固井质量评价技术及标准的讨论.ppt

固井质量评价技术及固井质量评价技术及评价标准的讨论评价标准的讨论固井质量评价技术一、固井一、固井质量量评价方法价方法n固井水泥胶固井水泥胶结质量量评价价测井是油井完井井是油井完井过程中一程中一项重要的重要的测井技井技术，是，是检查水泥与套管之水泥与套管之间( (通常所称的第一界面通常所称的第一界面) )、水泥与地、水泥与地层之之间（第二界（第二界面）的胶面）的胶结情况的情况的测井方法1、井温、井温测井井n主要主要应用于确定管外水泥返高，也可作用于确定管外水泥返高，也可作为水泥充填程度的水泥充填程度的补充解充解释水泥凝固水泥凝固产生的生的热量将使其在正常温度基量将使其在正常温度基础上升高几度利上升高几度利用井温用井温测井可以确定水泥面位置及井可以确定水泥面位置及检查水泥水泥窜槽 n2、水力、水力测试n水水力力测试可可以以检测邻近近层的的油油、、水水或或气气、、水水窜槽槽位位置置及及检查射射孔孔井井段段的的封封堵堵效效果果目目前前最最常常用的方法是耐用的方法是耐压试验和排液和排液试验n （（1））耐耐压试验耐耐压试验就就是是在在井井口口加加一一定定的的压力力，，观察察压力力下下降降的的情情况况，，以以检查套套管管柱柱的密封性或的密封性或挤水泥水泥质量。

量n（（2））排排空空试验就就是是用用气气举或或提提捞等等方方法法，，部部分分或或全全部部掏掏空空井井内内液液体体，，并并关关井井一一段段时间，，观察井内察井内变化 3、 声波幅度测井（CBL）技术n声声波波幅幅度度测测井井（（CBLCBL））只只记记录录声声波波波波列列中中的的首首波波幅幅度度，，因因而而只只能能提提供供水水泥泥环环与与套套管管之之间间（（第第一一界界面面））的的封封固情况n若若水水泥泥环环与与地地层层之之间间（（第第二二界界面面））封封固固不不好好，，而而形形成成窜窜槽槽，，用用声声波波幅幅度测井资料就不能判断度测井资料就不能判断nCBL/VDLCBL/VDL测井解决了这一问题测井解决了这一问题4、声波变密度测井技术n声波变密度测井仪（声波变密度测井仪（CBL/VDLCBL/VDL），），除记录首波外，还记录到后继除记录首波外，还记录到后继波，不仅可以评价第一界面的波，不仅可以评价第一界面的水泥胶结质量，还能较好地评水泥胶结质量，还能较好地评价第二界面的水泥结质量价第二界面的水泥结质量n在现场推广应用中，见到了较在现场推广应用中，见到了较好效果序序号号 水泥胶结类型水泥胶结类型声波幅度声波幅度（（CBL））声波变密度声波变密度（（VDL）） 幅度幅度套管波套管波地层地层波波1““自由套管自由套管””居中或偏心居中或偏心高高强强无或无或强强2第一界面胶结好，第二界面胶结好第一界面胶结好，第二界面胶结好低低弱弱强强3第一界面胶结好，第二界面胶结中等第一界面胶结好，第二界面胶结中等低低弱弱中强中强4第一界面胶结好，第二界面胶结差第一界面胶结好，第二界面胶结差低低弱弱弱或弱或无无5第一界面胶结中等，第二界面胶结好第一界面胶结中等，第二界面胶结好中低中低中强中强强强6第一界面胶结中等，第二界面胶结中第一界面胶结中等，第二界面胶结中等等中低中低中强中强中强中强7第一界面胶结中等，第二界面胶结差第一界面胶结中等，第二界面胶结差中低中低中强中强弱或弱或无无8第一界面胶结差，第二界面胶结差第一界面胶结差，第二界面胶结差高高强强无无声波变密度的解释标准（水泥胶结类型与CBL/VDL的对应关系）5、扇区水泥胶、扇区水泥胶结测井（井（SBT）） 它主要从它主要从纵向和横向（沿套管向和横向（沿套管圆周）周）两个方向两个方向测量水泥胶量水泥胶结质量量二、国内外现状nSclumberger公公司司水水泥泥评评价价测测井井仪仪（（CET））n是是一一种种用用于于检检查查水水泥泥胶胶结结质质量量的的测测井井仪仪器。

