固井评价解释

国家发展和改革委员会 发布目 次前言引言1 范围12 规范性引用文件13 术语和定义 14 根据固井施工作业记录评价34.1 固井施工设计要求34.2 固井施工质量评价35 水泥环胶结质量评价45.1 水泥胶结测井资料质量要求45.2 水泥胶结测井资料采集条件45.3 无自由段套管固井的CBL测井和全波波列测井资料预处理55.4 收集参考资料 75.5 不能用水泥胶结测井资料评价的两种特殊胶结状况判断75.6 只能用于定性评价的水泥胶结测井资料所受影响因素识别85.7 水泥胶结强度转换方法85.8 胶结比转换方法105.9 常规密度水泥固井质量评价105.10 低密度水泥固井质量评价 195.11 高密度水泥固井质量评价 196 固井质量工程判别 196.1 生产测井找窜 196.2 工程验窜 206.3 探水泥塞 2 06.4 套管试压 217 固井施工质量评价、水泥环胶结质量评价和固井质量工程判别的关系21附录A (规范性附录) 固井施工质量评价表格式22附录B (资料性附录) 部分表格(英制) 23附录C (规范性附录) 源距对声幅曲线水泥胶结强度转换的影响24附录D (资料性附录) 部分公式(英制) 25附录E (资料性附录) 图1图9使用说明26前 言本标准的附录A和附录C为规范性附录，附录B、附录D和附录E为资料性附录。本标准由石油钻井专业标准化委员会提出并归口。本标准负责起草单位：中海油田服务股份有限公司。本标准参加起草单位：中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司。本标准主要起草人：魏涛、王永松、宋周成。引 言固井是油气井建井的关键环节，也是保证油气井生产寿命的关键所在。固井质量对油气田勘探开发效益和油气田开发产能建设，具有十分重要的意义。固井是高风险作业。固井作业质量除了取决于固井设计和固井施工外，还受井眼条件、地质条件及其他因素的影响。除了水泥环质量外，固井质量评价结论还受固井质量测井技术、工程判别技术和测井解释人员固井质量综合评价水平等多种因素的影响。因此，可根据固井施工记录、水泥胶结测井资料和工程判别结果等进行综合评价。固井质量评价方法1 范围 本标准规定了水泥胶结质量评价方法、固井施工质量评价方法和利用工程判别技术验证固井质量的方法。 本标准适用于油气井固井质量评价，为固井质量有缺陷的井采取补救措施提供参考。2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单 (不包括勘误的内容) 或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 SY/T 5132 测井原始资料质量要求 SY/T 5467 套管柱试压规范 SY/T 6449 固井质量检测仪刻度及评价方法3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1 常规密度水泥浆 standard slurry 由油井水泥和常规外加剂配制的密度介于1.75 g/cm32.10g/cm3之间的水泥浆。3.2 低密度水泥浆 low density slurry 由油井水泥和减轻材料等配制的密度低于1.75 g/cm3的水泥浆。3.3 高密度水泥浆 high density slurry 由油井水泥和加重材料等配制的密度高于2.10g/cm3的水泥浆。3.4 候凝时间 waiting-on-cement time,WOC time 从固井作业结束到水泥胶结测井开始的时间间隔。3.5 水泥环 cementsheath 水泥浆灌注于套管与地层(或外层套管)之间的环形空间，固结后形成的环状水泥石柱体。3.6 第一界面 first interface 套管与水泥环之间的胶结面。3.7 第二界面 second interface水泥环与地层(或外层套管)之间的胶结面。3.8微环隙 micro-annulus在水泥环与套管或地层（或外层套管）之间出现的不影响封隔质量的环形微小间隙，又称“微环空”或“微间隙”等。3.9快速地层 fast formation裸眼井声波时差低于套管声波时差的地层。注：钢质套瞥的声波时差为187s/m（57s/ft）。