固井質(zhì)量評(píng)價(jià)

1、固井質(zhì)量評(píng)價(jià)第1頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二講課內(nèi)容 概述 固井質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù) 固井質(zhì)量評(píng)價(jià)現(xiàn)狀 固井質(zhì)量評(píng)價(jià)難點(diǎn) 對(duì)策第2頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二 聲波變密度測(cè)井屬于生產(chǎn)測(cè)井中的工程測(cè)井項(xiàng)目，主要用于檢測(cè)套管與水泥（一界面）、水泥與地層（二界面）的膠結(jié)情況，同時(shí)，還可以在生產(chǎn)測(cè)井的其它方面發(fā)揮作用。這里結(jié)合江漢油田的情況對(duì)該方法作一介紹。概 述 第3頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二聲波變密度測(cè)井 在江漢油田的首次測(cè)量始于2000年4月，2001年2月開始全面技術(shù)攻關(guān)，研制了數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換軟件，并引進(jìn)了測(cè)井解

2、釋軟件。2002年2月全面投入生產(chǎn)。聲波變密度測(cè)井不僅記錄了首波，而且還記錄了包括套管波、水泥環(huán)波、地層波、泥漿波在內(nèi)的后續(xù)波，信息量非常豐富。第4頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二 通過(guò)對(duì)這些波的分析，尤其是對(duì)地層波和套管波的分析，可以確定一、二界面的固井質(zhì)量。同時(shí)通過(guò)前后兩次不同時(shí)間測(cè)量的變密度資料可以檢查諸如壓裂效果，判斷出砂、串槽層位，分析儲(chǔ)集層孔隙結(jié)構(gòu)的變化等等。 第5頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二講課內(nèi)容 概述 固井質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù) 固井質(zhì)量評(píng)價(jià)現(xiàn)狀 固井質(zhì)量評(píng)價(jià)難點(diǎn) 對(duì)策第6頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二

3、1 固井質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù) 目前江漢油田固井質(zhì)量評(píng)價(jià)以聲波變密度（VDL）為主，聲幅（CBL）為幅，新引進(jìn)的聲波成像測(cè)井儀（CAST-V）只進(jìn)行了套管井測(cè)井模式的試驗(yàn)。從全面投產(chǎn)到目前，先后測(cè)量、解釋了上千井次，資料質(zhì)量均較好。第7頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二1.1 CBL測(cè)井評(píng)價(jià) 目前江漢油田只有少數(shù)井的固井質(zhì)量評(píng)價(jià)仍采用CBL測(cè)井。CBL測(cè)井評(píng)價(jià)仍沿用老標(biāo)準(zhǔn)：相對(duì)聲幅值小于15%定為優(yōu)質(zhì)，在15%和30%之間定為合格，大于30%定為不合格。CBL測(cè)井還不能完全真實(shí)地評(píng)價(jià)固井質(zhì)量，特別是第二界面的水泥膠結(jié)質(zhì)量。第8頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星

4、期二CBL固井質(zhì)量評(píng)價(jià)第9頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二 CBL測(cè)井評(píng)價(jià)已跟不上國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。在國(guó)外，固井工藝、固井裝備等方面發(fā)展很快，但測(cè)井評(píng)價(jià)固井質(zhì)量合格率只有80%左右；而我國(guó)的固井工藝技術(shù)、固井工具、固井裝備等方面相對(duì)落后，但測(cè)井評(píng)價(jià)固井質(zhì)量合格率已達(dá)到99%以上。落后的固井手段與優(yōu)良的測(cè)井結(jié)果，這是矛盾的。第10頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二1.2 VDL測(cè)井評(píng)價(jià) VDL可以定性評(píng)價(jià)第一界面、第二界面的水泥膠結(jié)情況。目前的聲波變密度圖多采用調(diào)輝記錄，即以顏色深淺變化反映聲波能量（幅度）的變化，能量強(qiáng)的聲信號(hào)用深色表示，能量弱的聲信號(hào)