器n利利用用反反射射声声波波来来确确定定套套管管的的平平均均直直径径、、椭椭圆圆度度、、偏偏心心度度及及反反映映水水泥泥胶胶结结质质量量的的水泥抗压强度等水泥抗压强度等n弥弥补补了了声声幅幅测测井井仪仪和和声声波波全全波波列列测测井井仪仪的不足 n西方阿特拉斯公司的扇区水泥胶结测井西方阿特拉斯公司的扇区水泥胶结测井仪（仪（SBT））n利用推靠臂把六个极板推靠到套管内壁上利用推靠臂把六个极板推靠到套管内壁上去，相临四个滑板构成螺旋状双发双收声去，相临四个滑板构成螺旋状双发双收声衰减测量系统衰减测量系统n把管外环形空间六等分，分别考察水泥胶把管外环形空间六等分，分别考察水泥胶结质量，实现测量的高分辨率结质量，实现测量的高分辨率360°全方位全方位覆盖覆盖n用相对方位资料确定水泥沟槽的相对方位用相对方位资料确定水泥沟槽的相对方位 n康普乐公司的扇区水泥胶结测井仪（康普乐公司的扇区水泥胶结测井仪（SBT））n采用两组相连的压电陶磁晶体作为全方位发采用两组相连的压电陶磁晶体作为全方位发射器，一组用于射器，一组用于CBL/VDL的声波发射，另的声波发射，另一组用于一组用于SBT的发射nSBT声系由处于同截面的八个发射探头和处声系由处于同截面的八个发射探头和处于另一同截面的八个接收探头组成，两截面于另一同截面的八个接收探头组成，两截面相距相距2英尺英尺,每个发射探头和处于另一截面的每个发射探头和处于另一截面的接收探头组成一组，分别探测截面接收探头组成一组，分别探测截面45°角范角范围内的套管外水泥胶结质量。

围内的套管外水泥胶结质量n8组探头组合就能探测套管外组探头组合就能探测套管外360°的水泥胶的水泥胶结质量，实现了测量的高分辨率结质量，实现了测量的高分辨率360°全方位全方位覆盖 n俄罗斯的俄罗斯的MAK—2声波测井仪和声波测井仪和CГДГДT—HB伽马密度伽马密度——厚度测井仪厚度测井仪n其中的其中的CГДГДT—HB是一种用放射性方法对是一种用放射性方法对固井质量监测的复合型仪器固井质量监测的复合型仪器n二种测井资料综合解释，可解决由于水泥二种测井资料综合解释，可解决由于水泥上返地面和挂尾管完井水泥上返喇叭口的上返地面和挂尾管完井水泥上返喇叭口的井，测井时没有可供刻度的纯浆段，以及井，测井时没有可供刻度的纯浆段，以及微间隙对声波幅度测井资料的影响微间隙对声波幅度测井资料的影响 n国内各油田固井质量评价测井，国内各油田固井质量评价测井，以声波变密度测井（以声波变密度测井（CBL/VDL））为主，国外先进的测井技术各有为主，国外先进的测井技术各有引进n测井资料解释评价依据企业标准测井资料解释评价依据企业标准进行，至今未见行业技术标准进行，至今未见行业技术标准应用（应用（S126井）井）本井本井22--24号油层与上号油层与上临水层间，临水层间，封固较好。

封固较好 射开射开22、、23、、24号油号油层合试，日层合试，日产油产油10.1t，，不含水水层水层w116井井7号油层号油层与与 上临水上临水层间，封层间，封固不好，易固不好，易发生窜槽发生窜槽 射开射开7号油号油层试油，层试油，结果日产结果日产水水3.5t，不，不产油水层水层水层水层L90—X1 固井质量成果图L90—X1 同位素验窜成果图L103井固井水泥浆28方，侯凝27小时后测井油2.73,无水KD401井 固井质量评价图 油27.4，无水n 从上面的从上面的实例可以看出，即使在第一界面（水泥例可以看出，即使在第一界面（水泥环和套管之和套管之间））固井固井质量量较好的情况下，第二界面（水泥好的情况下，第二界面（水泥环和地和地层之之间）的固）的固井井质量不一定好量不一定好n第二界面的固井第二界面的固井质量不好，可能形成量不好，可能形成窜槽，影响井的正常使用槽，影响井的正常使用n必必须用声波用声波变密度密度测井井资料代替声幅料代替声幅测井井资料料评价固井水泥胶价固井水泥胶结质量小结3、扇区水泥胶结(成像)测井（SBT）n 为为探探测测水水泥泥沟沟槽槽和和空空隙隙，，更更好好的的评评价价由由于于水水泥泥上上返返地地面面和和挂挂尾尾管管完完井井水水泥泥上上返返喇喇叭叭口口而而没没有有可可供供刻刻度度的的纯纯浆浆段段及及有有微微间间隙隙的的井井的的固固井井水水泥泥胶胶结结情情况况，，又又引引进进了了西西方方阿阿特特拉拉斯斯公公司司和和康康普普乐乐公公司司的的水水泥泥胶胶结结评评价价测测井井仪仪——扇扇区区水水泥泥胶胶结结成成像像测测井井仪（仪（SBT）。

