论文部分内容阅读
一、项目立项目的
1、针对固井作业后，电测评价固井质量优良的井，而在后续的作业（射孔、压裂等）后出现井口环空溢出水和气泡的问题，原因可能是因后续作业对水泥环造成一定程度的破坏，套管与水泥环形成微间隙，产生环间通道，造成水窜等问题，直接影响油井的正常生产。因此，有必要对后续作业对固井质量的影响进行检测和分析，以便进一步完善水泥浆体系，同时为油田对于新井射孔、压裂等方案的制定提供指导。2、开展同一地质条件下声幅质量、胶结指数随测井时间变化的对比试验，找出固井质量随不同测井时间的变化规律，分析地质环境在延时测井下对固井质量的影响。
二、项目研究内容
1、分析延时测井对声幅评价固井质量的影响
依据井下温度条件和水泥级别，测井应当是在水泥环已形成相应胶凝强度（抗压强度3.5～7.0MPa ）时进行。测定时间过早或过晚均不能反映注水泥质量和技术水平，油田规定24～48小时测声幅。
2、主要对后续作业（射孔、压裂等）造成固井质量（声幅值、胶结指数、变密度）的改变做检测对比，并收集试验井固井数据，分析水泥石抗压强度即水泥浆本身质量存在的问题。通过加强对入井材料的稳定性的检测、水泥浆性能的优化等，改进工艺方法和技术措施，降低或消除后续作业对水泥胶结质量的影响，为油井的射孔、压裂作业及正常生产提供层间的液封能力，使油井的产能得到提高。
三、项目所采用的关键技术
1.目前采用的固井原理和固井质量测井评价方法：
（1）声幅-变密度测井是由磁定位（CCL）、自然伽马仪（GR）和声幅-变密度仪（CBL-VDL）组成，能够实现一次下井，测出CCL、GR、CBL-VDL等多条组合曲线。
（2）解释方法
①根据声幅曲线的幅度值，采用相对幅度法评价第一胶结面的固井质量。即：
相对幅度C=（目的层段的声幅值/自由套管井段的声幅值）*100%
当相对幅度≤15%时，确定为胶结良好；
当相对幅度15-30%时，确定为胶结中等；
当相对幅度≥30%时，确定为胶结差。
②根据变密度图上套管波显示的强弱来确定第一胶结面的胶结级别，套管波信号微弱或缺失定为第一胶结面胶结良好；套管波显示清晰，曲线粗而黑，套管接箍明显，定为第一胶结面胶结差；套管波显示较弱时定为第一胶结面胶结中等。
③根据声幅-变密度测井资料解释规程，依据变密度图上显示的地层波的强弱来确定第二胶结面的胶结级别。对同一口井的不同井段，变密度地层波显示强确定为胶结良好；地层波微弱或缺少，确定为胶结差；地层波可以辨认出，但地层波信息不清晰，确定为胶结中等。
2.测井资料质量控制
声幅曲线要根据套管外径尺寸的大小在自由套管处进行刻度检查，且有30-50米连续曲线，曲线变化平稳，符合质量要求，声幅重复曲线误差小于10%。
变密度门坎合适，灰度清晰，在第一、第二交接面均好的井段，波列变化与岩性具有相关性；
变密度曲线在自由套管处应反映出套管波信号，呈现一条条黑白相见的直条带；
声幅-变密度测井时，必须带扶正器，以保证仪器居中；
测井时间一般在固井后36-48小时进行测量。
3.现有的工作基础
对测量仪器本身的标准化：通过标准井模拟校正常规仪器，并规定调幅控制和测速控制，使声幅曲线具有代表性。
四、项目试验情况
2011年10月，在某采油厂解269-3井、解269-4井、解269-8井，某采油厂化72-9井、化72-11井、杏1070-3井进行射孔前、射孔后、压裂后固井质量测井（声幅、变密度、磁定位、伽马）；每一口试验井共测井三次。采取同一测井队伍，每口井使用同组仪器进行测量，以减少系统误差。所测曲线进行归一化处理。
研究井射孔承压段统计表
井号 承压段（米） 备注
化72-9 1208.00—1210.00 长2
化72-11 1180.00—1182.00 长2
解269-3 933.50—935.50 长6
解269-4 886.00—888.00 长6
解269-8 877.50—879.50 长6