3.10水泥胶结强度 cement bond strength水泥环与套管(或地层)之间的胶结强度。3.11有效封隔长度 interval length for effective zonal isolation纵向上达到层间封隔要求的水泥胶结强度或胶结比指标的水泥环长度。3.12声波变密度测井(CBL/VDL测井) cement bond loggingCBL/VDL测井采用单发双收声系。它用0.914m (3ft) 或1m (3.281ft) 源距测量套管波幅度。这种测量简称“CBL测井”。同时，它用1.524m (5ft) 或1.5m (4.921ft) 源距记录声波全波列并以声波变密度图 (Variable Density Log) 的形式显示。这种测量简称“VDL测井”。3.13源距 spacing声波发射换能器与接收换能器之间的距离。3.14声幅曲线 amplitude curveCBL测井测量的套管波幅度曲线。3.15声幅值 amplitude某一深度点声幅曲线对应的数值。声幅值越低，反映水泥胶结越好。3.16套管波 pipe arrivals来自发射换能器，穿过钻井液，在套管中传播，而后又返回钻井液，最后被接收换能器所接收的声波。3.17套管波传播时间 travel time of casingCBL测井记录源距为0.914m (3ft) 或1m (3.281ft) 套管波的传播时间，英文缩写为TT。3.18地层波 formation arrivals来自发射换能器，穿过钻井液、套管和水泥环，在井壁附近地层中传播，而后又返回水泥环、套管和钻井液，最后被接收换能器所接收的声波。3.19扇区水泥胶结测井 segmented bond tool (SBT)SBT利用6个推靠臂，将安装在滑板上的声波换能器推靠到套管内壁上，把套管外的水泥环等分成6个扇区，进行全方位高分辨率的补偿式衰减率测量。测量得到的高衰减率反映水泥胶结好，低衰减率反映水泥胶结差。SBT还采集并记录1.524m (5ft) 源距的声波全波列，并以声波变密度图(VDL)的形式显示。3.20套管时差 slowness of casing来自SBT发射换能器的套管波在从近接收换能器到远接收换能器传播的过程中，单位距离所花费的时问。在同一深度点SBT所测套管的12个时差之最大值，称为“最大套管时差”，英文缩写DTMX。在同一深度点SBT所测套管的12个时差之最小值，称为“最小套管时差”，英文缩写DTMN。3.21衰减率 attenuation来自发射换能器的声波，在从近接收换能器沿着套管传播到远接收换能器的过程中，单位距离发生的套管波幅度减小。同一深度SBT测井仪测量的6个扇区衰减率值的平均值，称为“平均衰减率”，英文缩写为ATAV。同一深度SBT测井仪测量的6个扇区衰减率值的最小值，称为“最小衰减率”，英文缩写为ATMN。3.22最小水泥胶结强度 minimum cement bond strength同深度点SBT6个测量扇区中最弱水泥胶结扇区的胶结强度值。3.23胶结比 bond rating ratio扣除套管影响后，相对于当次固井井段中水泥环完全胶结井段的声波衰减率之比，英文缩写为BR。环向水泥缺失实验证明，胶结比与SY/T 6449中的水泥充填率接近。4 根据固井施工作业记录评价4.1 固井施工设计要求固井施工前应根据实钻情况制定有针对性的固井施工设计。施工设计内容应包括HSE预案。4.2 固井施工质量评价4.2.1 固并施工质量评价的使用条件评价的使用条件包括：a) 固井设备配备压力、排量和密度实时监测和采集系统。b) 施工设计合格。4.2.2 根据施工记录评价根据固井施工记录，按表1的技术要求打分，并完成如表A.1的“固井施工质量评价表”。如果得分大于14，则施工质量应评估为“合格”；否则，应通过其他方法检测固井质量。4.2. 3不可通过固井施工质量评价的情况出现下列情况之一，施工质量不可通过评价，可用其他方法评价：a) 施工过程中发生严重井漏、漏封油气层。b) 水泥浆出套管鞋后施工间断时间超过30min。c) “灌香肠”或替空。d) 套管未下至设计井深，造成沉砂口袋不符合设计要求。e) 固井后环空冒油、气、水。