低密度水泥固井对套管波幅度的影响及其校正方法

在采用声波全波列测井评价固井质量时,由于低密度水泥比高密度水泥的声耦合差,会对评价结果造成很大的误差。通过数值模拟和波形对比,分析了低密度水泥固井对套管波幅度的影响,进而提出了在固井质量评价中的套管波幅度校正方法,把低密度水泥固井的套管波幅度校正到高密度水泥固井时套管波幅度,这样可用常规水泥固井评价标准来进行评价。实际资料处理证明了该方法的有效性。     

套管井短源距全波测井实验研究

针对短源距固井质量评价方法开展了实验模拟研究。物理模型按１０：１缩小，并制作了相应的缩小换能器。实验结果表明，当一界面存在流体环隙时，相对自由套管情形，套管波在幅度减弱的同时，频率显著增大；一，二界面水泥胶结的缺陷或环空水泥的缺失均导致后续导波的持续振荡；而环空水泥的缺失量的大小与套管波幅度最为密切，二者为三次函数关系，研究结果认为，在一定的井眼和套管尺寸条件下，用套管波幅度评价环空水泥缺失量是恰     

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。     

孤岛油田工程测井技术

1.固井质量评价测井技术 1.1 声波变密度测井 固井声幅测井仅能测井套管波波幅大小,只能解释水泥环与套管(第一界面)的胶结好坏。若水泥环与地层封固不好,而形成窜槽,用固井声幅测井就难以判断。为了解决第二界面的胶结质量问题,研制了声波变密度测井。 声波变密度测井是应用声波发射和接收技术测量沿套管传播的套管波和通过水泥环沿地层传播的地层波及泥浆波,根据套管波和地层波的强弱用来判断套管外水泥胶结     

扇区水泥胶结测井（SBT）响应的影响因素分析

以扇区水泥胶结测井仪（SBT）在固井质量实验井的测井响应为基础。分析了可能影响SBT响应的几种因素。研究结果表明,SBT对第Ⅰ界面的胶结情况反映灵敏。其补偿声波衰减值主要受固井第Ⅰ界面的胶结情况和环空水泥扇形缺失的影响,而井外快速地层、第Ⅰ界面水泥环隙宽度、第Ⅱ界面水泥扇形缺失、套管偏心、不同密度水泥对其响应有一定的影响,基本不受水泥环厚度、双层套管的影响。     

水泥环缺失对水平井套管强度安全性影响分析

在水平井固井过程中,常常发生水泥环缺失,影响套管的强度安全性。为此,综合考虑水泥环缺失位置、缺失厚度与环向缺失角度,利用有限元分析方法,建立了水平井套管-水泥环-地层力学分析模型,考虑套管内压与非均匀地应力的作用,模拟水平井中水泥环缺失段套管的应力分布情况,着重分析了第一胶结面和第二胶结面水泥环缺失厚度对套管强度安全性的影响。分析结果表明:水泥环第一胶结面缺失对套管的应力分布影响较大,缺失比存在一个临界值,若缺失厚度大于该临界值,套管的应力将发生突变;水泥环第二胶结面缺失时,套管应力随缺失厚度增大而逐渐增大,没有应力突变;套管应力极值点位置随着水泥环环向缺失角度的变化而变化,环向缺失角度为60°时,套管的应力极值最大。所得结论可为水平井固井过程中套管的强度判断提供依据。     

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。     

套管-水泥界面微间隙的检测方法及应用

声幅及变密度测井检测油、水固井质量中、套管-水泥界面微间隙与窜槽两种胶结状态在测井资料上表现出相似的特征，即套管波具有中等幅度。为了找出两种胶结状态在套管波幅度上的特征和差别，进而将其区分开，在套管与水泥环间存在不同厚度的流体环的情况下，对井孔声场及套管波幅度进行了理论研究，提出了利用声波测井资料、伽马密度测井资料对套管-水泥界面微间隙进行综合评价的解释方法；编写了相应的解释软件。实验结果表明，套着-水泥界面存在的流体环随着其厚度的增加，套管波幅度逐渐升高；水泥缺失和窜槽将导致伽马密度测井探测到的套管外介质密度值降低，而套管-水泥环间存在微间隙的情况下，其测量的密度值仍然是正常的水泥密度。在水泥胶结模拟井中进行了室内实验，在大庆油田的4口井中进行了现场实验，应用效果良好。     

