固井质量测井原理及解释应用
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精选生产测井若干种固井质量检测技术的对比分析
③ 声波－伽马密度测井能识别水泥环与套管之间的 微间隙、水泥缺失，但测井资料显示地层波弱，波列 连续性不好，在对第二界面评价时出现较多不确定的 结论。尤其当水泥浆密度与周围介质密度差别小时， 难以区分管外水泥的存在(充填)状况，这种情况下不 应使用这种测井方法；
21
3 几点建议(续)
④ SBT测井用扇区水泥图进行管外环形空间水泥成像，能直
度衰减和声波的衰减系数、时差，还有全
波列；
③ 使用137Cs放射性源。用远近探测
器分别定量测量管外平均密度，套管壁厚，
套管偏心系数等信息；
12
1 国内现有的固井质量测井技术 1.3 声波－伽马密度测井
技术特点(续)
④ 能识别水泥环与套管之间的微间隙、水部分测井质
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1 国内现有的固井质量测井技术
1.5 CET水泥评价测井
技术特点
• 确定水泥抗压强度； • 对微环有抗干扰性（如微环内充填气体则 影响加大）； • 有一定分辨沟槽的能力； • 能消除环境（如快地层）的影响； • 可以确定套损的腐蚀程度及套管的椭圆度； • 不能对第二界面提供评价。
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1 国内现有的固井质量测井技术 1.5 CET水泥评价测井 应用情况
1
1 国内现有的固井质量测井技术
1.1 声波变密度测井
技术特点 声波变密度测井是现场检查固井质量常用
的测井方法，其优点是仪器国产化，采集信息 较丰富即在对应的每一深度采样点上，输出一 个反映该点所在层段的声波全波列图，一般情 况下提供的固井质量检测资料及评价结果能满 足油田生产的需要。
2
1 国内现有的固井质量测井技术
两种SBT仪器设计上有差别，两者的性能也有所不同。 Eclips-SBT贴井壁测量，受水泥空隙、双层套管、仪 器偏心、泥浆性能变化等诸多因素的影响小，能了解水 泥沟槽大小、形状、位置和方向，且不受快地层的影响。 而康普乐SBT为居中测量，在一定程度上仍受井内泥浆 气侵、仪器偏心的影响，且不能定向测量。
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3 几点建议(续)
④ SBT测井用扇区水泥图进行管外环形空间水泥成像，能直
度衰减和声波的衰减系数、时差，还有全
波列；
③ 使用137Cs放射性源。用远近探测
器分别定量测量管外平均密度，套管壁厚，
套管偏心系数等信息；
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1 国内现有的固井质量测井技术 1.3 声波－伽马密度测井
技术特点(续)
④ 能识别水泥环与套管之间的微间隙、水部分测井质
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1 国内现有的固井质量测井技术
1.5 CET水泥评价测井
技术特点
• 确定水泥抗压强度； • 对微环有抗干扰性（如微环内充填气体则 影响加大）； • 有一定分辨沟槽的能力； • 能消除环境（如快地层）的影响； • 可以确定套损的腐蚀程度及套管的椭圆度； • 不能对第二界面提供评价。
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1 国内现有的固井质量测井技术 1.5 CET水泥评价测井 应用情况
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1 国内现有的固井质量测井技术
1.1 声波变密度测井
技术特点 声波变密度测井是现场检查固井质量常用
的测井方法，其优点是仪器国产化，采集信息 较丰富即在对应的每一深度采样点上，输出一 个反映该点所在层段的声波全波列图，一般情 况下提供的固井质量检测资料及评价结果能满 足油田生产的需要。
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1 国内现有的固井质量测井技术
两种SBT仪器设计上有差别，两者的性能也有所不同。 Eclips-SBT贴井壁测量，受水泥空隙、双层套管、仪 器偏心、泥浆性能变化等诸多因素的影响小，能了解水 泥沟槽大小、形状、位置和方向，且不受快地层的影响。 而康普乐SBT为居中测量，在一定程度上仍受井内泥浆 气侵、仪器偏心的影响，且不能定向测量。
固井质量评价常用的测井方法
维普资讯
２０ 年 １ ０７ ０月
旧 外 测 ＿ 技 术 片
Ｗ ０ＲＬＤ Ｗ ＥＩ Ｉ０ＧＧＩ Ｌ ＮＣ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧ、
Ｏｃｔ ００ ． ２ ７
第２ 第５ ２卷 期
Ｖ０ ２ １２ Ｎｏ５ ．
固井质量评价 常用的测井 方法
测 水泥胶 结完 后 的质量 情况 ，需要 分 析测 井仪器 引 起 固井质 量评价 的差 异 ，根据 仪器 测试 原理 着重介 绍 了三套 目前应 用较 为广 泛 的声系 。
声阻抗差很大， 声耦合较差 ， 套管波的能量不容易通
中海石油 （ 中国 ） 有限公 司重点项 目（ 编号 ：Ｃ ＪＬ Ｊ Ｄ Ｙ ９ Ｓ Ｏ Ｓ Ｔ — Ｓ 一 ６） 第一作者简介 ： 朱江林 （ ９ ３ ， 长江大学石油工程学院油气开发 工业在读硕士研 究生， 究方向为油 气固井与完井技 术。 １８ 一） 男， 研
在 实际 的测井作 业 中 ，套管 波 与地 层 波 的幅度
变 化有一 定 的规律性 ：
① 自由套 管 （ 套管外 无水 泥 ） 和第 一 、 二界 面 第 均未 胶 结的情 况下 ，大部分 声能将 通过 套管 传到 接 收换 能 器而很 少耦合 到地层 中去 ， 以套 管 波很强 ， 所
维普资讯
过套 管外 泥浆传播 到地 层 中去 ，因此套 管波 能量 衰
结 的情 况
减较 小 ， 以Ｃ Ｌ 所 Ｂ 值很 大 ， 中在 管外 没有 水 泥 的 自 其 由套 管段 达到最 大 。从 而利 用Ｃ Ｌ Ｂ 曲线值 可以判 断
固井 质量 （ 图１） 见 。
图 １ ＣＢＬＶＤＬ测 井 示 意 图 ／
的胶结 性 ，实 现有 效层 问 的 良好 封 隔 ，能更 好 的检
２０ 年 １ ０７ ０月
旧 外 测 ＿ 技 术 片
Ｗ ０ＲＬＤ Ｗ ＥＩ Ｉ０ＧＧＩ Ｌ ＮＣ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧ、