表1 根据固井施工作业记录评估施工质量参 数技 术 要 求得 分钻井液屈服值若m1.3 g/cm3，屈服值小于5Pa；若1.3g/cm3m1.8 g/cm3，则屈服值小于8Pa；若m1.8 g/cm3，则屈服值小于15Pa；2钻井液塑性粘度符合设计要求2钻井液滤失量符合设计要求1钻井液循环2循环周1水泥浆密度波动范围若自动混拌水泥浆，则0.025 g/cm32若手动混拌水泥浆，则0.035 g/cm3前置液接触时间10min1水泥浆稠化时间符合设计要求2水泥浆滤失量符合设计要求1注替浆量符合设计要求1注替排量符合设计要求1套管扶正器加放符合设计要求1活动套管是2（奖励a）固井作业中间间断时间3min1施工过程中复杂情况无1碰压是1试压符合设计要求1侯凝方式符合设计要求1总 分 数20a在注水泥过程中，若活动套管，则奖励2分；未活动套管不扣分。5 水泥环胶结质量评价5.1 水泥胶结测井资料质量要求水泥胶结测井原始资料应符合SY/T 5132的质量要求。CBL测井在套管波清晰的井段，应有TTfp-TT8s（TT为套管波传播时间，TTfp为自由段套管的套管波传播时间）。对于SBT测井，应有DTMX-DTMN20s/m (6s/ft)。5.2 水泥胶结测井资料采集条件5.2.1 候凝时间以水泥浆实验为依据，确定固井作业设计书中规定的候凝时间。总的原则是在水泥胶结测井时，环空中水泥强度已经得到充分发展，候凝时间不少于24h。5.2.2 水泥环与套管的声波耦合固井作业后，应避免套管内压力波动、温度急剧变化或候凝期间套管内憋压时间过长。除特殊情况下，在水泥胶结测井前不进行固井段的井下作业，以防出现微环隙。 如出现上述情况，可在套管内加压进行水泥胶结测井。加压大小随微环隙形成原因而变(见表2或表B.1)。套管内加压值必须小于套管破裂压力的70，小于套管鞋或尾管顶部的试压压力。表2 为消除微环隙对固井质量测井影响的套管内加压参考值微环隙的形成原因测井时套管内加压参考值温度剧烈变化现有静水压力+7MPa候凝时憋压过大、憋压时间过长或者套管内加压过大候凝期间憋压值（或固井原先套管内所加最大压力）+7MPa套管内静水压力降低现有静水压力+静水压力减少值+7MPa挤水泥最大挤水泥压力通井或钻水泥塞现有静水压力+7MPa5.2.3 测井仪器居中水泥胶结测井仪器应安装与井眼大小和井斜角相适应的扶正器。5.2.4 测量源距声幅曲线（CBL）的测量源距为0.914m（3ft）或1m（3.281ft），变密度测井（VDL）测量源距为1.524m（5ft）或1.5m（4.921ft）。5.2.5 测量速度CBL/VDL测井的测量速度应低于9.0m/min，SBT测井的测量速度应低于10.7m/min。5.2.6 测井仪器刻度水泥胶结测井仪器应在与目的层同尺寸的自由段套管进行刻度。若相对声幅值的单位为分数（%），则自由段套管声幅值应为95%100%。若声幅值的单位为毫伏（mV），则不同外径套管的自由段套管声幅值应符合该仪器的规定值。对无自由段套管固井，CBL测井前应尽可能在刻度井或在刻度筒里刻度。SBT测井仪器刻度要求管外环空介质均匀或者仪器均匀旋转一周以上，刻度井段的深度采样点不少于1600个。5.3 无自由段套管固井的CBL测井和全波波列测井资料预处理对于记录了两个源距全波波列的水泥胶结测井，可从全波波列中提取声幅曲线，然后利用式（1）和未经百分数标准化的声幅值计算衰减率。对于记录了两个源距声幅曲线的水泥胶结测井资料，可利用式（2）将声幅曲线转换成衰减率。对于仅记录了一个源距声幅曲线的水泥胶结测井，可根据式（3）计算衰减率。a= -20lgA2（1）LA1a = ag-20lgA2? A1g（2）LA1? A2ga = ag-20lgCBL（3）LCBLg式中：a声波衰减率，dB/m或dB/ft；ag当次固井井段中水泥胶结质量最好处的声波衰减率，可根据实验的水泥抗压强度通过图1图1 CBL解释图版（使用方法见附录E中的E.1）求得，dB/m或dB/ft；A1，A2近接收换能器R1和远接收换能器R2接收的声幅值在式（1）和式（2）中未经百分数标准化；在式（2）中也可为相对声幅值，%；A1g，A2g当次固井最好水泥胶结井段近接收换能器R1和远接收换能器R2接收的声幅值，%或mV；CBLg当次固井最好水泥胶结井段的声幅值，%或mV；CBL声幅值，%或；mVL近接收换能器R1与远接收换能器R2之间的距离（即间距），m或ft；l声波发射换能器与接收换能器之间的距离(即源距)，m或ft。 