几种固井质量评价测井仪器分析

为了能够更深刻认识和评价油田生产中的水泥固井质量,测量两个胶结面的实际胶结情况,水泥固井质量评价测井仪器从最早先应用的声幅测井仪发展到声波变密度组合测井仪,在此技术基础上有研发出了多种类型的多扇区声波成像测井仪.在声波测量原理之外还开发出了声波-伽马密度组合测井仪、超声波水泥环周成像测井仪、以及目前最先进的超声波与绕曲波组合测量的IBC套后成像测井仪器等.     

超声兰姆波测井技术在渤海油田的应用研究

针对现有声波测井和扇区水泥胶结测井技术在低密度水泥浆固井质量评价、套管居中度测试及套损检测等方面存在的应用局限和难题,基于脉冲回波和挠曲波成像技术研制了超声兰姆波成像测井仪,建立了套损评价、固井质量评价及套管偏心率计算等测井解释理论模型并进行了现场应用。研究结果表明:超声兰姆波成像测井技术较常规测井手段具有更高的分辨率和更直观的测井结果;渤海油田应用测井解释成果符合率为96%。该项技术可有效判断套管环空介质和水泥返高,可准确评价低密度水泥浆固井质量、套损情况和套管偏心率,可为油田射孔、弃井作业及套管处理等作业方案提供决策依据,具有广阔的推广应用前景。     

H-SGDT-NV伽马-密度-厚度测井仪及其应用

H-SGDT-NV伽马-密度-厚度测井仪是一种在固井质量评价中用于测量套管外水泥环平均密度、套管厚度、套管偏心的测井仪器，该仪器的测量结果与声波变密度测井仪测量结果综合起来，能更加准确地判断出水泥固井胶结质量。     

多功能超声成像测井仪在套损及固井质量评价中的应用

基于超声脉冲反射法测量原理,设计了一种多功能超声成像测井(MUIL)仪器。该仪器在裸眼井中可完成井眼内壁高分辨率成像测量;在套管井中可同时完成套损检测及固井质量评价测量。应用该仪器在实际套管井中进行了测量,并与哈里伯顿公司的同类仪器CAST-V的测量结果进行了对比分析,表明MUIL与CAST-V仪器测量的套管厚度成像结果符合很好;水泥声阻抗成像曲线也基本一致,固井质量与声波幅度测井(CBL)及变密度测井(VDL)曲线有很好的相关性。MUIL仪器的功能水平达到了国际同类仪器的测量水平。     

多参数超声工程测井仪原理与应用

多参数超声工程测井仪既可以评价水泥胶结质量,又能检测套损套变和射孔孔眼等情况.其特点是它以高分辨率图像的方式直观显示固井质量和套管状况.介绍了该仪器的测井原理及解决工程问题的能力.与目前部分相关仪器对比,反映出该仪器在评价固井质量和检测套损套变、检查射孔质量方面有独特之处.     

多参数超声工程测井仪原理与实现

多参数超声工程测井仪既可以评价水泥胶结质量,又能检测套损套变和射孔孔眼等情况.其特点是它以高分辨率图像的方式直观显示固井质量和套管状况.其测量原理和仪器实现方法对其他超声检测仪器也有很大的帮助.该仪器通过简化或变形就可以用在诸如桩孔检测、管线检测等其他行业中.     

方位36臂井径成像组合测井仪

为提高套损检测的准确性,研制了方位36臂井径成像组合测井仪.该仪器由组合式井斜方位多功能测井仪和MSC-36多臂井径成像测井仪组合而成.组合式井斜方位多功能测井仪利用挠性陀螺、框架陀螺和3个加速度计测量井身倾斜角、倾斜方位角及多臂井径仪各测量臂的方向角;MSC-36多臂井径成像测井仪通过仪器的36个测量臂与套管内壁接触,测量套管内壁的变化.经现场试验验证,该组合测井仪能准确地指示出套损情况及套损方位,为分析判断套损机理提供准确信息.     