Ｏｃｔ ００ ． ２ ７
第２ 第５ ２卷 期
Ｖ０ ２ １２ Ｎｏ５ ．
固井质量评价 常用的测井 方法
测 水泥胶 结完 后 的质量 情况 ，需要 分 析测 井仪器 引 起 固井质 量评价 的差 异 ，根据 仪器 测试 原理 着重介 绍 了三套 目前应 用较 为广 泛 的声系 。
声阻抗差很大， 声耦合较差 ， 套管波的能量不容易通
中海石油 （ 中国 ） 有限公 司重点项 目（ 编号 ：Ｃ ＪＬ Ｊ Ｄ Ｙ ９ Ｓ Ｏ Ｓ Ｔ — Ｓ 一 ６） 第一作者简介 ： 朱江林 （ ９ ３ ， 长江大学石油工程学院油气开发 工业在读硕士研 究生， 究方向为油 气固井与完井技 术。 １８ 一） 男， 研
在 实际 的测井作 业 中 ，套管 波 与地 层 波 的幅度
变 化有一 定 的规律性 ：
① 自由套 管 （ 套管外 无水 泥 ） 和第 一 、 二界 面 第 均未 胶 结的情 况下 ，大部分 声能将 通过 套管 传到 接 收换 能 器而很 少耦合 到地层 中去 ， 以套 管 波很强 ， 所
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过套 管外 泥浆传播 到地 层 中去 ，因此套 管波 能量 衰
结 的情 况
减较 小 ， 以Ｃ Ｌ 所 Ｂ 值很 大 ， 中在 管外 没有 水 泥 的 自 其 由套 管段 达到最 大 。从 而利 用Ｃ Ｌ Ｂ 曲线值 可以判 断
固井 质量 （ 图１） 见 。
图 １ ＣＢＬＶＤＬ测 井 示 意 图 ／
的胶结 性 ，实 现有 效层 问 的 良好 封 隔 ，能更 好 的检
测井原理及方法
产生自然电场的主要原因： • 地层水溶液离子浓度与泥浆滤液的离子浓度不同，产生
离子扩散；-扩散电动势 • 岩石颗粒表面对离子有吸附作用；-吸附电动势 • 泥浆滤液向地层中渗透作用。-过滤电动势
自然电位测井
自然电位的测量
自然电位SP的理论计算
自然电流： 测量的自然电位异常幅度值Usp：自然电流流过井内泥浆 柱电阻上的电位降：
1、 常规测井资料原理及应用
1. )电阻率测井电阻率测井 2. )自然电位测井 3. )声波测井 4. )伽马和密度测井 5. )补偿中子测井
电阻率测井
电法测井是地球物理测井中三大测井方法之一，它根据岩层电学性 质的差别，测量地层的电阻率、电导率或介电常数等电学参数，用来研 究地质剖面，判断岩性，划分油气水层，和其它方法一起研究储集层的 含油性、渗透性和孔隙性等性质。
a.主要类型
（2）微侧向(MLL)： 微电极测井中泥饼分流作用太大，测RXO不准确，采用聚焦原理，形 成微侧向测井。
（3）微球形聚焦(MSFL)： 微侧向MLL探测浅，受泥饼影响大。MSFL方法探测浅，又基本不受泥饼影 响，是目前最好的RXO测量方法。
（4）八侧向(LL8)： 以上均为贴井壁测量，LL8是不贴井壁测量Rxo的方法。它是在七侧 向电极系下方附近设屏流回路电极B1，在上方较远处设回路电极B2。
• 厚层可以用“半幅点” 确定地层界面。
地层电阻率的影响
• 含油气饱和度比较高的储集层，其电阻率比它完全含水时rsd明显升 高，SP略有下降。一般油气层的SP幅度略小于相邻的水层。Rt/Rm 增大，曲线幅度减小。
• 围岩电阻率Rs增大，则rsh增大，使自然电位异常幅度减小。
泥浆侵入带、井径的影响
b.电极系分类: 通常供电和测量共4个电极，一个在地面，井下三个组成电极系。 梯度：单电极到相邻成对电极的距离大于成对电极间的距离。 电位：单电极到相邻成对电极的距离小于成对电极间的距离。 梯度电极系进一步分为：底部(正装)梯度、顶部(倒装)梯度。
离子扩散；-扩散电动势 • 岩石颗粒表面对离子有吸附作用；-吸附电动势 • 泥浆滤液向地层中渗透作用。-过滤电动势
自然电位测井
自然电位的测量
自然电位SP的理论计算
自然电流： 测量的自然电位异常幅度值Usp：自然电流流过井内泥浆 柱电阻上的电位降：
1、 常规测井资料原理及应用
1. )电阻率测井电阻率测井 2. )自然电位测井 3. )声波测井 4. )伽马和密度测井 5. )补偿中子测井
电阻率测井
电法测井是地球物理测井中三大测井方法之一，它根据岩层电学性 质的差别，测量地层的电阻率、电导率或介电常数等电学参数，用来研 究地质剖面，判断岩性，划分油气水层，和其它方法一起研究储集层的 含油性、渗透性和孔隙性等性质。
a.主要类型
（2）微侧向(MLL)： 微电极测井中泥饼分流作用太大，测RXO不准确，采用聚焦原理，形 成微侧向测井。
（3）微球形聚焦(MSFL)： 微侧向MLL探测浅，受泥饼影响大。MSFL方法探测浅，又基本不受泥饼影 响，是目前最好的RXO测量方法。
（4）八侧向(LL8)： 以上均为贴井壁测量，LL8是不贴井壁测量Rxo的方法。它是在七侧 向电极系下方附近设屏流回路电极B1，在上方较远处设回路电极B2。
• 厚层可以用“半幅点” 确定地层界面。
地层电阻率的影响
• 含油气饱和度比较高的储集层，其电阻率比它完全含水时rsd明显升 高，SP略有下降。一般油气层的SP幅度略小于相邻的水层。Rt/Rm 增大，曲线幅度减小。
• 围岩电阻率Rs增大，则rsh增大，使自然电位异常幅度减小。
泥浆侵入带、井径的影响
b.电极系分类: 通常供电和测量共4个电极，一个在地面，井下三个组成电极系。 梯度：单电极到相邻成对电极的距离大于成对电极间的距离。 电位：单电极到相邻成对电极的距离小于成对电极间的距离。 梯度电极系进一步分为：底部(正装)梯度、顶部(倒装)梯度。
固井质量检测
固井质量检测一、声幅及变密度测井原理1、声幅测井原理声幅测井仪器通过单发单收声系，它是通过记录套管中套管波的首波幅度来反映井下套管与水泥的胶结质量。
首波传播路径服从费尔马时间最小原理，套管波的幅度随套管波阻尼因子增大而减小，套管外的介质不同，套管波的幅度也不同，故影响套管波的因素主要是套管厚度、直径、水泥环、固井后的测量时间、水泥与套管的胶结情况。
2、变密度测井原理水泥胶结测井仪是采用单发双收声系，原距3ft和5ft。
测量时，由发射器发射频率为20kHz的脉冲波，两个探头（接收器）把接收到的声信号转换为电信号，经电缆传到地面，地面仪器对接收到的全波列信号进行检波，检波后只保留全波列中的前12个到14个波的正半周，这部分电信号加到显像管上来调制光点亮度。
声波幅度大电压高，光点就亮，胶片就显为黑色；声波幅度小电压低，光点就暗，胶片就显为黑色。
变密度测井图是黑（灰）白相间的条带，其颜色的深浅表示接收到信号的强弱，从而依此判断第一界面和第二界面的胶结质量。