对于记录了一个源距声幅曲线和另个源距全波列的水泥胶结测井，可从全波列中提取声幅曲线，然后利用实测声幅曲线、计算声幅曲线和式(2)计算衰减率也可根据单源距声幅曲线按式(3)求衰减率。5.4 收集参考资料5.4.1 钻井资料收集钻井设计书和钻井施上记录，重点了解钻探目的、目的层深度和岩性，了解钻头程序、井斜角、钻井液类型及密度，了解在钻井过程中有无井涌和钻井液漏失等复杂情况。5.4.2固井资料 收集固井设计书和固井施工记录，重点了解固井作业的目的，了解套管程序、套管扶正器安放位置和数量、套管外壁有无化学涂层、作业前井眼准备情况、水泥浆配方及性能、固井时间、施工过程中水泥浆密度及其变化、在固井过程中套管活动情况以及有无施工事故等。5.4.3水泥养护期间的有关资料 收集水泥候凝期间的有关资料，包括候凝方式、候凝期间井下作业情况以及与调整井邻近的注水井和生产井的运作情况。5.4.4 水泥胶结测井采集情况 应了解所使用的固井质量测井仪器、扶正器、测量源距和仪器刻度情况。5.4.5 常规测井资料 收集常规测井资料和常规测井解释成果，重点注意岩性变化、地层温度、纵波时差、渗透性、孔隙压力、油气水层的位置、井径和井斜角。5.5 不能用水泥胶结测井资料评价的两种特殊胶结状况判断5.5.1 水泥侯凝时间不足的判断5.5.1.1 根据水泥胶结测井响应判断5.5.1.1.1 根据某一次水泥胶结测井响应判断 水泥实际返高之下的整个固井井段(可以不包括井底以下1/3固井井段)，声幅曲线基本上均高于胶结“优”对应的CBL上限(图4)，或者声波衰减率基本上均低于胶结“优”对应的衰减率下限(图6或图7)，且随着井深的增加，有固井质量“变好”的趋势。5.5.1.1.2 根据时间推移水泥胶结测井响应判断 水泥胶结测井响应具有5.5.1.1.1所描述的特征，且随着时间的推移，后续的水泥胶结测井响应反映水泥胶结状况逐渐变好。5.5.1.2 参考当次固井作业的实际水泥浆配方和井眼实际温度 了解水泥浆中的缓凝剂是否明显多于固井设计书中的比例，水泥浆密度是否明显低于设计值，并了解井眼实际温度是否明显低于水泥浆实验温度或低于固井设计书中的井眼温度。5.5.1.3 参考固井施工记录和评价结论 主要注意固井施工记录中关于钻井液井口循环温度和循环时间，注意水泥浆密度和缓凝剂是否符合设计要求。5.5.2 微环隙的判断5.5.2.1 微环隙影响水泥胶结评价 微环隙存在时，水泥胶结测井方法不适用。5.5.2.2 根据水泥胶结测井响应判断5.5.2.2.1 根据某一次水泥胶结测并响应判断水泥实际返高之下的整个固井井段，声幅曲线基本上均高于胶结“优”对应的CBL上限(图4)，或者声波衰减率基本上均低于胶结“优”对应的衰减率下限(图6或图7)，且随着井深的增加，没有固井质量变好的趋势。5.5.2.2.2 根据时间推移水泥胶结测井响应判断随着时间的推移，后续的水泥胶结测井响应反映水泥胶结与先前的水泥胶结测井相比，5.5.2.2.1 中描述的测井响应特征没有明显改善。5.5.2.3 参考固井施工记录主要注意候凝方式和候凝时间。如果在水泥养护期间套管内憋压过大、憋压时间过长，就可判断套管与水泥环之间出现了微环隙。5.5.2.4 参考并分析钻井液类型、套管外壁化学涂层及养护期间的有关信息如果水泥胶结测井响应具有5.5.2.2.1所描述的特征，或在水泥养护期间，以较低密度的钻井液替换，或进行过井下作业(如钻水泥塞、射孔、起下钻头或仪器及工具等)，就可判断套管与水泥环之间出现了微环隙。如果套管外壁存在化学涂层，或固井前置液未能清洗掉油基钻井液在套管外壁形成的油膜，水泥胶结测井响应也具有微环隙的特征。5.6 只能用于定性评价的水泥胶结测井资料所受影响因素识别5.6.1 声幅曲线受快速地层影响的识别方法在裸眼井声波时差低于套管声波时差187s/m（57s/ft）的井段，如果套管波传播时间小于自由段套管的套管波传播时间且随着裸眼井声波时差的增大而成正比地增大，VDL上地层波早于套管波到达，那么声幅曲线就受到了快速地层的影响。5.6. 2 声幅曲线受外层套管影响的识别方法在双层套管井段，如果套管波传播时间曲线与自由段套管的套管波传播时间之差介于15s25s之间，且数值稳定，VDL上套管波较强但套管波传播时间比自由段套管的套管波传播时间延迟不到半个周期，那么声幅曲线就受到了外层套管的影响。