1、SWPI-中海油技術服務中海油技術服務首先請同志們思考下列兩個問題首先請同志們思考下列兩個問題：1)1)目前油田現場在利用測井手段評價固井目前油田現場在利用測井手段評價固井質量時有哪些常規方法或新方法？有哪些質量時有哪些常規方法或新方法？有哪些比較流行的評價軟件？比較流行的評價軟件？如何確定竄槽位置如何確定竄槽位置( (擠水泥）？擠水泥）？2)2)固井質量好的井段固井質量好的井段聲波幅度聲波幅度值值 ? ? , , 固井質固井質量差的井段聲波幅度值量差的井段聲波幅度值 ? ? , ,在調輝記錄的在調輝記錄的VDLVDL圖圖上，左邊套管波條紋清晰、右邊地層波條紋消上，左邊套管波條紋清晰、右邊地層

2、波條紋消失，則意味著第一膠結面膠結失，則意味著第一膠結面膠結？，第二膠結面，第二膠結面膠結膠結？，SBTSBT是什么測井？是什么測井？固井質量測井評價方法的種類及固井質量測井評價方法的種類及發展狀況發展狀況水泥膠結測井水泥膠結測井(CBL)(CBL)方法原理及應用方法原理及應用聲波變密度測井聲波變密度測井(VDL)(VDL)方法原理及應用方法原理及應用水泥評價測井水泥評價測井(CET)(CET)的方法原理及應用的方法原理及應用超聲成象測井超聲成象測井(USI)(USI)同位素示蹤同位素示蹤(RTS)(RTS)測井方法及應用測井方法及應用WATCHWATCH軟件演示及現場應用分析軟件演示及現場應

3、用分析結論與建議結論與建議 從最早的從最早的CBLCBL到目前先進的到目前先進的USI,USI,記錄了記錄了評價固井質量的聲測井方法和儀器的發展評價固井質量的聲測井方法和儀器的發展歷程歷程 ！CBLCBL VDL VDLCET/SBTCET/SBT USI,CBIL,UBIUSI,CBIL,UBI水泥水泥套管套管套套管管波波V泥漿泥漿 V套管套管地面儀地面儀TR地層地層 套管和水泥環膠結好，套管和水泥環膠結好，R接接收到信號幅度低收到信號幅度低(套管與水泥環套管與水泥環差別小，界面上的聲耦合好，差別小，界面上的聲耦合好，當套管波在當套管波在C上傳播時，大部分上傳播時，大部分E被偶合到水泥環中去

4、了，僅有被偶合到水泥環中去了，僅有小小E折回井中被記錄）；反之，折回井中被記錄）；反之，R接收到信號幅度高。接收到信號幅度高。R收到的聲信收到的聲信號為滑行縱號為滑行縱波（套管波）波（套管波）其幅度與套其幅度與套管內外介質管內外介質的性質及分的性質及分布有關布有關1)測井時，由接收探頭接收由套管波引起的折射波的幅度測井時，由接收探頭接收由套管波引起的折射波的幅度(通常是測量其第一個波峰的幅度通常是測量其第一個波峰的幅度)，由測量線路把聲波幅，由測量線路把聲波幅度轉換成與之成正比的電壓大小，并由地面照相記錄儀記度轉換成與之成正比的電壓大小，并由地面照相記錄儀記錄。測量是在井內自下而上連續進行，便

5、得到一條隨不同錄。測量是在井內自下而上連續進行，便得到一條隨不同深度的固井質量而變化的聲幅曲線。深度的固井質量而變化的聲幅曲線。 2)測量井段從井底到水泥面以上測量井段從井底到水泥面以上50-100m50-100m處，測井時把井處，測井時把井下儀器放到預計水泥上返高度之上下儀器放到預計水泥上返高度之上200-300m處的純泥漿處的純泥漿段段(自由套管井段自由套管井段),調節儀器調節儀器(檢流計光點檢流計光點),使曲線偏轉使曲線偏轉8-10cm,這是全井段最大值，然后下到井底，上提測井！這是全井段最大值，然后下到井底，上提測井！3)CBL曲線的橫向比例為曲線的橫向比例為50mv/Cm,深度比例為

