李国栋
(胜利油田渤海固井工程技术有限责任公司 山东省东营市 257000)
摘要：随油田勘探开发的进一步深人，有双层套管的井越来越多，一是为保护油气层或防止井壁坍塌，在钻到一定深度后下技术套管固井，完井时再下一层套管固井，两次下套管的重复段为双层套管井段;二是在老的油气井或注水井，由于套管腐蚀或工程上、地质下的原因造成套管损坏、变形，在原套管内下一层套管固井，形成双层套管井。在单层套管固井质
量评价上，变密度评价方法已很成熟，双层套管固井质量评价方法与单层套管有所不同，总结一套变密度评价双层套管固井质量的方法，对双层套管解决程上的问题有重要意义。
关键词：双层套管；固井质量；评价方法
1固井质量控制因素
（1）水泥浆性能要求。针对双层套管井筒小间隙、长封固段的特点，要求水泥浆性能必须具备稠化时间长(7h以上)、流动性好、不析水、失水量低、水泥浆密度高(1. 95以上)等性能。
（2）井筒处理与固井施工要求。井筒处理应对射孔段、套漏段堵漏处理，提高地层抗压能力，保证固井排量和水泥返高。重点要防止高压水层返水，井筒清洗干净，油井必须用热洗车充分洗井，清除油污。固井施工要采用大排量，高返速，水泥浆密度均匀，连续稳定注替。
（3）搞好扶正块的设计。下部无箍套管或水泥封固段套管应采取扶正块扶正，保证套管居中是控制固井质量的关键。扶正块结构尺寸为80 mm X 8 mm，厚度视井筒通井情况而定，扶正位置应逐根扶正，扶正块6块异位均布。
2固井质量评价方法
固井质量的检查主要是依靠测井方法来实现的，通过对获得的测井资料进行解释，最终获得第一、第二两个界面的固井质量胶结情况，作出固井质量综合评价。以目前应用广泛的声波变密度测井为例，主要测量的是声幅曲线（CBL）和声波变密度曲线（VDL）。CBL曲线数值反映了套管和水泥环之间的胶结状况，通常采用的声波相对幅度法或胶结指数法的定量解释方法来评价第一界面的胶结情况;声波变密度曲线（VDL）记录的是一个包含着套管波、地层波、泥浆波的全波列，通过套管波和地层波的强弱来定性地判断套管与水泥环、水泥环与地层之间的胶结状况。
2.1固井质量综合评定基本原则
依据定性分析和定量解释模式要求，进行固井质量等级评定。第一界面胶结良好，参照第二界面胶结质量定级。第一界面胶结差，以第一界面胶结质量定级。
2.2固井质量要求
水泥返高达到完井讨论所规定的要求，超过油气层顶界最低10 m胶结良好，或20 m胶结中等，或100 m内良好和中等胶结叠加30 m。目的层段综合解释完全胶结或胶结良好井段达到70%以上。射孔段之间、射孔段与套漏穿孔段之间应彼此封隔。人工井底距油气层底界不少于巧15m。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3特殊情况下的固井质量评价方法
随着钻井、固井等技术工艺的进步，钻井的深度越来越深，套管程序越来越多样化;面临的地层情况越来越复杂，对应的固井水泥浆体系越来越多。固井质量检查测井解释也面临一些新情况，如在相同的水泥胶结情况下，低密度水泥封固段CBL曲线数值比常规水泥封固段高;常规的固井质量评价解释方法不适用于这些情况，在这些特殊情况下固井质量检查测
井资料的解释方法要做相应的变化，以便进一步准确地评价固井质量。
3.1低速地层与快速地层
与常规的中速地层相比，低速地层的声波时差大，对声波衰减大;在水泥胶结相同的情况下，低速地层井段的VDL曲线上地层波特征不明显，变弱甚至缺失。因此在第一界面胶结良好的情况下，针对变密度图上出现弱地层波信号的层段，要区分它是属于低速地层的声衰减大、第二界面未胶结，还是井径扩大时造成的地层波信号减弱。