将套管和泥浆的性质视为不变，也就是说套管波和泥浆波的传播速度不变，因此，套管波和泥浆波显示为直条带。
而地层岩性不同其声速也不同，因此地层波显示为有摆动的条带。
通常接收到的声波依次为：经套管传播的套管波、经地层传播的地层波以及通过泥浆传播的直达波即泥浆波。
二、声幅及变密度测井资料的应用1、确定水泥面上返高度。
完井工程要求水泥面必须比油、气预界面高出100m 左右，才能达到有效封隔。
因而要求水泥面实际测井中能确定出水泥的上返高度。
理论与实际表明，水泥面应在声幅曲线由低幅度向高幅度过度的半幅度点处。
2、评价固井质量，检查生产层之间的封堵效果。
三、固井质量评价方法1、利用声幅测井曲线检查固井质量采用相对幅度法检查固井质量，即水泥面以上（自由套管）处的声幅幅度A作为100﹪，其余处与之相比进行质量评价。
解释时分五个等级，并根据水泥密度的高低其评价有所差别：（1）自由管：声幅幅度=100﹪A（2）混浆带：是声幅曲线从高幅度到高幅度向低幅度过度的半幅点（一般是开始进入胶结中等的位置）的井段。
固井质量测井原理及解释应用
固井质量测井原理及解释应用
通过以上几口井的实例分析，我们可以看出虽然这几口井的第 一界面水泥胶结都良好，但是第二界面胶结程度的好坏也将直接影 响到油层的开采，特别是对于底水活跃的油层影响更大，因此我们 应该越来越重视VDL测井的作用，通过CBL和VDL测井曲线相结合使得 我们可以更直观、准确的定性判断套管和水泥以及水泥与地层之间 的胶结程度，为油井的后期开采方案提供一个准确、可靠的依据。
CBL-VDL测井原理 CBL-VDL测井技术采用单发双收声系，测井时，声源发出 的声脉冲在井内各个方向传播，当声波传播到两种介质的交 界面时会发生声波的反射和折射。反射波和折射波的能量取 决于界面处两种介质的声阻抗，若管外水泥环胶结好，则其 密度大和声速高，波阻抗高，它与套管波阻抗差别变小，反 射系数小，声幅很低；反之，若水泥胶结不好，混有泥浆或 空气，反射系数增大，声幅变高，胶结质量愈差声幅愈高。 测量两个参数，一个是前面提到的声幅（套管滑行波首 波幅度），另一个是套管、水泥环、地层、流体等波列即全 波列，经灰度处理后称作声波变密度，这就是油田常用的简 称为声幅变密度的测井技术。由于变密度测井的引入和CBL测 井解释的改进，使固井质量评价测井解释从仅仅评价Ⅰ界面， 发展到可评价Ⅱ界面，同时对测井质量的控制、资料解释的 符合率都得到了相应的提高。
几十年来，人们开发研制了诸如声幅测井仪（CBL）、变 密度测井仪（VDL）、超声脉冲反射法测井仪，贴井壁分扇形 区水泥胶结评价测井仪等多种用于固井质量评价的测井仪器。 目前国内的固井质量的测井评价方法主要是声波测井中的声 幅变密度测井（CBL/VDL），水泥胶结测井（SBT）。
固井质量测井原理及解释应用
c、地层波。在水泥波之后出现，是沿井壁 传播的滑行波，也分为滑行纵波和滑行 横波，首先到达的是滑行纵波，纵波到 达1.5~1.8倍时间范围内可以找到横波。 只有水泥环与套管、地层都胶结良好的 情况下才能出现较强的地层波，任一界 面胶结不好，中间都会出现声耦合较差 的环形流体层，造成很大的声阻抗，穿 透流体层的声波很少，进入地层的就更 少，造成地层波很弱。
应用测井资料解释固井质量的有关方法探讨
应用测井资料解释固井质量的有关方法探讨摘要：固井质量的好坏直接影响油田的开发水平。
目前用测井资料评价固井质量在方法和手段上存在一定的局限性，本文以胶结比代替声幅数值反映水泥胶结情况，以水泥环有效封隔长度反映水泥封隔能力，在深度和广度两方面加强了固井质量评价，达成了对固井质量的精细化解释。
关键词：固井；胶结比；有效分隔长度；声幅1 固井质量测井仪器和解释方法固井是钻井过程中的重要作业。
在钻井作业中一般至少要有两次固井（生产井），多至4～5次固井（深探井）。
最上面的固井是表层套管固井，它起的是“泥浆通路，油气门户”的作用。
固井质量的好坏是直接影响油田开发水平的因素：。
好的固井质量，为油、水井的射孔、压力、酸化作业及正常生产提供层间的液封能力；而差的固井质量将不能起到保护井壁、提供层间封隔能力等作用。
因此，必须对固井质量进行检测和评价，在此基础上制定射孔、压裂、酸化及套管保护等方案，保证油田开发方案的顺利实施.目前应用最普遍的就是声幅变密度测井仪器。
该仪器的声系由发射器和接收器组成。
源距一般为 3 英尺和 5 英尺；发射器每秒发射20次声波频率为23khz的声脉冲，接收器谐振频率为20khz。
如果套管与水泥胶结良好，在套管外固结有水泥环，套管波通过水泥环传播的能量大，到达接受器的套管波能量小，声幅值就低；如果套管与水泥胶结不好，套管外有泥浆存在，套管与泥浆的声藕合较差，套管波的能量不易通过管外泥浆传播，接受器接收到的声幅就大。
用声幅变密度测井仪采集到的测井资料，普遍直接以声幅百分比（相对幅度法）来定量解释第一胶结面的固井质量，但对判断固井好坏的声幅百分比油田略有区别，测井公司使用的是一种结合了时间因素的判别方法。
2 用胶结比解释固井质量用（声波）相对幅度法评价第一胶结面简单、快速、易行，在油田使用几十年，为评价固井质量作出了很大贡献。
但该方法在理论上是不完善的，因为声幅数值是反映测量对象物理性质的一种参数，该测量对象是一包含地层、套管、水泥环的复合体，在声幅测量信息中不仅包含了水泥胶结信息，也包含了水泥浆密度、套管尺寸甚至测井仪器（源距、偏心情况）等其它信息，不排除这些信息的干扰，就避免不了测井解释中的多解性。
固井质量测井评价技术
（3）
（4）
（5）
——声波衰减率，单位为dB/m或dB/ft； g——当次固井井段中水泥胶结质量最好处的声波衰减率，可根据实验水泥抗压强度通过本标准图1求得，单位为dB/m或dB/ft； A1、A2——分别为近接收换能器R1和远接收换能器R2接收的声幅值，单位为%或mV； A1g、A2g——分别为当次固井最好水泥胶结井段近接收换能器R1和远接收换能器R2接收的声幅值，单位为%或mV；
第*页
4.1、声波/变密度测井评价方法
测井评价方法
CBL相对幅度法 CBL为套管波幅度读数，这种测井方法应用较广，测量参数较少，解释方法也相对简单。CBL使用相对幅度Ｃ评价固井质量： 其中：CBL—目的井段的CBL值； CBLP—自由套管段的CBL值。 Ｃ≤15％为固井质量良好； Ｃ在15％～30％为固井质量中； Ｃ≥30％为固井质量不好。
第*页
2.3、分区水泥胶结测井(SBT)
测井原理
优点： （1）不受仪器偏心的影响; （2）适合在各种流体的井内测井； （3）不需要自由套管刻度，特别适合于检测无自由段套管的固井质量； （4）基本不受快速地层的影响。(仪器设计使用的短源距,使补偿衰减测量结果基本上不受快地层的影响。) 缺点： 无法区分微环隙和差胶结。
