固井質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)(二)壓制.ppt

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)11. 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)致謝,主要內(nèi)容,10. 水泥膠結(jié)測(cè)井固井質(zhì)量綜合評(píng)價(jià),國(guó)外有專家指出：“水泥膠結(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)。” 這體現(xiàn)在兩個(gè)方面： 1. 數(shù)據(jù)采集； 2. 資料解釋。,又有專家指出： 利用水泥膠結(jié)測(cè)井技術(shù)，可以得到很高的評(píng)價(jià)符合率。,（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)井曲線和一成不變的評(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)的共同弱點(diǎn)多解性。確實(shí)，在理想條件下，只要有了CBL曲線就可以正確評(píng)價(jià)固井質(zhì)

2、量。但多數(shù)情況下，固井質(zhì)量測(cè)井信息受固井質(zhì)量以外的其它因素（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）的影響或干擾。水泥環(huán)層間封隔性能評(píng)價(jià)與有效封隔長(zhǎng)度、層間壓差、地層流體性質(zhì)和管外環(huán)空尺寸等因素有關(guān)。,10.1 綜合評(píng)價(jià)的重要性,（二）水泥環(huán)層間封隔性能受多種因素影響 要進(jìn)行油田勘探開(kāi)發(fā)部門最為關(guān)注的水泥環(huán)層間封隔性能評(píng)價(jià)，就要分析簡(jiǎn)介反映第一界面、第二界面膠結(jié)質(zhì)量的水泥環(huán)有效滲透率和層間有效封隔長(zhǎng)度，還要設(shè)法了解并考慮層間壓差、地層流體性質(zhì)和管外環(huán)空尺寸等。限于目前固井質(zhì)量測(cè)井探測(cè)能力，更由于測(cè)井信息的多解性以及處于動(dòng)態(tài)變化中的相鄰地層間壓

3、差和水泥膠結(jié)狀況等因素，使得層間封隔性能精確評(píng)價(jià)相當(dāng)困難。 （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) 利用作為地球物理測(cè)井方法之一的固井質(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)，不能僅根據(jù)某一種測(cè)井信息（不管它多么重要）來(lái)評(píng)價(jià)，而應(yīng)以固井質(zhì)量測(cè)井為主，參考固井作業(yè)、鉆井、地質(zhì)和其它測(cè)井資料等方面的有關(guān)信息，走綜合評(píng)價(jià)之路性。利用固井質(zhì)量測(cè)井所采集的資料評(píng)價(jià)固井質(zhì)量，也必須走綜合評(píng)價(jià)之路。,收集有關(guān)資料 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： 鉆井資料 固井資料 常規(guī)測(cè)井資料 常規(guī)測(cè)井解釋成果表 外層套管固井質(zhì)量測(cè)井資料,鉆井和固井等有關(guān)資料,VDL、

4、SRT、常規(guī)測(cè)井資料等,測(cè)井儀器工作狀態(tài)良好、刻度正確，且測(cè)井資料顯示典型的水泥膠結(jié)特征:可直接根據(jù)固井質(zhì)量測(cè)井資料進(jìn)行固井質(zhì)量評(píng)價(jià)和水泥環(huán)層間封隔性能評(píng)價(jià),測(cè)井資料顯示水泥膠結(jié)特征不典型，或者CBL或衰減率曲線與VDL不一致:在進(jìn)行水泥膠結(jié)評(píng)價(jià)和水泥環(huán)層間封隔性能評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)參考固井質(zhì)量測(cè)井的其它曲線（通常在同一次測(cè)井中，明顯的影響因素可能只有一兩個(gè)）,測(cè)井儀器工作狀態(tài)良好、刻度正確，但測(cè)井資料顯示水泥膠結(jié)特征不典型：在進(jìn)行固井質(zhì)量評(píng)價(jià)和水泥環(huán)層間封隔性能評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)當(dāng)參考反映井眼狀況以及反映地層巖性、物性、孔滲性能、地層流體性質(zhì)、溫度和壓力的裸眼測(cè)井資料，參考固井和水泥候凝方式等資料，進(jìn)行綜合

5、評(píng)價(jià),10.2 不能用水泥膠結(jié)測(cè)井資料評(píng)價(jià)的兩種特殊膠結(jié)狀況判斷 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 （2）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 微環(huán)隙 ： （1） 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 （3） 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)期間的有關(guān)信息 （5）以較低密度鉆井液替換，或進(jìn)行過(guò)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。 （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管