阿特拉斯阿特拉斯扇区水泥胶结测井仪扇区水泥胶结测井仪(SBT)阿特拉斯扇区水泥胶结测井（阿特拉斯扇区水泥胶结测井（SBTSBT）的主）的主要特点要特点n6个独立的个独立的60°补偿衰减衰减测量，可以探量，可以探测出水泥沟槽及出水泥沟槽及环向水泥不均匀胶向水泥不均匀胶结n水泥成像水泥成像图显示示详细、直、直观n相相对方位能确定水泥沟槽相方位能确定水泥沟槽相对位置n利利用用5ft源源距距的的变密密度度评价价水水泥泥环与与地地层的胶的胶结状况康普乐扇区水泥胶结测井康普乐扇区水泥胶结测井（（ATAT+ +-SBT-SBT）） ATAT+ +—SBTSBT声系由处于同截声系由处于同截面的八个发射探头和处于另一面的八个发射探头和处于另一同截面的八个接收探头组成，同截面的八个接收探头组成，两截面相距为两截面相距为2ft2ft，每个发射，每个发射探头和处于另一同柱面的接收探头和处于另一同柱面的接收探头组成一组分别探测截面探头组成一组分别探测截面4545°°范围内的套管外水泥胶结范围内的套管外水泥胶结质量的好坏，质量的好坏，8 8组探头组合就组探头组合就能探测环套管外周围能探测环套管外周围360360°°的的水泥胶结质量水泥胶结质量康普乐公司扇区水泥胶结测井（康普乐公司扇区水泥胶结测井（SBT）的主）的主要特点要特点n可以探可以探测出水泥沟槽及出水泥沟槽及环向水泥不均向水泥不均匀胶匀胶结。

n扇区水泥成像扇区水泥成像图显示直示直观、清楚n能能识别套管外的孔洞、孔道套管外的孔洞、孔道n与与CBL/VDL相比，相比，SBT受薄水泥受薄水泥环和和快速地快速地层的影响小的影响小n利用利用5ft源距的源距的变密度密度评价水泥价水泥环与地与地层的胶的胶结状况ECLIPS-5700 扇区水泥成像测井图扇区水泥成像测井图L602井 固井质量评价图L602井 固井质量评价图L602井 SBT反映水泥沟槽三、存在的主要问题n在在固固井井水水泥泥胶胶结结评评价价测测井井资资料料解解释释中中，，声声波波变变密密度度测测井井资资料料评评价价仍仍以以半半定定量量分分析析为为主主，，人人为为影影响响较较大大，，需需要要探探讨讨测测井井资资料料自自动动处处理理解解释释方方法和定量解释方法，提高资料解释精度法和定量解释方法，提高资料解释精度n水水泥泥上上返返地地面面和和挂挂尾尾管管完完井井水水泥泥上上返返喇喇叭叭口口的的井井，，由由于于测测井井时时没没有有可可供刻度的纯浆段，影响声波幅度测井资料的解释评价供刻度的纯浆段，影响声波幅度测井资料的解释评价四、声波测井的影响因素n双层套管的影响。

双层套管井段的介质界面多，影响因素较多，只双层套管的影响双层套管井段的介质界面多，影响因素较多，只有在所有界面都胶结较好的情况下，才可望获得较为可靠的测井解有在所有界面都胶结较好的情况下，才可望获得较为可靠的测井解释结果n完完井井固固井井、、水水泥泥侯侯凝凝期期间间，，周周边边地地区区油油水水井井的的生生产产、、注注水水，，使使生生产产层位活跃，导致固井水泥与地层胶结不好层位活跃，导致固井水泥与地层胶结不好n钻井过程中形成的泥饼，影响第二界面固井质量评价钻井过程中形成的泥饼，影响第二界面固井质量评价n快速地层的影响当声波在地层中的传播速度接近和大于在套管中快速地层的影响当声波在地层中的传播速度接近和大于在套管中的传播速度时，对岩性稳定的井段，难以区分地层波信号与套管波的传播速度时，对岩性稳定的井段，难以区分地层波信号与套管波信号n微间隙的影响由于水泥石体积的收缩、通井钻水泥塞等原因的造微间隙的影响由于水泥石体积的收缩、通井钻水泥塞等原因的造成微间隙，对固井水泥胶结评价测井产生不利影响，使成微间隙，对固井水泥胶结评价测井产生不利影响，使CBL呈高值呈高值响应，响应，VDL地层波显示弱，影响了测井资料的解释评价。