第*页
水泥浆类型的影响
测井影响因素
水泥浆密度越低，声幅越大； 水灰比越大，声幅越大。
第*页
水泥环外地层（包括快速地层）
测井影响因素
快地层(硬石灰岩和白云岩)的声速超过套管声速，地层波先到达接受器，或叠加在套管波之上，影响了固井评价，这时应辅助常规声波检验。
第*页
汇 报 内 容
BR——胶结比； fp——自由套管声波衰减率，单位为dB/m或dB/ft； CBLfp——声幅值，单位为%或mV； ——测量深度点的声波衰减率，单位为dB/m或dB/ft； CBL——声幅值，单位为%或mV。 g——当次固井水泥胶结最好井段的声波衰减率，通常在当次整个测井井段中衰减率最高，单位为dB/m或dB/ft； CBLg——当次固井水泥胶结最好井段的声幅值，通常在当次整个测井井段中声幅最低，单位为%或mV。
固井质量测井原理及解释应用
固井质量测井原理及解释应用
VDL测井资料的应用定性分析解释
Hale Waihona Puke 变密度资料与声幅测井相比，优势在于可以直观地反映套管－ 水泥环、水泥环－地层（即第一、第二界面）的胶结情况，劣势在 于难以进行精确定量分析。如果二者结合，可以更好的识别井周水 泥胶结情况。下表是对不同胶结情况下声幅、变密度资料可能的测 井响应特征进行的分析。固井质量检查图上增加VDL波形后，使用 者借助变密度资料可以更直观地对水泥胶结情况进行定性评价。
固井质量测井原理及解释应用
CBL测井定量解释标准
刻度标准： CBL测井资料固井质量评价标准： • 胶结良好—相对幅度小于20%； • 胶结中等—相对幅度20—30%； • 胶结差----相对幅度大于30%。 （候凝时间48-72小时） 候凝时间超过72小时解释标准提 高。 相对幅度=A/A0*100 A:目的层段的套管波首波幅度值，MV A0:自由套管段套管首波幅度值，MV
几十年来，人们开发研制了诸如声幅测井仪（CBL）、变 密度测井仪（VDL）、超声脉冲反射法测井仪，贴井壁分扇形 区水泥胶结评价测井仪等多种用于固井质量评价的测井仪器。 目前国内的固井质量的测井评价方法主要是声波测井中的声 幅变密度测井（CBL/VDL），水泥胶结测井（SBT）。
固井质量测井原理及解释应用
固井质量测井原理及解释应用
2.主要油层段第二胶结面固井质量中等或差:
由图可以看出陶7井主要油层段(第2 －8层)下部发育一大套水层，因此固井 质量的好坏直接影响到油层的开采情况， 而从声幅、变密度曲线可以看出该套砂 测试情况： 体固井质量有较大的差别。从图中我们 可以看出声幅和变密度曲线具有较好的 该井射开第2、3、4层， 相关性：声幅曲线低幅度处对应的套管 日 产 水 46 吨 ， 无 油 ， 进 波微弱；而声幅较高处对应的套管波清 行封堵后再次射开第4层， 晰。第2、3、7、8、11、12以及第13层 日产油10.74吨，无水， 部分地层声幅曲线幅度较低，且较为平 与测井解释结论相符。 直，反映这些地层第一胶结面固井质量 从两次测试结果分析第 好，而变密度曲线反映套管波很强，为 一次测试出的水是底水 平行的黑白相间的直条带，地层波微弱 上窜所致。 甚至没有，因此可以定性判断整个砂体 第二界面胶结情况都很差，这样在射开 上部的油层时底水很容易通过第一、二 界面水泥胶结不好形成的通道上窜，直 接影响到油层的开采。
固井质量综合评价技术在测井工程中的应用
命 财产造 成危 害 。
参 考文 献
（］ 树德 ． 型泥 石 流形 成 机理 ｆ＿ 大学 学报 ， ９ ， （） １— ２ ． １ 李 滑坡 Ｊ北京 １ １ ８３ ４： ９ ５ ２ ９ ４ ５ 【】 河清 ． 流 的 发生 和 降雨［ ］ 国科 学院 、水 利部 成都 地 理研 究 所， ２孟 泥石 Ａ． 中 第
稚霸
应 用 方 法论
１ ２ １
固井质量综合评价技术在测井工程 中的应用
张明琪 ，李嫒媛
（． １ 辽河石油职业技术学 院，辽宁 盘锦 １ ４ １ ；２ ２００ ． 长城钻探测井公司数解 中心 ，辽宁盘锦 １４ １ ） ２０ ０
摘 要 本 文笔 者结合相关知识及 多年工作经验 ，系统地分析 当前固井质量综合评估过程 中，其存在的一些重点 问题 ，进而 对评估 方法进行 阐述 。而当前 ，我 国许 多油田在对其测 井工程进行综合质量评价 的时候 ，其往 往会利 用这种 固井评价技术。
二 届全 国泥 石 流学 术会 议论 文 集［］ 京： 学 出版社 ， ９ ： ３ １８ ｃ． 北 科 １ １１ — ４ ． ９ ４
（ 下转 第 １５ ） １页
在测井工程中 ，因为其套管温度的改变，使得其 出现热胀冷 缩 的情况 ，再 加 上 其套 管 的 承压 力 时 而 出现变 化 ，这 样 的 问题 都 会 在 一定 程 度 上导 致 套管 与 水泥 环 见 产生 相应 的 间 隙 。其 中 ，这 些 间 隙很容 易造 成声 藕合 率 的改变 ，进 而造成 声 幅出现 变化 。 ２６ 仪器 偏心 ． 当工 程测 量 仪 器 出现偏 心 的 问题 是 ，其 很 可 能造 成 评 价数 值
２２ 水 泥环厚 度 ． 通过 相关 人 员 的研 究 我 们可 以知 道 ，当水 泥 环 的厚 度 超 过两
参 考文 献
（］ 树德 ． 型泥 石 流形 成 机理 ｆ＿ 大学 学报 ， ９ ， （） １— ２ ． １ 李 滑坡 Ｊ北京 １ １ ８３ ４： ９ ５ ２ ９ ４ ５ 【】 河清 ． 流 的 发生 和 降雨［ ］ 国科 学院 、水 利部 成都 地 理研 究 所， ２孟 泥石 Ａ． 中 第
稚霸
应 用 方 法论
１ ２ １
固井质量综合评价技术在测井工程 中的应用
张明琪 ，李嫒媛
（． １ 辽河石油职业技术学 院，辽宁 盘锦 １ ４ １ ；２ ２００ ． 长城钻探测井公司数解 中心 ，辽宁盘锦 １４ １ ） ２０ ０
摘 要 本 文笔 者结合相关知识及 多年工作经验 ，系统地分析 当前固井质量综合评估过程 中，其存在的一些重点 问题 ，进而 对评估 方法进行 阐述 。而当前 ，我 国许 多油田在对其测 井工程进行综合质量评价 的时候 ，其往 往会利 用这种 固井评价技术。
二 届全 国泥 石 流学 术会 议论 文 集［］ 京： 学 出版社 ， ９ ： ３ １８ ｃ． 北 科 １ １１ — ４ ． ９ ４
（ 下转 第 １５ ） １页
在测井工程中 ，因为其套管温度的改变，使得其 出现热胀冷 缩 的情况 ，再 加 上 其套 管 的 承压 力 时 而 出现变 化 ，这 样 的 问题 都 会 在 一定 程 度 上导 致 套管 与 水泥 环 见 产生 相应 的 间 隙 。其 中 ，这 些 间 隙很容 易造 成声 藕合 率 的改变 ，进 而造成 声 幅出现 变化 。 ２６ 仪器 偏心 ． 当工 程测 量 仪 器 出现偏 心 的 问题 是 ，其 很 可 能造 成 评 价数 值
