油氣井固井質(zhì)量測(cè)井評(píng)價(jià)

前言

固井質(zhì)量是保證油氣井生產(chǎn)壽命、油氣田勘探開(kāi)發(fā)效益和油氣田開(kāi)發(fā)產(chǎn)能建設(shè)的關(guān)鍵所在。固井質(zhì)量評(píng)價(jià)為制定油氣勘探開(kāi)發(fā)工程措施提供決策依據(jù)，意義重大。固井質(zhì)量評(píng)價(jià)的核心是水泥環(huán)層間封隔評(píng)價(jià)。正確評(píng)價(jià)水泥環(huán)層間封隔，就不會(huì)因探井或評(píng)價(jià)井測(cè)試資料受鄰層水竄槽干擾而造成悲觀評(píng)價(jià)，漏掉油氣層，耽誤新油藏甚至新油田的發(fā)現(xiàn)。正確評(píng)價(jià)水泥環(huán)層間封隔，結(jié)合開(kāi)發(fā)井油氣生產(chǎn)數(shù)據(jù)和油藏特征，可發(fā)現(xiàn)鄰層水突破水泥環(huán)竄槽，有助于及時(shí)采取堵水措施。正確評(píng)價(jià)水泥環(huán)層間封隔，可預(yù)測(cè)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(jù)。此外，正確的固井質(zhì)量評(píng)價(jià)還是詳細(xì)了解注水泥施工效果，改進(jìn)鄰井固井質(zhì)量的寶貴資料。新中國(guó)建立后，我國(guó)固井質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)快速發(fā)展，尤其是改革開(kāi)放以來(lái)，通過(guò)引進(jìn)、消化和吸收，結(jié)合各油田實(shí)際情況自主創(chuàng)新，固井質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)百花齊放，成果豐碩，對(duì)油氣勘探開(kāi)發(fā)作出了重要貢獻(xiàn)。然而，在中國(guó)每年完成的15000多口油氣井中，由于固井質(zhì)量問(wèn)題有上千口不能進(jìn)行正常測(cè)試和生產(chǎn)，損失巨大。長(zhǎng)期使用落后的固井質(zhì)量檢測(cè)手段，長(zhǎng)期采用過(guò)于簡(jiǎn)化的固井質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，是許多層間封隔問(wèn)題未能得到及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取補(bǔ)救措施的主要原因，嚴(yán)重影響了油氣發(fā)現(xiàn)和油氣生產(chǎn)。我國(guó)固井質(zhì)量評(píng)價(jià)水平亟待提高。在參與固井質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)發(fā)展的過(guò)程中，本書(shū)作者積累了較為豐富的與固井質(zhì)量評(píng)價(jià)有關(guān)的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和實(shí)例?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用和科技發(fā)展，呼喚我國(guó)油氣井固井質(zhì)量評(píng)價(jià)專(zhuān)著問(wèn)世。本書(shū)正是作者在這方面的有益嘗試。在簡(jiǎn)要介紹固井技術(shù)后，本書(shū)著重介紹了作為目前固井質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)重要基礎(chǔ)的井中聲學(xué)，然后以幾種典型的測(cè)井（如CBIJVDL、SBT、PET和伽馬密度測(cè)井等）為例，分類(lèi)論述了固井質(zhì)量測(cè)井儀器的性能、刻度方法、主要測(cè)井曲線、測(cè)井資料質(zhì)量控制方法和測(cè)井資料解釋方法。按照目前各類(lèi)測(cè)井儀器現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的重要性和廣泛性安排論述的詳細(xì)程度。對(duì)每類(lèi)測(cè)井儀器的優(yōu)勢(shì)和不足，對(duì)固井質(zhì)量測(cè)井新技術(shù)，都盡可能給予簡(jiǎn)單但清楚的描述。第七章專(zhuān)門(mén)討論了固井質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)研究問(wèn)題。作者通過(guò)大量調(diào)研，吸收了國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)成果，與其他同志一道，出色完成了石油鉆井工程專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)組織的石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《固井質(zhì)量評(píng)價(jià)方法））（sY／T6592-2004）制定工作。針對(duì)固井質(zhì)量評(píng)價(jià)涉及的技術(shù)復(fù)雜性和經(jīng)常遇到的難題，第八章較為系統(tǒng)地論述了最佳候凝時(shí)間確定、固井質(zhì)量測(cè)井儀器優(yōu)選和固井質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)方法。工程驗(yàn)竄和生產(chǎn)測(cè)井等固井質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要驗(yàn)證手段，專(zhuān)辟一章簡(jiǎn)單介紹，使得本書(shū)的技術(shù)系統(tǒng)較為完整。最后，對(duì)固井工藝和固井質(zhì)量評(píng)價(jià)的技術(shù)管理和技術(shù)發(fā)展提出了一些建議。此外，書(shū)中還記錄了作者的一些探索與思考。

