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1、,固井質量綜合評價,(,二,),10. 水泥膠結測井固井質量綜合評價 11. 反射回波測井固井質量評價簡介 12. 固井質量工程判別技術 致謝,主要內容,10.,,水泥膠結測井固井質量綜合評價,,國外有專家指出：,“水泥膠結測井是一種最常用、最濫用和最錯用的測井技術?！?,,,,這體現在兩個方面：,,,1.,數據采集；,,2.,資料解釋。,又有專家指出：,,利用水泥膠結測井技術，可以得到很高的評價符合率。,,（一）固井質量測井響應存在多解性,,,人們總是期望利用一條聲幅測井曲線和一成不變的評價指標，就能簡簡單單地評價固井質量?？墒?，,固井質量測井存在地球物理探測的共同弱點——多解性。,確
2、實，在理想條件下，只要有了,CBL,曲線就可以正確評價固井質量。但多數情況下，固井質量測井信息受固井質量以外的其它因素（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)層間封隔性能評價與有效封隔長度,、,層間壓差,、,地層流體性質和管外環(huán)空尺寸等因素有關。,,10.1 綜合評價的重要性,（二）水泥環(huán)層間封隔性能受多種因素影響,,要進行油田勘探開發(fā)部門最為關注的水泥環(huán)層間封隔性能評價，就要分析簡介反映第一界面、第二界面膠結質量的水泥環(huán),有效滲透率,和,層間有效封隔長度,，,還要設法了解并考慮,層間壓差,、,地層流體性質,和,管外環(huán)
3、空尺寸,等。限于目前固井質量測井探測能力，更由于測井信息的多解性以及處于動態(tài)變化中的相鄰地層間壓差和水泥膠結狀況等因素，使得層間封隔性能精確評價相當困難。,,,（三）解決測井響應多解性的唯一方法是固井質量綜合評價,,利用作為地球物理測井方法之一的固井質量測井所采集的資料評價固井質量，要想符合客觀情況，避免誤評價，不能僅根據某一種測井信息（不管它多么重要）來評價，而應以固井質量測井為主，參考固井作業(yè)、鉆井、地質和其它測井資料等方面的有關信息，走綜合評價之路,性。利用固井質量測井所采集的資料評價固井質量，也必須走綜合評價之路。,收集,有關,資料,,,根據固井質量測井響應所受影響的程度收集有關資料：
4、,,?,,鉆井資料,,?,固井資料,,?,常規(guī)測井資料,,?,常規(guī)測井,解釋成果表,,?,外層套管固井質量測井資料,鉆井和固井等有關資料,VDL,、,SRT,、,常規(guī)測井資料等,測井儀器工作狀態(tài)良好、刻度正確，且測井資料顯示典型的水泥膠結特征:,可直接根據固井質量測井資料進行固井質量評價和水泥環(huán)層間封隔性能評價,測井資料顯示水泥膠結特征不典型，或者,CBL,或衰減率曲線與,VDL,不一致:,在進行水泥膠結評價和水泥環(huán)層間封隔性能評價時，應參考固井質量測井的其它曲線,（通常在同一次測井中，,明顯的影響因素可能只有一兩個,）,測井儀器工作狀態(tài)良好、刻度正確，但測井資料顯示水泥膠結特征不典型：,在進
5、行固井質量評價和水泥環(huán)層間封隔性能評價時，應當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、溫度和壓力的裸眼測井資料，參考固井和水泥候凝方式等資料，進行綜合評價,固井質量測井主要測井信息,綜合評價概述,10.2 不能用水泥膠結測井資料評價的兩,種特殊膠結狀況判斷,,候凝時間不足：,,（1）根據某一次水泥膠結測井響應判斷,,（2）根據時間推移水泥膠結測井響應判斷,,（3） 參考當次固井作業(yè)的實際水泥漿配方和井眼實際溫度,,微環(huán)隙,：,,（1） 根據某一次水泥膠結測井響應判斷,,（2） 根據時間推移水泥膠結測井響應判斷,,（3）,參考固井施工記錄,,（,4） 參考并分析鉆井液類
6、型、套管外壁化學涂層及養(yǎng)護期間的有關信息,,（5）以較低密度鉆井液替換，或進行過井下作業(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)之間出現了微環(huán)隙。,,（6）套管外壁存在化學涂層，或固井前置液未能清洗掉油基鉆井液在套管外壁形成的油膜，水泥膠結測井響應也具有微環(huán)隙的特征。,,候凝時間分別為,24,小時、,31,小時和,42,小時的,SBT,第一界面膠結狀況。可見，隨著時間的推移，水泥膠結強度在逐漸提高。這符合實驗室水泥試驗的強度發(fā)展規(guī)律。當水泥強度得到充分發(fā)展時進行固井質量測井，才能最為真實地反映固井質量。,,目前的問題在于，在現場進行固井質量評價的時候，測井操作工程師和
