水泥固井質(zhì)量檢測方法探討和評估

張彥壘

摘 要：低密度的水泥漿是最近幾年才發(fā)展起來的一項固井技術(shù)。在整個中低壓的產(chǎn)層增加的情況下，采用一種低密度的水泥井進(jìn)行灌漿對于提高單井的相應(yīng)產(chǎn)能和增加相應(yīng)的勘探儲量以及對于汽油的開發(fā)都具有重要的意義，同時也得到了比較充分的應(yīng)用。但是，因為空心微珠的加入充分的改變了水泥石與水泥漿的本來性能，直接的導(dǎo)致了聲幅的測井不可以準(zhǔn)確的對固井質(zhì)量進(jìn)行評價，這樣是不利于該項技術(shù)的推廣的。所以，對水泥固井相對質(zhì)量在實際的測量方法上進(jìn)行了具體的評估和分析，希望可以給有關(guān)人士提供參考性意見。

關(guān)鍵詞：水泥固井；檢測方法；探討；具體評估

中圖分類號：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1672-3198（2014）09-0183-02

在整個油田的生產(chǎn)工藝中，為了充分的確保正常的采購原油，就必須在地層和鋼套管之間用水泥進(jìn)行加固連接，這種連接加固的方式就是所說的固井，緊接著會在水泥和套管之間射穿，只有這樣才可以將油層內(nèi)部的原油從套管和透過的水泥采出來。但是，對于水泥固井的實際質(zhì)量檢測，并從實際的工程上來說，是有一定要求的。本文就此進(jìn)行了分析和探討。

1 關(guān)于固井的定義

固井是水井和油在建井過程中一個比較重要的環(huán)節(jié)之一，對于固井質(zhì)量的好壞將直接的關(guān)系到有關(guān)固井的使用年限，甚至對于整個注以及采期之間是否可以順利的進(jìn)行生產(chǎn)都有影響。固井質(zhì)量上的評價體現(xiàn)：對水泥環(huán)和套管界面、地層和水泥環(huán)的交界面在水泥結(jié)膠的程度。日前，對于固井的質(zhì)量評價很大程度上都集中在了固井的水泥環(huán)和套管的界面上，但是從地層和水泥環(huán)的界面來說對于膠結(jié)的質(zhì)量評價比較少。對于水泥環(huán)的界面來說，其膠結(jié)如果良好，對于地層界面的竄通也會帶來比較嚴(yán)重的后果。所以，不僅要對水泥環(huán)界面的質(zhì)量進(jìn)行評價的同時也要去重視地層界面的質(zhì)量評價。

2 有關(guān)水泥固井平衡壓力的注水泥

對于水泥固井來說，其水泥施工監(jiān)控和設(shè)計是整個固井施工中一項比較重要的環(huán)節(jié)，對于井的施工參數(shù)和水泥相關(guān)的設(shè)計質(zhì)量以及相應(yīng)水平的調(diào)整，會直接影響到相應(yīng)固井的質(zhì)量。對于平衡壓力下進(jìn)行水泥的注漿要通過兩個不同的過程：主要有候凝的過程和頂替的全過程。對于其中基本的主要原則就是在這兩個過程中相應(yīng)的環(huán)空壓力處于一個壓力比較平衡的狀態(tài)，而且在封固的水泥漿中可以充分的代替鉆井液，不僅可以壓漏相關(guān)的地層也不會使相應(yīng)的油氣水進(jìn)入到環(huán)形的空間。在整個注水泥的頂替實驗中，要做到不漏和相應(yīng)的平穩(wěn)度。對于壓穩(wěn)來說，就是要將與設(shè)計環(huán)節(jié)相關(guān)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行平衡的地層壓，并且在注入水泥的整個過程中對其環(huán)控的壓力變化可以得到相應(yīng)的滿足。而對于不漏來說，是指在整個施工過程中，環(huán)空液柱的壓力和流動的阻力不可以大于漏失的壓力以及破裂的壓力。如果要保證該原則的實現(xiàn)，要通過比較合理的設(shè)計和環(huán)空流體的組成以及比較合理的代替來獲得。與此同時，注替的過程也是固井施工中一項重要的環(huán)節(jié)，而對于這個過程中可能涉及到的流體種類是比較多的，一般情況是前置液、水泥漿和鉆井液以及后置液等等。因為所屬的流型和相應(yīng)的流體密度是不同的，盡管在一個相同的井身條件下，其流態(tài)和循環(huán)壓力也是不同的，實際的井身條件也是不同的，固井中流體流動的實際變化，在注入水泥的施工中也是跟著變化的。下文就根據(jù)實際的情況對于水泥固井在質(zhì)量檢測和具體情況作了簡要的分析和相關(guān)探討，希望相關(guān)人士提供借鑒。它將直接關(guān)系到水泥固井在未來的實際發(fā)展。