２２ 水 泥环厚 度 ． 通过 相关 人 员 的研 究 我 们可 以知 道 ，当水 泥 环 的厚 度 超 过两
测井综合解释 1
在未向井中通电
的情况下，放在井中 的两个电极之间存在 着电位差。这个电位 差是自然电场产生的， 称为自然电位。在井 中的自然电场是由地 层和泥浆间发生的电 化学作用和动电学作 用产生的。测量自然 电位随井深的变化叫 做自然电位测井。
Nv
井中电极M与地面电极N 之间的电位差
M
影响因素：
泥浆矿化度的影响； 淡水层幅度变小； 水淹层的幅度和基线发 生变化； 泥浆含有某些化学或导 电物质； 地面电场的干扰 。
的泥质砂岩 d.菱铁矿
测井解释面临的难题
2、地层水矿化度低且多变的油气层 油气层与水层的电阻率都高，难区分
3、砾岩、火成岩油气层评价 非均质性特别严重，物性差。
4、复杂岩性裂缝性油气层 非均质性和各向异性特别严重
测井解释面临的难题
5、碳酸盐岩裂缝性油气层 非均质性和各向异性特别严重
6、低孔隙低渗透致密砂岩油气层 油气层与干层差异不大，难以区分。
率曲线为主配合自然电位曲线划
在油气勘探与开发中，自然伽马曲 线主要用于划分岩性、确定储层泥质含 量，进行地层对比。
⑴划分岩性 砂泥岩剖面：自然伽马曲线读值在
砂岩处最低，粘土（泥岩、页岩）段最 高。砂质泥岩、泥质砂岩、粉砂岩的读 值介于二者之间，并随着泥质含量的增 加而升高。
碳酸岩剖面：自然伽马曲线读值在纯石灰 岩、白云岩最低，泥岩、页岩段最高。泥 灰岩、泥质石灰岩、泥质白云岩介于前二 者之间，也随着泥质含量的增加而升高。
4、钻井采油工程
钻井工程中
测量井眼的井斜、方位和井径等几 何形态的变化，估算地层的孔隙流 体压力和岩石的破裂压力、压裂梯 度，确定下套管的深度和水泥上返 高度，检查固井质量、确定井下落 物位置、钻具切割等。
变密度测井进行固井质量解释方法
测量时，把信号幅度正半周保留，负半周 去掉，正半周的信号输入到调辉管，将声 波幅度的大小转变为光辉度的强弱，信号 为零时用灰色表示，正幅度用黑色表示， 黑色的深浅表示信号幅度的大小，负半周 用白色表示，在照相记录仪上就显示出随 深度变化的黑白相间的条带，即显示为声 波信号的强度-时间记录。
二、测井资料的质量控制
图七所示：第一胶结面差，第二胶结面无法评价 。 曲线特征：声幅曲线幅度高，变密度记录的套管波明显， 而不出现地层波。
图八所示：双层套管 曲线特征：声幅曲线的幅度值有所抬高； 变密度记 录的套管波较明显（第一道波往往缺失）后续波较难辩 认。
图九所示：微环胶结 曲线特征：声幅曲线幅度偏高（相当于胶结中等）；变 密度记录的套管波明显，同时地层波也较明显。
变密度测井 固井质量解释方法
一、测井原理简介
技术指标
最高耐压：100mpa 工作温度：-20º c - +150º c 下井电源电压：AC 180V 最大工作电流：≤60mA
最高测速：600m/h
Байду номын сангаас
适应井径范围：118-254mm
仪器外径：Φ89mm
仪器长度：7.5m 仪器重量:210Kg 下井仪器：新乡22所SZS-3型 地面测井系统：SKH-2000、SKD-
相对幅度小于20%的为胶结良好； 相对幅度界于20%-30%的为胶结中等； 相对幅度大于30%的为胶结差；
定性解释：
①“自由套管”即未胶结的套管
这种情况出现的水泥返高以上的井段，大 部分声能将通过套管传到接收器，而很少透 射到地层中去。所以特征是：声幅曲线（Ｃ ＢＬ）幅度高且较稳定，套管接箍处幅度显 示明显。变密度（ＶＤＬ）记录的套管波很 强，为黑白相间的直条带，黑白线条是平行 的，如显现摆动则说明仪器居中不佳。几乎 不出现地层波（甚至没有），套管接箍处出 现人字纹。
SBT固井质量测井技术及应用
赵晨 光 申梅 英 王 祥 柳 晓英
（ 原石油勘探局地球物理测井公司 ， 南 濮 阳 ４７０ ） 巾 河 ５ ０ １
摘 要 中原 油 田是 一 个 多 油 层 复 杂 断块 油 田 ， 着 油 田勘 探 开 发 时 间 的推 移 ， 殊 井 、 井 不 断 增 多 ， 身 结 构 日趋 复 随 特 深 井 杂 ， 固井 质 量 测 井 及 评 价 带 来 了许 多难 题 ， 给 中原 测 井 公 司应 用八 扇 区 声 波 水 泥 胶 结 测 井技 术 （ Ｂ ） 解 决 这 些 难 题 。 文 ＳＴ来
Ｓ Ｔ Ｔ ｅ Ｓ ｂ ｗｓｔ ｅ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｔ ｓ ｏ ｅ ｅ ｌ ｎ ｔ ｒ ｌ ａ ｕ ｅ ｌｎ ｆｃ ｍｅ ｔ ｏ ｄ ｑ ａ ｉ ｒ ｕ ｄ ｃ ｓｎ ． ｔ ｅ ｃ ｉ ｅ ｈ Ｂ ． ｈ ＢＴ ｓ ｏ ｈ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉ ｉ ｆｖ ￣ｉａ ｄ ｌ ｅ ａ ｓｃ ａ ａ ｍｅ ｓ ｒ ｎ ｅ ｔ ｅ ｎ ｎ ｕ ｌ ｙ ａ ｏ ｎ ａ ｉｇ Ｉ ｄ ｓ ｒｂ ｓ ｔｅ ｏ ｂ ｔ ｃ ｍｅ ｔ ｔ ｎ ｓ ｕ ｔ ｎ ｏ ａ ｉ ｇ ａ ｄ ｃ ｎ ｅ ｔｓ ｅ ｔ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｗｅｌ ｌｇ ｉ ｇ ｄ ｔ ｎ ｔ ｅ ｆ ｒ ｏ ｒ ｙ ｓ ａｅ ｉ ｇ ． ｈ ａ ｅ ｅ ｎ ａ ｉ ｉ ａｉ ｆ ｃ ｓｎ ｎ ｅ ｌｎ ｈ ａ ｈ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｌ ｏ ｇｎ ａａ ｉ ｈ ｏ ｍ ｆ ｇ ｅ ｃ ｌ ｍａ ｅ Ｔ ｅ ｐ ｐ ｒ ｏ ｔ ｏ
椎 广 应 鼠 前 景
关 键 词 固 井质 量 ； 井 ； 泥胶 结 ； 量 ； 面 ； 价 测 水 测 界 评 中 图分 类 号 ： Ｅ２ Ｔ ６ 文 献 标 识 码 ： Ａ
Ｓ ＢＴ ｍ ｅ ｔｎｇ ｌ ｇ ｉ ｅ ｈ ｌ ｇ ｎｄ ｉｓａ ｌｃ ｔｏ Ｃｅ ｎ ｉ ｏ ｇ ｎｇ ｔ ｃ ｎｏ ｏ ｙ ａ ｔ ｐｐ ｉ ａ ｉ ｎ
（ 原石油勘探局地球物理测井公司 ， 南 濮 阳 ４７０ ） 巾 河 ５ ０ １
