超声反射波频谱分析的模拟研究

半波层原理和多层介质反射波理论是固井质量检测方法研究的依据。对套管井各介质参数进行了模拟，分析了多层介质反射波的频谱特性，研究了识别第一界面（水泥与套管）和第二界面（水泥与地层）特征信息的方法。结果表明，采用满足套管谐振频率的超声反射波频谱分析技术，可以区别和提取两个界面胶结状态的特征信息，从而达到检测水泥胶结质量的目标。     

套管井中超声反射波频谱分析

在考虑介质对超声波吸收的前提下,对３种典型地层（灰岩,砂岩和泥岩）套管井中超声反射波频谱在４种水泥胶结（完全胶结,自由套管,套管与水泥层胶结差及水泥层与地层胶结差）和循环存在的情况下进行了数值计算。结果表明,反射波频谱主要受厚度振动控制,并仅在包含套管厚度振动频率的一个频段内,受地层特性和水泥胶结类型的影响,只有在水泥胶结良好时,地层特性才对反射谱构成有意义的影响。水泥胶结类型不同,反射谱的特征亦     

水泥抗压强度与声波测井响应关系的实验研究

用实验研究了水泥抗压强度与声波测井响应的关系。在超声固井质量检测中，测井响应是套管井各介质及介质界面胶结状态的综合反映，对此进行了分析，为仪器刻度和测井解释提供参考。     

声阻抗技术在泡沫水泥固井质量评价中的应用

分析了泡沫水泥在固井工程方面应用的特点及传统水泥胶结测井（CBL）方法检测泡沫水泥固井质量的局限性。介绍了基于超声脉冲声阻抗测井的声阻抗差分技术的原理及应用的关键点。与常规水泥相比，泡沫水泥声阻抗值较低，用CBL中的常规声幅曲线评价泡沫水泥与套管的胶结质量,可能会得出错误的解释结果。利用超声脉冲声阻抗差分逻辑可以有效地区分泡沫水泥与流体，对第1界面作出准确评价。同时使用超声脉冲和CBL测井仪可以精确地确定水泥壳的胶结情况及水泥与套管、水泥与地层的胶结质量。用实例说明了基于超声脉冲声阻抗测井的声阻抗差分技术在检测泡沫水泥固井质量的应用效果。     

长源距声波测井在固井界面胶结探测中的应用

长源距声波测井在套管井内可以探测固井后套管与水泥环（简称固井I界面），水泥环与地层（简称固井Ⅱ界面）的胶结情况，但是必须对长源距声波测井波形进行处理，分辨出相应的导波，本给出了长源距声波测井波形小波处理结果，结合理论计算结果识别套管井固井I，II界面的胶结情况以及同位素测井验证实例。     

低密度水泥固井质量评价方法研究

通过建立模型、合理选择参数模拟出了不同密度水泥固井时第一界面完全胶结和存在缝隙时的理论波形，并对各种胶结情况下的理论波形、幅度的特征进行了对比分析，发现相同胶结状况下低密度水泥固井套管波幅度要比高密度水泥固井套管波幅度明显高，而且两者之间的幅度值具有相关性。为此，利用模拟出的低、高密度水泥固井套管波幅度之间的关系，经曲线拟合、多元回归得到校正公式，将低密度水泥固井套管波幅度校正到高密度水泥固井套管波幅度，再对低密度固井质量采用常规密度水泥固井评价标准进行评价。现场几十口井的应用表明，校正公式法评价低密度水泥固井质量比降低常规固井评价标准的做法效果好。     

低密度固井质量声波测井评价方法研究

数值模拟了低密度水泥套管井中短源距声波测井全波波形,分析了水泥固井第1界面和第2界面情形的全波波形与流体环隙宽度的关系,建立了低密度水泥固井的套管波幅度校正关系式。认为在低密度水泥套管井中．若采用常规水泥固井的解释标准,用套管波评价第1界面水泥胶结时．需要进行校正．而评价第2界面水泥胶结时,可以不用校正。根据理论结果结合实际测井记录的波形特点．研究了波形信息提取方法,得到了第1、第2界面胶结指数等参数．用以评价固井质量。这种方法在西北油田低密度固井质量评价中获得了较好的结果。     

基于超声Lamb波的固井质量评价新技术与应用

为了解决传统的CBL/VDL声波测井、扇区水泥胶结测井以及超声脉冲回波测井均不能准确评价轻质水泥固井质量的难题,提高低密度轻质水泥固井质量评价的准确性,基于超声“脉冲-回波”检测原理,研制超声Lamb波固井质量评价测井仪,建立弯曲型Lamb波衰减率、垂直回波共振效率与套管外介质声阻抗之间的关系模型,构建固液气三相介质评价图版,结合轻质水泥刻度井测试,建立了基于超声Lamb波的固井质量评价新方法。该方法可有效评价低密度轻质水泥固井质量和检测确定水泥返高位置,解决了轻质水泥固井质量评价难题。应用表明,该技术为低密度轻质水泥固井质量检测与评价提供了新思路,同时超声Lamb波固井质量评价测井仪还可以实现套管居中度和套损检测评价,可为固井质量评价和井筒完整性检测提供依据,应用前景广阔。     