6、深度比例為1:200。4)具體解釋時在參考具體解釋時在參考GR,CAL曲線時，首先確定純泥漿段，曲線時，首先確定純泥漿段，然后確定混漿帶，最后根據相對幅度來判定固井質量。然后確定混漿帶，最后根據相對幅度來判定固井質量。CBLCBL具體的測井過程及曲線解釋具體的測井過程及曲線解釋CBLCBL測井解釋實例測井解釋實例0_500mv固井聲幅固井聲幅CBLCBL測井曲線實例測井曲線實例固井聲幅固井聲幅CBLCBL測井曲線實例測井曲線實例固井聲幅固井聲幅CBLCBL測井曲線實例測井曲線實例固井聲幅測井曲線固井聲幅測井曲線自然電位測井曲線自然電位測井曲線 CBL測井測得聲幅曲線測井測得聲幅曲線(首波滑行縱

7、波的幅度）首波滑行縱波的幅度） 聲幅固井評價。由于首波幅度對套管井中套聲幅固井評價。由于首波幅度對套管井中套管與水泥膠結情況反應比較明顯，因此只能評價管與水泥膠結情況反應比較明顯，因此只能評價第一界面第一界面(套管與水泥界面套管與水泥界面)的膠結程度的膠結程度(對第二界面無對第二界面無能為力能為力)。 國內對利用國內對利用CBL資料判斷固井質量采用相對幅資料判斷固井質量采用相對幅度度A和歸一化值和歸一化值CBL3兩個概念兩個概念( (評價指標評價指標）：）：A=目的井段曲線幅度目的井段曲線幅度/ /自由套管曲線幅度自由套管曲線幅度*100% A 20% 膠結好；膠結好； 20% A 40% 膠

8、結差膠結差 各地區的固井質量評價標各地區的固井質量評價標準差別較大。例如固井質量差準差別較大。例如固井質量差的相對幅度的相對幅度(A)，江漢油，江漢油田定為大于田定為大于40%，四川地，四川地區定為大于區定為大于70%，而在南，而在南海湛江一般定為多大呢？海湛江一般定為多大呢？ 利用利用CBL曲線時確定固井曲線時確定固井質量時，還應參考井徑曲質量時，還應參考井徑曲線和自然伽馬曲線或自然線和自然伽馬曲線或自然電位曲線電位曲線(用于確定用于確定h)，此，此外務必了解固井施工情況。外務必了解固井施工情況。 CBL3膠結指數膠結指數評價指標是利用評價指標是利用CBLCBL所測得的聲幅曲線所測得的聲幅曲

9、線進行歸一化處理，從而得到套管井中水泥膠結情況的評價進行歸一化處理，從而得到套管井中水泥膠結情況的評價結論結論(CBL3(CBL3越小越小, ,第一界面的膠結程度越高第一界面的膠結程度越高, ,固井質量越好固井質量越好) )。 CBL3=1 CBL*Lmax/Cmax式中式中 Cmax-自由套管的最大聲幅值；自由套管的最大聲幅值； CBL-目的井段聲幅曲線值；目的井段聲幅曲線值； Lmax-計算得到計算得到的膠結好的的膠結好的最大值最大值(常取為常取為1）；）； CBL3-歸一化后的膠結指數值；歸一化后的膠結指數值；Note 當當CBL31時，則時，則CBL3=1; 當當CBL3 2cm，對套

10、管波衰減為定值；，對套管波衰減為定值； h2cm，水泥環越薄，水泥環越薄(h越小越小)對套管波的衰減越小，對套管波的衰減越小，測得的聲幅值越高，有時容易把膠結好的井段判斷為測得的聲幅值越高，有時容易把膠結好的井段判斷為膠結差！解釋時應參考井徑曲線，對泥餅相對較厚膠結差！解釋時應參考井徑曲線，對泥餅相對較厚(h越小越小)的井段要注意！此外，水泥環較薄時，硬地層的的井段要注意！此外，水泥環較薄時，硬地層的地層波地層波(信號較強信號較強)將掩蓋套管波，造成誤解釋。將掩蓋套管波，造成誤解釋。3)氣侵泥漿氣侵泥漿: 使聲波的衰減很大，聲幅測值降低使聲波的衰減很大，聲幅測值降低；4)套管厚度套管厚度 hc

