固井电测知识

固井质量检查1、原则1.1本标准根据API规范凡有争议之处。1.2固井质量应达到勘探开发目的及钻井工程的设计要求，能经受合理的钻井、射孔、酸化压裂作业的考验，满足正常条件下的采气采油作业和注水作业需要，且要求油、气井具有正常寿命；2、水泥返高和水泥环标准2.1水泥浆返高和人工井底标准（1）水泥浆返高应满足钻井工程设计要求；（2）人工井底距最下部油、气层底界，一般不少于15m，特殊井由甲方主管部门另行规定。2.2固井水泥环标准2.2.1采用声幅测井（CBL）和变密度测井（VDL）检查固井质量。在声幅测井不能明确鉴定水泥环质量时，可用变密度测井图对照鉴定，如有必要再用SBT图对照鉴定。如采用以上方式不能鉴定或达不到要求，可用井温测井、自然声波（噪声）测井、验窜等其它方法鉴定。声幅测井评价水泥胶结质量标准（1）超低密度（密度W1.30g/cm3）水泥浆固井声幅值W25%优秀25%＜声幅值＜35%良好35%＜声幅值＜45%合格声幅值＞45%不合格（2）低密度（1.30g/cm3＜密度＜1.60g/cm3）水泥浆固井声幅值＜20%优秀20%〈声幅值＜30%良好30%〈声幅值＜40%合格声幅值〉40%不合格(3)常规或高密度(密度〉1.60g/cn3)水泥浆固井声幅值＜15%优秀15%〈声幅值＜25%良好25%〈声幅值＜30%合格声幅值〉30%不合格主要油、气层(含油气层中相邻水层)，应连续封固或分隔封固，5^5、套管分隔封固水泥段的长度不小于1.8m,7童管分隔封固水泥段的长度不小于3.4m;油气层顶、底应有连续封固段，5^51；套管连续封固水泥段的长度不小于125m,7童管连续封固水泥段的长度不小于25m;密集分布的油、气、水层层间必须封隔良好。其间隔大于5m的,应至少有5山胶结质量合格，间隔小于5m的，必须全部胶结质量合格。技术套管靠近管鞋100m，必须封固质量合格；2.2.2声幅测井仪器、工艺及测井曲线应合格；所有仪器必须严格校准，测量前后须进行零线、基线和刻度曲线的校核和记录；声幅测井至少测至最低油气层底界以下10m;测井过程中应确保仪器在套管内居中，为此、应在测井仪器上加3只以上扶正器，定向井测井不少于4只应注意在减震器、接收器上下及声幅仪器顶部加好扶正器)；(4)声幅测井要求测至水泥面以上5个稳定的接箍信号，接箍与接箍之间的声幅曲线应有严格的锯齿形。自由套管声幅值测程调节为8〜12cm(横向比例为1：50mV)，而在套管与水泥100%胶结的井段，声幅值接近零线，曲线平直，不能出现2mm负值，测量前后误差不超过±10%，测速不超过200m/h，凡水泥返至地面的井和尾管固井，测声幅前应在同尺寸套管内确定钻井液声幅值；(5)测井时间应根据水泥实验中形成足够水泥石抗压强度(3.5〜7.0MPa)来确定。一般可在40〜48h后进行测井，如果是低密度水泥浆或有其它特殊因素影响，可选定在72h后测井；(6)在水泥环质量测井鉴定为不合格，并且窜通可能性极大的井段采取验窜，根据验窜结果制订下一步补救措施。CBL测井知识在下套管的井中注水泥后，套管与井壁之间的环形空间内应充满注入的水泥。如果固井质量不好，套管与井壁之间的环形空间会残留泥浆。为了检查水泥与套管是否胶结良好，因此提出了水泥胶结测井。水泥胶结测井基本原理CBL下井仪器，采用单发单收声系，源距为3ft（0.91m）。可以近似认为，发射换能器发出声波，其中以临界角入射的声波，在泥浆与套管的界面上折射，产生沿这个界面在套管中传播的滑行波（即套管波），套管波又以临界角折射进入井内泥浆到达接收换能器被接收。仪器测量记录套管波的第一峰的幅度值（以mV为单位），即水泥胶结测井曲线。这个幅度值的大小除了决定于套管与水泥胶结程度外，还受套管尺寸、水泥环强度和厚度以及仪器居中情况的影响。若套管与水泥胶结良好，这时套管与水泥环的声阻抗差较小，声耦合较好，套管波的能量容易通过水泥环向外传播。