地层波显示弱，影响了测井资料的解释评价n微微间隙一般不会造成隙一般不会造成窜槽，但却使槽，但却使声波声波测井无法真井无法真实反映反映实际的固井的固井质量n微微间隙的隙的识别，目前除了加，目前除了加压测井井进行行验证外，外，还没有没有较为简单的方的方法CG207井 （ 快速地层影响）X158井 （通钻前） 微间隙影响 （通钻后） Y924井（微间隙影响）（加压15MPa测井）n水泥水泥环的厚度的厚度 厚度大于厚度大于2cm的水泥的水泥环对套管波的衰减是一个定套管波的衰减是一个定值；厚度小于；厚度小于2cm时，水泥，水泥环越薄，越薄，对套管波的衰减越小，套管波的衰减越小，CBL值越高，容易把胶越高，容易把胶结好的井段判断好的井段判断为胶胶结差 此外，水泥此外，水泥环较薄薄时，快速地，快速地层的影响的影响则更更为显著n仪器偏心器偏心 当当仪器偏心距离器偏心距离为1/4 in时，声波幅度，声波幅度将下降将下降50%，偏心，偏心1 in时，，则幅度下幅度下降降75%，易将胶，易将胶结不好的井段不好的井段误判判为胶胶结良好n水泥候凝水泥候凝时间 注水泥后，水泥的声学性注水泥后，水泥的声学性质是是变化的。

化的应该等水泥充分凝固后才等水泥充分凝固后才测井否则会造成会造成错误解解释五、建议五、建议n建立固井水泥胶结质量检测刻度井群建立固井水泥胶结质量检测刻度井群（模拟水泥与套管、水泥与地层之间的（模拟水泥与套管、水泥与地层之间的各种胶结情况），刻度、标定固井水泥各种胶结情况），刻度、标定固井水泥胶结质量检查测井仪器，完善固井水泥胶结质量检查测井仪器，完善固井水泥胶结质量评价测井技术胶结质量评价测井技术n探井、重点井、大斜度井及有快速探井、重点井、大斜度井及有快速地层、微间隙和水泥上返地面的井，地层、微间隙和水泥上返地面的井，可尝试使用扇区成像水泥胶结测井可尝试使用扇区成像水泥胶结测井（（SBT）） 以直观、准确地反映水以直观、准确地反映水泥沟槽和空隙，识别微环空泥沟槽和空隙，识别微环空 ，更好，更好地评价水泥环与套管、水泥环与地地评价水泥环与套管、水泥环与地层之间的两个界面的固井水泥胶结层之间的两个界面的固井水泥胶结质量n随着固井质量评价测井技术的随着固井质量评价测井技术的快速发展，应尽快组织制订权快速发展，应尽快组织制订权威、科学的威、科学的“固井质量评价固井质量评价”行业标准减少甲乙方在固井行业标准。

减少甲乙方在固井质量方面的争议质量方面的争议固井质量评价标准的讨论一、目前一、目前执行行标准的准的现状及状及标准的不足准的不足n固井固井质量量评价：大部分油田都推广使用价：大部分油田都推广使用CBL/VDL测井井评价技价技术n固井固井质量量评价价标准准执行本油田的企行本油田的企业标准或固井准或固井质量管理量管理规定定n 中国石油天然气中国石油天然气总公司公司《《钻井手册井手册(甲方甲方)》》提出如下提出如下标淮：淮：CBL＜＜15%，固井，固井质量良好；量良好；CBL＝＝15% ~ 30%，固井，固井质量合格；量合格；CBL＞＞30%，固井，固井质量差n 这个个标准忽准忽视了不同套管尺寸和了不同套管尺寸和测量源据量源据对CBL测井的影响，井的影响，而理而理论、、实践和践和现场经验都都证明，明，这个影响是不容忽个影响是不容忽视的n常常规密度水泥密度水泥浆体系在我国乃至世界油田的固井作体系在我国乃至世界油田的固井作业中，使用最中，使用最普遍，使用普遍，使用时间最最长，因而常，因而常见的固井的固井质量量评价价标准一般都是准一般都是针对常常规密度水泥密度水泥浆体系的n目前在国内外油田广泛使用了低密度和高密度水泥目前在国内外油田广泛使用了低密度和高密度水泥浆体系。

