油氣井固井質量測井評價

前言

固井質量是保證油氣井生產壽命、油氣田勘探開發(fā)效益和油氣田開發(fā)產能建設的關鍵所在。固井質量評價為制定油氣勘探開發(fā)工程措施提供決策依據，意義重大。固井質量評價的核心是水泥環(huán)層間封隔評價。正確評價水泥環(huán)層間封隔，就不會因探井或評價井測試資料受鄰層水竄槽干擾而造成悲觀評價，漏掉油氣層，耽誤新油藏甚至新油田的發(fā)現。正確評價水泥環(huán)層間封隔，結合開發(fā)井油氣生產數據和油藏特征，可發(fā)現鄰層水突破水泥環(huán)竄槽，有助于及時采取堵水措施。正確評價水泥環(huán)層間封隔，可預測所注液體的流向和注水效果，為水力壓裂和注水作業(yè)決策提供重要依據。此外，正確的固井質量評價還是詳細了解注水泥施工效果，改進鄰井固井質量的寶貴資料。新中國建立后，我國固井質量評價技術快速發(fā)展，尤其是改革開放以來，通過引進、消化和吸收，結合各油田實際情況自主創(chuàng)新，固井質量評價技術百花齊放，成果豐碩，對油氣勘探開發(fā)作出了重要貢獻。然而，在中國每年完成的15000多口油氣井中，由于固井質量問題有上千口不能進行正常測試和生產，損失巨大。長期使用落后的固井質量檢測手段，長期采用過于簡化的固井質量評價方法，是許多層間封隔問題未能得到及時發(fā)現并采取補救措施的主要原因，嚴重影響了油氣發(fā)現和油氣生產。我國固井質量評價水平亟待提高。在參與固井質量評價技術發(fā)展的過程中，本書作者積累了較為豐富的與固井質量評價有關的知識、經驗和實例。現場應用和科技發(fā)展，呼喚我國油氣井固井質量評價專著問世。本書正是作者在這方面的有益嘗試。在簡要介紹固井技術后，本書著重介紹了作為目前固井質量評價技術重要基礎的井中聲學，然后以幾種典型的測井（如CBIJVDL、SBT、PET和伽馬密度測井等）為例，分類論述了固井質量測井儀器的性能、刻度方法、主要測井曲線、測井資料質量控制方法和測井資料解釋方法。按照目前各類測井儀器現場應用的重要性和廣泛性安排論述的詳細程度。對每類測井儀器的優(yōu)勢和不足，對固井質量測井新技術，都盡可能給予簡單但清楚的描述。第七章專門討論了固井質量評價標準研究問題。作者通過大量調研，吸收了國內外先進技術成果，與其他同志一道，出色完成了石油鉆井工程專業(yè)標準化委員會組織的石油行業(yè)標準《固井質量評價方法））（sY／T6592-2004）制定工作。針對固井質量評價涉及的技術復雜性和經常遇到的難題，第八章較為系統(tǒng)地論述了最佳候凝時間確定、固井質量測井儀器優(yōu)選和固井質量綜合評價方法。工程驗竄和生產測井等固井質量評價的重要驗證手段，專辟一章簡單介紹，使得本書的技術系統(tǒng)較為完整。最后，對固井工藝和固井質量評價的技術管理和技術發(fā)展提出了一些建議。此外，書中還記錄了作者的一些探索與思考。

內容概要

　　《油氣井固井質量測井評價》介紹了國內外主要固井質量測井儀器的基本原理、測井響應影響因素和測井資料解釋方法、水泥膠結評價和水泥環(huán)層間封隔評價的最新研究成果及國內固井質量評價行業(yè)標準和現場經驗。為了適應固井質量綜合評價的需要，《油氣井固井質量測井評價》還簡要介紹了固井工藝技術、注水泥施工評價方法、固井質量工程驗證技術以及與固井質量測井有關的井中聲學基礎知識?！队蜌饩叹|量測井評價》可供從事油氣勘探開發(fā)工作的地質、測井、固井工作者及大專院校相關專業(yè)師生參考使用。

