低密度水泥固井質量評價方法研究

劉佳音（中國石油長城鉆探工程有限公司測井公司數(shù)解中心，遼寧盤錦124010）

低密度水泥固井質量評價方法研究

劉佳音（中國石油長城鉆探工程有限公司測井公司數(shù)解中心，遼寧盤錦124010）

利用模型選擇所需參數(shù)來建立一個擁有不同密度的水泥固井令第一層界面全部膠結，并形成存在縫隙的理論波形，利用各種層面的膠結下的理論波形以及波幅特征來進行詳細對比、研究分析。發(fā)現(xiàn)膠結情況相同下的低密度水泥固井的套管波幅度要比高密度水泥固井的要高，并且兩個數(shù)值之間存在一定的關系。因此，利用模型高低密度水泥固井的套管波幅度建立相關關系，再經(jīng)過曲線擬合以及多元回歸等校正公式，讓低密度水泥固井套管波幅度調整到高密度下的水泥固井套管波幅度值，并對此情況下利用常規(guī)評價標準對低密度固井質量進行評價。經(jīng)過數(shù)十例實驗證明，利用校正公式來評價低密度固井質量要好于常規(guī)固井標準數(shù)值帶來的準確度要高，效果更好。

低密度水泥；固井；質量；評價

低密度水泥一般封閉比較完全，氣壓比較低，并且長期封閉還有可能泄露的井中使用的比較多，這也是低密度水泥固井名稱的由來。在這種類型的井中使用低密度水泥能夠有效防止井液泄露，以及油氣亂竄的可能性，但是使用低密度水泥會對固井質量評價時常會出現(xiàn)誤判的現(xiàn)象，因為低密度水泥聲幅要比高密度水泥要差，同等膠結下低密度水泥固井的套管波幅度值要高的多，所以采用CBIJ/VDL資料進行固井評價時易出現(xiàn)不正確的判決。我國對油田質量評價的方法一般采用的是降低常規(guī)評價標準來對低密度水泥固井質量進行判定，這種評價方法會受到很多因素干擾，特別是人為因素，所以評價的準確度比較低，因此針對低密度水泥固井質量評價方法進行研究十分有必要。

本文通過在室內試驗做出的數(shù)值來模擬出各種膠結狀況下高低密度水泥固井波形的特征，并進行相互對比分析出不同密度的水泥固井套管波幅有什么差別，再通過擬合回歸公式得出管套幅度校正公式，對低密度固井質量進行評價。

一、理論研究

對低密度固井質量評價出現(xiàn)誤差的主要原因是因為低密度固井時聲幅要比高密度固井差，受到影響最大的界面是第一界面的固井質量評斷。因此評價標準是按照第一界面的數(shù)值來進行建立，所以要清楚不同水泥密度對第一界面形成的波形、幅度影響，就要建立模型，模擬出不同密度與膠結下的整體理論波形。

根據(jù)實驗得出的數(shù)據(jù)中可以了解到，低密度水泥固井的環(huán)隙寬度與套管波幅成正比，環(huán)隙寬度增加，套管波幅也會增加，而高頻偽瑞利波增加的幅度也十分明顯。低密度水泥和地層波的阻擋相差大，所以能夠進入地層的力量十分弱小，地層波就會被其模糊，讓人十分難分辨。而且高密度水泥固井的波形與低密度相比，環(huán)隙寬度增加的更加明顯，其他波形增加也十分顯著，波的類型更清晰明了，因此當環(huán)隙小于3mm時就可以觀察到地層波。

將不同密度下的水泥固井出現(xiàn)的2mm的環(huán)隙寬度和自由管套波進行對比。不難發(fā)現(xiàn)，低密度水泥固井的管套波幅比較高，經(jīng)過公示計算，在環(huán)隙寬度為2mm下，自由管套以及高低密度固井的管套波幅度對比為1：0.793：0.452，可見同等情況下，利用管套波幅度來評價低密度水泥固井質量要比高密度困難的多。

將時域和頻域在源距0.914 4m時管套波幅度和環(huán)隙寬度之間的聯(lián)系，觀察圖我們可以發(fā)現(xiàn)，環(huán)隙寬度與套管波幅度成正比的平穩(wěn)增長。而高密度下的水泥曲線波動十分大，在判斷水泥膠結質量好壞比較容易，而低密度則因為波動幅度比較小，所以在判斷固井質量的時候準確率就比較低。水泥的密度是1.3 kg/L，當在此密度下管套波的幅度降到70%，那么對低密度水泥固井來說，第一界面的水泥膠結是比較好的，而高密度第一界面水泥膠結要達到好的程度就要管套波的幅度要在20%以下才可以。其次，我們來可以從圖中了解到管套與水泥之間出現(xiàn)喂換微環(huán)，即使固井中不會引發(fā)油水竄槽的現(xiàn)象，但是對聲藕合的影響還是比較明顯的，當環(huán)隙寬度只有0.05mm，低密度管套波幅度就要在60%以上，這個數(shù)值遠比自由管套要高，這也說明了低密度水泥固井在聲傳播時受到微環(huán)隙的影響遠比高密度水泥要嚴重。

二、評價標準研究

為了提高對低密度水泥固井質量的判斷，本文采用一種新方法來進行研究分析，即讓低密度水泥固井的管套波幅度調整到和高密度的管套波幅度一樣，這樣對低密度水泥固井質量就能夠依照常規(guī)水泥固井質量的評判標準來評價，這樣不僅可以提高判斷的準確率，減少誤差，還能夠避免人為依靠經(jīng)驗來判斷低密度水泥固井的質量帶來的誤差。

水泥密度高低與校正量大小有關，密度高則校正量小，而密度低則需要調整的量就多，當水泥密度大于1.8 kg/I.時，則幅度基本上不需要進行調整，所以是否需要進行幅度調整可以選擇水泥密度為2.0kg/I。

三、現(xiàn)場應用

本文將所實行的評斷方法編制成對應軟件，對低密度固井質量進行評斷，以20多口井為實驗對象，試驗后取得十分滿意的結果，一組進行利用校正公式來評斷塔河地區(qū)TK833井低密度固井質量的效果測試，另一組則進行該井判斷質量采用的降低常規(guī)固井質量標準的方法得出的結果測試。

從兩組測試中可以看出，井段處于3130-3145m的第一界面質量判定為優(yōu)，而圖6處于相同井段的膠結質量則屬于中等。如果利用射孔室友試油在該井段的任務層進行而沒有出現(xiàn)竄槽情況，則說明利用校正公式后評斷結果要比降低常規(guī)質量標準來的準確。

四、結語

低密度水泥固井質量判定方法采用校正管套波幅度的方式比較準確，也更能夠精確判定一個井的低密度水泥質量，減少人為因素影響并降低井下施工成本。

［1］羅勇，宋文宇，步玉環(huán)，王美潔.低密度水泥固井質量評價方法的改進［J］.鉆井工程，2012，32（10）：59-62.

［2］章成廣，李維彥.低密度固井質量聲波測井評價方法研究［J］.石油天然氣學報，2005，27（4）：450-454.

［3］何建新.不同密度水泥固井質量評價的實驗研究［J］.測井技術，2009，33（4）.

［4］田鑫，章成廣，毛志強.低密度水泥固井質量評價方法研究［J］.石油鉆探技術，2006，34（6）.