水泥环对套管应力影响的模拟与分析

固井施工以下套管和注水泥来建立油气安全生产通道,该安全通道由套管、水泥环和地层构成,而不同地层和水泥环环境会改变套管应力分布,影响油气安全生产。本文基于直井的地层-水泥环-套管耦合平面弹性应变模型,并借助ABAQUS有限元软件,分析了水泥环弹性模量以及水泥环缺失(包括周向缺失与径向缺失)对套管应力分布的影响,以期得到水泥环弹性模量及水泥环缺失对套管应力分布的影响规律。由于井下实际情况复杂,全实物模拟套管在井眼中所处的状况实属不易,本文借助有限元软件ABAQUS对井下套管应力分布进行了较为全面的模拟和分析。分析结果对固井后套管应力分布优化具有一定的参考价值。     

薄水泥环套管井碳酸盐岩地层中合成波形分析

针对碳酸盐岩地层的薄水泥环套管井情形，计算了声波合成波形，着重讨论了一界面和二界面流体环隙宽度变化的声波波形特征。合成波形及其频谱分析表明，套管波幅度、地层波幅度和波列后续波的持续时间均与流体环隙宽度有关。     

水平井固井质量对套管变形影响分析

针对某井区深井X-1h井中出现的套管变形损坏问题，对比分析了压裂段固井质量与套损位置关系，基于现场数据，建立了套管-水泥环-地层力学耦合模型，分析了套管-水泥环界面胶结失效后形成微间隙的大小、水泥环破坏后的缺失角度以及水泥环缺失方位对套管应力和变形失效的影响。研究结果显示：固井质量不佳对套管的应力及变形失效有显著影响；套管-水泥环界面过大的微间隙会由于套管在内压作用下的鼓胀效应而放大内压的作用；当水泥环缺失角度在45°～60°区间时，套管Mises应力最大，超过套管材料最小屈服强度；当水泥环缺失方位与井周最小主应力方向一致时，套管应力集中最明显，略大于套管材料的最小屈服强度，套管局部发生塑性变形失效。研究结果可为现场固井作业施工提供一定的指导。     

扇区水泥胶结测井仪及信号处理方法

扇区水泥胶结测井仪器具备常规水泥胶结测井仪器（声波变密度测井仪）的功能,而且能够识别出水泥环径向的局部缺失、微间隙等的固井质量问题,能够提供套管周围全方位的水泥胶结状况,更好地满足固井质量评价。文章阐述了扇区水泥胶结测井的基本原理,重点分析了扇区信号的测井方法和相关的信号处理方法。     

水泥环环状缺失套损机理及防控措施

固井质量差,后续作业使油气井某处水泥环小段缺损,致使套管与水泥环之间出现间隙而使套管受力变化,造成套损。基于大港油田枣南东油田现场资料及弹塑性力学原理,建立了套管-缺失水泥环-地层对称有限元模型,研究水泥环全部缺失不同高度、缺失后套管与水泥环间隙大小及不同内压对套管受力的影响,从而研究水泥环全部缺失套损的防控措施。研究表明:在水泥环完好与水泥环缺失部分交界面套管出现最大应力,在水泥环缺失段出现较大应力,且处于稳值高应力状态;此外,内压越高,在环状缺失段,套管的最大应力越大;不同的水泥环缺失高度,在缺失段应力均相等,而不同的第一界面间隙对套管受力影响小;且研究发现仅增加壁厚,不能有效防控水泥环缺失段套损,增加钢级为有效方法。通过以上分析研究对水泥环全部缺失防控套损的研究提供有益借鉴。     

固井水泥环缺陷对套管强度影响仿真分析

固井水泥环质量对套管的强度影响很大。建立了水泥环缺少1／12的井筒平面应变有限元模型，通过对固井水泥环缺陷引起的套管应力变化进行仿真模拟分析，得出无内压下套管的最大径向位移是水泥环完整时的3．9倍，水泥环的缺少导致Mises应力集中系数为2．0，套管外壁的最大塑性应变达到0．0152，定量分析固井质量对套管强度的影响，为热采井套管损坏提供一些定量数据。     

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。     

轻质水泥浆固井质量测井评价标准构建

为了给测井评价轻质水泥浆固井质量提供理论依据与标准,基于高温声特性试验及数值模拟结果,分析了水泥浆密度、水泥环厚度、第一界面胶结质量等因素对常规固井质量测井的影响,分析得到:受套管外径和壁厚的影响,随水泥浆密度降低,套管波相对幅度的差异越来越明显;在套管与水泥环之间存在微环隙时,随着水泥环厚度增大,套管波幅度单调增大,...     