因此，套管波能量有较大的衰减，测量记录到的水泥胶结测井值就很小；若套管与水泥胶结不好，套管外有泥浆存在，套管与管外泥浆的声阻抗差很大，声耦合较差，套管波的能量不容易通过套管外泥浆传播到地层中去。因此套管波能量衰减较小，水泥胶结测井值很大，从而利用水泥胶结测井曲线值可以判断固井质量。影响水泥胶结测井曲线的因素（1）测井时间的影响。灌注的水泥存在凝固过程，这是水泥强度不断增大的过程，套管波的衰减与水泥强度有关，强度小衰减少，在为凝固、封固好的井段测井会出现高幅度值，因此要待凝固后测井。测井过晚，会因为钻井液沉淀固结，井壁坍塌造成无水泥井段声幅低值的假象，一般在固井后24~48h之间测量最好。（2）水泥环厚度的影响。实验证明，水泥环厚度大于2cm，水泥环厚度对水泥胶结测井曲线的影响是个固定值，小于2cm时，水泥环厚度越薄，曲线幅度值越高，因此，应用声波幅度测井检查固井质量时，应参考井径曲线进行。（3）井筒内钻井液气侵会使声波能量发生较大的衰减。造成水泥胶结测井曲线幅度降低的现象，在这种情况下，容易把没胶结好的井段误认为胶结良好。3.CBL测井曲线应用（1）在水泥面返离位置以上曲线幅度最大，在套管接箍处出现幅度变小的尖峰，这是因为声波在套管接箍处能量损耗增大的缘故。（2）深度由浅变深、曲线首次由高幅度向低幅度变化处为水泥面返高位置。（3）在套管外水泥胶结良好处，曲线幅度为低值。水泥胶结测井已广泛用于检查固井质量，并已总结出一套解释方法，如根据模拟井实验表明，可用声波相对幅度的大小来判断固井质量：声波相对幅度=A目的/A泥浆*100%A日的：日的层井段的声波幅度。A泥浆：套管外全是泥浆的井段的声波幅度。通常，相对幅度越小，固井质量越好；反之相对幅度越大，固井质量越差。根据实验结果和实际经验，可将固井质量划分为三个等级：胶结质量良好，相对幅度＜20%胶结质量中等，相对幅度介于20%〜40%胶结质量不好，相对幅度〉40%根据相对幅度定性判断固井质量固然是水泥胶结测井解释的依据，但不能机械地生搬硬套，还要参考井径等曲线，同时还要了解固井施工情况，如水灰比、水泥上返速度和使用的添加剂类型等，必须综合各方面的资料，才能得出准确可靠的判断。CBL测量的是套管波的首波幅度。首波幅度的大小主要取决于水泥与套管外壁的胶结程度，因此只能解决第一界面（套管外壁与水泥环的界面）的问题，而水泥环与井壁（水泥环与地层）之间是否胶结良好，即第二界面的问题是无法解决的。但由于水泥胶结测井方法简单，易于解释，仍然是判断固井质量的常用方法。VDL测井知识为了更好地检查下套管井第一界面、第二界面的胶结程度，提出了变密度测井。变密度测井采用单发单收声系，源距为5ft(1.52m),实际上为声波波列测井，可以接收到套管波、水泥环波、地层波以及泥浆直达波。1.变密度测井测量原理VDL利用单发单收声系进行全波列测量，在1ms的时间间隔内，能够测量套管波、水泥环波，地层波等。在测量时把信号幅度的正半周保留，将负半周去掉，正半周的信号输入到调辉管，将声波幅度的大小转变为光辉度的强弱，信号为零幅度时用灰色表示，正幅度用黑色表示，黑色的深浅表示信号幅度的大小；负半周用白色表示，在照相记录仪上就显示出随深度变化的黑、白相间的条纹，即显示为声波信号的强度一时间记录。2.曲线分析经过模拟实验发现，在不同的固井质量情况下，套管波与地层波的幅度变化有一定的规律。如图3-13,当套管外无水泥，只有泥浆时，此时第一界面声耦合不好，致使大部分声能量沿套管传播，极小部分传到地层，甚至传不到地层，这是套管波的幅度很大，而地层波的幅度很小，甚至看不到地层波。当水泥环与套管及地层胶结良好时，声耦合好，声波能量基本上传到地层，此时套管波幅度小，而地层波的幅度较大。当第一界面胶结良好，而水泥环与地层胶结不好时，声波大部分能量传到水泥环中，由于水泥环吸收强，致使声波幅度明显衰减，此时所有波的幅度都很低。当套管偏斜时，一侧与水泥胶结良好，而另一部分与没有水泥，地层称为窜槽，声波能量一部分沿套管传播，另一部分传入地层，此时既有地层波的显示，也有套管波的显示。另外，在VDL测井图（辉度图）中，套管接箍也有显示，显