺寸、測(cè)量源距、水泥環(huán)厚度、儀器偏心、快速地層、外層套管以及水泥密度等水泥膠結(jié)測(cè)井響應(yīng)主要影響原因。加強(qiáng)水泥環(huán)層間封隔性能評(píng)價(jià)研究。完善固井施工質(zhì)量評(píng)價(jià)方法。需要研究149/22310. 水泥膠結(jié)測(cè)井固井質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)150/223 國外有教授指出：“水泥膠結(jié)測(cè)井是一個(gè)最慣用、最濫用和最錯(cuò)用測(cè)井技術(shù)。” 這表達(dá)在兩個(gè)方面： 1. 數(shù)據(jù)采集； 2. 資料解釋。151/223又有教授指出： 利用水泥膠結(jié)測(cè)井技術(shù)，能夠得到很高評(píng)價(jià)符合率。152/223 （一）固井質(zhì)量測(cè)井響應(yīng)存在多解性 人們總是期望利用一條聲幅測(cè)

60、井曲線和一成不變?cè)u(píng)價(jià)指標(biāo)，就能簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單地評(píng)價(jià)固井質(zhì)量。可是，固井質(zhì)量測(cè)井存在地球物理探測(cè)共同弱點(diǎn)多解性。確實(shí)，在理想條件下，只要有了CBL曲線就能夠正確評(píng)價(jià)固井質(zhì)量。但多數(shù)情況下，固井質(zhì)量測(cè)井信息受固井質(zhì)量以外其它原因（儀器偏心、套管壁厚、水泥環(huán)厚度、快速地層、測(cè)量源距、水泥漿性能、固井作業(yè)以及水泥候凝方式等）影響或干擾。水泥環(huán)層間封隔性能評(píng)價(jià)與有效封隔長度、層間壓差、地層流體性質(zhì)和管外環(huán)空尺寸等原因相關(guān)。 10.1 綜合評(píng)價(jià)主要性153/223（二）水泥環(huán)層間封隔性能受各種原因影響 要進(jìn)行油田勘探開發(fā)部門最為關(guān)注水泥環(huán)層間封隔性能評(píng)價(jià)，就要分析介紹反應(yīng)第一界面、第二界面膠結(jié)質(zhì)量水泥環(huán)有效滲透