作者簡介

魏濤，高級工程師。1955年4月生于安徽省巢縣，1982年畢業(yè)于合肥工業(yè)大學，1982年至1986年工作于安徽省地質礦產局327地質隊，1989年畢業(yè)于中國地質大學（北京）獲碩士學位并到中國海洋石油測井公司工作，現工作于中海油田服務股份有限公司。2006年1月，被石油鉆井工程專業(yè)標準化委員會聘為特聘專家。1989年起，從事測井資料解釋工作，并進行常規(guī)、成像、聲波和電法等測井資料的解釋方法研究。1992年起進行固井質量評價方法研究及其應用。在《石油學報》和《測井技術》等國家核心期刊以及國際會議上發(fā)表論文10余篇?！肮叹|量測井評價研究”獲得中國海洋石油總公司科技進步二等獎。主持編寫石油行業(yè)標準《固井質量評價方法》（SY／T6592-2004），該標準被石油工業(yè)標準化技術委員會、平為“十五”期間優(yōu)秀標準化項目，“固井質量評價標準的制定”獲得中國海洋石油總公司科技進步三等獎。

書籍目錄

第一章 概論第一節(jié) 固井在油氣勘探開發(fā)中的作用第二節(jié) 固井質量備受關注第三節(jié) 固井質量評價的主要任務第四節(jié) 固井質量評價技術發(fā)展簡介第二章 固井技術簡介第一節(jié) 歷史回顧第二節(jié) 井眼和套管第三節(jié) 水泥漿第四節(jié) 水泥漿性能及其試驗第五節(jié) 水泥漿頂替過程中的流變學第六節(jié) 常規(guī)固井技術第七節(jié) 固井施工后水泥的化學和物理變化第八節(jié) 影響固井和水泥膠結質量的主要因素第九節(jié) 防竄理論和技術簡介第十節(jié) 補注水泥第三章 聲波法固井質量測井理論基礎第一節(jié) 介質的聲學特性第二節(jié) 介質中的聲波傳播規(guī)律第三節(jié) 套管井單極子聲源聲場第四節(jié) 套管井中的瞬態(tài)波場特征第四章 無定向水泥膠結測井囤井質量評價第一節(jié) 聲波幅度測井第二節(jié) CBL／VDL測井儀器和數據采集第三節(jié) CBL／VDL測井資料及其質量控制第四節(jié) CBL／VDL固井質量評價基本方法第五節(jié) 利用套管井單極子全波波列評價固井質量第六節(jié) 聲波變密度一伽馬密度組合測井第七節(jié) CBI。測井的不足和有關固井評價可靠性的討論第五章 分扇區(qū)水泥膠結測井固井質量評價第一節(jié) 阿特拉斯公司SBT測井儀及其測量原理第二節(jié) 阿特拉斯公司SBT測井資料及其質量控制第三節(jié) 阿特拉斯公司SBT測井響應規(guī)律第四節(jié) 阿特拉斯公司SBT測井固井質量評價基本方法第五節(jié) 阿特拉斯公司SBT的優(yōu)勢和不足第六節(jié) 康普樂公司扇形水泥膠結測井第七節(jié) Sondex公司RBT測井第六章 水泥聲阻抗類測井第一節(jié) 水泥聲阻抗類測井的物理基礎第二節(jié) 哈里伯頓公司水泥聲阻抗類測井第三節(jié) 斯倫貝謝公司水泥聲阻抗類測井第四節(jié) 多參數超聲工程測井原理與應用第五節(jié) 水泥環(huán)封隔成像測井第七章 固井質量評價方法和標準研究第一節(jié) 固井質量評價標準：理論和實驗指導下的經驗第二節(jié) 固井質量評價標準演變第三節(jié) 水泥強度、膠結強度及其與測井響應的關系第四節(jié) 水泥膠結評價的測井研究方法第五節(jié) 水泥環(huán)層間封隔評價研究第六節(jié) 目前主要固井質量評價指標的依據第八章 固井質量綜合評價第一節(jié) 綜合評價的重要性第二節(jié) 固井施工質量評價第三節(jié) 利用測井資料正確評價固井質量的前提第四節(jié) 以測井資料為主，綜合評價固井質量第九章 水泥環(huán)封固質量驗證第一節(jié) 生產測井第二節(jié) 水力測試第三節(jié) 