水泥环向非均匀胶结时套管井井孔声场数值仿真试验

随着我国油气勘探开发逐渐向深水、深地以及深海等复杂测井环境拓展，高温高压等特殊的井下条件给油田固井造成了很大的困难，水泥浆和地层压力之间较窄的压力窗口，使得固井水泥浆凝固过程中地层流体易侵入水泥浆形成窜槽，造成水泥环向胶结不均匀，研究此情况下的测井响应对可靠评价固井质量至关重要。通过三维交错网格高阶有限差分方法数值模拟和实验室测量研究了CBL/VDL(cement bonding log(声波幅度测井),variable density log(声波变密度测井))和扇区水泥胶结测井SBT(segment bond tool)在水泥环向胶结非均匀时的响应特征。数值计算和实验室测量结果都表明，对高密度水泥浆，随着环向水泥缺失程度越来越大，CBL/VDL套管波相对幅度逐渐增大，但在环向水泥缺失角度小于90°时，套管波相对幅度的增强不明显；扇区水泥胶结测井SBT对测量源距范围内的水泥缺失比较敏感，套管波幅度基本随着水泥缺失面积的增加呈线性增加，即SBT对环向较小区域的水泥缺失更敏感，分辨率更高。该研究通过定量描述扇区水泥缺失率与套管波相对幅度的关系，可提高现场对水泥胶结评价结果的认识。