7、測井解釋工程師都不知道管外環(huán)空的水泥究竟在什么時候才能充分凝固，而固井質量測井一般只進行一次。,24小時,42小時,31小時,X,,SBT,測量值及其預測,,衰減率,(,dB/ft),候凝時間,,(,小時,),■,,(,預測,),◆,,(,預測,),0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,20,40,60,80,100,120,140,160,180,200,■,,,(預測),◆,,,(預測),m),,,聲波耦合，特別是套管外表面與水泥環(huán)之間（第一界面）的聲學耦合，是利用聲波類固井質量測井資料成功評價固井質量的關鍵，也是聲波類測井的主要缺點。,,對于,SBT,和,CBL/VDL,測井，套
8、管壁厚內的聲波相對于水泥環(huán)作剪切運動，管外水泥環(huán)是它的負載。套管波聲波幅度主要取決于第一界面膠結強度。,常規(guī)水泥膠結測井主要反映水泥環(huán)第一界面膠結狀況,,地層,水泥環(huán),測井儀器,套管,水泥環(huán),測井儀器,T,R1,R2,解決微間隙條件下固井質量測井的方法是：,,,加壓測井,mm，,一般不能阻止水和輕質油在層間的竄通。,,mm,且充滿水時，通常能夠保持層間封隔。,,mm，,也不能阻止層間氣體竄通。,目的層段,SBT,測井圖,實際,DST1：3355-3373,米,1.刮管對固井質量測井響應的影響,,2.,地層孔滲性能對固井質量測井響應的影響,刮管對固井質量測井響應的影響程度，取決于刮管器對套管的振
9、動力大小，因而與套管內壁上殘留水泥的位置、多少以及水泥－套管內壁之間粘結強度關系密切。,10.3 只能用于定性評價的水泥膠結測井資料所受影響因素識別,,,（1）快速地層影響,,（2）外層套管影響,,（3）與地層孔滲性能有關,,（4）固井質量測井儀器偏心,快速地層井段的,SBT,和,CBL,測井響應,雙層套管井段的,SBT,和,CBL,測井響應,幾個,CBL/VDL,測井實例,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,g/cm,3,的水泥漿固井。,SBT,測井資料反映泥巖井段水泥膠結良好，好儲層井段水泥膠結似乎很差。,油,,驗證情
10、況,射開～,m,投入原油生產。,50,天后，仍然沒有地層水產出。由此可見，水泥環(huán)層間封隔性能良好。,驗竄實例,10.,3,薄水泥環(huán)的固井質量測井響應,CBL,BR,評價結論,≤20%,≥0.8,優(yōu),20%＜CBL≤40%,0.5≤BR＜0.8,中等（合格）,＞40%,＜0.5,差（不合格）,10.,4,低密度水泥固井質量評價指標,,,（1）測井時與驗竄時的膠結強度可能不一致,,通常，塔里木探區(qū)在固井作業(yè)后2～3天進行固井質量測井，而驗竄是在固井質量測井后幾天甚至長達幾個月后才進行的。隨著水化反應的深入進行，水泥膠結強度也處在變化之中。所以，測井時的水泥強度可能與驗竄時不一樣，尤其在水泥漿具有緩
11、凝效果的情況下差別就更大。此外，井內流體密度變化和井下作業(yè)也可能對水泥膠結強度產生不利的影響。,,,（2）井下與實驗室的水泥強度可能不一致,,實驗室在模擬井下溫度、壓力條件下，測量24小時純水泥的強度。在井下，水泥漿密度和由外加劑決定的性能都可能與實驗室大相徑庭，難以完全避免的泥漿污染明顯降低水泥強度。,10.,5,固井質量評價應當注意的問題,11.,,利用其它資料進行固井質量評價,反射系數,透過系數,泥,,漿,套管,水,,泥,主要測井儀器,,,CET,和,PET,,,2. USI,和,CAST,,,3.,伽馬伽馬測井,USI,,套管壁厚內的多次反射波呈指數衰減，且衰減的速度與套管外表面膠結
12、的水泥的聲阻抗,Z,關系密切。由此可反演管外水泥膠結狀況。,自由套管,膠結良好,,,,原始圖像,成果圖像,水泥,液體,充氣或干的微間隙,常規(guī)密度水泥,低密度水泥,0,2,4,6,8,Z ( Mrayl),固/液識別門檻,最大聲阻抗,+/- 0.5,氣/液識別門檻,處理標志, 偏心,,CCL, GR,套管截面,原始水泥膠結圖,水泥膠結解釋成果圖,膠結指數,聲阻抗,鉆井液污染,擴徑,套管偏心,氣體侵入環(huán)空,套管居中,射孔后,套管磨損,各種水泥膠結狀況下的,USI,測井響應,反射波法探測固井質量的優(yōu)點與不足,,1. 優(yōu)點：,,（1）縱向和環(huán)向分辨率高；,,（2）,受微環(huán)隙影響比,CBL,和,SBT
