低密度水泥固井质量评价方法研究

低密度水泥一般封闭比较完全, 气压比较低, 并且长期封闭还有可能泄露的井中使用的比较多, 这也是低密度水泥固井名称的由来。在这种类型的井中使用低密度水泥能够有效防止井液泄露, 以及油气乱窜的可能性, 但是使用低密度水泥会对固井质量评价时常会出现误判的现象, 因为低密度水泥声幅要比高密度水泥要差, 同等胶结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资料进行固井评价时易出现不正确的判决。我国对油田质量评价的方法一般采用的是降低常规评价标准来对低密度水泥固井质量进行判定, 这种评价方法会受到很多因素干扰, 特别是人为因素, 所以评价的准确度比较低, 因此针对低密度水泥固井质量评价方法进行研究十分有必要。

本文通过在室内试验做出的数值来模拟出各种胶结状况下高低密度水泥固井波形的特征, 并进行相互对比分析出不同密度的水泥固井套管波幅有什么差别, 再通过拟合回归公式得出管套幅度校正公式, 对低密度固井质量进行评价。

一、理论研究

对低密度固井质量评价出现误差的主要原因是因为低密度固井时声幅要比高密度固井差, 受到影响最大的界面是第一界面的固井质量评断。因此评价标准是按照第一界面的数值来进行建立, 所以要清楚不同水泥密度对第一界面形成的波形、幅度影响, 就要建立模型, 模拟出不同密度与胶结下的整体理论波形。

根据实验得出的数据中可以了解到, 低密度水泥固井的环隙宽度与套管波幅成正比, 环隙宽度增加, 套管波幅也会增加, 而高频伪瑞利波增加的幅度也十分明显。低密度水泥和地层波的阻挡相差大, 所以能够进入地层的力量十分弱小, 地层波就会被其模糊, 让人十分难分辨。而且高密度水泥固井的波形与低密度相比, 环隙宽度增加的更加明显, 其他波形增加也十分显著, 波的类型更清晰明了, 因此当环隙小于3 mm时就可以观察到地层波。

将不同密度下的水泥固井出现的2 mm的环隙宽度和自由管套波进行对比。不难发现, 低密度水泥固井的管套波幅比较高, 经过公示计算, 在环隙宽度为2 mm下, 自由管套以及高低密度固井的管套波幅度对比为1:0.793:0.452, 可见同等情况下, 利用管套波幅度来评价低密度水泥固井质量要比高密度困难的多。

将时域和频域在源距0.914 4 m时管套波幅度和环隙宽度之间的联系, 观察图我们可以发现, 环隙宽度与套管波幅度成正比的平稳增长。而高密度下的水泥曲线波动十分大, 在判断水泥胶结质量好坏比较容易, 而低密度则因为波动幅度比较小, 所以在判断固井质量的时候准确率就比较低。水泥的密度是1.3 kg/L, 当在此密度下管套波的幅度降到70%, 那么对低密度水泥固井来说, 第一界面的水泥胶结是比较好的, 而高密度第一界面水泥胶结要达到好的程度就要管套波的幅度要在20%以下才可以。其次, 我们来可以从图中了解到管套与水泥之间出现喂换微环, 即使固井中不会引发油水窜槽的现象, 但是对声藕合的影响还是比较明显的, 当环隙宽度只有0.05mm, 低密度管套波幅度就要在60%以上, 这个数值远比自由管套要高, 这也说明了低密度水泥固井在声传播时受到微环隙的影响远比高密度水泥要严重。

二、评价标准研究

为了提高对低密度水泥固井质量的判断, 本文采用一种新方法来进行研究分析, 即让低密度水泥固井的管套波幅度调整到和高密度的管套波幅度一样, 这样对低密度水泥固井质量就能够依照常规水泥固井质量的评判标准来评价, 这样不仅可以提高判断的准确率, 减少误差, 还能够避免人为依靠经验来判断低密度水泥固井的质量带来的误差。

水泥密度高低与校正量大小有关, 密度高则校正量小, 而密度低则需要调整的量就多, 当水泥密度大于1.8 kg/I.时, 则幅度基本上不需要进行调整, 所以是否需要进行幅度调整可以选择水泥密度为2.0kg/I。

三、现场应用

本文将所实行的评断方法编制成对应软件, 对低密度固井质量进行评断, 以20多口井为实验对象, 试验后取得十分满意的结果, 一组进行利用校正公式来评断塔河地区TK833井低密度固井质量的效果测试, 另一组则进行该井判断质量采用的降低常规固井质量标准的方法得出的结果测试。

从两组测试中可以看出, 井段处于3130-3145 m的第一界面质量判定为优, 而图6处于相同井段的胶结质量则属于中等。如果利用射孔室友试油在该井段的任务层进行而没有出现窜槽情况, 则说明利用校正公式后评断结果要比降低常规质量标准来的准确。

四、结语

低密度水泥固井质量判定方法采用校正管套波幅度的方式比较准确, 也更能够精确判定一个井的低密度水泥质量, 减少人为因素影响并降低井下施工成本。

摘要：利用模型选择所需参数来建立一个拥有不同密度的水泥固井令第一层界面全部胶结, 并形成存在缝隙的理论波形, 利用各种层面的胶结下的理论波形以及波幅特征来进行详细对比、研究分析。发现胶结情况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, 并且两个数值之间存在一定的关系。因此, 利用模型高低密度水泥固井的套管波幅度建立相关关系, 再经过曲线拟合以及多元回归等校正公式, 让低密度水泥固井套管波幅度调整到高密度下的水泥固井套管波幅度值, 并对此情况下利用常规评价标准对低密度固井质量进行评价。经过数十例实验证明, 利用校正公式来评价低密度固井质量要好于常规固井标准数值带来的准确度要高, 效果更好。

关键词：低密度水泥,固井,质量,评价

参考文献

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