5、用相對(duì)淺的顏色表示。在套管井中，套管與水泥環(huán)、水泥環(huán)與地層間膠結(jié)狀況變化會(huì)引起聲波波形變化，通過(guò)對(duì)聲波波形特征分析，可以判別水泥膠結(jié)情況。第11頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二 自由套管：因套管與地層間無(wú)水泥膠結(jié)，大部分聲能不能耦合到地層中去，主要沿套管傳播，故套管波很強(qiáng)，地層波很弱或完全沒有。變密度圖上自由套管波的相線幾乎為平行的直線。 完全膠結(jié)：當(dāng)套管與水泥環(huán)、水泥環(huán)與地層間完全膠結(jié)良好時(shí)，由于聲耦合好，聲波能量大部分進(jìn)入地層中，地層波變得明顯。變密度圖上表現(xiàn)為套管波弱甚至消失，地層波清晰，且波形變化能反映地層變化。第12頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20

6、點(diǎn)24分，星期二僅一界面完全膠結(jié)： 由于水泥環(huán)與套管間聲耦合好，大部分能量進(jìn)入水泥環(huán)，套管波變得很弱，傳到水泥環(huán)中的聲波能量由于水泥與地層聲耦合差，進(jìn)入地層的聲波能量是很微小的，大部分在水泥環(huán)中衰減掉了。聲波變密度圖上表現(xiàn)為套管波和地層波都很弱甚至沒有。第13頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二一、二界面均部分膠結(jié)：聲波能量一部分進(jìn)入地層，一部分沿套管傳播，在變密度圖上表現(xiàn)為存在部分套管波和不明顯的地層波，往往套管波首波缺失或相線顏色較淺，不明顯的地層波與較弱的套管波疊加在一起，所以在地層波時(shí)間段，相線顏色仍較深。 第14頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分

7、，星期二一界面未膠結(jié)：當(dāng)套管與水泥環(huán)間存在微間隙時(shí)，隨著間隙寬度增大，套管波幅度增大，當(dāng)間隙寬度超過(guò)10mm時(shí)，套管波幅度變化很小，相當(dāng)于自由套管的情形。而且由于介質(zhì)對(duì)聲波的衰減，噪聲等不利影響相應(yīng)增加，并不利于固井質(zhì)量檢測(cè)。 綜上所述，幾種典型膠結(jié)情況的波形圖和波形幅度特征分別見圖1、表1。第15頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二圖1 幾種典型膠結(jié)情況的波形圖第16頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二表1 幾種典型膠結(jié)情況的波形幅度特征水泥膠結(jié)狀況VDL波形特征一界面膠結(jié)狀況二界面膠結(jié)狀況套管波特征地層波特征無(wú)水泥膠結(jié)無(wú)水泥膠結(jié)很強(qiáng)無(wú)良好良好很弱

8、或無(wú)地層波清晰良好差很弱或無(wú)無(wú)或地層波弱差良好強(qiáng)弱部分膠結(jié)部分膠結(jié)較弱較弱第17頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二 CAST-V采用旋轉(zhuǎn)式超聲換能器，對(duì)井眼周圍進(jìn)行掃描，并記錄回波波形信號(hào)。水泥聲阻抗的變化引起回波幅度的變化，將測(cè)量的回波幅度按井眼360 方位顯示成圖像，可以提供具有方位分辨能力的測(cè)量結(jié)果，因而能準(zhǔn)確評(píng)價(jià)各方位上的水泥膠結(jié)質(zhì)量。水泥膠結(jié)成像圖（見圖2）用不同顏色對(duì)套管外的膠結(jié)情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，分析出套管外物質(zhì)的性質(zhì)及含量，一般深顏色代表膠結(jié)良好，顏色變淺代表膠結(jié)質(zhì)量變差。CAST-V還可用于低密度水泥膠結(jié)評(píng)價(jià)。1.3 CAST-V測(cè)井評(píng)價(jià)第18頁(yè)，共44頁(yè)，