13、,小。,,2. 缺點：,,（1）沒有反映第二界面膠結狀況的信息；,,（2）,測量效果明顯受儀器偏心和鉆井液密度影響。,USI + CBL/VDL,,水泥膠結成果圖,USI,BI,VDL,USI,BI,VDL,With pressure,Without pressure,USI,CBL,目的：探測水泥環(huán)的密度,11.3 伽馬密度測井,A、GR,探頭,,,,B、,密度探頭,,,C、,厚度探頭,,1、,GR,計數曲線,,2、兩條水泥密度計數曲線,S1、S2,,3、,水泥平均密度計數曲線,Int,,4、,套管壁厚計數曲線,H,伽瑪密度厚度測井儀基本原理,,(1),Mev);,,,(2),,一個源距
14、為0.21米的厚度伽馬射線探測器;,,,(3),,伽馬密度探頭;,,(4)一個源距為0.72米綜合伽馬射線探頭;,0.4米,0.58米,0.72米,A,B,C,,◢,,平均填充介質密度能夠反映水泥的膠結程度，數值越高，越接近水泥密度，固井質量越好。,,,,◢,,平均填充介質密度越低，甚至接近泥漿密度，水泥膠結越差，甚至為自由套管。,,,,◢,,利用平均填充介質密度資料，并結合聲波變密度測井，能夠評價第二界面的水泥膠結狀況。,伽馬密度測井的優(yōu)點,,1,.,確定套管相對于井壁的偏心率等。,,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井不能識別微環(huán)的缺點。,自由套管,一界面完全膠結
15、，二界面完全膠結,MAK-II-СГДТ-НВ,測井綜合解釋成果圖,★ 聲波-伽馬密度測井,一界面部分膠結，二界面不確定,MAK-II-СГДТ-НВ,測井綜合解釋成果圖,若套管外環(huán)空中,,ρ ≈ ρ,ave,,，,則在相應井段存在,,接觸類型的膠結問題,,（即水泥環(huán)與套管之間有微間隙存在）,★ 聲波-伽馬密度測井,12.,固井質量工程判別,12.1 生產測井用于評價固井質量,井溫測量,,噪聲測井,,放射性示蹤測井,,中子壽命測井,,氧活化測井,井溫測量,,,對于固井后溫度測井前沒有投入生產的井段，如果套管井的地溫梯度測井曲線與裸眼井的地溫梯度測井曲線一致，表明套管外不存在流體竄通。如果測井曲
16、線局部明顯高于或者低于地溫梯度曲線，則測井曲線峰值點對應與套管外的流體流出或流入深度點。這表明，相應井段套管外固井質量存在問題。,,這種測井有效性的前提是，套管外環(huán)空不僅存在水泥膠結問題，而且由于存在層間壓差管外環(huán)空正在發(fā)生或不久前曾經發(fā)生過流體竄流。,管外環(huán)空竄槽條件下的井溫測量,,,,噪聲測井,,,如果點測的噪聲測井曲線響應處于背景噪聲水平，表明套管外不存在流體竄通。如果測井曲線明顯高于背景噪聲水平，則測井曲線峰值點對應于管外的流體流出或流入深度點。這表明，套管外固井質量存在問題。,,這種測井有效性的前提是，套管外環(huán)空不僅存在水泥膠結問題，而且由于存在層間壓差管外環(huán)空正在發(fā)生流體竄流。,S
17、P,放射性示蹤測井,,,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目的層上方距目的層100,m,～200,m,的地方。該距離隨注入水流速的增大而增大。放射性示蹤劑通過射孔層段進入套管外的竄槽部位。然后，用清水洗去套管內殘留的活性液，并進行伽馬測井。,,如果某個伽馬測量井段中，注入活性液后的放射性測井曲線大大高于注入前的伽馬測井曲線（本底），則該井段套管外環(huán)空存在因水泥膠結缺陷引起的竄槽，即固井質量存在問題。,根據放射性示蹤測井識別水泥頂,,示蹤測井探測射孔井段以上的管外竄,,中子壽命測井,,,首先測量一條中子壽命測井參考曲線（本底），然后把加入硼酸等強熱中子吸收劑的流體，釋放在需要
18、證實是否存在通過水泥環(huán)竄流的地層流體進入管外環(huán)空的出口處，并再進行一次中子壽命測井。,,比較這兩次中子壽命測井曲線，如果發(fā)現與壓入工作液的射孔井段鄰近的某個井段，出現注硼后測量曲線大大高于注硼前的現象，則表明該井段套管外水泥環(huán)膠結質量存在問題。,氧活化測井,,,在井筒內無流體流動的井段，定點多源距探測被脈沖高能中子（,10,MeV,以上）活化的氧原子所發(fā)射的伽馬射線強度。若伽馬射線計數率明顯高于背景計數率，則表明管外存在流體竄通，即該井段固井質量存在問題。,,12.2 工程驗竄,,,封隔器驗竄,,,射孔驗竄,,12.3 根據試油和采油資料分析判斷水泥環(huán)層間封隔性能,排套管與管串之間的海水,排侵入地層的泥漿濾液,水竄通道逐漸形成，產水率增高,水竄通道形成后產水率基本穩(wěn)定,1. 試油,油,,射開～,m,投入原油生產。,50,天后，仍然沒有地層水產出。由此可見，水泥環(huán)層間封隔性能良好。,2. 油氣井開采過程,
固井質量綜合評價(二)壓制
