固井质量测井解释评价技术.ppt

固井质量测井解释评价技术
2.水泥环质量鉴定
目前我国水泥环质量鉴定一般以声幅测井（CBL，也称水泥胶结测井）为准。声幅相对值在15%（油田现场有的也采用10%）以内为优等，30%为合格；声幅超过30%的井段则视为水泥封固不合格。声幅测井一般在注水泥后24小时到48小时内进行，但对特殊井（如尾管固井、采用缓凝水泥固井等）声幅测井时间可依具体情况而定。现在，变密度测井（VDL）也在逐渐普及。1.井温测井
水泥的水化反应是一放热反应，其凝结过程中所放出的热量通过套管传给套管内流体，可使井内温度上升一定数值，如6℃～22℃。而环空中没有水泥的井段，井内温度为正常温度。利用这一特性，可以测定水泥浆在环空中的返高位置（即水泥顶部深度）。2.声幅测井（水泥胶结测井）
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出声波，声波向四周以近似球形的波阵面发散，通过不同的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（叫套管波）所产生的折射波（图7-19），其次是传到地层后又传播回来的地层波，尽管在钻井液内声波的传播距离最短，但由于在钻井液内声速相对较低，所以钻井液波（泥浆波）到达最迟。声幅测井记录的是最先到达的套管波的首波幅度。2.声幅测井（水泥胶结测井）
套管波在传播过程中要向套管内和环形空间散失能量，既声幅要衰减（降低）。套管波的衰减程度和套管内外介质性质及其分布有关。因为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。在此基础上的套管波的衰减程度就将取决于管外水泥与套管的胶结情况。实验证明，在其它条件不变的情况下，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，所接收的声幅最大。2.声幅测井（水泥胶结测井）
由测量线路把所接收的声幅大小转变成与之成比例的电压大小，加以记录。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）。
相对幅度＝目的段声幅曲线幅度／自由套管段声幅曲线幅度×100%。3.声波变密度测井
声幅测井测量记录的是套管首波幅度。声波变密度测井（VDL，简称变密度测井）是用接收器将套管波、地层波等声波幅度按到达时间先后全部测量记录，再用一定的方法显示，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测量记录地层波，因此能够反映出水泥与地层（俗称第二界面）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。声波变密度测井原理套管波自由套管差胶结部分胶结一界面胶结好、二界面胶结中等完全胶结分区水泥胶结测井仪器采用分别装在6个滑板上的12个高频定向换能器声系，从纵向和横向（沿套管圆周）两个方向，将套管周围划分成六个区域定向测量，从而直观显示水泥环的胶结情况。该仪器克服了原来CBL及VDL测量井周平均贡献信号不能区分低强度水泥但固结良好及高强度水泥但有窜槽等情况的弱点。仪器还提供了6个定向补偿衰减测量，由套管周边的水泥胶结图像可以识别出小到15°宽的窜槽，并可以得到窜槽的长度，有效地克服了普通CBL及VDL仪器测量资料所反映的多解性。水泥胶结较好图像特征水泥胶结质量较差图像特征自由套管图像特征水泥窜槽图像特征一界面的胶结指数为：
FD=(AMx-AM)/(AMx-AMn)；
二界面胶结指数为：
SD=(COR-CORmn)/(CORmx-CORmn)；
环空水泥充填率(声充填率)为：
FL=(SHN-SHNmn)/(SHNmx-SHNmn)。通过大量的模型井和实际井计算观察，当上述胶结指数计算合理时水泥胶结分级标准可给定如下：

而介于0.7～0.9之间可认为胶结中等。值得指出，若胶结分级为好，且分隔段较长时，可以认为是不易窜槽层段，层间窜漏的概率很小，但胶结中等不能肯定是否窜漏，而胶结差窜漏的概率则非常大。水泥密度测井与通常的密度测井相似，利用了物质对伽玛光子的康普顿散射作用。伽玛源向井孔外发射伽玛光子，经管外介质散射吸收后被探测到。
探测器计数率与探测距离x和物质密度ρb的基本关系是:套管厚度测量对工程上有较大意义，同时它是计算水泥密度的不可缺少的信息。
套管厚度计算通常采用图板关系。由于国内没有多个套管厚度的井，无法建立该关系。通过大量的文献调查，我们获得了俄罗斯的套管厚度计算图板相关文献。它是针对俄罗斯国内146mm和168mm两种外径套管。但我国常用的是139.7mm和177.8mm的外径套
管。现有引进的俄罗斯软件只好采用俄
罗斯的套管尺寸，但通过改变标准计数
率来达到计算厚度的