11、ase：6-18mm, 套管越薄，對聲波衰套管越薄，對聲波衰減越大，聲幅低值；對應套管接箍處減越大，聲幅低值；對應套管接箍處低低CBL值。值。5)微環微環: 套管與水泥之間出現的微小環形間隙，一套管與水泥之間出現的微小環形間隙，一般厚度般厚度 V V泥漿泥漿 ；V V套管套管 V V水泥水泥 ； V V地層地層 V V水泥水泥（VmVcVp)VmVcVp)=全波列波形識別全波列波形識別套管波套管波 地層波（縱波、地層波（縱波、橫波、視瑞利波組合而成，幅橫波、視瑞利波組合而成，幅度值較高）度值較高） 泥漿波（到達泥漿波（到達時間最晚，穩定，頻率低，幅時間最晚，穩定，頻率低，幅度變化不大）度變化不

12、大）STST斯通利波斯通利波（僅隨泥漿波之后）（僅隨泥漿波之后） 地面儀地面儀TR水泥水泥套管套管地層地層泥泥漿漿波波調輝記錄的變密度全波列波形圖調輝記錄的變密度全波列波形圖 VDL是是現場檢查固井質量的常用方法，其優現場檢查固井質量的常用方法，其優點是簡單、信息量大，它在每一深度采樣點上輸點是簡單、信息量大，它在每一深度采樣點上輸出一個反映該點所在層段的聲波全波列圖，該波出一個反映該點所在層段的聲波全波列圖，該波列圖上既有反映第列圖上既有反映第I界面的套管波，還有反映第界面的套管波，還有反映第II界面的水泥環波及地層波。界面的水泥環波及地層波。 在處理在處理VDL資料時，通常將地層波的幅度作

13、資料時，通常將地層波的幅度作為判斷為判斷第第II界面界面膠結狀況的標準。在對地層波解膠結狀況的標準。在對地層波解釋時，最好應用譜分析法，在時間域和頻率域內釋時，最好應用譜分析法，在時間域和頻率域內從相當速度、幅度方面綜合解釋。從相當速度、幅度方面綜合解釋。 記錄方式：記錄方式：調輝記錄和調寬記錄調輝記錄和調寬記錄調輝記錄調輝記錄:以顏色深淺變化反映聲波能量的變化以顏色深淺變化反映聲波能量的變化( (主要使用主要使用) )；調寬記錄調寬記錄:以記錄條帶寬度的變化反映聲波能量的變化；以記錄條帶寬度的變化反映聲波能量的變化； 經模擬實驗和現場表明，在各種水泥膠結情況下，套經模擬實驗和現場表明，在各種

14、水泥膠結情況下，套管波與地層波的幅度變化有一定的規律：管波與地層波的幅度變化有一定的規律： 1)自由套管時，套管信號強，地層信號弱自由套管時，套管信號強，地層信號弱(如圖如圖a); 2)固井質量好時，套管信號弱，地層信號強固井質量好時，套管信號弱，地層信號強(如圖如圖b); 3)水泥與套管膠結好，水泥與地層膠結不好時，套管水泥與套管膠結好，水泥與地層膠結不好時，套管與地層信號都弱與地層信號都弱(如圖如圖c)。 不同固井情況下的套管波與地層波如下不同固井情況下的套管波與地層波如下地面儀地面儀TR水泥水泥套管套管地層地層（1）自由套管波）自由套管波套管外無水泥而是泥漿套管外無水泥而是泥漿泥泥漿漿波

15、波V泥漿泥漿 V泥漿泥漿 ，V套管套管 V水泥水泥 V地層地層 V水泥（水泥（VmVcVp)=在全波列波形如何判斷：在全波列波形如何判斷： 套管波弱，地層波強，套管波弱，地層波強，在在VDLVDL密度上左邊的條紋模密度上左邊的條紋模糊或幾乎消失，與右邊的糊或幾乎消失，與右邊的條紋條紋即地層波即地層波反差大，反差大，地地層波象裸眼井測的一樣層波象裸眼井測的一樣 ！泥泥漿漿波波（2 2）第第I I界面界面和第和第IIII界界面膠面膠結都結都好好地地層層波波3）第第I界面膠結好，第界面膠結好，第II界面膠結差界面膠結差：套管波很弱，套管波很弱，地層波也弱或消失；套管波和地層波左右條紋模糊、信號地層波