三轴地应力作用下固井二界面的稳定性

目前地层—水泥环—套管组合体稳定性研究主要基于平面，没有考虑组合体三维状态下受三轴地应力作用时组合体固井二界面的稳定；同时测试胶结强度普遍采用压剪切方法，测试数据重复性差。通过建立三维地层—水泥环—套管线弹性组合体模型，研究固井第一界面（水泥环—套管）、第二界面（地层—水泥环）的分离（没有胶结）和不分离（胶结良好）情况下的间距和接触压力，以及分离情况下摩擦力（即压剪切强度）变化及垂直主应力对称、非对称变化对组合体稳定的影响。研究结果可以看出，在接触面光滑、不存在窜流通道的情况下，组合体固井二界面分离后界面存在间距，当窜流压力大于接触压力，固井二界面就发生窜流，且固井第二界面比第一界面更容易窜流。固井二界面的摩擦力对组合体稳定性没有影响；垂直主应力较小时固井二界面的间距较小，但对固井二界面的接触压力没有影响，采用压剪切方法测试胶结强度评价固井二界面稳定性没有意义。因此，固井二界面的防窜主要通过三轴应力施加的接触压力实现；固井二界面的胶结强度相对三轴地应力较低，不起主要防窜作用。     

地层声速对固井质量评价的影响及消除方法

分析研究表明，快速地层水泥完全胶结时的地层波与套管波的主频差别较大．套管波主频明显偏高。通过在频域内计算套管波能量，可有效消除快速地层对固井Ⅰ界面胶结质量评价的影响。另外，结合现场变密度测井资料研究发现，地层波能量不仅反映固井Ⅱ界面胶结情况且受地层声速的严重影响。Ⅰ、Ⅱ界面水泥完全胶结时地层波能量和声波时差存在一定的指数关系。考虑地层声速的影响，可定义出主要反映水泥胶结质量的Ⅱ界面胶结指数。给出了快速地层和复杂岩性地层的现场变密度资料的处理实例。处理结果表明，通过计算套管波能量和定义Ⅱ界面胶结指数基本消除了地层声速对固井Ⅰ、Ⅱ界面胶结质量评价的影响。     

超声兰姆波成像测井在X井套损检测中的应用

为解决现有套管损坏(简称"套损")检测手段存在的精度低、无法评价套管居中度、应用效果欠佳等技术难题,满足渤海油田套损井检测需求,基于脉冲回波和挠曲波成像技术研制超声兰姆波成像测井仪,并建立套损检测和套管居中度分析模型.利用垂直入射探头记录的套管表面反射波及后续共振波进行套损检测与评价,通过直达兰姆波和二界面回波在不同介...     

MAK-Ⅱ声波测井资料在定量评价固井质量中的应用

传统利用MAK-Ⅱ测井数据进行水泥固井质量评价时,由于水泥胶结情况差异及衰减系数受到套管尺寸、地层特性的影响,使定量评价困难.为充分利用波形数据,实现定量评价水泥胶结Ⅰ、Ⅱ界面的目的,结合原有的声波时差、幅度衰减以及衰减率曲线,建立了定量计算Ⅰ、Ⅱ界面的胶结指数公式,并根据刻度井测量数据建立定量评价水泥胶结质量的标准....     

微环隙对声幅测井影响的定量计算及校正

为了消除微环隙对声幅测井曲线的影响,提高固井质量评价精度,在分析声波在介质中传播特性的基础上,分别建立了胶结良好时和微环隙存在时的各界面分层介质模型,并对2种情况下声幅测井接收到的声波强度表达式进行了推导,得到了声幅比值的表达式。该表达式可以量化微环隙对声幅测井的影响,并对声幅测井曲线进行校正。实例应用表明,实例井声幅测井曲线在校正后的最高相对声幅值从57%~59%降至36%~38%,固井质量评价结果由原来的胶结差变为胶结一般。由此可以看出,微环隙对声幅测井评价固井质量的影响是很大的,很容易对固井质量产生错误的评价,因此有必要对其校正,以提高固井质量评价的准确性。      

固井质量评价技术探讨

介绍了国内外固井质量检测方法，分析了目前固井质量评价中存在的主要问题，探讨了客观评价固井质量的方法及建议。声幅测井由于受微环隙、快速地层、水泥环厚度等方面因素的影响，测井资料易出现多解，常造成对固井质量的误判、错判。目前，国内大部分油田仍沿用声幅测井评价固井质量，致使固井质量合格率存在虚高现象，一定程度上掩盖了固井中存在的问题，也制约了固井技术的发展和固井质量的进一步提高。声波／变密度测井技术有效弥补了声幅测井的不足，可以较好地评价第一、第二界面的水泥胶结状况，建议将该项技术作为基本的水泥胶结测井评价手段加以推广和应用，分区胶结测井等先进的测井技术作为声波／变密度测井的补充手段应用。     

碳酸盐岩快速地层固井质量评价方法研究

在碳酸盐地层固井质量评价中,由于地层波超前于套管波造成了与CBL测量方法原理上的变异,因而不能真实对固井质量进行评价.地层波超前于套管波不仅与地层速度有关,而且在超前的时间和幅度上与环空介质有直接的关系,但变密度(VDL)曲线恰恰可以反映这一特征.利用VDL曲线可以对固井质量进行有效地评价.具体实例验证了其可行性和有效性.     