摘 要 中原 油 田是 一 个 多 油 层 复 杂 断块 油 田 ， 着 油 田勘 探 开 发 时 间 的推 移 ， 殊 井 、 井 不 断 增 多 ， 身 结 构 日趋 复 随 特 深 井 杂 ， 固井 质 量 测 井 及 评 价 带 来 了许 多难 题 ， 给 中原 测 井 公 司应 用八 扇 区 声 波 水 泥 胶 结 测 井技 术 （ Ｂ ） 解 决 这 些 难 题 。 文 ＳＴ来
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椎 广 应 鼠 前 景
关 键 词 固 井质 量 ； 井 ； 泥胶 结 ； 量 ； 面 ； 价 测 水 测 界 评 中 图分 类 号 ： Ｅ２ Ｔ ６ 文 献 标 识 码 ： Ａ
Ｓ ＢＴ ｍ ｅ ｔｎｇ ｌ ｇ ｉ ｅ ｈ ｌ ｇ ｎｄ ｉｓａ ｌｃ ｔｏ Ｃｅ ｎ ｉ ｏ ｇ ｎｇ ｔ ｃ ｎｏ ｏ ｙ ａ ｔ ｐｐ ｉ ａ ｉ ｎ
测井原理及各种曲线的应用
一、SP曲线和GR曲线测井基本原理用淡水泥浆钻井时，由于地层水矿化度小于泥浆滤液矿化度而在砂岩段形成扩散电位——在井眼内砂岩段靠近井壁的地方负电荷富集，地层内砂岩段靠近井壁的地方正电荷富集，导致砂层段井眼泥浆的电势低于砂层电势，正象一个平行于地层且正极指向地层的“电池”（第一个）。
在泥岩段，因为泥浆滤液与地层水之间存在矿化度差及选择性吸附作用形成吸附电位——在井眼内泥岩段靠近井壁的地方正电荷富集，地层中泥岩段负电荷富集，导致泥岩段井眼泥浆的电势高于地层电势，正象一个平行于地层且正极指向井眼的“电池”（第二个）。
又因为泥浆和地层各具导电性，正象两条导线把以上两个“电池”串联了起来而形成回路，这样在地层中电流从砂岩段（第一个电池正极）流向泥岩段（第二个电池负极）；在井眼中电流从泥岩段（第二个电池正极）流向砂岩段（第一个电池负极）。
在此回路中，地层也充当电阻的作用，总电动势等于扩散电动势和吸附电动势之和。
用M电极在井眼中测的自然电流在泥浆中产生的电位降即得自然电位曲线。
其值在正常情况下与对应地层中泥质含量关系密切，砂岩中泥质含量增加，则电位降下降，异常幅度减小；砂岩中泥质含量下降，则电位降上升，异常幅度增大。
另外，当泥浆柱与地层流体间存在压力差时发生过滤作用形成过滤电动势——动电学电位。
沉积岩的放射形取决于岩石中放射性元素的含量，放射性元素的含量主要取决于粘土和泥质的含量，粘土和泥质含量越高放射性越强。
GR曲线主要测量地层的放射性。
1、曲线幅度反映沉积时水动力能量的强弱；2、曲线形态反映物源供给的变化和沉积时水动力条件的变化；3、顶、底部形态的变化反映沉积初、末期水动力能量和物源供给的变化速度；4、曲线的光滑程度水动力对沉积物改造所持续时间的长短；5、曲线的齿中线组合方式反映沉积物加积特点；6、曲线包络形态反映在大层段内垂向层序特征和多层砂在沉积过程中能量的变化。
影响自然电位曲线异常幅度的因素：（1）岩性、地层水与泥浆含盐度比值的影响。
测井原理及解释初步
三 测井概念
在油气勘探与开发领域，测井是一种井下 油气勘探方法。它运用物理学的原理，使 用专门的仪器设备，沿钻井剖面测量岩石 的物性参数，了解井下地质情况，从而达 到发现油气层、评估油气藏的目的。在油 气勘探领域，测井资料主要用来研究岩性
剖面、构造特征、沉积环境、评 价油气藏。此外，测井还是勘探煤
电阻率测井 是在钻孔中采用布置在不同部位的供电电极和测
声速测井 声速测井是利用不同的岩石和流体对声波传播速
度不同的特性进行的一种测井方法。通过在井中放置 发射探头和接收探头，记录声波从发射探头经地层传 播到接收探头的时间差值，所以声速测井也叫时差测 井。用时差测井曲线可以求出储集层的孔隙度，相应 地辨别岩性，特别是易于识别含气的储集层。
放射性测井 放射性测井即是在钻孔中测量放射性的方法，一
般有两大类：中子测井与自然伽马测井。中子测井是 用中子源向地层中发射连续的快中子流，这些中子与 地层中的原子核碰撞而损失一部分能量，用深测器(计 数器)测定这些能量用以计算地层的孔隙度并辨别其中 流体性质。自然伽马测井是测量地层和流体中不稳定 元素的自然放射性发出的伽马射线，用以判断岩石性 质，特别是泥质和粘土岩。 量；可以在产液井中寻找产液的井段，在注入井中寻 找注入的井段；对热力采油井，可以通过邻井的井温 测量检查注蒸汽的效果；可以评价压裂酸化施工的效 果等。 斜角度的方法。根据测得的数据，可以研究地质构造 与沉积环境，从而追踪地下油气的分布情况。
井壁取心 井壁取心是使用测井电缆将取心器下入井中，用 油气探井 为勘察地下含油气情况所钻的井称油气探井。探
炸药或机械力将岩心筒打入井壁，取下小块岩石以了 解岩石及其中流体性质的方法。
井一般有4大类。⑴参数井：了解一个地区(盆地或凹 陷)生油岩和储集岩存在和分布的情况的井；⑵预探井： 了解一个圈闭中是否含有油气和储集岩分布情况的井； ⑶评价井：在预探井发现含油气储集层后，为探明这 个圈闭(油气藏)含油气面积和地质储量所钻的井；⑷ 资料井：为获得油气藏油层参数(主要是使用特殊工具 在钻进中取出整块，进行检测与分析)所钻的井。
SBT固井质量仪器测井的原理和应用研究
SBT固井质量仪器测井的原理和应用研究作者：靳松伟来源：《中国科技博览》2014年第18期[摘要]随着石油勘探开发的快速发展，各种定向井、大斜度井也在快速的增多。
由于受仪器偏心等因素的影响，常规的固井评价测井仪器（声幅测井、声幅/变密度测井），不能精确地评价这种大角度的固井质量。
SB T 扇区胶结测井由于不受这种井斜角度等多种因素的影响，对固井质量的评价具有更加客观准确的评价。
本文主要介绍SB T 扇区胶结测井的原理、优点和用途等。
[关键词]固井质量；声幅测井；声幅/ 变密度测井；SB T 扇区胶结测井中图分类号：P631.84 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）18-0304-021、 SBT 扇区胶结测井仪器的原理主要常用的扇区水泥胶结测井仪（SBT），为美国阿特拉斯公司20世纪90年代推出的一种新式固井质量评价测井仪-5700系列扇区水泥胶结测井仪（SBT）。
SBT利用装在6个滑板上的12个高频定向换能器声系来定量测量套管周围6个扇区的水泥胶结质量，能从纵向和横向（沿套管圆周）两个方向测量水泥胶结质量。
分区式水泥胶结测井可同时测出不同方位6条声波幅度曲线，每条曲线显示60°张开角内水泥胶结情况，这样就可显示套管周围不同方位处水泥的胶结情况，从而进一步提高了固井质量的检测精度。
SBT 测量系统以环绕方式在包括整个井眼的6个角度区块定量测量水泥胶结情况。
声波换能器装在相隔60°的称为T1～ T6的极板上，支撑滑板与套管内壁接触，进行声波补偿衰减测量。
当发射器在每个区块上发射时，两相邻极板上的接收器测量声波幅度，这两个幅度分别为远、近接收器所接收。
