固井质量评价技术及标准的讨论.ppt

固井质量评价技术及评价标准的讨论 固井质量评价技术 一 固井质量评价方法固井水泥胶结质量评价测井是油井完井过程中一项重要的测井技术 是检查水泥与套管之间 通常所称的第一界面 水泥与地层之间 第二界面 的胶结情况的测井方法 1 井温测井主要应用于确定管外水泥返高 也可作为水泥充填程度的补充解释 水泥凝固产生的热量将使其在正常温度基础上升高几度 利用井温测井可以确定水泥面位置及检查水泥窜槽 2 水力测试水力测试可以检测邻近层的油 水或气 水窜槽位置及检查射孔井段的封堵效果 目前最常用的方法是耐压试验和排液试验 1 耐压试验 耐压试验就是在井口加一定的压力 观察压力下降的情况 以检查套管柱的密封性或挤水泥质量 2 排空试验 就是用气举或提捞等方法 部分或全部掏空井内液体 并关井一段时间 观察井内变化 3 声波幅度测井 CBL 技术 声波幅度测井 CBL 只记录声波波列中的首波幅度 因而只能提供水泥环与套管之间 第一界面 的封固情况 若水泥环与地层之间 第二界面 封固不好 而形成窜槽 用声波幅度测井资料就不能判断 CBL VDL测井解决了这一问题 4 声波变密度测井技术 声波变密度测井仪 CBL VDL 除记录首波外 还记录到后继波 不仅可以评价第一界面的水泥胶结质量 还能较好地评价第二界面的水泥结质量 在现场推广应用中 见到了较好效果 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 扇区水泥胶结测井 SBT 它主要从纵向和横向 沿套管圆周 两个方向测量水泥胶结质量 二 国内外现状 Sclumberger公司水泥评价测井仪 CET 是一种用于检查水泥胶结质量的测井仪器 利用反射声波来确定套管的平均直径 椭圆度 偏心度及反映水泥胶结质量的水泥抗压强度等 弥补了声幅测井仪和声波全波列测井仪的不足 西方阿特拉斯公司的扇区水泥胶结测井仪 SBT 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衰减测量系统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360 全方位覆盖用相对方位资料确定水泥沟槽的相对方位 康普乐公司的扇区水泥胶结测井仪 SBT 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CBL VDL的声波发射 另一组用于SBT的发射 SBT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 两截面相距2英尺 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45 角范围内的套管外水泥胶结质量 8组探头组合就能探测套管外360 的水泥胶结质量 实现了测量的高分辨率360 全方位覆盖 俄罗斯的MAK 2声波测井仪和C T HB伽马密度 厚度测井仪其中的C T HB是一种用放射性方法对固井质量监测的复合型仪器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 国内各油田固井质量评价测井 以声波变密度测井 CBL VDL 为主 国外先进的测井技术各有引进 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 应用 S126井 本井22 24号油层与上临水层间 封固较好 射开22 23 24号油层合试 日产油10 1t 不含水 水层 w116井 7号油层与上临水层间 封固不好 易发生窜槽 射开7号油层试油 结果日产水3 5t 不产油 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 从上面的实例可以看出 即使在第一界面 水泥环和套管之间 固井质量较好的情况下 第二界面 水泥环和地层之间 的固井质量不一定好 第二界面的固井质量不好 可能形成窜槽 影响井的正常使用 必须用声波变密度测井资料代替声幅测井资料评价固井水泥胶结质量 小结 3 扇区水泥胶结 成像 测井 SBT 为探测水泥沟槽和空隙 更好的评价由于水泥上返地面和挂尾管完井水泥上返喇叭口而没有可供刻度的纯浆段及有微间隙的井的固井水泥胶结情况 又引进了西方阿特拉斯公司和康普乐公司的水泥胶结评价测井仪 扇区水泥胶结成像测井仪 SBT 阿特拉斯扇区水泥胶结测井仪 SBT 阿特拉斯扇区水泥胶结测井 SBT 的主要特点 6个独立的60 补偿衰减测量 可以探测出水泥沟槽及环向水泥不均匀胶结 水泥成像图显示详细 直观 相对方位能确定水泥沟槽相对位置 利用5ft源距的变密度评价水泥环与地层的胶结状况 康普乐扇区水泥胶结测井 AT SBT AT SBT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 两截面相距为2ft 每个发射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45 范围内的套管外水泥胶结质量的好坏 8组探头组合就能探测环套管外周围360 的水泥胶结质量 康普乐公司扇区水泥胶结测井 SBT 的主要特点 可以探测出水泥沟槽及环向水泥不均匀胶结 扇区水泥成像图显示直观 