杏1070-3 1351.00—1355.00 长6
实验用的6口井不同时间段的固井质量对比：
1.化72-9
射前测井时间：2011年10月21日，射后测井时间：2011年10月21日，压后测井时间：2011年10月22日。
在承压段位置射孔前第一、二界 面都显示胶结好；射孔后由于地层突然的压力环境变化对水泥环的侵蚀导致水泥环的破裂，故显示固井质量由好变中等胶结；压裂后由于注入大量石英砂等给上下的水泥环一个很大的压力，在压力作用下破裂的水泥环有很大的压实作用，因此固井有不同程度的变好。
2.化72-11
射前测井时间：2011年10月21日。射后测井时间：2011年10月21日，压后测井时间：2011年10月22日。
在承压段位置射孔前第一、二界面都显示胶结好；射孔后由于地层突然的压力环境变化对水泥环的侵蚀导致水泥环的破裂，故显示固井质量由好局部变成中等胶结；压裂后由于注入大量石英砂等给上下的水泥环一个很大的压力，在压力作用下破裂的水泥环有很大的压实作用，因此固井质量图的变密度在此段显示套管波明显减弱地层波增强。
3.解269-3井
射前测井时间：2011年10月16日，射后测井时间：2011年10月16日，压后测井时间：2011年10月24日。 在承压段位置射孔作业并没有明显影响本段的固井质量；压裂作业影响也不明显。
4.解269-4
射前测井时间：2011年10月16日，射后测井时间：2011年10月16日，压后测井时间：2011年10月24日。
在承压段位置射孔作业并没有明显影响本段的固井质量；压裂作业影响也不明显。
5.解269-8井
射前测井时间：2011年10月16日，射后测井时间：2011年10月16日，压后测井时间：2011年10月24日。
在承压段位置射孔作业并没有明显影响本段的固井质量；压裂作业影响也不明显。
6.杏1070-3
射前测井时间：2011年10月22日，射后测井时间：2011年10月22日，压后测井时间：2011年10月23日。
在承压段位置射孔作业并没有明显影响本段的固井质量；压裂作业影响也不明显。
综合分析所测6口井在射孔承压段，射孔前、射孔后、压裂后的固井质量，得出以下分析结论：
1、解269-2井、解269-4井、解269-8井、杏1070-3井，4口井射孔层位为长6层，第一界面、第二界面胶结指数变化很小或没有变化；第二界面仅从变密度曲线显示有很小变化，上下围岩段无变化，固井评价解释为优，BI>0.8。
2、化72-9井、化72-11井，2口井射孔层位为长2层，第一界面、第二界面胶结指数变化大；上下围岩段也发生变化。
3、化72-9井，射孔前测井曲线显示，第一、第二界面胶结好，BI>0.8；射孔后测井曲线显示，第一、第二界面胶合格，0.4 4、射孔后，射孔层段上下固井胶结变差，压裂后胶结更差。1210米以下井段，水泥与地层胶结固井评价解释为差。
5、化72-11井，射孔后，水泥胶结第一、第二界面变差，但底部尚有4.5米胶结良好；0.4 五、结论建议
1、固井质量评价采用声幅变密度仪器，能很好反映固井第一界面的胶结情况，可做定量分析；第二界面只能根据地层波做定性分析。
2、化72-9和化72-11在射孔承压段，射孔前、射孔后、压裂后的固井质量有明显的变化，分析认为射孔和压裂产生的地层压力的改变可以明显影响固井质量。
3、解269-2井、解269-4井、解269-8井、杏1070-3井在射孔承压段，射孔前、射孔后、压裂后的固井质量变化不明显，分析认为该地区的地层压力相对稳定射孔作业和压裂作业产生的压力并不能影响其固井质量。
4、射孔、压裂施工作业，在固井胶结良好的井段，长6油层试验区域，对水泥胶结影响有限，射孔段上下围岩影响可忽略，对后期采油作业无影响。
5、在长2油层试验区，射孔、压裂施工作业对水泥胶结影响较明显，特别是底水油层，致使水泥与地层胶结出现裂隙，测井变密度曲线显示明显，可能造成底水窜，对后期采油有影响。建议封固长2段水泥浆性能要增加韧性材料，提高防脆能力。