16、也弱或消失；套管波和地層波左右條紋模糊、信號很弱很弱（CBLCBL曲線低值，對此無能為力甚至誤判。油田不少曲線低值，對此無能為力甚至誤判。油田不少井因水泥環與地層膠結不好而發生串槽）井因水泥環與地層膠結不好而發生串槽）4)I界面膠結差，界面膠結差，IIII界面膠結好：界面膠結好：套管波很強，地層信套管波很強，地層信號中等顯示；左邊條紋明顯號中等顯示；左邊條紋明顯, ,右邊也有顯示。右邊也有顯示。注意注意( (地層疏地層疏松或井眼很大或水泥與套管空隙很大，使地層波信號變弱。松或井眼很大或水泥與套管空隙很大，使地層波信號變弱。5)第第I界面和第界面和第II界面膠結都差：界面膠結都差：套管波明顯，條

17、套管波明顯，條紋、多幅度大，有的井段套管信號占據了地層波紋、多幅度大，有的井段套管信號占據了地層波或泥漿波的位置，與自由套管時的套管波類似！或泥漿波的位置，與自由套管時的套管波類似！地層波微弱甚至消失，泥漿波條紋由于受套管波地層波微弱甚至消失，泥漿波條紋由于受套管波的影響而出現波浪形！的影響而出現波浪形！ 關于第關于第I和和第第II界面膠結質量在界面膠結質量在VDLVDL圖的特點總結圖的特點總結： 1)第一界面膠結好時，第一界面膠結好時，在在VDL圖上，圖上，其套管波其套管波一般為弱信號，條紋模糊或消失。一般為弱信號，條紋模糊或消失。反之亦然。反之亦然。 2)第二界面膠結好時第二界面膠結好時，

18、在，在VDL圖上，圖上，其地層波其地層波一般都為強到中等信號顯示，條紋粗而明顯，顏一般都為強到中等信號顯示，條紋粗而明顯，顏色深。色深。反之亦然。注意特殊情況！反之亦然。注意特殊情況！ 3)VDL資料判別膠結好壞的資料判別膠結好壞的一般規則一般規則:好好好好弱弱強強 , 好差好差弱弱，差好弱弱，差好強強強強, 差差差差強弱強弱/強強強強 4)通常將通常將套管波的套管波的幅度作為判別第幅度作為判別第I界面膠結狀界面膠結狀況的標準況的標準(套管波與第套管波與第I界面偶合狀況的關系較簡單界面偶合狀況的關系較簡單)，而，而將將地層波的幅度作為判別第地層波的幅度作為判別第II界面膠結狀況的標準界面膠結狀

19、況的標準(井內記錄到的地層波與井內流體的聲速及密度，套管及井內記錄到的地層波與井內流體的聲速及密度，套管及水泥環的厚度、聲速和密度及地層的聲學特性水泥環的厚度、聲速和密度及地層的聲學特性有關有關)！ 5)波列上按傳播時間區分套管波、地層波、泥波列上按傳播時間區分套管波、地層波、泥漿波：漿波：例如在例如在7ft的長源距聲波全波列測井圖中的長源距聲波全波列測井圖中: 378400392us , 928 1088us, 1728us 56us/ft , 135 155us/ft ，247us/ft5ftVDL的的地層波到達時間地層波到達時間：Tb=180+5*0.3048*tc討論討論:圖圖a第第I

20、+II界面膠結差，圖界面膠結差，圖b第第I+II界面膠結好界面膠結好100 s 1000100 s 1000For Example:For Example: 某井段下了雙層套管，外層套管下某井段下了雙層套管，外層套管下深為深為121.45121.45米，在長源距的米，在長源距的VDLVDL圖上，套圖上，套管波很強，看不見地層波，但套管波中管波很強，看不見地層波，但套管波中的第的第1 1，第，第2 2兩個黑色條紋兩個黑色條紋( (相線相線) )缺失，缺失，表明內層套管外有水泥而外層套管外無表明內層套管外有水泥而外層套管外無水泥，內層套管水泥膠結好，外層套管水泥，內層套管水泥膠結好，外層套管外水泥

21、膠結差。外水泥膠結差。 表表1 高密度水泥固井質量定量評價標準高密度水泥固井質量定量評價標準 I界面定量評價標準界面定量評價標準 II界面定量評價標準界面定量評價標準 膠結情況膠結情況CBL測井測井 BII(環空膠結率環空膠結率) EI (能量參數能量參數) EII(能量參數能量參數) 評價結論評價結論80% 8% 30% 25% 80% 差差 表表2 低密度水泥固井低密度水泥固井 I 界面定量評價標準界面定量評價標準CBL測井測井 BII(環空膠結率環空膠結率) EI (能量參數能量參數) 膠結情況膠結情況評價結論評價結論70% 40% 35% 差差聲幅曲線與平均能量法計算套管波能量對比聲幅