6、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24小時(shí)、31小時(shí)和42小時(shí)的SBT第一界面膠結(jié)狀況。可見(jiàn)，隨著時(shí)間的推移，水泥膠結(jié)強(qiáng)度在逐漸提高。這符合實(shí)驗(yàn)室水泥試驗(yàn)的強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律。當(dāng)水泥強(qiáng)度得到充分發(fā)展時(shí)進(jìn)行固井質(zhì)量測(cè)井，才能最為真實(shí)地反映固井質(zhì)量。 目前的問(wèn)題在于，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行固井質(zhì)量評(píng)價(jià)的時(shí)候，測(cè)井操作工程師和測(cè)井解釋工程師都不知道管外環(huán)空的水泥究竟在什么時(shí)候才能充分凝固，而固井質(zhì)量測(cè)井一般只進(jìn)行一次。,24小時(shí),42小時(shí),31小時(shí),X井1753.5-1760.0米射孔井段 SBT測(cè)量值及其預(yù)測(cè),(1766.8m),聲波耦合，特別是套管外表面與水泥環(huán)之間（第一界面）的

7、聲學(xué)耦合，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，也是聲波類測(cè)井的主要缺點(diǎn)。 對(duì)于SBT和CBL/VDL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)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)度。,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,解決微間隙條件下固井質(zhì)量測(cè)井的方法是： 加壓測(cè)井,如果微間隙大于0.1mm，一般不能阻止水和輕質(zhì)油在層間的竄通。 當(dāng)微間隙小于0.1mm且充滿水時(shí)，通常能夠保持層間封隔。 但是，在天然氣井中，即使微間隙小于0.1mm，也不能阻止層間氣體竄通。,目的層段SBT測(cè)井圖,實(shí)際DST1：3355-3373米,1.刮管對(duì)固井質(zhì)量測(cè)井

8、響應(yīng)的影響 2.地層孔滲性能對(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)的影響程度，取決于刮管器對(duì)套管的振動(dòng)力大小，因而與套管內(nèi)壁上殘留水泥的位置、多少以及水泥套管內(nèi)壁之間粘結(jié)強(qiáng)度關(guān)系密切。,10.3 只能用于定性評(píng)價(jià)的水泥膠結(jié)測(cè)井資料所受影響因素識(shí)別 （1）快速地層影響 （2）外層套管影響 （3）與地層孔滲性能有關(guān) （4）固井質(zhì)量測(cè)井儀器偏心,快速地層井段的SBT和CBL測(cè)井響應(yīng),雙層套管井段的SBT和CBL測(cè)井響應(yīng),幾個(gè)CBL/VDL測(cè)井實(shí)例,DH1-5-6井CBL泥高砂低,A9井 東海平湖地區(qū)A9井9-5/8管外環(huán)空用密度1.9g/cm3的水泥漿固井。SBT測(cè)井資料反映泥巖井段水泥膠

9、結(jié)良好，好儲(chǔ)層井段水泥膠結(jié)似乎很差。,油,驗(yàn)證情況,射開(kāi)2882.02886.0m投入原油生產(chǎn)。50天后，仍然沒(méi)有地層水產(chǎn)出。由此可見(jiàn)，水泥環(huán)層間封隔性能良好。,驗(yàn)竄實(shí)例,10.3 薄水泥環(huán)的固井質(zhì)量測(cè)井響應(yīng),10.4 低密度水泥固井質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo),（1）測(cè)井時(shí)與驗(yàn)竄時(shí)的膠結(jié)強(qiáng)度可能不一致 通常，塔里木探區(qū)在固井作業(yè)后23天進(jìn)行固井質(zhì)量測(cè)井，而驗(yàn)竄是在固井質(zhì)量測(cè)井后幾天甚至長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)月后才進(jìn)行的。隨著水化反應(yīng)的深入進(jìn)行，水泥膠結(jié)強(qiáng)度也處在變化之中。所以，測(cè)井時(shí)的水泥強(qiáng)度可能與驗(yàn)竄時(shí)不一樣，尤其在水泥漿具有緩凝效果的情況下差別就更大。此外，井內(nèi)流體密度變化和井下作業(yè)也可能對(duì)水泥膠結(jié)強(qiáng)度產(chǎn)生不利的影響

10、。 （2）井下與實(shí)驗(yàn)室的水泥強(qiáng)度可能不一致 實(shí)驗(yàn)室在模擬井下溫度、壓力條件下，測(cè)量24小時(shí)純水泥的強(qiáng)度。在井下，水泥漿密度和由外加劑決定的性能都可能與實(shí)驗(yàn)室大相徑庭，難以完全避免的泥漿污染明顯降低水泥強(qiáng)度。,10.5 固井質(zhì)量評(píng)價(jià)應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題,11. 利用其它資料進(jìn)行固井質(zhì)量評(píng)價(jià),反射系數(shù),透過(guò)系數(shù),泥 漿,套管,水 泥,主要測(cè)井儀器 CET和PET 2. USI和CAST 3. 伽馬伽馬測(cè)井,USI,套管壁厚內(nèi)的多次反射波呈指數(shù)衰減，且衰減的速度與套管外表面膠結(jié)的水泥的聲阻抗Z關(guān)系密切。由此可反演管外水泥膠結(jié)狀況。,自由套管,膠結(jié)良好,原始圖像,成果圖像,水泥,液體,充氣或干的微間隙,常規(guī)

