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测井评价固井质量的方法与技术

…………记录整个声波波列的测井方法
在套管井中,声波从发射探头到接收探 头有四种可能的传播路径:沿套管、沿水 泥环、通过地层、通过地层和井内泥浆。
其实只有三种路径:沿套管、通过地层和井内 泥浆。只要源距足够大,接收到的波先后顺序是 套管波、地层波、泥浆波。Why 无沿水泥环滑行 的波呢?这是因为水泥的声速比钢的声速低,椐 产生滑行波的条件,它是不可能产生的。
0_____________500mv
CBL
测 井 解 释 实 例
固 井 声 幅 测 井 曲 线 实 例
CBL固 井剖面 解释时 尽量结 合CAL 和GR曲 线
CBL
固 井 声 幅 测 井 曲 线 实 例
CBL
自然电位测井曲线
固井声幅测井曲线
固 井 声 幅 测 井 曲 线 实 例
CBL
CBL测井测得声幅曲线(首波滑行纵波的幅度) 声幅固井评价。由于首波幅度对套管井中套 管与水泥胶结情况反应比较明显,因此只能评价 第一界面(套管与水泥界面)的胶结程度(对第二界面无 能为力)。 国内对利用CBL资料判断固井质量采用相对幅 度△A和归一化值CBL3两个概念(评价指标): △A=目的井段曲线幅度/自由套管曲线幅度*100% △A <20% 胶结好; 20% < △A <40% 胶结一般;
传统的水泥胶结评价采用声幅法(CBL)和声波变密 度法(VDL)。CBL只能对第I界面情况进行检测,VDL能对 第I,II界面进行检测,但它的准确解释也存在很大困难。 另外CBL和VDL只是圆周向的平均测量效果,难以区分井 周不同方向的条形欠胶结处。
进入80年代后,国外推出了基于超声脉冲反射法原 理的水泥胶结评价测井仪器,例如CET,SBT,CBIL等,这 些仪器可准确判断第I界面是否胶结好,测量情况能说 明圆周向的胶结情况,结合VDL可进行第II界面评价, 但这些仪器本身尚不能准确地判断第II界面胶结的好坏。 已有模拟实验证明这些仪器不能单独用于评价第 II界面 的胶结状态,即仅依靠超声脉冲反射法难以评价第 II界 面的胶结状态(石油大学乔文孝等)。
2、声波变密度VDL图解释:条纹粗细或消失或变形 (1)自由套管波—套管外无水泥而是泥浆
地面仪
V泥浆<V套管 特征: 套管波强,地层波弱 或没有,在VDL图上, 出现平直的套管波粗 黑条纹(相线),越靠近 左边反差明显,对应 着套管接箍处出现人 字形条纹(套管接箍 明显)。
套管
水泥 地层
泥 浆 波
4)I界面胶结差,II界面胶结好:套管波很强,地层信
号中等显示;左边条纹明显,右边也有显示。注意(地层疏 松或井眼很大或水泥与套管空隙很大,使地层波信号变弱。
5)第I界面和第II界面胶结都差:套管波明显,条 纹、多幅度大,有的井段套管信号占据了地层波 或泥浆波的位置,与自由套管时的套管波类似! 地层波微弱甚至消失,泥浆波条纹由于受套管波 的影响而出现波浪形!
R
条纹即地层波反差大,地
层波象裸眼井测的一样 !
(2) 第I 界面 和第 II界 面胶 结都 好
地 层 波
3)第I界面胶结好,第II界面胶结差:套管波很弱,
地层波也弱或消失;套管波和地层波左右条纹模糊、信号 很弱(CBL曲线低值,对此无能为力甚至误判。油田不少 井因水泥环与地层胶结不好而发生串槽)
一、CBL水泥胶结测井 is Cement Evaluation Tool
1、基本原理
地面仪
V泥浆< V套管
R收到的声信 号为滑行纵 波(套管波) 其幅度与套 管内外介质 的性质及分 布有关
套管
水泥
套管和水泥环胶结好, R 接
收到信号幅度低 ( 套管与水泥环
好, 套 管 当套管波在C上传播时,大部分 波 E被偶合到水泥环中去了,仅有
2)固井质量好的井段声波幅度值 ? , 固井质
量差的井段声波幅度值 ? ,在调辉记录的VDL图 上,左边套管波条纹清晰、右边地层波条纹消 失,则意味着第一胶结面胶结?,第二胶结面 胶结?,SBT是什么测井?
汇报内容
固井质量测井评价方法的种类及发展状况
水泥胶结测井(CBL)方法原理及应用
声波变密度测井(VDL)方法原理及应用 水泥评价测井(CET)的方法原理及应用 超声成象测井(USI) 同位素示踪(RTS)测井方法及应用
WATCH软件演示及现场应用分析
结论与建议
关于工程测井概念(Engineering Well Logging)
工程测井是套管井工程技术测井的简称, 主要目的是对套管井的工程技术状况和管 外水泥胶结进行检测和评价;工程作业效 果检测和评价有时也被归入工程技术测井 的范畴。
当前的主要工程测井技术有井径类测井、 声幅测井、声波变密度测井、长源距声波 测井、扇区水泥胶结测井、电磁测井、井 下电视测井、躁声测井、井温测井、放射 性示踪测井等.