小直径水泥密度测井仪的源距优化

随着中国各地区对油气勘探开发力度的加大,大多数井采用5 in*套管进行固井,但常规固井质量测井仪的测量范围为5.5～7.0 in,在5 in套管井中无法下井.因此,需要研制适应4.5～5.5 in的小直径固井质量评价测井仪,解决小井眼套管固井评价的问题.通过对小直径水泥密度测井仪建立Monte Carlo模型进行仿真研究,分析长、短源距探测器计数率随钻井液密度、套管壁厚度以及水泥环密度变化的规律,选择最佳的长、短源距,应用于小直径水泥密度测井仪上.研制的小直径水泥密度测井仪能够精细评价固井质量,应用效果良好.填补了小尺寸套管无法应用扇区水泥胶结/水泥密度固井质量测井的技术空白.     

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。     

一种新的固井质量评价仪器资料在塔里木油田固井评价中的应用

塔里木油田地质构造复杂,超深、高压气井的固井工程受到极大挑战,常规的固井质量评价技术频繁出现判断不准的现象。为解决这一难题,引进了最新一代的固井质量评价仪器（Isolation Scanner）。该仪器通过脉冲回波测量和挠曲波衰减测量,可对套后环空进行三维成像,从而确定水泥胶结是否达到良好封膈;利用该仪器分辨率高的特性,能识别窜槽的位置及其大小,并能定量给出套管居中度,使得固井质量评价更为准确。介绍了该仪器在塔里木油田固井质量评价方面的应用情况,通过实例分析后认为,该仪器应用效果良好。     

Tesco旋转套管固井工艺和应用评价

旋转套管固井是钻完井作业中提高套管固井质量最有效的手段之一。介绍了Tesco顶驱旋转套管固井工艺以及地面配套设备和井下套管固井附件; 描述了Tesco旋转套管固井工艺在现场的施工。对采取常规固井方式的井和采取Tesco旋转套管固井工艺的井进行了固井质量的评估和对比,与常规固井工艺相比,旋转套管固井工艺在定向井和水平井中具有提高固井质量的优势。建议我国加快技术研发,尽快掌握旋转套管固井技术,提高固井质量。     

用于重新封固套管损坏井的延迟水泥浆体系

在套管损坏井中，有的能在原套管（或已取出一部分）内下入新套管重新封固。若按照常规下套管后再注水泥，由于环形间隙小，施工难度大，难以保证固井质量。若将水泥浆先注入井中，再将下端封闭的套管下入井内，把水泥浆挤入环形空间，就能保证环空有饱满的水泥浆。该技术除选好井外，关键是调配水泥浆性能和估算封固高度。经长庆油田几口井的施工，封团高度400～600m，施工顺利，封固质量优良。     

用于重新封固套管损坏井的延迟水泥浆体系

在套管损坏井中,有的能在原套管(或已取出一部分)内下入新套管重新封固。若按照常规下套管后再注水泥,由于环形间隙小,施工难度大,难以保证固井质量。若将水泥浆先注入井中,再将下端封闭的套管下入井内,把水泥浆挤入环形空间,就能保证环空有饱满的水泥浆。该技术除选好井外,关键是调配水泥浆性能和估算封固高度。经长庆油田几口井的施工,封团高度400~600m,施工顺利,封固质量优良。     

热采井预压固井技术

计算表明，注蒸汽稠油井如果用常规方法固井，在通常的注汽温度下，套管都因热应力而产生屈服变形。目前现场常用的防止套管热破坏方法不能从根本上解决问题。提出了热采井预压固井技术，即在注水泥结束后，向油层套管施加压力，使套管膨胀。计算实例表明，采用预压固井技术后，热采井在整个生产周期内，套管不但正常，而且还有较大的安全系数。给出了热采过程中，套管内应力的计算模型。     

辽河油田热采井套损防治新技术

辽河油田稠油热采过程中套管损坏严重。经大量调查研究认为，造成套管先期损坏的原因是：热应力大，油井出砂，API圆螺纹接头和偏梯形螺纹接头不适合热采井要求，水泥封固质量不好，水泥环空段套管易变形，隔热管和隔热措施不力。采取的措施有：提拉预应力，用N80偏梯套管取代普通套管，使用热呆专用水泥返到井口．用良好的隔热管。治理后热采井套管损坏虽有所下降，但套管先期损坏依然严重。采取的新措施主要是：用热应力补偿器减少注蒸汽时套管应力，用TP100H套管以增强抗热变形能力，用TP120TH外加厚套管解决油层套管因出砂和射孔引起的套管轴向应力问题。经过长期的研究与实践，减缓了热采井套管先期损坏速率。参13     