声波经过两接收之间空间的能量损失，可直接作为衰减测量，由此可推导出套管外这一60°范围内的水泥胶结质量。
SBT声波滑板阵列360°展开图如下图所示。
2、 SBT 扇区胶结测井仪器的测量项目1）自然伽马（GR）；2）套管接箍信号曲线（CCL，Casing Collar Locator）；3）声波衰减率；4）最小衰减率；5）平均声幅；6）相对方位；7）五英尺源距的变密度。
油田固井质量检测技术描述
（4）仪器记录曲线为：CBL、TT3、TT5、变密度2
声波变密度测井的解释标准
目前国内外针对CBL/VDL全波列测井资料定量解释的相关 研究较少，主要停留在定性解释的水平。在解释过程中存在 较大的人为因素，造成解释标准难以统一及资料多解性等诸 多因素。主要困难：地层波受套管波的干扰比较重；套管波 与地层波界限不明显；测量得到的CBL/VDL全波列波列频散 严重；波列影响因素较多，相同胶结状态下，波列形态差异 较大，无可比性。在利用频率滤波法、相位分析法、波列相 关对比法来处理变密度数据的定量评价方法无法达到预期效 果，而且由于诸多干扰因素的影响，CBL/VDL全波列测井资 料数据的干扰因素无法消除。因此在定量评价方法研究中， 必须考虑影响因素的干扰作用。
高分辨率水泥胶结评价
1.与MAK声波测井相结合来评价固井质量 2.可以区分微环与差胶结 3.不受高速地层的影响
测量方式 平均化 测量
平均化 测量
八个探头 3600成像
六个600扇区 3600成像
3600成像 周向六个探头
对固井质量评价的认识
• 地质和采油部门关心的是这种状态在一定地质条件的表 现(是否存在层间流体窜流)。
一界面 好、二 界面胶
结差
白210-41A井水泥胶结评价图
一、二 界面胶 结良好
白210-41A井水泥胶结评价图
空套管段
王29-0112井水泥胶结评价图
一、二界面 胶结中等
王29-0112井水泥胶结评价图
王29-0112井水泥胶结评价处理参数卡
声波变密度特点
• 优点： 1、平均化测量， 2、可以确定一界面的胶结状况；在一界面胶
固井质量测井技术发展历程
60年代 SF
70年代
声波变密度测井的解释标准
目前国内外针对CBL/VDL全波列测井资料定量解释的相关 研究较少，主要停留在定性解释的水平。在解释过程中存在 较大的人为因素，造成解释标准难以统一及资料多解性等诸 多因素。主要困难：地层波受套管波的干扰比较重；套管波 与地层波界限不明显；测量得到的CBL/VDL全波列波列频散 严重；波列影响因素较多，相同胶结状态下，波列形态差异 较大，无可比性。在利用频率滤波法、相位分析法、波列相 关对比法来处理变密度数据的定量评价方法无法达到预期效 果，而且由于诸多干扰因素的影响，CBL/VDL全波列测井资 料数据的干扰因素无法消除。因此在定量评价方法研究中， 必须考虑影响因素的干扰作用。
高分辨率水泥胶结评价
1.与MAK声波测井相结合来评价固井质量 2.可以区分微环与差胶结 3.不受高速地层的影响
测量方式 平均化 测量
平均化 测量
八个探头 3600成像
六个600扇区 3600成像
3600成像 周向六个探头
对固井质量评价的认识
• 地质和采油部门关心的是这种状态在一定地质条件的表 现(是否存在层间流体窜流)。
一界面 好、二 界面胶
结差
白210-41A井水泥胶结评价图
一、二 界面胶 结良好
白210-41A井水泥胶结评价图
空套管段
王29-0112井水泥胶结评价图
一、二界面 胶结中等
王29-0112井水泥胶结评价图
王29-0112井水泥胶结评价处理参数卡
声波变密度特点
• 优点： 1、平均化测量， 2、可以确定一界面的胶结状况；在一界面胶
固井质量测井技术发展历程
60年代 SF
70年代
固井质量测井解释评价技术
图7-21 水泥胶结——变密度测井示意图 1——电缆 2——发射器 3——CBL接收器 4——VDL接收器 5——套管 6——水泥环 7——地层
变密度
SBT
水泥密度
声波变密度测井原理
扶正器
发射探头
接收探头1
接收探头2
扶正器
套管波
地层波
新软件计算结果 俄罗斯软件计算结果对比
一号井模拟井
俄罗斯牛X井SGDT-CBL/VDL评价和胶结分级结果(噪声消除)
SBT图象正确反映一界面胶结情况
锦X井SBT解释成果图（中等胶结）
锦X井SBT解释成果图（窜槽）
DX井SGDT-CBL/VDL评价和胶结分级结果 (微间隙)
判断微间隙
混浆带变化过程
9.19
8.1
10.36
10.36
检测下错的套管程序及位置
检查固井质量,评价两个界面的胶结情况 确定套管接箍位置 测量地层放射性强度进行地层对比 确定水泥返高及混浆带位置 可以评价高速地层固井质量 确定管外工具位置 确定套管程序及管外扶正器位置 测量环空充填介质密度及套管偏心率 测量套管壁厚度 区分水泥环的微间隙与水泥量缺失 确定管外水泥充填情况
模型系数的熵—环空水泥充填量
评价参数及胶结分级标准
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)。
注水泥的质量要求
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。
水泥胶结测井
（2）第一、二界面胶结都好
特征：声幅低，变密度灰度图上套管波很弱 或消失，地层波很强，呈现清晰的黑白相间的 波状条带，说明第一、二界面胶结都好。
（3）第一界面胶结好、第二界面不好
特征：声幅低，变密度灰度图上套管波弱或 消失，说明第一界面胶结好，而地层波也弱， 说明第二界面胶结不好。
（4）局部胶结
1、资料的定性解释
（1）自由套管
这种情况出现在水泥返高以上的井段，大部分声 能将通过套管传到接收器，而很少渗射到地层中去。
特征：声幅数值高且较稳定，套管接箍显示清楚； 变密度灰度图上左侧套管波位置为黑白相间的直条 带，反差清楚，黑白线条是平行的，如显示摆动则 说明仪器居中不佳，套管接箍处出现人字纹。
变密度测井时，仪器的源距通常比声幅测井 的源距取得大，一般选为5英尺或1.5米，目的 是将地层波从整个波列中易于识别出来。除了 对源距要求不同外，变密度测井的井下仪器和 声幅测井完全一样。所以，在很多情况下可以 利用裸眼井中测量声波时差的声波测井仪来代 替它，其中短源距（3英尺）测量用于声幅测井， 长源距（5英尺）测量用于变密度测井。
为克服这些缺陷，需采用更先进的固井 质量检测方法。 如扇区水泥胶结测井，俄 罗斯（九十年代研究）的水泥胶结测井等。
四、图例分析
固 井 质 量 检 测 图
当套管外层介质的声阻抗与钢管相同时， 套管波向管外辐射的能量最多，当外层介 质沿径向无限延伸，这就相当钢质裸眼井 情况，套管滑行纵波按（z0 ln2z0）-1的规律 衰减。