5)微环: 套管与水泥之间出现的微小环形间隙,一 般厚度<0.1mm。微环虽小,但却使声幅值增高. 6)仪器偏心(扶正不良)和某方位有窜槽: CBL以低声幅显示, 与水泥胶结好坏无关。这是由于不同方位到达接收器 的套管波的相位不同,相互抵消而造成低声幅。
CBl测井的外在影响因素小结:
使CBL值升高的原因有:测井时间过早、 hcement小、微环;
有很多原因需要确定套管水泥胶结质量
支撑固定套管柱、防止层间串通和通过套 管外环形空间流动、防止地层污染和套管腐蚀、 有效地进行挤水泥作业、为优化储层的生产建 立层间流体隔离!
当环形空间内存在压缩强度很大的低渗 透性物质时,就可起到流体的隔离作用。 水泥就是这样一种理想物质(低渗、强压 缩度),其声阻抗能指示水泥的存在和质 量。
①套管波 ②地层波(纵波、 横波、视瑞利波组合而成,幅 度值较高) ③泥浆波(到达 时间最晚,稳定,频率低,幅 度变化不大)④ST斯通利波 (仅随泥浆波之后)
T
R
调 辉 记 录 的 变 密 度 全 波 列 波 形 图
VDL是现场检查固井质量的常用方法,其优
点是简单、信息量大,它在每一深度采样点上输 出一个反映该点所在层段的声波全波列图,该波 列图上既有反映第I界面的套管波,还有反映第II 界面的水泥环波及地层波。
Note 当CBL3>1时,则CBL3=1;
当CBL3 <0时, 则CBL3=0. 0
2、CBL测井曲线值的影响因素
1)测井时间(Tlog):要求在注水泥后20~40小时 进行测量最好。测量过早将出现高声幅值、测 量过迟将出现低声幅值;
2)水泥环厚度(hcement) h>2cm,对套管波衰减为定值;
2)测量井段从井底到水泥面以上50-100m处,测井时把井 下仪器放到预计水泥上返高度之上200-300m处的纯泥浆 段(自由套管井段),调节仪器(检流计光点),使曲线偏转810cm,这是全井段最大值,然后下到井底,上提测井!
3)CBL曲线的横向比例为50mv/Cm,深度比例为1:200。
4)具体解释时在参考GR,CAL曲线时,首先确定纯泥浆段, 然后确定混浆带,最后根据相对幅度来判定固井质量。
经模拟实验和现场表明,在各种水泥胶结情况下,套 管波与地层波的幅度变化有一定的规律:
1)自由套管时,套管信号强,地层信号弱(如图a); 2)固井质量好时,套管信号弱,地层信号强(如图b); 3)水泥与套管胶结好,水泥与地层胶结不好时,套管 与地层信号都弱(如图c)。 不同固井情况下的套管波与地层波如下
CBL3胶结指数评价指标是利用CBL所测得的声幅曲线
进行归一化处理,从而得到套管井中水泥胶结情况的评价 结论(CBL3越小,第一界面的胶结程度越高,固井质量越好)。
CBL3=1 — CBL*Lmax/Cmax 式中 Cmax--自由套管的最大声幅值; CBL--目的井段声幅曲线值;
Lmax--计算得到的胶结好的最大值(常取为1); CBL3---归一化后的胶结指数值;
SWPI--中海油技术服务<固井技术测井专题>
固井质量评估检测方法
测井评价固井质量的方法与技术
Welcome to Discuss This Topic together ! 石油工程学院测井研究室 夏宏泉 2003 年 2 月
首先请同志们思考下列两个问题:
1)目前油田现场在利用测井手段评价固井 质量时有哪些常规方法或新方法?有哪些 比较流行的评价软件?如何确定窜槽位置 (挤水泥)?
二、声波变密度测井(VDL):采用单发单收
声系,源距为1.5米,其目的是全面评价水泥胶结质量, 了解套管与水泥环、水泥环与地层的胶结情况(CBL只能 显示套管与水泥的胶结情况,第一声学界面)!
1、基本原理
套管 水泥 地层
泥 浆 波
地面仪
V套管> V泥浆 ;V套管> V水泥 ;
V地层> V水泥(Vm<Vs>Vc<Vp) ====》全波列波形识别
常见物质(固井时井下介质)的声学参数 物质 密度 声速(Km/s) 声阻抗(Mrayl) 空气 0.0013-0.13 0.33 0.0004-0.04 淡/盐水 1 1.5 1.5 钻井液 1-2 1.3-1.8 1.5-3 水泥浆 1-2 1.5-1.8 1.8-3 水泥/G级1.9 2.7-3.7 5.0-7.0 泥 岩 2.55 1.83-3.962 砂 岩 2.65 5.5 石灰岩 2.71 6.4-7.0 12-16.6 钢 7.89 5.9 46
评价固井质量的声测井目前有
①水泥胶结测井(CBL) ②声波变密度 测井(VDL) ③水泥评价测井(CET,SBT) ④ 超声成像测井(USI,UBI,CBIL) ④井温 测井(TL)、放射性同位素示综测井(RTS) 和中子寿命测井(TDT).
从最早的CBL到目前先进的USI,记录了 评价固井质量的声测井方法和仪器的发展 历程 !CBL VDLCET/SBT USI,CBIL,UBI
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