渤海绥中36-1油田生产套管修复技术

在绥中 36 1油田 Ⅱ 期开发工程丛式井组钻井、完井作业中 ,E9井和E15井的 2 4 4 5mm生产套管被钻头磨破 ,经分析研究选用在 2 4 4 5mm套管内下入 177 8mm套管进行补贴固井的方法 ,使 2口井得以修复。采用的套管修复技术具有 6个特点 :工艺简单 ,可操作性强 ;作业全部采用现有的套管系列 ;部分采用自制井下固井工具 ;补贴修复过程中对已完井的储层实施了充分的保护 ;套管修复后不影响今后起下生产管柱及电泵作业 ;用修井机即可完成这类套管的修复作业 ,节省了钻机作业费用。此次套管修复技术的成功使用 ,为在丛式井组生产平台上处理套管磨损、磨破问题积累了经验 ,并为处理类似问题提供了范例。     

免钻免捞筛管顶部固井工艺研究与现场试验

常规筛管顶部固井工艺兼有筛管和尾管固井工艺的优点,但是固井后需要钻除管内附件。为提高筛管顶部固井工艺效率,优化了内、外管柱的结构,使用皮碗封隔器和滑套式分级箍代替常规筛管顶部固井工艺中的盲板和压差式分级箍,通过移动内管柱位置实现坐挂、注水泥、循环等操作,固井后提出内管柱时将残留附件一次带出,套管内不会残留盲板和分级箍内套,通径满足后续作业需要,实现了固井后免钻免捞,并可通过调整皮碗封隔器尺寸实现不同复合尺寸套管筛管完井。该工艺在渤海湾海上合作区块的X井进行了现场试验,完成了φ177.8 mm尾管+φ139.7 mm筛管复合管柱的筛管顶部尾管注水泥固井作业,固井候凝后直接投产,无需钻塞,节约了钻机时间。      

内嵌式固井附件密封单元研制

使用特殊螺纹的套管逐渐增多,与之配套的固井附件需要加工相应的套管螺纹,存在加工难、费用高且质量不易保证等缺点。内嵌式固井附件可以解决上述问题,但国外产品价格昂贵且使用过程中存在坐封不稳、沿套管内壁滑动的问题; 国内研究仍处于探索阶段,仅有几项专利,没见到进行试验或现场应用的报道。介绍了内嵌式固井附件的工作原理,对其密封单元的卡瓦、密封圈等进行了优化; 设计了内嵌式固井附件密封单元。室内试验表明:该固井附件密封单元可以满足固井附件锚定、密封套管的要求,为进一步研制内嵌式固井附件提供参考。     

小井眼固井质量差的原因及解决办法

由于小井眼环空间隙小,固井水泥浆不能均匀分布,容易出现固井质量差、套管抗外挤能力低等问题。通过有限元模拟计算和物理模型仿真试验研究分析了小井眼固井质量差的原因,并针对性地开发应用了套管扶正器、延迟固井水泥浆技术、回插式液压尾管悬挂器固井工艺,与同等条件下常规固井技术相比,固井质量优良率提高29个百分点。新技术的研究和应用,有效地提高了小井眼的固井质量,延长了套管的寿命。     

水平井固井液压扶正器的研究与应用

水平井固井时套管往往偏向下井壁,居中度差,固井后形成的水泥环薄厚不均,导致水平井固井质量差,严重制约了水平井优势的发挥。现场多使用扶正器来提高套管居中度,但是常规扶正器存在外径大、下入困难、破坏井壁的问题,为此专门研制开发了水平井固井液压扶正器。该工具原始外径小、下入安全,膨胀后外径大、扶正能力强,能够显著提高水平井套管的居中度,扶正器上的扶正片能够对固井水泥浆产生扰流作用,大大提高了水平井的固井质量。该类扶正器现场应用简便,不影响正常的施工程序,在胜利油田进行了多口井的现场应用,效果显著。