1、针对固井作业后，电测评价固井质量优良的井，而在后续的作业（射孔、压裂等）后出现井口环空溢出水和气泡的问题，原因可能是因后续作业对水泥环造成一定程度的破坏，套管与水泥环形成微间隙，产生环间通道，造成水窜等问题，直接影响油井的正常生产。因此，有必要对后续作业对固井质量的影响进行检测和分析，以便进一步完善水泥浆体系，同时为油田对于新井射孔、压裂等方案的制定提供指导。2、开展同一地质条件下声幅质量、胶结指数随测井时间变化的对比试验，找出固井质量随不同测井时间的变化规律，分析地质环境在延时测井下对固井质量的影响。
二、项目研究内容
1、分析延时测井对声幅评价固井质量的影响
依据井下温度条件和水泥级别，测井应当是在水泥环已形成相应胶凝强度（抗压强度3.5～7.0MPa ）时进行。测定时间过早或过晚均不能反映注水泥质量和技术水平，油田规定24～48小时测声幅。
2、主要对后续作业（射孔、压裂等）造成固井质量（声幅值、胶结指数、变密度）的改变做检测对比，并收集试验井固井数据，分析水泥石抗压强度即水泥浆本身质量存在的问题。通过加强对入井材料的稳定性的检测、水泥浆性能的优化等，改进工艺方法和技术措施，降低或消除后续作业对水泥胶结质量的影响，为油井的射孔、压裂作业及正常生产提供层间的液封能力，使油井的产能得到提高。
三、项目所采用的关键技术
1.目前采用的固井原理和固井质量测井评价方法：
（1）声幅-变密度测井是由磁定位（CCL）、自然伽马仪（GR）和声幅-变密度仪（CBL-VDL）组成，能够实现一次下井，测出CCL、GR、CBL-VDL等多条组合曲线。
（2）解释方法
①根据声幅曲线的幅度值，采用相对幅度法评价第一胶结面的固井质量。即：
相对幅度C=（目的层段的声幅值/自由套管井段的声幅值）*100%
当相对幅度≤15%时，确定为胶结良好；
当相对幅度15-30%时，确定为胶结中等；
当相对幅度≥30%时，确定为胶结差。
②根据变密度图上套管波显示的强弱来确定第一胶结面的胶结级别，套管波信号微弱或缺失定为第一胶结面胶结良好；套管波显示清晰，曲线粗而黑，套管接箍明显，定为第一胶结面胶结差；套管波显示较弱时定为第一胶结面胶结中等。
③根据声幅-变密度测井资料解释规程，依据变密度图上显示的地层波的强弱来确定第二胶结面的胶结级别。对同一口井的不同井段，变密度地层波显示强确定为胶结良好；地层波微弱或缺少，确定为胶结差；地层波可以辨认出，但地层波信息不清晰，确定为胶结中等。
2.测井资料质量控制
声幅曲线要根据套管外径尺寸的大小在自由套管处进行刻度检查，且有30-50米连续曲线，曲线变化平稳，符合质量要求，声幅重复曲线误差小于10%。
变密度门坎合适，灰度清晰，在第一、第二交接面均好的井段，波列变化与岩性具有相关性；
变密度曲线在自由套管处应反映出套管波信号，呈现一条条黑白相见的直条带；
声幅-变密度测井时，必须带扶正器，以保证仪器居中；
测井时间一般在固井后36-48小时进行测量。
3.现有的工作基础
对测量仪器本身的标准化：通过标准井模拟校正常规仪器，并规定调幅控制和测速控制，使声幅曲线具有代表性。
四、项目试验情况
2011年10月，在某采油厂解269-3井、解269-4井、解269-8井，某采油厂化72-9井、化72-11井、杏1070-3井进行射孔前、射孔后、压裂后固井质量测井（声幅、变密度、磁定位、伽马）；每一口试验井共测井三次。采取同一测井队伍，每口井使用同组仪器进行测量，以减少系统误差。所测曲线进行归一化处理。
研究井射孔承压段统计表
井号 承压段（米） 备注
化72-9 1208.00—1210.00 长2
化72-11 1180.00—1182.00 长2
解269-3 933.50—935.50 长6
解269-4 886.00—888.00 长6