22、曲線與平均能量法計算套管波能量對比第第I-III-II界面膠結都好時的聲幅變密度處理成果圖界面膠結都好時的聲幅變密度處理成果圖第第I-III-II界面膠結都好時的聲幅變密度處理成果圖界面膠結都好時的聲幅變密度處理成果圖三、三、CET扇區扇區水泥膠結測井水泥膠結測井 CBL和和VDL兩種測井的測量值是一平均概念，兩種測井的測量值是一平均概念，局限性在于不能顯示某方位水泥膠結質量，而局限性在于不能顯示某方位水泥膠結質量，而CET不僅反映套管井中不僅反映套管井中2個聲學界面的膠結情況，個聲學界面的膠結情況，而且對管外水泥具有圓周而且對管外水泥具有圓周(徑向徑向)分辨率和縱向分辨分辨率和縱向分辨率，提

23、供水泥抗壓強度的測量，以高靈敏度聲波率，提供水泥抗壓強度的測量，以高靈敏度聲波井徑反映各方位的套管內徑，指示套管變形、腐井徑反映各方位的套管內徑，指示套管變形、腐蝕及磨損情況等。提高了定量評價水泥膠結的精蝕及磨損情況等。提高了定量評價水泥膠結的精度，且容易解釋！度，且容易解釋！ 1)CET/SBT下井儀器由下井儀器由8個聲波換能器和一個個聲波換能器和一個參考換能器組成。參考換能器組成。8個換能器個換能器(高垂直分辨率的傳高垂直分辨率的傳感器感器)是逐個測量的，按螺旋形排列是逐個測量的，按螺旋形排列(相鄰兩個之相鄰兩個之間夾角為間夾角為45。),各探測套管的各探測套管的45度空間，即可以探度空間

24、，即可以探測井周的測井周的8個不同方位上的扇形空間的膠結質量。個不同方位上的扇形空間的膠結質量。它們縱向排列長度大約為它們縱向排列長度大約為2ft ( 0.6米）。米）。 2)每個換能器采用脈沖每個換能器采用脈沖- -回波方式工作，既是回波方式工作，既是聲波發射器又是聲波接收器，對著套管壁的方向聲波發射器又是聲波接收器，對著套管壁的方向發射聲脈沖，脈沖在套管內外界面之間反射諧振，發射聲脈沖，脈沖在套管內外界面之間反射諧振，此時換能器可得到衰減形式的諧振回波信號。此時換能器可得到衰減形式的諧振回波信號。 超聲波成像測井超聲波成像測井(USI，UBI, 優于優于BHTV) 1)與與CET工作原理相

25、同，測量沿徑向向套管工作原理相同，測量沿徑向向套管發射的超聲波脈沖的發射的超聲波脈沖的回波回波，可提供連續的全井眼，可提供連續的全井眼回波信號；回波信號； 2）由地面的）由地面的MAXIS-500儀器系統執行分析儀器系統執行分析，產生，產生4個參數：個參數：水泥聲阻抗水泥聲阻抗Z(評價膠結情況評價膠結情況)、套管內徑和厚度、諧振回波、回波幅度；套管內徑和厚度、諧振回波、回波幅度；輸出輸出2種成果圖：種成果圖：水泥評價圖和套管腐蝕評價圖。水泥評價圖和套管腐蝕評價圖。 4 4超聲成像測井超聲成像測井(USI(USI）測井儀器）測井儀器 USI有兩種操作狀態，即標準測量和流體測量。有兩種操作狀態，即

26、標準測量和流體測量。逆時針旋轉為面向套管和井壁的標準測量方式，逆時針旋轉為面向套管和井壁的標準測量方式，順時針旋轉將使換能器在總成內旋轉順時針旋轉將使換能器在總成內旋轉180，這樣可，這樣可以測量井內流體的特性。以測量井內流體的特性。 USI使用的是不聚焦的換能器，將使用的是不聚焦的換能器，將USI面向平面面向平面的換能器換成高分辨率聚焦的裸眼換能器，的換能器換成高分辨率聚焦的裸眼換能器，USI就就變成了變成了UBI測井儀。測井儀。 為了從為了從USI采集的資料中得到可靠的信息，現采集的資料中得到可靠的信息，現已開發出一種稱為已開發出一種稱為T3的處理新技術。的處理新技術。USI數據的這數據的這種處理技術為了測出下列參數：套