內(nèi)容概要

　　《油氣井固井質(zhì)量測(cè)井評(píng)價(jià)》介紹了國(guó)內(nèi)外主要固井質(zhì)量測(cè)井儀器的基本原理、測(cè)井響應(yīng)影響因素和測(cè)井資料解釋方法、水泥膠結(jié)評(píng)價(jià)和水泥環(huán)層間封隔評(píng)價(jià)的最新研究成果及國(guó)內(nèi)固井質(zhì)量評(píng)價(jià)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)。為了適應(yīng)固井質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)的需要，《油氣井固井質(zhì)量測(cè)井評(píng)價(jià)》還簡(jiǎn)要介紹了固井工藝技術(shù)、注水泥施工評(píng)價(jià)方法、固井質(zhì)量工程驗(yàn)證技術(shù)以及與固井質(zhì)量測(cè)井有關(guān)的井中聲學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)?！队蜌饩叹|(zhì)量測(cè)井評(píng)價(jià)》可供從事油氣勘探開(kāi)發(fā)工作的地質(zhì)、測(cè)井、固井工作者及大專(zhuān)院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)師生參考使用。

作者簡(jiǎn)介

魏濤，高級(jí)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(xué)，1982年至1986年工作于安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)局327地質(zhì)隊(duì)，1989年畢業(yè)于中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）獲碩士學(xué)位并到中國(guó)海洋石油測(cè)井公司工作，現(xiàn)工作于中海油田服務(wù)股份有限公司。2006年1月，被石油鉆井工程專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)聘為特聘專(zhuān)家。1989年起，從事測(cè)井資料解釋工作，并進(jìn)行常規(guī)、成像、聲波和電法等測(cè)井資料的解釋方法研究。1992年起進(jìn)行固井質(zhì)量評(píng)價(jià)方法研究及其應(yīng)用。在《石油學(xué)報(bào)》和《測(cè)井技術(shù)》等國(guó)家核心期刊以及國(guó)際會(huì)議上發(fā)表論文10余篇?！肮叹|(zhì)量測(cè)井評(píng)價(jià)研究”獲得中國(guó)海洋石油總公司科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。主持編寫(xiě)石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《固井質(zhì)量評(píng)價(jià)方法》（SY／T6592-2004），該標(biāo)準(zhǔn)被石油工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)、平為“十五”期間優(yōu)秀標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目，“固井質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的制定”獲得中國(guó)海洋石油總公司科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)。

