固井设计

第七章固井设计

7.1 套管柱强度设计

7.2 注水泥设计

7.3 固井质量检测与评价

7.3.1 注水泥质量要求

（1）油气层固井，设计水泥返高应超过油气层顶界150cm，实际封固油气层顶部不少于50cm。其中，要求合格的水泥环段，对于浅层2000m的井不少于10m，深于2000m的井不少于20m。

（2）为了保证套管鞋封固质量，油层套管采用双赛固井时，阻流环距套管鞋长度不少于10m，技术套管一般为20m，套管鞋应该尽量靠近井底。

（3）油气层底界距人工井底不少于15m。

其中，第（2）条是为了防止上胶塞下行时所刮下的套管内表面上的液膜浆体污染水泥浆，而影响套管鞋附近的水泥封固质量；第（3）条是为了满足采油方面的需要。

7.3.2 水泥环质量检测和评价

1、井温测井

水泥水化反应是一放热反应，凝结过程中所放出的热量通过套管传给套管内流体，可使井温温度上升一定数值；而环空中没有水泥的井段，井内温度为正常温度。利用这一特征，可以测定水泥浆在环空中的返高位置。

2、声幅测井

声幅测井是根据声学原理所进行的测井。在井下，从测井仪声波发射器发射出声波，声波向四周以近似球状的波阵面发散，通过不同介质和路线后传播到接收器。最先到达接收器的是沿着套管传播的滑行波所产生的折射波，其次是传到地面后又传播回来的地层波。尽量在钻井液内声波的传播距离最短，但是由于在钻井液内声速相对较低，所以钻井液波到达最迟。声幅测井记录是最先到达的套管波的首波幅度。

套管内钻井液的分布及性质是不变的，因此向管内散失的能量为恒定值。在此基础上，套管波的衰减程度管外水泥与套管的胶结情况。实验证明，套管首波幅度的对数与套管周围水泥未胶结部分所占套管周长的百分数之间存在线性关系，即与套管胶结的水泥越多，所接收的声幅越小；而当管外全为钻井液时，多接收的声幅最大。实际的深海声幅测井远比这复杂，以上述为基本原理。

沿井深由下而上进行测试，就可得到一条沿井深反映水泥与套管胶结情况的声幅测井曲线。应用声幅测井曲线检测水泥环质量是通过相对幅度进行的（以环空内全为钻井液的自由套管段的声幅值为基准）。

×100%（7-1）

相对幅度=目的段声幅曲线幅度

自由套管段声幅曲线幅度

3、声幅变密度测井

声幅测井记录的是套管首波幅度。声波变密度测井是用接收器将套管波、地层波等声波幅度按到达时间先后厕灵记录，再用一定方法显示，以评价水泥环质量的测井方法。当进行变密度测井时，同时进行声幅测井。

变密度测井因为能够记录地层波，因此能够反映出水泥与地层的胶结情况。将变密度测井结果与声幅测井结果对比分析，可以更全面地评价水泥环质量。