5.6.3 与岩性和地层孔渗性能有关的水泥胶结状况的判断若声幅曲线(或SBT衰减率曲线)与自然伽马（或裸眼井声波时差、自然电位等与地层岩性和孔渗性能有关的测井曲线）的形态，至少大致呈同步起伏或镜向相关关系，则套管外环空纵向上水泥分布较为均匀，但不同岩性和具有不同孔渗性能地层井段的水泥环界面剪切强度存在明显差异。5.7 水泥胶结强度转换方法5.7.1 由声幅测井曲线转换为水泥胶结强度5.7.1.1 声幅曲线标准化对于以“毫伏”（mV）为单位的声幅曲线，应转换成以自由段套管为100%的相对声幅曲线。U=A100% （4）Afp式中：A计算深度点的声幅值，mV；Afp自由段套管的声幅值，mV；U相对声幅值，。5.7.1.2 在水泥环厚度不薄于19.525mm (3/4in) 的条件下，由相对声幅值转换为水泥胶结强度的方法根据有关图版(图1)或者直接根据下面的公式，将相对声幅值转换为水泥胶结强度。P= -0.00434T2- 0.0622T+4.44 (6)a = -21.8723lgU-0.00417d+49.62 (7)式中：S水泥胶结强度，MPa；T套管壁厚，mm；k与源距l有关的系数（见附录C）；p指数；a声波衰减率，dB/m；d套管外径，mm；U相对声幅值，%。当采用英制单位，式（5）、式（6）和式（7）分别表达如式（D.1）、式(D.2)和式(D.3)。5.7.1.3 在水泥环厚度薄于19.525mm (3/4in) 条件下，由相对声幅值转换为水泥胶结强度的方法根据式（7）将相对声幅值转化为衰减率a，再用式（8）对衰减率进行水泥环厚校正。ac=0.8255t-0.5385a (8)式中:t水泥环厚度，mm；a现场采集的原始声波衰减率，dB/m；ac经过校正的声波衰减率，dB/m。最后，令a = ac，并代入式（5），即可得到薄水泥环的水泥胶结强度。当采用英制单位时，式（8）表达如式（D.4）。注：当水泥环厚度薄于7.5mm时，式（7）的转换误差不可忽视。5.7.2 由声波衰减率转换为水泥胶结强度5.7.2.1 由SBT衰减率转换为水泥胶结强度根据SBT解释图版（图2）或者直接根据下面的公式，可将SBT声波衰减率转换为水泥胶结强度。S=5.275 (T+2.54) (a-afp) 2.510-3 (9)afp=3.0310-5 T5-2.5210-3T4+7.160410-2T3-0.79275T2+4.3566T-8.7517 (10)式中：S水泥胶结强度，MPa；a计算深度点的声波衰减率，dB/m；afp自由段套管衰减率可由SBT测井蓝图参数表查得，也可由SBT解释图版读出或根据式（10）计算 dB/m，T套管壁厚，mm。当采用英制单位时，式（9）和式（10）分别表达如式(D.5) 和式(D.6)。5.7.2.2 由无自由段套管固井CBL测井响应转换为水泥胶结强度对于无自由段套管固井的CBL测井或全波波列测井资料，可利用5.3的方法将声波幅度转换为声波衰减率，然后再利用图1或用式(5)在水泥环厚度薄于19.525mm的条件下，用式(8)进行套管壁厚校正将声波衰减率转换为水泥胶结强度。图2 SBT解释图版（使用方法见附录E中的E.2）5.8 胶结比转换方法5.8.1 由声幅值转换为胶结比根据图3可将声波幅度转换为胶结比，也可用下式转换：BR=lgA-lgAfp（11）lgAg-lgAfp式中：BR胶结比A计算点的声幅值，或mV；Afp自由段套管声幅值，或mV，Ag当次因井水泥胶结最好井段的声幅值，或mV。5.8.2 由声波衰减率转换为胶结比用下式可将声波衰减率转换为胶结比：BR=a-afp（12）ag-afp式中：a计算点的衰减率，dB/m或dB/ft;ag当次固井水泥胶结最好井段的衰减率，dB/m或dB/ft；afp自由段套管的衰减率，dB/m或dB/ft。5.9 常规密度水泥固井质量评价5.9.1 水泥胶结测井仪器居中状况分析在VDL套管波清晰井段，如果CBL测井TTfp-TT4S (TTfp为自由段套管的套管波传播时间)，反映CBL测井仪器明显偏心。图3 声波幅度胶结比转换图版（使用方法见附录E中的E.3）若SBT测井的DTMX-DTMN20s/m（6s /ft）,反映测量时SBT仪器明显偏心。