3 有關(guān)固井質(zhì)量檢測的方法和實例以及相關(guān)結(jié)果分析

對于水泥固井的相關(guān)質(zhì)量的檢測曾經(jīng)在大慶石油局就做了比較詳細(xì)的研究和分析，而且還專門的制作了有關(guān)水泥固井方面的相關(guān)模型如圖1。

該套管的高為250毫米，在中間的內(nèi)徑約為130毫米，實際的壁厚是8.2毫米，在其外面套有巖芯，兩者之間的實際間隔為40毫米。以60號的水泥為例，對其進(jìn)行分割填充水泥并分別對固井的使用過程進(jìn)行模擬的情況有很多，比如：一界面的微環(huán)、一界面的竄槽和空套管以及一界面的水泥膜有四種界面的膠結(jié)的缺陷。對于二界面來說其有二界面的泥膜和二界面的微環(huán)等三種界面的膠結(jié)缺陷。

在整個實驗過程中，我們利用了一個推靠的裝置就可以將換能器貼在油管的壁上，然后聲波就會垂直的穿過油管的壁端，和水泥環(huán)一直到巖芯的位置，在經(jīng)過每個界面的實際反射之后就會被相同的換能器所接收。我們會采用一項自行研制的測井儀進(jìn)行輪流的采集波形，當(dāng)完成一種具體的情況時相應(yīng)的采集就會進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)動推靠到另一個有缺陷的位置上，此時換能器的中心頻率為1兆赫茲。圖2就是實驗結(jié)果。

該圖就是膠結(jié)合空套管之前的對比。對于實驗結(jié)果回波的幅度進(jìn)行了對比，實線就是空套管的走線，而點線就是較好的水泥膠結(jié)。從該圖中我們可以知道，在空套管的整個曲線上擁有二界面的回波信號，但是在交結(jié)良好的情況中就沒有出現(xiàn)這種信號。這主要是由于我們在空套管中充滿了水。

4 有關(guān)水泥固井的前景推廣措施以及應(yīng)用

在如今的固井質(zhì)量的檢測中，聲波的測井方法對于膠結(jié)面的實際狀態(tài)是比較敏感的，對于水泥環(huán)體的結(jié)固狀態(tài)也是不敏感的。進(jìn)行測量水泥的相應(yīng)密度，這種方式和固井的膠結(jié)面的狀態(tài)沒有關(guān)系?？梢岳眠@兩種方式進(jìn)行綜合性的分析，也可以進(jìn)行互補，從而相應(yīng)的提高其相應(yīng)的準(zhǔn)確性和全面性。對于水泥固井的質(zhì)量研究，不僅解決了儀器的接口問題，還相應(yīng)的解決了國產(chǎn)數(shù)控的配接性問題。已經(jīng)制作了兩種套管外徑的水泥密度和相應(yīng)套管的壁厚裝置。與此同時，也解決了刻度的檢驗問題。為了我國水泥固井質(zhì)量的檢測更好的發(fā)展，相關(guān)人士進(jìn)行實際的探討和分析是十分有必要的。

5 結(jié)論

作為潔凈新能源的天然氣來說，具有環(huán)境代價低、在實際的轉(zhuǎn)換中效率較快，以及建設(shè)的周期和相應(yīng)的投資較低的多重優(yōu)勢，并且也積極的利用了天然氣。這已經(jīng)成為了全球產(chǎn)業(yè)的新潮流產(chǎn)業(yè)，如今天然氣在我國各個城市已經(jīng)被高度的重視并使用。隨著天然氣更加廣泛的應(yīng)用，新的加氣站已經(jīng)變得越來越多。然而，對于水泥固井的實際工藝來說比較特殊，如果在實際的固井中發(fā)現(xiàn)不合格的現(xiàn)象，是無法進(jìn)行修復(fù)的。而本文就對水泥加固井進(jìn)行了分析和探討。

6 結(jié)語

通過文章中的實驗我們可以看出，對于水泥加固的竄槽缺陷在對回波信號進(jìn)行比較時是很明顯的，這是因為缺陷中充滿了水，但是水的聲阻抗和水泥、崗以及巖芯之間的差距比較大。而對于其他幾種缺陷來說因為聲音的阻抗的差別比較小，實際的樣品在制作的過程中并沒有保持一定性，所以現(xiàn)在并沒有一個讓人十分滿意的答案。通過本文對水泥固井的相應(yīng)研究和探討分析，希望可以給有關(guān)人士提供參考性意見和建議。

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