变密度测井时，仪器的源距通常比声幅测井 的源距取得大，一般选为5英尺或1.5米，目的 是将地层波从整个波列中易于识别出来。除了 对源距要求不同外，变密度测井的井下仪器和 声幅测井完全一样。所以，在很多情况下可以 利用裸眼井中测量声波时差的声波测井仪来代 替它，其中短源距（3英尺）测量用于声幅测井， 长源距（5英尺）测量用于变密度测井。
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固井质量测井原理及解释应用
CBL-VDL测井原理
声波发射器发射声脉冲，5英尺源距接收器接收声波全波列 （套管波、地层波、泥浆）；电子线路把信号转换为与其幅度成 正比的电信号，经电缆传至地面；电信号在显像管上被调制为光 点亮度，根据其波幅大小在测井图上显示成黑白相间的条带，成 为变密度资料；测井图黑（灰）白相间的条带，以其颜色的深浅 表示接收到信号的强弱，通过对全波列分析，确定套管与水泥环、 水泥环与地层的胶结质量，原理见图。
c、地层波。在水泥波之后出现，是沿井壁 传播的滑行波，也分为滑行纵波和滑行 横波，首先到达的是滑行纵波，纵波到 达1.5~1.8倍时间范围内可以找到横波。 只有水泥环与套管、地层都胶结良好的 情况下才能出现较强的地层波，任一界 面胶结不好，中间都会出现声耦合较差 的环形流体层，造成很大的声阻抗，穿 透流体层的声波很少，进入地层的就更 少，造成地层波很弱。
测量两个参数，一个是前面提到的声幅（套管滑行波首 波幅度），另一个是套管、水泥环、地层、流体等波列即全 波列，经灰度处理后称作声波变密度，这就是油田常用的简 称为声幅变密度的测井技术。由于变密度测井的引入和CBL测 井解释的改进，使固井质量评价测井解释从仅仅评价Ⅰ界面， 发展到可评价Ⅱ界面，同时对测井质量的控制、资料解释的 符合率都得到了相应的提高。
固井质量测井原理及解释应用
声幅-变密度测井响应特征
固井质量情况
1、自由套管，大部分声能将通 过套管传到接收器，很少透射 到地层中去。（如下图）
声幅曲线响应特征 变密度曲线(VDL)响应特征
套管波很强，为平行的黑白相
幅度高且较稳定，可 清晰分辩出套管接箍。
间的直条带，如波形摆动则说 明仪器居中不佳。地层波没有 或被完全覆盖，套管接箍清晰
固井质量测井原理及解释应用
CBL-VDL测井各种波的成份及特点
d、泥浆波。沿泥浆传播，在波列中 最后到达，特点是到达仪器的时间 不变，当地层为低速地层时常叠加 在地层波上。
固井质量测井原理及解释应用
汇报提纲
一、CBL-VDL测井原理 二、CBL-VDL测井资料的解释 三、CBL-VDL测井资料应用效果分析
几十年来，人们开发研制了诸如声幅测井仪（CBL）、变 密度测井仪（VDL）、超声脉冲反射法测井仪，贴井壁分扇形 区水泥胶结评价测井仪等多种用于固井质量评价的测井仪器。 目前国内的固井质量的测井评价方法主要是声波测井中的声 幅变密度测井（CBL/VDL），水泥胶结测井（SBT）。
固井质量测井原理及解释应用固井质量测井原理解释应用二零一零年三月
固井质量测井原理及解释应用
汇报提纲
一、CBL-VDL测井原理 二、CBL-VDL测井资料的解释 三、CBL-VDL测井资料应用效果分析
固井质量测井原理及解释应用
固井质量评价的重要性
固井质量的检查主要是水泥环胶结质量的检查，即检查 套管与水泥环（第一界面）、水泥环与地层（第二界面）的 胶结情况。过去我们对固井质量好坏的判断往往只强调水泥 和套管之间的胶结程度（第一界面），而忽视了水泥和地层 之间的胶结程度（第二界面）。无论是第一界面还是第二界 面水泥胶结质量不好都很容易引起水层的上、下窜槽，给油 井的试油、投产等工作会带来很大的麻烦，因此评价固井质 量是一项重要的工作。另外准确掌握油气水井固井质量状况， 可以优化新井投产与老井增产增注措施，提高固井质量，延 长油气水井使用寿命，对油田勘探开发有重要作用。
CBL-VDL测井原理
CBL-VDL测井技术采用单发双收声系，测井时，声源发出 的声脉冲在井内各个方向传播，当声波传播到两种介质的交 界面时会发生声波的反射和折射。反射波和折射波的能量取 决于界面处两种介质的声阻抗，若管外水泥环胶结好，则其 密度大和声速高，波阻抗高，它与套管波阻抗差别变小，反 射系数小，声幅很低；反之，若水泥胶结不好，混有泥浆或 空气，反射系数增大，声幅变高，胶结质量愈差声幅愈高。
固井质量测井原理及解释应用
CBL-VDL测井各种波的成份及特点
套管井中与变密度测井相关的主要有四种波，传播路径见图， 这四种波分别是套管波、水泥环波、地层波、泥浆波，各自成份 及特点如下：
a、套管波。分为套管滑行波（还可以细化 为滑行纵波、滑行横波）、套管－水泥 界面一次反射波、多次反射波。其中多 次反射波经多次放射后到达接收器时能 量已经很弱，可以忽略不计，而一次反 射波和套管滑行波只差0.2μs，从变密度 测井的角度可以认为是同时到达的。这 两种波的声强与套管－水泥环的胶结好 坏直接相关，胶结越好，声强越差。
固井质量测井原理及解释应用
CBL-VDL测井各种波的成份及特点
b、水泥环波。在波列上紧随套管波出现， 当由于水泥环中存在微裂隙或胶结不致 密，水泥环波衰减很快，而且水泥环波 和套管波有相位差，容易发生干涉后被 掩盖，识别相当困难，一般可以忽略不 计。
固井质量测井原理及解释应用
CBL-VDL测井各种波的成份及特点
可辩。
2、第一、第二胶结面都很 好，声能有效地由套管传到水 泥环再传到地层。（如下图）
低副度，较为平 直。
套管波弱，甚至缺失；地 层波较强，呈现清晰地黑白相 间地波状条带，可反映声波时 差曲线相关性良好。
固井质量测井原理及解释应用
VDL测井资料的应用定性分析解释
变密度资料与声幅测井相比，优势在于可以直观地反映套管－ 水泥环、水泥环－地层（即第一、第二界面）的胶结情况，劣势在 于难以进行精确定量分析。如果二者结合，可以更好的识别井周水 泥胶结情况。下表是对不同胶结情况下声幅、变密度资料可能的测 井响应特征进行的分析。固井质量检查图上增加VDL波形后，使用 者借助变密度资料可以更直观地对水泥胶结情况进行定性评价。
固井质量测井原理及解释应用
CBL测井定量解释标准
刻度标准： CBL测井资料固井质量评价标准： • 胶结良好—相对幅度小于20%； • 胶结中等—相对幅度20—30%； • 胶结差----相对幅度大于30%。
（候凝时间48-72小时） 候凝时间超过72小时解释标准提 高。
相对幅度=A/A0*100 A:目的层段的套管波首波幅度值，MV A0:自由套管段套管首波幅度值，MV