地層漏失試驗第四節(jié) 由油氣層測試或開采期間流體產出異常判斷第十章 挑戰(zhàn)與展望第一節(jié) 固井質量評價面臨挑戰(zhàn)第二節(jié) 認識上的局限性第三節(jié) 觀念更新，促進技術進步第四節(jié) 迎接固井和固井評價技術的輝煌未來附錄1 套管尺寸和重量數據表附錄2 油井水泥外加劑品類一覽表附錄3 常用許用單位與非許用單位換算用表附錄4 單極子居中聲源聲場的位移一應力矩陣附錄5 多極子聲源聲場的位移一應力矩陣附錄6 套管波預測到達時間數據表附錄7 根據CBL計算衰減率、膠結指數和膠結比附錄8 SBT測井衰減率擴散系數推導附錄9 抗折強度試驗附錄10 產層流體向管外環(huán)空流動參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：1.緩凝劑緩凝劑一般用于深井和地溫梯度高的井中。由于地層溫度高，水泥在這些井中膠凝強度發(fā)展加快，稠化時間縮短，需要加入緩凝劑，否則易于出現固井時水泥漿黏度增大從而頂替流動阻力增大，導致蹩泵甚至出現“灌香腸”事故。常用的緩凝劑有硫酸鐵、生石膏、酒石酸、鐵鉻鹽、單寧酸鈉、羧甲基纖維素等。2.速凝劑（早強劑）對于低溫淺井、高壓淺井或地層壓力梯度小易于漏失的井，就要在水泥漿中加入適量的速凝劑，使其更快地凝結。常用的速凝劑有氯化鈉、氯化鈣、氯化銨、氯化鐵、氯化鋁、蘇打、甲酸鈣、硅酸鈉、甲酰胺和半水石膏等。在所有速凝劑中，氯化鈣最有效、最經濟，加入量一般為水泥質量的2％～4％，大于6％可能會出現“驟凝”。3.加重劑（增密劑）在高地層孔隙壓力或不穩(wěn)定井眼的油氣井中固井，需要用比一般水泥漿密度更大的水泥漿來平衡地層孔隙壓力和地層坍塌壓力，以保持井壁穩(wěn)定，防止在固井過程中或者在候凝期間因管外環(huán)空壓力低于地層壓力而出現井涌、氣侵、氣竄等固井問題，同時水泥漿相對于鉆井液密度差足夠高有利于提高頂替效率。常用的加重劑都是密度大的礦物如重晶石、鈦鐵礦、赤鐵礦、氧化錳、方鉛礦等，其中用得最為廣泛的是重晶石。4.減重劑（充填劑或減輕劑）在地層破裂壓力梯度較低的井中，需要采用較低密度的水泥漿來固井，以免壓漏地層造成水泥返高不足甚至固井事故。常見的減重劑有膨潤土、硅藻土和煤灰渣等。5.降失水劑所謂“失水”是指在一定壓力下，滲透性地層井段管外環(huán)空水泥漿的水相分離出來并滲透到地層中去的現象。如果在頂替過程中失水（動失水）過多，水泥漿將變稠變黏，密度變大，不能實現紊流頂替，頂替效率降低，甚至因不能被正常泵送而造成固井事故；在薄弱地層還可能因為頂替壓力過大而發(fā)生井漏。如果在候凝期間失水（靜失水）過大將造成環(huán)空橋堵，易于形成竄流通道。因此，需要在水泥漿中加入適量的降失水劑。常用的降失水劑有膨潤土、羧甲基羥乙基纖維素、烷基磺酸鈉、水解聚丙烯酰胺和水解聚丙烯腈等。6.分散劑（減阻劑）如果注水泥設備功率偏小和（或）地層破裂壓力偏低，就要在水泥漿中加入適量的分散劑，既可以降低水泥漿的臨界流速，易于實現紊流頂替，又可以降低流動摩阻。但分散劑用量不能過大，否則水泥漿游離液可能過多，其沉降穩(wěn)定性變差。常用的減阻劑有鐵鉻鹽、亞硫酸紙漿廢液和羧甲基羥乙基纖維素等。7.防漏劑（堵漏劑）如果待固井眼中存在低壓漏失層，可在水泥漿中加入防漏劑。防漏劑都是密度低的材料，可以用作填充劑降低水泥液柱壓力，防止井壁附近地層出現次生裂縫或天然縫擴展；或者在裂縫口形成一低滲橋塞，防止流體流失，消除井漏。常用的防漏劑有鋸末、碎木片、果仁殼、硬瀝青、云母和玻璃紙碎片等。

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《油氣井固井質量測井評價》是由石油工業(yè)出版社出版的。

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