当仪器明显偏心时，下述评价指标仅作定性固井质量评价用。5.9.2 水泥胶结评价指标根据声幅曲线、SBT衰减率或它们的转换曲线胶结比，都可评价水泥胶结状况。可选择这三种曲线中的任意一种曲线评价水泥胶结，见表3。表3 水泥胶结评价指标测井曲线或转换曲线水泥胶结评价结论小于图4中的胶结“优”声波幅度上限优大于图6或图7中的胶结“优”衰减率下限BR0.8大于图4中的胶结“优”声波幅度上限，而小于图5中的胶结“差”声波幅度下限中等（合格）小于图6或图7中的胶结“优”衰减率下限，而大于胶结“差”衰减率上限0.5BR0.8大于图5中的胶结“差”声波幅度下限差（不合格）小于图6或图7中的胶结“差”衰减率上限BR0.5a延时声波变密度测井除外。套管壁厚，mm(a)0.914m源距套管壁厚，mm(b)1m源距图4 水泥胶结“优”对应的相对声幅上限（使用方法见附录E中的E.4）套管壁厚，mm(a)0.914m源距套管壁厚，mm(b)1m源距图5 水泥胶结“差”（不合格）对应的相对声幅下限（使用方不法见附录E中的E.5）套管壁厚，mm图6 水泥胶结评价衰减率（dB/m）指标（使用方法见附录E中的E.6）套管壁厚，in图7 水泥胶结评价衰减率（dB/m）指标(使用方法见附录E中的E.7)5.9. 3 根据VDL定性评价水泥胶结状况根据VDL可定性评价水泥环第一界面和第二界面的胶结状况(见表4)。表4 根据VDL定性评价固井质量VDL特征固井质量定性评价结论套管波特征地层波特征第一界面胶结状况第二界面胶结状况很弱或无地层波清晰，且相线与ACa良好同步良好良好很弱或无无，AC反映为松软地层，未扩径良好良好很弱或无无，AC反映为松软地层，大井眼良好差很弱或无较弱良好部分胶结较弱地层波较清晰部分胶结(或微间隙)部分胶结至良好较弱无或地层波弱部分胶结差较弱地层波不清晰中等差较强弱较差部分胶结至良好很强无差无法确定 aAc为在裸眼井中测量的纵波时差曲线。5.9.4 水泥环层间封隔评价指标5.9.4.1 胶结比和最小有效封隔长度指标 在不进行水力压裂的条件下,可根据胶结比由图8查得最小纵向有效封隔长度指标。5.9.4.2 水泥胶结强度和最小有效封隔长度指标 在不进行水力压裂的条件下，可根据水泥胶结强度由图9确定最小纵向有效封隔长度指标。 对于SBT测井，图9中的水泥胶结强度由最小水泥胶结强度Smn替换。 Smn=5.275(T+2.54)(amn-afp)2.510-3 (13) 式中：T套管壁厚，mm；Smn最小水泥胶结强度，MPa；amn计算深度点的最小衰减率(即ATMN)，dB/m；afp自由段套管衰减率图2，或式(10)，或式(D. 6)，dB /m。 当采用英制单位时，式(13)表达如式(D.7)。5.9.5 固井质量综合评价5.9.5.1 水泥胶结综合评价 a) 水泥实际返高：油气层固井水泥返高应符合设计要求，实际封过油气层顶部不少于50m。其中要求第一界面胶结合格的水泥环段，浅于2000m的并不少于10m，深于2000m的井不少于20m。 b) 水泥胶结通用评价办法：除了5.5或5.6所描述的几种水泥胶结状况外，都可选择相对声幅、衰减率、胶结比或胶结强度(调整井的延时声波变密度测井除外)进行水泥胶结评价。 首先，根据所选测井曲线(或转换曲线)查相应的图版(图4、图5、图6或图7)，以确定评价指标。然后，按照表3评价水泥胶结状况。评价过程中，还应根据VDL(或全波波列)评价第二界面胶结状况。图8 胶结比和水泥环层间最小有效封隔长度（使用方法见附录E中的E.8）图8 胶结强度和水泥环层间最小有效封隔长度（使用方法见附录E中的E.9）c) 特殊情况的水泥胶结评价：1) 快速地层井段的水泥胶结评价：如果被分析井段的套管波传播时间大于或等于自由段套管传播时间，可以用声幅曲线进行固井质量评价。当水泥胶结测井响应具有5.6.1描述的特征时，固井质量至少可评价为“合格”。如果VDL的套管波无或很弱，而地层波清晰，水泥胶结就可以评价为“优”。2) 双层套管井段的水泥胶结评价：在双层套井段，如果套管波传播时间与自由段套管传播时间之差不介于15s 25s之间，或数值不稳定，则可用声幅曲线评价水泥胶结。当水泥胶结测井响应具有5.6.2描述的特征时，固井质量至少可评价为“合格”。