9、2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二圖2 CAST-V水泥膠結(jié)評(píng)價(jià)成像圖第19頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二講課內(nèi)容 概述 固井質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù) 固井質(zhì)量評(píng)價(jià)現(xiàn)狀 固井質(zhì)量評(píng)價(jià)難點(diǎn) 對(duì)策第20頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二 目前江漢油田仍采用中國(guó)石油天然氣總公司1990年建議的固井質(zhì)量聲幅評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)一界面進(jìn)行固井質(zhì)量評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：相對(duì)聲幅15%，固井質(zhì)量為“優(yōu)”；相對(duì)聲幅=15%30%，固井質(zhì)量為“合格”；相對(duì)聲幅30%，固井質(zhì)量為“不合格”。 對(duì)二界面，主要根據(jù)變密度圖上地層波的強(qiáng)、弱并結(jié)合完井聲波曲線，進(jìn)行人工定性解釋，綜合評(píng)

10、價(jià)二界面的固井質(zhì)量，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分優(yōu)、合格、差三種。 2 固井質(zhì)量評(píng)價(jià)現(xiàn)狀第21頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二 江漢油田常用油層套管為5/5，但在一些特殊井，存在大、小套管，以及根據(jù)后期開采需要，需要把水泥返到地面無(wú)自套管現(xiàn)象。對(duì)這三種特殊井，由于聲波首波到時(shí)的差異，固井評(píng)價(jià)不能采用常規(guī)井固井評(píng)價(jià)首波到時(shí)解釋，應(yīng)先將CBL/VDL測(cè)井儀器在與目的層同尺寸的自由套管井段進(jìn)行刻度，確保不同外徑的套管的自由套管聲幅值必須符合該儀器規(guī)定的理論值。見圖3、圖4、圖5。 現(xiàn)采用的固井評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)基本能對(duì)固井質(zhì)量做出正確評(píng)價(jià)，變密度資料能有效指導(dǎo)射孔層位。第22頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，

11、5月20日，20點(diǎn)24分，星期二圖3 大套管固井質(zhì)量評(píng)價(jià)圖第23頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二圖4 小套管固井質(zhì)量評(píng)價(jià)圖第24頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二圖5 水泥返到地面固井質(zhì)量評(píng)價(jià)圖第25頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二講課內(nèi)容 概述 固井質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù) 固井質(zhì)量評(píng)價(jià)現(xiàn)狀 固井質(zhì)量評(píng)價(jià)難點(diǎn) 對(duì)策第26頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二 3.1快速地層水泥膠結(jié)評(píng)價(jià) 對(duì)于快速地層，固井聲幅資料顯示為水泥膠結(jié)質(zhì)量差，聲波變密度圖上有較強(qiáng)的地層波信號(hào)，顯示水泥膠結(jié)質(zhì)量良好。認(rèn)為CBL測(cè)井不適于

12、快速地層的固井質(zhì)量評(píng)價(jià)，VDL評(píng)價(jià)以人工識(shí)別為主、對(duì)快速地層的固井質(zhì)量可作定性評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)依照新標(biāo)，當(dāng)聲幅測(cè)井與聲波測(cè)井有相關(guān)性時(shí)評(píng)價(jià)為合格。VDL顯示套管波很弱地層波清晰時(shí)評(píng)價(jià)為優(yōu)。 3、固井質(zhì)量評(píng)價(jià)難點(diǎn)第27頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二建南快速地層固井質(zhì)量評(píng)價(jià)圖第28頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二建431井裸眼段聲波變密度對(duì)比圖第29頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二新上段快速地層固井質(zhì)量評(píng)價(jià)圖第30頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二 3.2 聲幅與自然伽馬曲線同步起伏 2002年至今，

13、多次出現(xiàn)聲幅曲線同自然伽馬曲線同步起伏現(xiàn)象，雖然套管波很強(qiáng)，反映一界面固井質(zhì)量中等到差，但同時(shí)地層波信號(hào)也非常清晰，最初將此類井的二界面固井質(zhì)量評(píng)價(jià)為水泥膠結(jié)中等至差。但這類井射孔采油后，大多數(shù)井未出現(xiàn)層間竄槽，試油結(jié)果證實(shí)水泥膠結(jié)良好。分析認(rèn)為這種情況可能與地層的孔滲性能有關(guān)、也可能是套管及井壁上附有油膜引起。目前對(duì)這類井的固井質(zhì)量評(píng)價(jià)，主要依據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)聲幅曲線與與GR、SP等（不能包括井徑）具有鏡相相關(guān)，可評(píng)價(jià)為合格。 第31頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二圖3 H32X-6井固井質(zhì)量評(píng)價(jià)圖第32頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二 3.3