11、密度水泥,低密度水泥,Z ( Mrayl),固/液識(shí)別門檻,最大聲阻抗,+/- 0.5,氣/液識(shí)別門檻,處理標(biāo)志, 偏心, CCL, GR,套管截面,原始水泥膠結(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,各種水泥膠結(jié)狀況下的USI 測(cè)井響應(yīng),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)： （1）縱向和環(huán)向分辨率高； （2）受微環(huán)隙影響比CBL和SBT小。 2. 缺點(diǎn)： （1）沒(méi)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度影響。,USI + CBL/VDL 水泥膠結(jié)成果圖,With pressure

12、,Without pressure,USI,CBL,目的：探測(cè)水泥環(huán)的密度,11.3 伽馬密度測(cè)井,A、GR探頭 B、密度探頭 C、厚度探頭,1、GR計(jì)數(shù)曲線 2、兩條水泥密度計(jì)數(shù)曲線S1、S2 3、水泥平均密度計(jì)數(shù)曲線Int 4、套管壁厚計(jì)數(shù)曲線H,伽瑪密度厚度測(cè)井儀基本原理,(1) 一個(gè)250毫居里的銫137伽馬放射性源(0.662Mev); (2) 一個(gè)源距為0.21米的厚度伽馬射線探測(cè)器; (3)六個(gè)同一平面360方位均勻分布,源距為0.42米的 伽馬密度探頭; (4)一個(gè)源距為0.72米綜合伽馬射線探頭;,0.4米,0.58米,0.72米,A,B,C, 平均填充介質(zhì)密度能夠反映水泥的

13、膠結(jié)程度，數(shù)值越高，越接近水泥密度，固井質(zhì)量越好。 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。 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)第二界面的水泥膠結(jié)狀況。,伽馬密度測(cè)井的優(yōu)點(diǎn),1.確定套管相對(duì)于井壁的偏心率等。 2.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)井不能識(shí)別微環(huán)的缺點(diǎn)。,自由套管,一界面完全膠結(jié)，二界面完全膠結(jié),MAK-II-測(cè)井綜合解釋成果圖, 聲波-伽馬密度測(cè)井,一界面部分膠結(jié)，二界面不確定,MAK-II-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(wèn)題 （即水泥環(huán)與套管之間有微間隙存在

14、）, 聲波-伽馬密度測(cè)井,12. 固井質(zhì)量工程判別,12.1 生產(chǎn)測(cè)井用于評(píng)價(jià)固井質(zhì)量,井溫測(cè)量 噪聲測(cè)井 放射性示蹤測(cè)井 中子壽命測(cè)井 氧活化測(cè)井,井溫測(cè)量 對(duì)于固井后溫度測(cè)井前沒(méi)有投入生產(chǎn)的井段，如果套管井的地溫梯度測(cè)井曲線與裸眼井的地溫梯度測(cè)井曲線一致，表明套管外不存在流體竄通。如果測(cè)井曲線局部明顯高于或者低于地溫梯度曲線，則測(cè)井曲線峰值點(diǎn)對(duì)應(yīng)與套管外的流體流出或流入深度點(diǎn)。這表明，相應(yīng)井段套管外固井質(zhì)量存在問(wèn)題。 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(wèn)題，而且由于存在層間壓差管外環(huán)空正在發(fā)生或不久前曾經(jīng)發(fā)生過(guò)流體竄流。,管外環(huán)空竄槽條件下的井溫測(cè)量,噪聲測(cè)井 如果點(diǎn)測(cè)的噪

15、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。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)于管外的流體流出或流入深度點(diǎn)。這表明，套管外固井質(zhì)量存在問(wèn)題。 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(wèn)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。,SP,放射性示蹤測(cè)井 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100m200m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(guò)射孔層段進(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。 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)量存在問(wèn)題。,根據(jù)放射性示蹤測(cè)井識(shí)別水泥頂,示蹤測(cè)井探測(cè)射孔井段以上的管外竄,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（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)是否存在通過(guò)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。 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)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)膠結(jié)質(zhì)量存在問(wèn)題。,氧活化測(cè)井 在井筒內(nèi)無(wú)流體流動(dòng)的井段，定點(diǎn)多源距探測(cè)被脈