如果VDL的内层套管波第一相线无或很弱，而后续套管波强，水泥胶结就可评价为“优”。3) 与岩性和地层孔渗性能有关的水泥胶结状况的判断：当水泥胶结测井响应具有5.6.3描述的特征时，固井质量可评为“合格”。4) 无自由段套管固井的水泥胶结评价：对于SBT测井，无自由段套管固井的水泥胶结评价方法与有自由段套管固井的水泥胶结评价方法相同。对于CBL测井，在用5.3的方法对测井资料进行预处理后，将得到的衰减率转换为水泥胶结强度或胶结比，然后进行第一界面胶结状况定量评价。在无自由段套管固井条件下，仍可而且应当用VDL定性评价（见5.9.3）来检验和修正第一界面胶结状况评价结论。5.9.5.2 水泥环层间封隔性能综合评价a) 水泥环层间封隔性能通用评价方法：1) 根据SBT测井资料判断水泥环环向水泥胶结缺失（窜槽）：除套管接箍处外，如果ATAVATMN6.6dB/m(2dB/ft)的连续井段2m以上，且该井段最小衰减率ATMN均小于SBT测井解释图版上1.38MPa（即图2中标有“200psi”）曲线对应声波衰减率，可以解释为“窜槽”。2) 根据胶结比判断水泥环层间封隔能力：可利用胶结比评价水泥环层间封隔能力（表5）。若需水力压裂，图8中的最大有效封隔长度则应乘以3。表5 根据胶结比判断水泥环层间封隔能力a胶结比油层井段水泥环有效封隔长度L第二界面胶结评价结论BR0.8LLbmn良好不窜LLmn中等良好不窜的可能性大LmnL0.5 Lmn良好不窜的可能性大0.5 LmnL0.25 Lmn良好窜通的可能性大L0.25 Lmn良好窜通0.8BR0.5LLmn良好或中等不窜的可能性大LmnL0.5 Lmn良好或中等窜通的可能性大L0.5 Lmn窜通BR0.5窜通a针对相邻油层和气层相互之间以及油、气层与水层之间，评价水泥环层间封隔能力。b Lmn为由图8确定的最小有效封隔长度。只要水泥环存在窜槽的井段或（和）第二界面胶结差的井段将两个地层连接起来，都应评价为“窜通”。气层与邻层之间的水泥环最小有效封隔长度应明显大于油层与邻层之间的相应长度。3) 根据胶结强度判断水泥环层间封隔能力：可利用胶结强度评价水泥环层间封隔能力（表6或表B.2）。若需水压裂，图9中的最小有效封隔长度则要乘以3。表6 根据胶结强度判断水泥环层间封隔能力a胶结强度油层井段水泥环有效封隔长度L第二界面胶结评价结论S4.38MPaLLbmn良好不窜LLmn中等良好不窜的可能性大LmnL0.5 Lmn良好不窜的可能性大0.5 LmnL0.25 Lmn良好窜通的可能性大L0.25 Lmn良好窜通1.38MPaS4.38MPaLLmn良好或中等不窜的可能性大LmnL0.5 Lmn良好或中等窜通的可能性大L0.5 Lmn窜通S1.38MPa窜通a 针对相邻油层和气层相互之间以及油、气层与水层之间，评价水泥环层间封隔能力。b Lmn为由图9确定的最小有效封隔长度。只要水泥环存在窜槽的井段或（和）第二界面胶结差的井段将两个地层连接起来，都应评价为“窜通”。气层井段的水泥环最小有效封隔长度应明显大于油层井段的相应长度。b) 特殊情况的水泥环层间封隔性能综合评价：1) 快速地层井段的水泥环层间封隔性能评价：如果所分析井段的套管波传播时间大于自由段套管传播时间，则可按5.9.5.2a)中评价水泥环层间封隔性能。如果水泥胶结测井响应具有5.6.1所描述的特征，符合5.9.5.1c)中1)的评价为水泥胶结“优”的条件，且水泥环纵向有效封隔和长度大于或满足由图8或图9所确定的最小有效封隔长度，第二界面胶结良好，不存在窜槽，就可评价为“不窜”。其余情况按表5或表6类推。2) 双层套管井段的水泥环层间封隔性能评价：在双层套管井段，若套管波传播时间与自由段套管传播时间之差不介于15s 25s之间，或不稳定，则可按5.9.5.2a)评价水泥环层间封隔性能。如果水泥胶结测井响应具有5.6.2所描述的特征，符合5.9.5.1c)中2)的评价为水泥胶结“优”的条件，且水泥环纵向有效封隔和长度大于或满足由图8或图9所确定的最小有效封隔长度，第二界面胶结良好，不存在窜槽，就可评价为“不窜”。其余情况按表5或表6类推。3) 水泥胶结状况与岩性和地层孔渗性能有关的水泥环层间封隔性能评价：如果水泥胶结测井响应具有5.6.3所描述的特征，且所有非渗透层恰好水泥胶结为“优”，第二界面胶结良好，不存在窜槽，那么水泥环层间封隔性能可以评价为“不窜”。