解269-8 877.50—879.50 长6
杏1070-3 1351.00—1355.00 长6
实验用的6口井不同时间段的固井质量对比：
1.化72-9
射前测井时间：2011年10月21日，射后测井时间：2011年10月21日，压后测井时间：2011年10月22日。
在承压段位置射孔前第一、二界 面都显示胶结好；射孔后由于地层突然的压力环境变化对水泥环的侵蚀导致水泥环的破裂，故显示固井质量由好变中等胶结；压裂后由于注入大量石英砂等给上下的水泥环一个很大的压力，在压力作用下破裂的水泥环有很大的压实作用，因此固井有不同程度的变好。
2.化72-11
射前测井时间：2011年10月21日。射后测井时间：2011年10月21日，压后测井时间：2011年10月22日。
在承压段位置射孔前第一、二界面都显示胶结好；射孔后由于地层突然的压力环境变化对水泥环的侵蚀导致水泥环的破裂，故显示固井质量由好局部变成中等胶结；压裂后由于注入大量石英砂等给上下的水泥环一个很大的压力，在压力作用下破裂的水泥环有很大的压实作用，因此固井质量图的变密度在此段显示套管波明显减弱地层波增强。
3.解269-3井
射前测井时间：2011年10月16日，射后测井时间：2011年10月16日，压后测井时间：2011年10月24日。 在承压段位置射孔作业并没有明显影响本段的固井质量；压裂作业影响也不明显。
4.解269-4
射前测井时间：2011年10月16日，射后测井时间：2011年10月16日，压后测井时间：2011年10月24日。
在承压段位置射孔作业并没有明显影响本段的固井质量；压裂作业影响也不明显。
5.解269-8井
射前测井时间：2011年10月16日，射后测井时间：2011年10月16日，压后测井时间：2011年10月24日。
在承压段位置射孔作业并没有明显影响本段的固井质量；压裂作业影响也不明显。
6.杏1070-3
射前测井时间：2011年10月22日，射后测井时间：2011年10月22日，压后测井时间：2011年10月23日。
在承压段位置射孔作业并没有明显影响本段的固井质量；压裂作业影响也不明显。
综合分析所测6口井在射孔承压段，射孔前、射孔后、压裂后的固井质量，得出以下分析结论：
1、解269-2井、解269-4井、解269-8井、杏1070-3井，4口井射孔层位为长6层，第一界面、第二界面胶结指数变化很小或没有变化；第二界面仅从变密度曲线显示有很小变化，上下围岩段无变化，固井评价解释为优，BI>0.8。
2、化72-9井、化72-11井，2口井射孔层位为长2层，第一界面、第二界面胶结指数变化大；上下围岩段也发生变化。
3、化72-9井，射孔前测井曲线显示，第一、第二界面胶结好，BI>0.8；射孔后测井曲线显示，第一、第二界面胶合格，0.4
5、化72-11井，射孔后，水泥胶结第一、第二界面变差，但底部尚有4.5米胶结良好；0.4
1、固井质量评价采用声幅变密度仪器，能很好反映固井第一界面的胶结情况，可做定量分析；第二界面只能根据地层波做定性分析。
2、化72-9和化72-11在射孔承压段，射孔前、射孔后、压裂后的固井质量有明显的变化，分析认为射孔和压裂产生的地层压力的改变可以明显影响固井质量。
3、解269-2井、解269-4井、解269-8井、杏1070-3井在射孔承压段，射孔前、射孔后、压裂后的固井质量变化不明显，分析认为该地区的地层压力相对稳定射孔作业和压裂作业产生的压力并不能影响其固井质量。
4、射孔、压裂施工作业，在固井胶结良好的井段，长6油层试验区域，对水泥胶结影响有限，射孔段上下围岩影响可忽略，对后期采油作业无影响。
5、在长2油层试验区，射孔、压裂施工作业对水泥胶结影响较明显，特别是底水油层，致使水泥与地层胶结出现裂隙，测井变密度曲线显示明显，可能造成底水窜，对后期采油有影响。建议封固长2段水泥浆性能要增加韧性材料，提高防脆能力。