固井質(zhì)量綜合評價(二)壓制

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1、,固井質(zhì)量綜合評價,(,二,),10. 水泥膠結(jié)測井固井質(zhì)量綜合評價11. 反射回波測井固井質(zhì)量評價簡介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)測井固井質(zhì)量綜合評價,,國外有專家指出：,“水泥膠結(jié)測井是一種最常用、最濫用和最錯用的測井技術(shù)?！?,,,,這體現(xiàn)在兩個方面：,,,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)測井技術(shù)，可以得到很高的評價符合率。,,（一）固井質(zhì)量測井響應(yīng)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(zhì)量。可是，,固井質(zhì)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(zhì)量。但多數(shù)情況下，固井質(zhì)量測井信息受固井質(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(zhì)和管外環(huán)空尺寸等因素有關(guān)。,,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(guān)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(jié)質(zhì)量的水泥環(huán),有效滲透率,和,層間有效封隔長度,，,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)

3、空尺寸,等。限于目前固井質(zhì)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(jié)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(yīng)多解性的唯一方法是固井質(zhì)量綜合評價,,利用作為地球物理測井方法之一的固井質(zhì)量測井所采集的資料評價固井質(zhì)量，要想符合客觀情況，避免誤評價，不能僅根據(jù)某一種測井信息（不管它多么重要）來評價，而應(yīng)以固井質(zhì)量測井為主，參考固井作業(yè)、鉆井、地質(zhì)和其它測井資料等方面的有關(guān)信息，走綜合評價之路,性。利用固井質(zhì)量測井所采集的資料評價固井質(zhì)量，也必須走綜合評價之路。,收集,有關(guān),資料,,,根據(jù)固井質(zhì)量測井響應(yīng)所受影響的程度收集有關(guān)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(zhì)量測井資料,鉆井和固井等有關(guān)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(jié)特征:,可直接根據(jù)固井質(zhì)量測井資料進行固井質(zhì)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(jié)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(jié)評價和水泥環(huán)層間封隔性能評價時，應(yīng)參考固井質(zhì)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(jié)特征不典型：,在進

5、行固井質(zhì)量評價和水泥環(huán)層間封隔性能評價時，應(yīng)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(zhì)、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(zhì)量測井主要測井信息,綜合評價概述,10.2 不能用水泥膠結(jié)測井資料評價的兩,種特殊膠結(jié)狀況判斷,,候凝時間不足：,,（1）根據(jù)某一次水泥膠結(jié)測井響應(yīng)判斷,,（2）根據(jù)時間推移水泥膠結(jié)測井響應(yīng)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(jù)某一次水泥膠結(jié)測井響應(yīng)判斷,,（2） 根據(jù)時間推移水泥膠結(jié)測井響應(yīng)判斷,,（3）,參考固井施工記錄,,（,4） 參考并分析鉆井液類

6、型、套管外壁化學(xué)涂層及養(yǎng)護期間的有關(guān)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(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外壁形成的油膜，水泥膠結(jié)測井響應(yīng)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(jié)狀況。可見，隨著時間的推移，水泥膠結(jié)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(zhì)量測井，才能最為真實地反映固井質(zhì)量。,,目前的問題在于，在現(xiàn)場進行固井質(zhì)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(zhì)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(yù)測,,衰減率,(,dB/ft),候凝時間,,(,小時,),■,,(,預(yù)測,),◆,,(,預(yù)測,),0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,20,40,60,80,100,120,140,160,180,200,■,,,(預(yù)測),◆,,,(預(yù)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(xué)耦合，是利用聲波類固井質(zhì)量測井資料成功評價固井質(zhì)量的關(guān)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(nèi)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(jié)強度。,常規(guī)水泥膠結(jié)測井主要反映水泥環(huán)第一界面膠結(jié)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(zhì)量測井的方法是：,,,加壓測井,mm，,一般不能阻止水和輕質(zhì)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(zhì)量測井響應(yīng)的影響,,2.,地層孔滲性能對固井質(zhì)量測井響應(yīng)的影響,刮管對固井質(zhì)量測井響應(yīng)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(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)強度關(guān)系密切。,10.3 只能用于定性評價的水泥膠結(jié)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(guān),,（4）固井質(zhì)量測井儀器偏心,快速地層井段的,SBT,和,CBL,測井響應(yīng),雙層套管井段的,SBT,和,CBL,測井響應(yīng),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(jié)良好，好儲層井段水泥膠結(jié)似乎很差。,油,,驗證情

10、況,射開～,m,投入原油生產(chǎn)。,50,天后，仍然沒有地層水產(chǎn)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(zhì)量測井響應(yīng),CBL,BR,評價結(jié)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(zhì)量評價指標,,,（1）測井時與驗竄時的膠結(jié)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(zhì)量測井，而驗竄是在固井質(zhì)量測井后幾天甚至長達幾個月后才進行的。隨著水化反應(yīng)的深入進行，水泥膠結(jié)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(nèi)流體密度變化和井下作業(yè)也可能對水泥膠結(jié)強度產(chǎn)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(zhì)量評價應(yīng)當注意的問題,11.,,利用其它資料進行固井質(zhì)量評價,反射系數(shù),透過系數(shù),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(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)

12、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)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(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,測井響應(yīng),反射波法探測固井質(zhì)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(jié)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(jié)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(shù)曲線,,2、兩條水泥密度計數(shù)曲線,S1、S2,,3、,水泥平均密度計數(shù)曲線,Int,,4、,套管壁厚計數(shù)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(zhì)密度能夠反映水泥的膠結(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)合聲波變密度測井，能夠評價第二界面的水泥膠結(jié)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(jié)

15、，二界面完全膠結(jié),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(jié)，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(yīng)井段存在,,接觸類型的膠結(jié)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(zhì)量工程判別,12.1 生產(chǎn)測井用于評價固井質(zhì)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(chǎn)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(yīng)與套管外的流體流出或流入深度點。這表明，相應(yīng)井段套管外固井質(zhì)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(jié)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(jīng)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(yīng)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(yīng)于管外的流體流出或流入深度點。這表明，套管外固井質(zhì)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(jié)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(nèi)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(nèi)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(jié)缺陷引起的竄槽，即固井質(zhì)量存在問題。,根據(jù)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(xiàn)與壓入工作液的射孔井段鄰近的某個井段，出現(xiàn)注硼后測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)量存在問題。,氧活化測井,,,在井筒內(nèi)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(shù)率明顯高于背景計數(shù)率，則表明管外存在流體竄通，即該井段固井質(zhì)量存在問題。,,12.2 工程驗竄,,,封隔器驗竄,,,射孔驗竄,,12.3 根據(jù)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(chǎn)水率增高,水竄通道形成后產(chǎn)水率基本穩(wěn)定,1. 試油,油,,射開～,m,投入原油生產(chǎn)。,50,天后，仍然沒有地層水產(chǎn)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,