如果水泥胶结测井响应具有5.6.3的特征，且相邻储层之间的地层恰好水泥胶结变“差”，那么对于油层与邻层之间，水泥环层间封隔性能可以评价为“不窜的可能性大”；对于气层与邻层之间，可以评价为“窜通的可能性大”。4) 无自由段套管固井的水泥环层间封隔性能评价：对于SBT测井，无自由段套管固井的水泥环层间封隔性能评价方法与有自由段套管固井相同。对于CBL/VDL测井，可以根据5.3计算衰减率并根据式（5）或图1转换为胶结强度，或根据式（11）转换为胶结比，然后按5.9.5.2a)评价水泥环层间封隔性能。如果第二界面胶结“差”，可评价为“窜通的可能性大”。在无自由段套管固井条件下，评价水泥环层间封隔能力应重视参考VDL（表4、表5或表6）。c) 固井质量评价成果显示：现场应提交固井质量评价成果表，主要内容包括第一界面和第二界面胶结状况。测井资料解释中心除了提交固井质量评价成果表外，还应提交固井质量评价成果图，主要内容包括第一界面定量分阶段析成果（如胶结强度或胶结比等），以及第二界面胶结状况定性分析结论。必要时，应提供水泥环层间封隔性能评价结论。5.10 低密度水泥固井质量评价低密度水泥固井的相对声幅或衰减率评价指标与常规密度水泥固井评价指标相比，可适当放松。表7给出了相对声幅固井质量评价的经验指标。表7 低密度水泥相对声幅评价指标CBL评价结论CBL20%优20%CB L40%中等（合格）CBL40%差（不合格）对于密度大于1.30g/cm3、小于1.75 g/cm3的低密度水泥，可以用胶结比BR评价水泥胶结质量（表8），也可以用胶结比和水泥环纵向有效封隔长度来评价层间封隔性能。评价指标与常规密度水泥固井相同（图8）。表8 低密度水泥胶结评价指标BR评价结论0.8优0.5BR0.8中等（合格）0.5差（不合格）5.11 高密度水泥固井质量评价高密度水泥固井质量评价方法与常规密度水泥固井相同。6 固井质量工程判别6.1 生产测井找窜6.1.1 噪声测井找窜如果点测的噪声测井曲线响应处于背景噪声水平，表明套管外不存在流体窜通。如果测井曲线明显高于背景噪声水平，则测井曲线峰值点对应于管外的流入深度点。这表明，套管外固井质量存在问题。这种测井有效性的前提是，套管外环空不仅存在水泥胶结问题，而且由于存在层间压差管外环空正在发生流体窜流。6.1.2 温度测井找窜对于固井后温度测井前没有投入生产的井段，如果套管井的地温梯度测井曲线与裸眼井的地温梯度测井曲线一致，表明套管外不存在流体窜通。如果测井曲线局部明显高于或者低于地温梯度曲线，则测井曲线峰值点对应于套管外的流体流出或流入深度点。这表明，相应井段套管外固井质量存在问题。对于固井后温度测井前已经投入生产的井段，可以采用温度测井的微差井温曲线的异常升高或降低来寻找管外环空的窜槽位置。这种测井有效性的前提是，套管外环空不仅存在水泥胶结问题，而且由于存在层间压差管环空正在发生或不久前曾经发生过流体窜流。6.1.3 放射性示踪测井找窜在注水的条件下，将混拌有放射性示踪剂的活性液投放在井内目的层上方距目的层100m200m的地方，该距离随注入水流速的增大而增大。放射性示踪剂通过射孔层段进入套管外的窜槽部位。然后，用清水洗去套管内残留的活性液，并进行伽马测井。如果某个伽马测量井段中，注入活性液后的放射性测井曲线大大高于注入前的伽马测井曲线（本底），则该井段套管外环空存在因水泥胶结缺陷而引起的窜槽，即固井质量存在问题。6.1.4 中子寿命测井找窜首先测量一条中子寿命测井参考曲线（本底），然后把加入硼酸等强热中子吸收剂的流体，释放在需要证实是否存在通过水泥环窜流的地层流体进入管外环空的出口处，并再进行一次中子寿命测井。比较这两次中子寿命测井曲线，如果发现与压入工作液的射孔井段邻近的某个井段，出现注硼后测量曲线大大高于注硼前的现象，则表明该井段套管外水泥环胶结质量存在问题。6.1.5 氧活化测井找窜在井筒内无流体流动的井段，定点多源距探测被脉冲高能中子（10MeV以上）活化的氧原子所发射的伽马射线强度。若伽马射线计数率明显高于背景计数率，则表明管外存在流体窜通，即该井段固井质量存在问题。6.2 工程验窜6.2.1 射孔验窜（DST）DST通过在非渗透层射孔井段降低套管内压力，并观察是否有流体流入井眼。如果