清楚 能识别套管外的孔洞 孔道 与CBL VDL相比 SBT受薄水泥环和快速地层的影响小 利用5ft源距的变密度评价水泥环与地层的胶结状况 ECLIPS 5700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 在固井水泥胶结评价测井资料解释中 声波变密度测井资料评价仍以半定量分析为主 人为影响较大 需要探讨测井资料自动处理解释方法和定量解释方法 提高资料解释精度 水泥上返地面和挂尾管完井水泥上返喇叭口的井 由于测井时没有可供刻度的纯浆段 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 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释结果 完井固井 水泥侯凝期间 周边地区油水井的生产 注水 使生产层位活跃 导致固井水泥与地层胶结不好 钻井过程中形成的泥饼 影响第二界面固井质量评价 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信号 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CBL呈高值响应 VDL地层波显示弱 影响了测井资料的解释评价 微间隙一般不会造成窜槽 但却使声波测井无法真实反映实际的固井质量 微间隙的识别 目前除了加压测井进行验证外 还没有较为简单的方法 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 水泥环的厚度厚度大于2cm的水泥环对套管波的衰减是一个定值 厚度小于2cm时 水泥环越薄 对套管波的衰减越小 CBL值越高 容易把胶结好的井段判断为胶结差 此外 水泥环较薄时 快速地层的影响则更为显著 仪器偏心当仪器偏心距离为1 4in时 声波幅度将下降50 偏心1in时 则幅度下降75 易将胶结不好的井段误判为胶结良好 水泥候凝时间注水泥后 水泥的声学性质是变化的 应该等水泥充分凝固后才测井 否则会造成错误解释 五 建议 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评价测井技术 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 可尝试使用扇区成像水泥胶结测井 SBT 以直观 准确地反映水泥沟槽和空隙 识别微环空 更好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质量 随着固井质量评价测井技术的快速发展 应尽快组织制订权威 科学的 固井质量评价 行业标准 减少甲乙方在固井质量方面的争议 固井质量评价标准的讨论 一 目前执行标准的现状及标准的不足固井质量评价 大部分油田都推广使用CBL VDL测井评价技术固井质量评价标准执行本油田的企业标准或固井质量管理规定 中国石油天然气总公司 钻井手册 甲方 提出如下标淮 CBL 15 固井质量良好 CBL 15 30 固井质量合格 CBL 30 固井质量差 这个标准忽视了不同套管尺寸和测量源据对CBL测井的影响 而理论 实践和现场经验都证明 这个影响是不容忽视的 常规密度水泥浆体系在我国乃至世界油田的固井作业中 使用最普遍 使用时间最长 因而常见的固井质量评价标准一般都是针对常规密度水泥浆体系的 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 有关低密度和高密度水泥浆体系的固井质量测井响应规律和固井质量评价的研究还很少 因而质量评价对他们的规定显得十分粗略 没有给出层间封隔的要求 60年代国外进行了多次固井质量测井和层间验窜野外实验 得到水泥环最小封隔长度与套管尺寸的经验关系 例如 177 8mm套管最小封隔长度为3m 127 0mm套管最小封隔长度为0 9m 外层套管的影响没有考虑 测井资料的定量解释问题 目前国内外针对CBL VDL测井资料定量解释的相关研究较少 主要停留在定性解释的水平 在解释过程中存在较大的人为因素 造成解释标准难以统一及资料多解性强的问题 对测井仪器的操作规定 包括 测井仪器的居中 测量源距 测量速度 测井仪器刻度 指测井仪器应在与目的层同尺寸的自由套管井段进行刻度 二 新标准应包含的内容 对水泥候凝时间不足的判别 套管外水泥微间隙的判断 声幅曲线受快速地层的识别 声幅曲线受外层套管影响的识别 考虑水泥环厚度的影响 19 525mm 测井解释资料应尽量定量化 在没有进行水泥胶结测井的条件下 可以根据固井施工纪录来评估固井施工质量 在已经进行了水泥胶结测井的条件下 根据固井施工纪录对固井施工质量评估的结论 可以作为分析水泥是否候凝不足或者是否出现微间隙的参考 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 目前 美国 加拿大和海上外方投资区块一般是采用CBL和VDL测井方法来评价固井质量 有时也采用超声波测井 其方式与国内有较大差别 1 水泥浆配方由油公司提供 2 固井服务公司只提供现场施工服务 但必须严格按设计要求施工 3 固井质量检测不是每口井都进行 只是对一些特殊井 出问题井及采用新的水泥浆体系所固的井 而且其