在这类地层的测井解释中，不能简单地依据地层波的强弱来判断水泥和地层之间的胶结状况;可以参照裸眼井的声波时差、井径曲线的数值，并和相邻井段VDL资料特征作对比，进行综合解释。首先参照裸眼井的声波时差、井径曲线的数值，并和相邻井段VDL资料特征作对比，区分它是属于低速地层的声衰减大、第二界面未胶结，还是井径扩大时造成的地层波信号减弱。经分析对比认为，此井段声波时差数值较大的部位，井眼条件也较好，从VDL上看该段地层波缺失是属于低速地层的声衰减大造成的。第二界面的解释结论可以与邻层相同，据此认为该段第二界面胶结中等。
因此在这类地层的测井解释中，不能简单地依据地层波的强弱来判断水泥和地层之间的胶结状况，必须经过以上具体分析，进行综合解释。快速地层井段指地层声波时差接近或小于套管声波时差的井段。在某些深井，特别是一些致密的低孔隙地层，常出现声波时差数值小于套管声波时差数值的情况。由于快速地层的声波传播速度较高，基本等于甚至高于套管的声传播速度，此时即使第一界面胶结较好，但由于地层波传播速度较快，在记录采样中，
地层波到达时间与套管波基本相同，使得套管波与地层波相互叠加，增大了套管波的幅度，造成CBL曲线高值，此时不能用CBL来判断第一界面的胶结状况。
3.2低密度水泥浆
在地层压力较低、压裂梯度不高或有严重漏失的油气井注水泥，为了简化井身结构和固井工艺，常采用低密度水泥。同时，低密度水泥也有助于保护油气资源和降低固井成本。经验表明，现有的声波测井仪所得到曲线，只有中水泥抗折强度大于0.6MPa-0.9 MPa时，才能正确地解释。而低密度水泥，一般在标准水泥中掺入适量的充填材料，例如空气、水或轻质材料，胶凝材料含量较少，所以抗压强度较低，而且发展到这种强度所需要的时间也长。特别是在长封固段、稠化时间长误差大。在温度比较低的水泥柱顶部井段的温度处于高温缓凝剂的低温敏感范围，水泥强度得不到有效发展。需要很长时间才能到达，有些还根本达不到圈。因此，用低密度水泥固井后，候凝24 h-48 h，用CBL测井，按常规水泥的解释标准去评价低密度水泥的固井质量，是必会得出错误的结论。
采用低密度水泥浆〔介于1.3 g/cm3 -1.75 g/cm3)封固井段，因其内部的低密度成分导致不良声祸合，低密度水泥浆比高密度水泥浆所固结的水泥石的波阻抗小，使声幅值较常规水泥浆封固段偏高，在固结较好的部位也有一定强度的套管波列。某井采用低密度水泥浆（1.45 g/cm3）固井36 h后测得的声波变密度。上部油层和下部水层之间的井段有较强的套管波和较强的地层波，解释第二界面胶结中等。该井试油后，证实油层与下部水层不窜通。根据VDL的有套管波地层波较弱的特点，可在依据常规标准解释时适当提升解释级别。侯凝时间在24 h-72 h之内，相对幅度在20%-40%之间解释为胶结中等，小于20%解释为胶结良好，大于40%解释为胶结不好。有些井部分井段使用低密度水泥浆，在解释过程中要注意区分低密度水泥和钻井液窜槽，二者声幅值都偏高，但前者声幅曲线较平滑，后者曲线幅度起伏较大。
参考文献:
[1]陈沭华. 基于超声弯曲型兰姆波的双层套管井固井质量检测[D].哈尔滨工业大学,2019.
[2]张天宇. 扇形局部缺失水泥胶结测井响应计算及应用[D].东北石油大学,2019.
[3]陈沭华,关威,胡恒山. 基于弯曲型lamb波的双层套管固井质量评价[C]. 中国力学学会固体力学专业委员会、国家自然科学基金委员会数理科学部.2018年全国固体力学学术会议摘要集（下）.中国力学学会固体力学专业委员会、国家自然科学基金委员会数理科学部:中国力学学会,2018:578.
论文作者:李国栋
论文发表刊物:《论证与研究》2020年1期
论文发表时间:2020/5/6