14、 水平井水平段水泥膠結(jié)評(píng)價(jià) SH-平2井是松滋油田的一口水平井，該井水平段4047.24-4175.86m采用篩管完井，但水平段變密度曲線顯示套管波和套管節(jié)箍清晰，這與實(shí)際情況非常矛盾。因?yàn)槭状纬霈F(xiàn)這種現(xiàn)象，僅對(duì)篩管段一界面進(jìn)行了固井質(zhì)量評(píng)價(jià)，二界面未進(jìn)行固井質(zhì)量評(píng)價(jià)。后水平段射孔求產(chǎn)，日產(chǎn)油20多噸。 第33頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二SH-平2固井質(zhì)量評(píng)價(jià)圖 第34頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二 3.4 裂縫層水泥膠結(jié)評(píng)價(jià) 馬50斜-1-7在1油組1690.8-1692.0m解釋1.2m的裂縫油層。該井段井徑擴(kuò)徑，聲波時(shí)差變大，在鉆

15、井過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)井涌現(xiàn)象。在變密度曲線上，固井聲幅資料顯示為水泥膠結(jié)質(zhì)量好，聲波變密度圖上基本已無(wú)地層波信號(hào)，顯示水泥膠結(jié)質(zhì)量差。后射開此層，日出水20多方，無(wú)油。第35頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二馬50斜-1-7井固井質(zhì)量評(píng)價(jià)圖 第36頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二 3.5 水泥漿超緩凝 在固井質(zhì)量評(píng)價(jià)中出現(xiàn)水泥漿超緩凝現(xiàn)象。L1X7-9井固井候凝近三十小時(shí)后聲幅測(cè)井資料顯示為水泥膠結(jié)質(zhì)量差，時(shí)隔一天再測(cè)井固井質(zhì)量仍評(píng)價(jià)為差，導(dǎo)致采油廠認(rèn)為固井質(zhì)量不合格而不接井。在停等一個(gè)月后第三次聲幅資料測(cè)井顯示為水泥膠結(jié)質(zhì)量良好，為證實(shí)該結(jié)論，進(jìn)行

16、了第四次聲幅測(cè)井，仍顯示為水泥膠結(jié)質(zhì)量良好。后分析這種現(xiàn)象，認(rèn)為可能是水泥漿超緩凝所致。對(duì)這類井該如何評(píng)價(jià)其固井質(zhì)量。 第37頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二L1X7-9井三次固井聲幅曲線對(duì)比圖第38頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二 3.6 雙重套管水泥膠結(jié)評(píng)價(jià) 王云12井1408.7m以上為雙層套管，固井聲幅資料顯示為水泥膠結(jié)質(zhì)量好，地層波受雙層套管影響，在聲波變密度圖上地層波信號(hào)散亂，影響二界面固井評(píng)價(jià)。 第39頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二圖5 王云12井雙重套管固井質(zhì)量評(píng)價(jià)圖第40頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二講課內(nèi)容 概述 固井質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù) 固井質(zhì)量評(píng)價(jià)現(xiàn)狀 固井質(zhì)量評(píng)價(jià)難點(diǎn) 對(duì)策第41頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二 VDL、CBL測(cè)井資料可較好地用于常規(guī)井、無(wú)疑問井的固井質(zhì)量評(píng)價(jià)，對(duì)疑難井的固井質(zhì)量評(píng)價(jià)需要依靠人工解釋。 固井質(zhì)量測(cè)井所采集的資料評(píng)價(jià)固井質(zhì)量，要想符合客觀情況，避免誤評(píng)價(jià)，就不能僅根據(jù)某一種測(cè)井信息，而應(yīng)以固井質(zhì)量測(cè)井資料為主，參考固井作業(yè)、鉆井、地質(zhì)、試油和其它測(cè)井資料等方面的有關(guān)信息，結(jié)合固井質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，走綜合評(píng)價(jià)之路。 4 對(duì) 策第42頁(yè)，共44頁(yè)，2022年，5月20日，20點(diǎn)24分，星期二 對(duì)于重點(diǎn)井、