低密度水泥浆固井质量评价方法探讨

随着低密度水泥浆固井技术的广泛应用,现有固井质量评价标准已经不能满足要求,因此有必要在充分研究各影响因素的基础上对现有固井质量评价方法进行修正。通过分析井下声场,建立了套管井井下声场模型,结合各因素对水泥石声学特性的影响及固井质量评价标准的制订依据,提出了固井质量评价标准改进方法,并给出了改进条件下固井质量评价标准的操作步骤。通过对比改进条件下与常规条件下的测井响应差异,得到改进后的固井质量测井评价指标。拟合了不同密度下声幅幅值的函数方程,且各方程相关系数均大于0.93。对比拟合方程线性系数发现,微硅低密度水泥浆体系的拟合系数大于漂珠微硅复合低密度水泥浆体系,拟合系数最小的为粉煤灰低密度水泥浆体系;候凝达48 h时,声幅上限各系数分别为20.74,19.15和18.82,声幅下限各系数分别为20.85,14.81和12.96。各低密度水泥浆体系的固井质量评价指标均随密度增大而减小,且具有很强的线性相关性,改进后的评价标准能根据水泥浆种类及其密度值准确地计算出评价指标,该方法对固井质量评价标准的改进具有很强的指导意义。      

水泥浆防气窜性能评价新方法

目前固井行业缺乏可结合实际情况进行水泥浆防气窜性能的评价方法,导致在单井设计中水泥浆的防气窜性能难以把握。通过规范水泥浆静胶凝强度的试验分析,提出将环空水泥浆柱视为由多段长度为30.48m的水泥浆柱组成,考察最接近气层水泥浆柱能否抵抗气侵从而延绅至井口的整个水泥浆柱的环空水泥浆防气窜性能的评价新方法。使用该方法对固井水泥浆配方进行了研究,并结合气田的现场尾管固井实例对所选水泥浆配方进行了评价。结果表明,在水泥浆的防气窜设计中仅强调控制水泥浆失水或缩短水泥浆候凝期间的过渡时间是不够的,必须提高水泥浆在候凝期间的内部结构阻力或降低水泥浆在候凝期间的渗透率,才能确保气井的固井质量。该方法可指导入井水泥浆的防气窜性能设计及评价。     

两种评价钻井液对固井质量影响的实验方法

钻井液对固井质量的影响是多方面、多因素的。为了考察钻井液对固井质量的综合影响，在室内确定了以端面胶结和侧面胶结为基础的2种实验方案。经过检测，2种实验方案具有很好的可操作性和可靠性，并在此基础上建立了较为完善的实验评价方法，可用于评价钻井液对固井质量的影响或者检测前置液对滤饼的冲洗情况及前置液对二界面胶结质量的影响。     

固井质量多信息综合评价技术探讨

仅根据套管波幅度曲线评价固井质量的方法只适合于典型的水泥胶结状况和理想的固井质量测井条件。对于大多数实际情况来说,由于固井质量测井响应要受到地层孔渗性能、水泥候凝时间、候凝方式和套管尺寸等多种因素的影响,因此不能仅根据某一种测井信息(不管它多么重要)来评价固井质量,而应以固井质量测井为主,视具体情况参考固井、钻井、地质资料和其他测井数据对固井质量进行多信息综合评价。文中在对影响固井质量测井响应的主要因素进行分析的基础上,讨论了固井质量多信息综合评价技术和方法。     

纤维水泥堵漏性能评价研究

水泥浆漏失低返一直是影响固井质量的技术难题，使用纤维水泥是解决这个问题的有效方法，而目前缺少对纤维水泥堵漏性能进行评价的试验装置和评价方法。以水泥浆高温高压失水仪为基础建立了水泥浆堵漏试验装置，该装置可以进行渗透性和裂缝性地层堵漏模拟试验，具有用浆量少、操作方便、可以加热等特点。通过参考钻井用桥接堵漏材料室内试验方法，结合API水泥浆性能测试规范，制定了水泥浆堵漏性能评价方法。利用该方法对BCE-200S纤维水泥浆堵漏性能进行了评价，结果表明，纤维材料在助防漏剂的协助下可以对1mm孔隙或1mm缝隙模块实现迅速封堵，漏失量小于50mL，承压能力达到3．5MPa以上。