八扇区固井成像测井技术在中原油田的应用

八扇区固井成像测井技术在中原油田的应用
摘要：本文主要介绍了八扇区固井成像测井系统原理、构成以及该技术在中原油田的应用情况，涉及系统的软、硬件设计和资料处理解释等。

在复杂地质情况下，可以精确评价固井质量，该技术有很广阔的应用、发展前景。

关键词：八扇区固井成像测井技术声幅变密度灰度图界面
中原油田地处东濮凹陷，属于断块油气藏，井下地质情况复杂。

影响套管井固井质量的因素很多，复杂的井下地质情况是影响套管固井质量的重要原因。

固井质量差可能导致油气水串层，直接引起油气产量的下降，同时还可能对地下水层产生污染，在川东北地区甚至曾经发生过地下高压含硫天然气从套管壁外溢至地面造成重大空气污染的现象。

因此，需要对固井质量进行精细准确的检测，以确保油井投产前储层之间具有良好的水力密封。

如果经检测发现储层之间的密封不足以保证储层之间互不联通，则可以采取二次固井，确保固井质量，从而保证油井顺利投产。

以前我们主要使用声幅变密度测井技术评价套管井固井质量，声幅曲线用于评价第一界面的固井质量，变密度用于评价第二界面固井质量。

声幅变密度测井虽然能较准确的评价固井质量，但声幅测井不能直观有效地区分微环空间和串槽。

在普光地区，气藏普遍含有硫化氢，固井后要求储层之间要严格密封，对固井质量有较高的要求，因此，精确的固井质量评价尤其重要。

国外在固井质量检测方面已从声幅变密度测井技术发展到了固井质量扇区成像技术，利用固井质量扇区成像技术进行新井固井质量评价和老井的监测。

在新井评价应用方面，精细的固井质量成象能够准确的判别固井是否良好，邻近储层段是否连通等。

如果连通可能会导致串槽而影响到生产等问题，则需进行二次固井。

如果不连通，尽管固井存在质量问题，则在多数情况下，可以不必进行二次固井，这样可以节省大量的固井作业费用。

在老井挖潜方面，检查固井的水泥环是否破损，评价破损的程度等，进而确定是否需要进行修井，以及制定修井方案等。

随着固井质量扇区成像技术的发展，该技术的应用领域还在不断扩大。

1. 中原油田测井公司八扇区固井成像测井技术
由中原油田测井公司自行研制的八扇区固井成像测井技术是目前国内比较成熟、先进的固井质量评价测井技术。

该技术能沿套管360度圆周纵向、横向评价水泥胶结质量，以灰度图的形式直观显示套管和水泥环的胶结情况，能准确评价第一界面存在的孔洞、槽道的位置、大小及分布情况；以变密度形式评价第二界面的水泥胶结情况。

该技术的推广运用大大提高了固井质量评价的精度和可靠性，为油田的增产提供了有力支持。

1.1系统组成
八扇区固井成像测井系统由地面系统、电缆、井下仪器组成、解释软件。

地面系统包括计算机、绘图仪、电源模块、深度系统、调制解调模块等。

井下仪器包括遥测短节、自然伽马、声波线路和声系等。

1.2系统工作原理
主控计算机控制整个系统协调有序工作。

计算机控制地面的系统工作，对井下仪器发出各种控制指令，并采集井下仪器上传的的测井数据。

地面电源机箱在计算机控制下给井下仪器提供250V/50Hz的交流电源。

深度张力磁记号模块处理深度、张力、磁记号等信号，然后送计算机记录。

调制解调模块对井下仪器上传的双相相位特征码进行解调，然后存储数据，由计算机读取。

同时调制解调模块对计算机发给下仪器的二进制命令进行编码、驱动后传送给井下仪器。

井下仪器原理框图见图1。

传输接口板接收地面系统的指令，并把指令送到逻辑电路板、接收电路板。

逻辑电路板在单片机的控制下，在单板机程序控制下产生发射时序。

20kHz发射电路板和扇形发射电路板产生高压并在发射时序的控制下激励发射晶体发射声波，接收晶体将接收到的声波信号转换成电信号送到接收通道。

接收通道将信号进行前置放大，在逻辑板单片机的控制下选择指定通道的声波波形进行程控增益放大，然后将信号送到A/D转换板。

A/D转换板在单片机的控制下将模拟信号转换成波形数据，波形数据被送到存储器中缓存。

在GO脉冲到来后，存储器内的数据经传输接口板送到地面。

1.3软件系统
测井软件在WINDOWS系统下运行，具有良好的人机交互操作界面。

软件设计了一个波形面板，可以显示全部波形，在测井过程中可以直观监视仪器的工作情况。

可软件设置信号门槛，操作非常方便。

每个波形通道的增益可以通过软件按钮进行控制调节，在没有自由套管的井中，可以直接调用同一支仪器以前的增益进行测井，而不用考虑地面处理电路对波形的影响。

固井成像测井时，在固井质量好的情况下，绘图仪的热敏头温度会比较高，如果控制不好速度，输出图形扇区胶结图将分不出层次，进口扇区测井系统在回放数据时就存在这样的问题。

该系统可以调整回放速度，使灰度图输出层次分明。

系统具有测后自动校正功能。

仪器自由套管刻度时，各个接收器的记录点不同，要保证它们在同一位置满足测量最大值比较困难，因此做测后标准化校正，然后做资料处理，使测井资料更加准确。

2.八扇区固井成像测井解释方法
定量解释方法：根据八扇区声幅曲线的幅度值，采用相对幅度法评价第一、二胶结面的固井质量。

相对幅度C=（目的层段的声幅值/自由套管井段的声幅值）*100%
评价方法：
当相对幅度≤20%时，确定为胶结良好；
当相对幅度在20-30%时，确定为胶结中等；
当相对幅度≥30%时，确定为胶结差；
根据八扇区胶结成像图的颜色、变密度显示的地层信息确定第二界面的水泥胶结状况及胶结级别。

3.八扇区固井成像测井技术在中原油田的具体应用情况
由于八扇区固井成像测井技术较之于常规声幅、变密度测井具有固井质量信息丰富、质量评价精细等优势，该技术在中原油田得到了广泛的应用。

同时，在油田的老井复查中，作为井况检测的主要手段，发挥了重要作用。

到目前为止，中原油田共实施八扇区固井成像测井558口。

4. 结论、下步打算
八扇区固井成像测井包含了声幅变密度测井的所有信息如声幅、变密度等，同时能详细地监测并评价第一界面在360度的胶结情况，为详细分析储层管外水泥胶结情况提供精细的固井图象质量评价。

在老井挖潜方面，检查固井的水泥环是否破损，判断破损的程度等，随着解释技术的的深入，该技术的应用领域还在不断扩大。

尽管扇区成像固井测井技术较之传统声幅变密度固井技术有了长足的进步，但还存在不足之处。

虽然该技术可以确定固井中是否存在微环及串槽现象，但是不能确定微环或串槽在井周中的确切方位。

在特殊井如高含硫井中，如果需要通过工程施工对存在的微环或串槽进行封堵，确定微环或串槽在井周中的准确位置是十分必要的。

因此，研究一种配套的套管井方位测井仪器，和固井成像测井仪器进行组合测井将变得十分有意义。