但是，体系但是，有关低密度和高密度水泥有关低密度和高密度水泥浆体系的固井体系的固井质量量测井响井响应规律和固井律和固井质量量评价的研究价的研究还很少，因而很少，因而质量量评价价对他他们的的规定定显得十分粗得十分粗略n没有没有给出出层间封隔的要求封隔的要求 60年代国外年代国外进行了多次固井行了多次固井质量量测井和井和层间验窜野外野外实验，得到水泥，得到水泥环最小封隔最小封隔长度与套管尺寸的度与套管尺寸的经验关系例如：例如：Ø177.8mm套管最小封隔套管最小封隔长度度为3m，，Ø 127.0mm套管最小封套管最小封隔隔长度度为0.9m•外层套管的影响没有考虑外层套管的影响没有考虑 测井资料的定量解释问题n目前国内外目前国内外针对CBL/VDL 测井井资料定量解料定量解释的相关研究的相关研究较少，主要少，主要停留在定性解停留在定性解释的水平n在解在解释过程中存在程中存在较大的人大的人为因素，造成解因素，造成解释标准准难以以统一及一及资料多料多解性解性强的的问题n对测井井仪器的操作器的操作规定，包括：定，包括： 测井井仪器的居中；器的居中； 测量源距；量源距； 测量速度；量速度； 测井井仪器刻度，指器刻度，指测井井仪器器应在与目的在与目的层同尺寸的自由套管井段同尺寸的自由套管井段进行刻度。

行刻度二、新标准应包含的内容n对水泥候凝水泥候凝时间不足的判不足的判别n套管外水泥微套管外水泥微间隙的判断隙的判断n声幅曲声幅曲线受快速地受快速地层的的识别n声幅曲声幅曲线受外受外层套管影响的套管影响的识别n考考虑水泥水泥环厚度的影响（厚度的影响（19.525mm）n测井解井解释资料料应尽量定量化尽量定量化 在没有在没有进行水泥胶行水泥胶结测井的条件下，可以根据井的条件下，可以根据 固井施工固井施工纪录来来评估固井施工估固井施工质量在已经进行了水泥胶行了水泥胶结测井的条件下，根据固井的条件下，根据固井施工井施工纪录对固井施工固井施工质量量评估的估的结论，可以作，可以作为分析水泥是否分析水泥是否候凝不足或者是否出候凝不足或者是否出现微微间隙的参考隙的参考 根据固井施工纪录评估固井施工质量根据固井施工纪录评估固井施工质量国外固井质量评价的模式n目前，美国、加拿大和海上外方投目前，美国、加拿大和海上外方投资区区块一般一般是采用是采用CBL和和VDL测井方法来井方法来评价固井价固井质量，量，有有时也采用超声波也采用超声波测井n其方式与国内有其方式与国内有较大差大差别：： 1、水泥、水泥浆配方由油公司提供；配方由油公司提供； 2、固井服、固井服务公司只提供公司只提供现场施工服施工服务，， 但必但必须严格按格按设计要求施工。

要求施工 3、固井、固井质量量检测不是每口井都不是每口井都进行，只是行，只是对一些特殊井、出一些特殊井、出问题井及采用新的水泥井及采用新的水泥浆体系体系所固的井，而且其所固的井，而且其结果也不用于考核固井服果也不用于考核固井服务公司结论n固井是高固井是高风险作作业，固井，固井质量除了取决于固井量除了取决于固井设计和固井施工外，和固井施工外，还取决于井眼条件和地取决于井眼条件和地质条件n固井固井质量量评价价结论受到固井受到固井质量量测井技井技术、工程判、工程判别技技术和和测井井解解释人人员的固井的固井质量量综合合评价水平等多种因素的影响价水平等多种因素的影响n应根据根据测井井资料和固井施工料和固井施工记录等等进行行综合合评价固井价固井质量n科学的固井科学的固井质量量评价价标准准对固井技固井技术的的发展十分重要展十分重要n随着随着测井技井技术、、钻井技井技术和固井技和固井技术的的发展，固井展，固井质量量评价价标准准应及及时进行修行修订n应重重视固井施工固井施工过程的控制，而不是固井程的控制，而不是固井结果谢谢 谢谢 大大 家家。