書(shū)籍目錄

第一章 概論第一節(jié) 固井在油氣勘探開(kāi)發(fā)中的作用第二節(jié) 固井質(zhì)量備受關(guān)注第三節(jié) 固井質(zhì)量評(píng)價(jià)的主要任務(wù)第四節(jié) 固井質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)介第二章 固井技術(shù)簡(jiǎn)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(yàn)第五節(jié) 水泥漿頂替過(guò)程中的流變學(xué)第六節(jié) 常規(guī)固井技術(shù)第七節(jié) 固井施工后水泥的化學(xué)和物理變化第八節(jié) 影響固井和水泥膠結(jié)質(zhì)量的主要因素第九節(jié) 防竄理論和技術(shù)簡(jiǎn)介第十節(jié) 補(bǔ)注水泥第三章 聲波法固井質(zhì)量測(cè)井理論基礎(chǔ)第一節(jié) 介質(zhì)的聲學(xué)特性第二節(jié) 介質(zhì)中的聲波傳播規(guī)律第三節(jié) 套管井單極子聲源聲場(chǎng)第四節(jié) 套管井中的瞬態(tài)波場(chǎng)特征第四章 無(wú)定向水泥膠結(jié)測(cè)井囤井質(zhì)量評(píng)價(jià)第一節(jié) 聲波幅度測(cè)井第二節(jié) CBL／VDL測(cè)井儀器和數(shù)據(jù)采集第三節(jié) CBL／VDL測(cè)井資料及其質(zhì)量控制第四節(jié) CBL／VDL固井質(zhì)量評(píng)價(jià)基本方法第五節(jié) 利用套管井單極子全波波列評(píng)價(jià)固井質(zhì)量第六節(jié) 聲波變密度一伽馬密度組合測(cè)井第七節(jié) CBI。測(cè)井的不足和有關(guān)固井評(píng)價(jià)可靠性的討論第五章 分扇區(qū)水泥膠結(jié)測(cè)井固井質(zhì)量評(píng)價(jià)第一節(jié) 阿特拉斯公司SBT測(cè)井儀及其測(cè)量原理第二節(jié) 阿特拉斯公司SBT測(cè)井資料及其質(zhì)量控制第三節(jié) 阿特拉斯公司SBT測(cè)井響應(yīng)規(guī)律第四節(jié) 阿特拉斯公司SBT測(cè)井固井質(zhì)量評(píng)價(jià)基本方法第五節(jié) 阿特拉斯公司SBT的優(yōu)勢(shì)和不足第六節(jié) 康普樂(lè)公司扇形水泥膠結(jié)測(cè)井第七節(jié) Sondex公司RBT測(cè)井第六章 水泥聲阻抗類(lèi)測(cè)井第一節(jié) 水泥聲阻抗類(lèi)測(cè)井的物理基礎(chǔ)第二節(jié) 哈里伯頓公司水泥聲阻抗類(lèi)測(cè)井第三節(jié) 斯倫貝謝公司水泥聲阻抗類(lèi)測(cè)井第四節(jié) 多參數(shù)超聲工程測(cè)井原理與應(yīng)用第五節(jié) 水泥環(huán)封隔成像測(cè)井第七章 固井質(zhì)量評(píng)價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)研究第一節(jié) 固井質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：理論和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)下的經(jīng)驗(yàn)第二節(jié) 固井質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)演變第三節(jié) 水泥強(qiáng)度、膠結(jié)強(qiáng)度及其與測(cè)井響應(yīng)的關(guān)系第四節(jié) 水泥膠結(jié)評(píng)價(jià)的測(cè)井研究方法第五節(jié) 水泥環(huán)層間封隔評(píng)價(jià)研究第六節(jié) 目前主要固井質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)的依據(jù)第八章 固井質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)第一節(jié) 綜合評(píng)價(jià)的重要性第二節(jié) 固井施工質(zhì)量評(píng)價(jià)第三節(jié) 利用測(cè)井資料正確評(píng)價(jià)固井質(zhì)量的前提第四節(jié) 以測(cè)井資料為主，綜合評(píng)價(jià)固井質(zhì)量第九章 水泥環(huán)封固質(zhì)量驗(yàn)證第一節(jié) 生產(chǎn)測(cè)井第二節(jié) 水力測(cè)試第三節(jié) 地層漏失試驗(yàn)第四節(jié) 由油氣層測(cè)試或開(kāi)采期間流體產(chǎn)出異常判斷第十章 挑戰(zhàn)與展望第一節(jié) 固井質(zhì)量評(píng)價(jià)面臨挑戰(zhàn)第二節(jié) 認(rèn)識(shí)上的局限性第三節(jié) 觀念更新，促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步第四節(jié) 迎接固井和固井評(píng)價(jià)技術(shù)的輝煌未來(lái)附錄1 套管尺寸和重量數(shù)據(jù)表附錄2 油井水泥外加劑品類(lèi)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(chǎng)的位移一應(yīng)力矩陣附錄5 多極子聲源聲場(chǎng)的位移一應(yīng)力矩陣附錄6 套管波預(yù)測(cè)到達(dá)時(shí)間數(shù)據(jù)表附錄7 根據(jù)CBL計(jì)算衰減率、膠結(jié)指數(shù)和膠結(jié)比附錄8 SBT測(cè)井衰減率擴(kuò)散系數(shù)推導(dǎo)附錄9 抗折強(qiáng)度試驗(yàn)附錄10 產(chǎn)層流體向管外環(huán)空流動(dòng)參考文獻(xiàn)

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(qiáng)度發(fā)展加快，稠化時(shí)間縮短，需要加入緩凝劑，否則易于出現(xiàn)固井時(shí)水泥漿黏度增大從而頂替流動(dòng)阻力增大，導(dǎo)致蹩泵甚至出現(xiàn)“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(qiáng)劑）對(duì)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(jié)。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(jīng)濟(jì)，加入量一般為水泥質(zhì)量的2％～4％，大于6％可能會(huì)出現(xiàn)“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(lái)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(guò)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(xiàn)井涌、氣侵、氣竄等固井問(wèn)題，同時(shí)水泥漿相對(duì)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(lái)固井，以免壓漏地層造成水泥返高不足甚至固井事故。常見(jiàn)的減重劑有膨潤(rùn)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(lái)并滲透到地層中去的現(xiàn)象。如果在頂替過(guò)程中失水（動(dòng)失水）過(guò)多，水泥漿將變稠變黏，密度變大，不能實(shí)現(xiàn)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?yàn)轫斕鎵毫^(guò)大而發(fā)生井漏。如果在候凝期間失水（靜失水）過(guò)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(rùn)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(shè)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(shí)現(xiàn)紊流頂替，又可以降低流動(dòng)摩阻。但分散劑用量不能過(guò)大，否則水泥漿游離液可能過(guò)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(xiàn)次生裂縫或天然縫擴(kuò)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。

編輯推薦

《油氣井固井質(zhì)量測(cè)井評(píng)價(jià)》是由石油工業(yè)出版社出版的。

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