页岩气水平井固井质量对套管损坏的影响

四川盆地西南部长宁—威远国家级页岩气示范区采用水平井方式开发页岩气藏,部分井由于套管损坏导致压裂过程中不能顺利下入桥塞、连续油管不能顺利钻磨桥塞等问题,甚至部分井段被迫放弃压裂作业,直接影响了气井产量的提高。为此,以WH1井为例,在分析该井压裂过程中套管损坏问题的基础上,认识到固井质量差是该井套管损坏的主要原因。然后,应用ABAQUS有限元软件,结合现场实际参数建立模型,对水泥环窜槽缺失、套管偏心和井径变化等3种固井质量差的形式,进行了数值计算,得出了固井质量对套管应力的影响规律:①水泥环缺失时会在套管内壁上产生较严重的应力集中,且套管应力随缺失角度的增加而增加;②套管偏心和水泥环缺失同时作用会极大增加套管应力,甚至达到套管屈服值;③井径变化对套管应力影响较小。该研究成果可对今后页岩气开发提供有益的指导作用。     

固井缺陷对磨损套管抗内压强度的影响

套管磨损和固井缺陷是钻井过程中必然存在的现象。应用相似准则设计出磨损套管的相似模型,对不同固井质量缺陷和不同磨损情况的套管进行组合实验,将实验结果与有限元分析相结合来研究模型套管在不同固井缺陷和不同磨损量下的抗内压强度。将模型套管推广到原型,利用有限元方法分别计算了水泥环—套管—地层系统在不同水泥环缺失范围、不同套管磨损程度下的抗内压性能。研究结果表明:当水泥环有缺损时,不但不能增强套管的抗内压能力,反而降低了套管的抗内压强度。水泥环的缺失范围越小,应力集中现象越严重。     

页岩气水平井固井水泥环状态对套管力学完整性的影响

大位移页岩气井的井眼轨迹复杂,且压裂开发过程中经常出现由于水泥环缺陷引发的套变损伤问题。针对页岩气井压裂过程中高泵压大排量的特点,采用有限元分析方法,通过优化模型网格划分,建立了适用于页岩气井复杂井眼轨迹下套管力学完整性计算的套管-水泥环-地层组合体模型,讨论了水泥环缺失角度、缺失厚度、缺失长度及复合缺陷对造斜段及水平段局部屈曲部分套管力学完整性的影响。结果表明,套管的周向应力随水泥环弹性模量的增大而减小,受泊松比影响较小。水泥环角度缺失会使套管出现应力集中现象,当缺失角度超过90°,应力集中现象得到减缓。随着水泥环缺失厚度的增加,套管所受应力增大。无论是造斜段还是水平段,不同缺失角度下,水泥环厚度、套管尺寸及泵压对套管应力的影响类似,趋势均为随着缺失角度的增加,套管应力先增大后减小。水泥环缺失的临界部位会产生应力突变,该位置也是最容易发生套损的部位。同一缺失厚度下,套管应力最大值随着缺失角度的增加而先增加后减小;同一缺失角度下,套管应力最大值随着缺失厚度的增加而增加。随着缺失角度的增加,水泥环缺失部位对应套管沿管长方向的等效应力先增加后减小。水泥环越厚,套管等效应力越小。在相同厚度下,水泥环剩余厚度越薄,套管等效应力越大,全部缺失时应力水平最大。     

声波变密度水泥胶结测井解释及固井质量评价方法

声幅及胶结指数(BI值)曲线可用来定量评价水泥环一界面胶结状况;VDL图像可用于评价和描述固井胶结质量的主要技术指标,既能反映一界面胶结状况,又能提供二界面胶结信息。本文首先阐述了应用声波变密度水泥胶结测井评价固井质量的一般技术原理,然后对一些典型声变胶结测井资料进行了详尽剖析,在此基础上对影响声变胶结测井解释的诸多因素进行了探究,以期提搞人们对声波变密度水泥胶结测井技术的认识程度,提高其资料综合利用价值。