固井质量评价影响因素分析孟子棋

摘要：随着陆上油气田勘探开发的深入，对于固井质量要求越来越高。由于固井质量评价的影响因素的复杂性，目前我们所使用的常规固井质量评价方法经常会造成对固井质量的误判，有时不能满足对于复杂固井质量的判断。本文系统地分析了影响固井质量评价的各种因素，为我们日常的测井和解释工作提供了依据。

关键词：固井质量；套管检查；综合解释；影响因素

一、固井质量评价方法

固井质量检查主要是检查水泥胶结质量，即检查套管与水泥环（称为第一界面）、水泥环与地层（称为第二界面）的胶结情况。水泥胶结质量差引起的窜槽现象给油井的试油、投产等工作带来很大的麻烦，甚至于全井报废而造成重大的经济损失。

现今工作中，我们常用的固井质量评价方法为声幅—变密度测井（CBL/VDL）测井。

声幅—变密度测井（CBL/VDL）测井是将声幅测井和变密度测井结合起来，克服了声幅测井无法反映第Ⅱ界面胶结情况、变密度测井在第一界面胶结差的情况下无法反映第二界面胶结情况的困难，达到了可同时准确地分别反映出第Ⅰ、第Ⅱ界面的胶结状况的目的。声幅-变密度测井同时记录声波全波列（变密度测井VDL）和套管波首波幅度（声幅测井CBL)，提高了声波资料解释固井质量的效果。

变密度记录的前十几个波中（常规尺寸套管，内径19.7mm），按照到达接收器时间的先后，前三道波与套管波有关,第四至第十道波与地层波有关，而水泥环由于衰减很大,泥浆声速很低,因此泥浆波在全波列的最后，泥浆波到达时间为us。声波变密度测井图中是黑白相间的条带，其颜色的深浅表示接收信号的强弱。其中左边反映的是套管波,由于套管波到达接收器的时间不变,所以黑白条纹为直线,右边反映的是地层波,由于地层波因地层各异,到达接收器的时间也变化不定,所以黑白条纹摇摆不定,其变化幅度可参考该井的声波时差曲线。由于黑白点的亮暗与声波幅度成正比。通过黑白条纹的亮暗(或深浅)就可以知道套管波、地层波的幅度,而这两个幅度分别反映了第一、二界面的胶结情况,这就是声波变密度测井评价固井质量的依据。

在变密度曲线上套管波弱，地层波强，反映在成果图上就是套管波缺失，地层波较清晰，说明第一第二胶结面都好，固井质量高。若套管波较强，地层波难以辨认，则说明第一第二胶结面较差，固井质量不高。在实际解释应用中,应结合声幅曲线和变密度曲线综合考虑,提高解释精度。

图1声幅变密度测井图二、固井质量的主要影响因素.1水泥.1.1水泥凝固时间的影响

水泥候凝时间的长短对固井质量测井的影响是明显的。过早、过晚测井都会造成固井质量的误判。水泥候凝时间不够时，水泥没有完全凝固，水泥环的性质不稳定，不能反映固井质量的变化。此时，水泥环与套管、地层的声耦合差，容易把胶结好的误判为胶结差。水泥候凝时间过长，则容易把胶结差的误判为胶结好。由于水泥注入速度变化、井眼直径不规则或地层压力差异等原因，在某些井段会出现水泥不能完全顶替泥浆的情况，造成水泥与泥浆的混合，降低了水泥密度。在正常测井时间内，可以确定这些层段为不合格层段，当候凝时间过长，这种状态下的水泥基本固结，造成胶结质量的误判。

在未凝固、封固好的井段测井时会出现CBL曲线高幅度值，造成误判，测井一般在固井后4~48h之间进行，侯凝时间过短或过长对固井质量的好坏都有影响。

下图是一口井两次测井曲线的对比图，本井第一次测井是侯凝6小时，第二次测井时是侯凝10小时，第一次测井水泥浆未完全凝固，水泥环与套管声阻抗差别大，声波能量大部分在第一界面反射，造成套管波能量特别强，传入地层的能量弱，变密度图像上地层波不清晰或不连续。第二次测井水泥完全凝固后套管波明显变弱甚至在有些层段消失，声波能量通过水泥环折射入地层，地层波能量也变强，图像上地层波变得明显且连续。要根据水泥类型、井深合理选择测井时间。

图不同侯凝时间对比

.1.水泥环厚度的影响

水泥环厚度大于0mm时，对水泥胶结测井曲线的影响是固定的，小于0mm时，水泥环厚度越薄，水泥胶结测井曲线值越高，因此，在需要应用水泥胶结测井曲线检查固井质量时，还可以参考井径曲线进行。

图水泥环示意图

.1.水泥密度的影响

一般情况下，高密度水泥的波阻抗值大于低密度水泥的波阻抗值，所以在高密度水泥固井时，声耦合要比低密度水泥好。在胶结程度同的情况下，用高密度水泥胶结的套管波幅值比用低密度水泥胶结的套管波幅值低的多。

低密水泥由于声阻抗小于常规密度水泥，声耦合差，会造成在固井质量好的井段套管波能量强。如果按照普通水泥的解释方法去解释低密水泥测井曲线肯定会造成误判断，将胶结好判定为胶结差。常规水泥判断固井质量好坏依据是套管波能量弱、地层波能量强，在测井曲线图上显示为套管波灰度低或没有套管波，地层波灰度高。而低密度水泥固井胶结好表现和高密度水泥相比为套管波能量强、地层波能量也强，测井曲线显示为套管波、地层波灰度都高。

下图是两口临井的固井质量曲线对比图，左图第一口井全井段使用密度为1.88g/cm的常规高密度水泥固井，右图第二口井在井底使用密度为1.87g/cm的水泥固井，上部使用1.5g/cm的低密度水泥固井。使用常规水泥固井的井底段两口井曲线相比较曲线质量基本差不多，上部使用常规水泥的井的固井质量好的井段CBL值在0-10之间，使用低密度水泥的井固井质量好的井段CBL在8-0之间，如果用常规水泥固井质量评价方法去评价是不适用的，容易将胶结良好评价为胶结一般。所以我们在解释固井质量的同时一定要

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