测井评价固井质量的方法与技术培训课件
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固井质量测井解释评价技术ppt课件
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。
10
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
8 7
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
J/J 0
35
评价参数及分级标准
俄罗斯核密度测井评价固井质量的本质是通过计算套管外环空充填介 质的密度，来确定管外水泥充填的程度。由此，相应于声波水泥充填率， 我们提出一个核充填率参数HL：
HL c cmn cmx cmn
36
声测井与核测井固井质量的综合评价
2
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。
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。
32
水泥密度响应关系 套管厚度计算
评价参数及分级标准
核密度测井固井质量 评价方法
33
水泥密度响应关系
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
固井质量评价技术及标准的讨论精选PPT文档55页
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
固井质量评价技术及标准的讨论精选
1、 舟 遥 遥 以 轻飏， 风飘飘 而吹衣 。 2、 秋 菊 有 佳 色，裛 露掇其 英。 3、 日 月 掷 人 去，有 志不获 骋。 4、 未 言 心 相 醉，不 再接杯 酒。 5、 黄 发 垂 髫 ，并怡 然自乐 。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
固井质量评价技术及标准的讨论精选
1、 舟 遥 遥 以 轻飏， 风飘飘 而吹衣 。 2、 秋 菊 有 佳 色，裛 露掇其 英。 3、 日 月 掷 人 去，有 志不获 骋。 4、 未 言 心 相 醉，不 再接杯 酒。 5、 黄 发 垂 髫 ，并怡 然自乐 。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
固井技术知识培训课件
5、井身结构 每口井都要根据钻探目的和地质情况制定合理的井身 结构。它包括下入井内的套管层次、各层套管的尺寸和 下入深度 。 套管根据用途不同分为： 导 管 l 导管 表层套管 l 表层套管 l 技术套管 技术套管 l 生产套管
油层套管
完井协作 会
电测
组织工具
水泥实验
排管串
下套管
组织水泥、 设备
固井知识培训
1、固井 在钻成的井眼内下入一定尺寸的套管串，并在套管串与 井壁之间环形空间注入水泥浆进行封固的作业。 为了达到加固井壁，保证继续安全钻进，封隔油、气和 水层，保证勘探期间的封层测试及整个开采过程中合理 的油气生产等目的， 固井工程包括： 1）下套管作业 2）注水泥作业
2、固井特点
4、固井的要求 固井工程是钻井工程中最关键复杂的作业，是百年大 计。固井质量的好坏关系到油井能否正常投产和油田寿 命的长短。固井质量的关键所在就是下入井内的套管柱 的强度和环形空间的密封问题。
l
l l
套管柱的设计必须保证该套管串的任何部位在相应的 井段有足够抗拉、抗挤、抗内压强度，以保证下入井 内的套管不断、不裂、不变形； 套管柱的连接必须保证用规定的上扣扭矩上紧丝扣， 保证套管连接的密封性。 环形空间的水泥环要求均匀和连续封固到预计的深度， 且要求水泥环与井壁及套管之间胶结和密封良好，以 保证环形空间不窜、不漏，满足油气井正常生产和分 层作业的要求。
注前置液
2、分级注水泥 利用分级箍把注水泥施工分成二次或三次完成的技 术 。 主要适用于： l 一次注水泥量过大，施工安全无法保证。 l 环空水泥浆柱过长，地层承受不了压力而发生漏失。 l 上下有隔层,但中间不需水泥封隔。 l 下部有气层，为防止水泥浆过大失重而影响固井质量。
精选固井工艺与质量检测讲义课件
那么，是不是水泥浆柱压力低于地层压力就发生气窜呢？
水窜流量的变化规律
水窜时间（min)
10
60
120
200
水侵速率（ml/min)
3.3
0.9
0.22
0.11
水导率（×10-4μm2)
20.7
7.55
1.38
0.69
可以看出：水泥石水导率随水窜时间增加而降低，这说明在水侵时间内，水泥浆内部的水化仍在进行，仍在不断封闭着水运移的通道，提高自身的抗窜能力。
2001
2002
2000
1997
第一节 固井工艺 一、固井地面设备 二、常规固井工艺 三、特殊固井工艺
一、固井地面设备
循环钻井液 注前置液和水泥浆 压胶塞 替钻井液 碰压
二、常规固井工艺
钻井固井过程（Drillin于地层压力还不会立即发生气窜呢？
气侵阻力－－水泥浆结构阻止地层流体进入浆体的能力
C.失水与析水 失水的危害：（1）水泥浆“瞬凝”，导致固井失败。（2）水泥水化不充分，造成固井质量差。（3）水泥浆体积减少，诱发油气水窜。（4）水泥浆向产层失水，污染油气层。 析水的危害：（1）水平井－形成连续性水带窜槽。（2）垂直井－形成横向水带和纵向水槽。
第八章 固井工艺与质量检测第一节 固井工艺第二节 油井水泥第三节 前置液与外加剂第四节 固井质量检测第五节 提高固井质量的技术
何为固井？Well Cementing
固井就是将水泥注入井壁与套管之间环空的过程。固井工程是指通井处理钻井液、下套管、再循环处理钻井液、注水泥、候凝、封固质量检测到装井口交井的全过程，是涉及多学科多专业（石油工程、化学工程、硅酸盐科学、高分子科学、流变学等）的一个系统工程，核心是经济合理地设计套管柱和安全优质地注入水泥浆。 固井的目的是保护地表水、封隔地层和支撑套管柱。
固井质量评价技术及标准的讨论ppt课件
10
• 康普乐公司的扇区水泥胶结测井仪（SBT）
– 采用两组相连的压电陶磁晶体作为全方位发 射器，一组用于CBL/VDL的声波发射，另 一组用于SBT的发射。
– SBT声系由处于同截面的八个发射探头和处 于另一同截面的八个接收探头组成，两截面 相距2英尺,每个发射探头和处于另一截面的 接收探头组成一组，分别探测截面45°角范 围内的套管外水泥胶结质量。
30
四、声波测井的影响因素
• 双层套管的影响。双层套管井段的介质界 面多，影响因素较多，只有在所有界面都 胶结较好的情况下，才可望获得较为可靠 的测井解释结果。
• 完井固井、水泥侯凝期间，周边地区油水 井的生产、注水，使生产层位活跃，导致 固井水泥与地层胶结不好。
• 钻井过程中形成的泥饼，影响第二界面固 井质量评价。
• 为探测水泥沟槽和空隙，更好的评 价由于水泥上返地面和挂尾管完井 水泥上返喇叭口而没有可供刻度的 纯浆段及有微间隙的井的固井水泥 胶结情况，又引进了西方阿特拉斯 公司和康普乐公司的水泥胶结评价 测井仪——扇区水泥胶结成像测井 仪（SBT）。
21
阿特拉斯扇区水泥胶结测井仪(SBT)
22
阿特拉斯扇区水泥胶结测井 （SBT）的主要特点
水泥胶结类型
幅度 套管波 地层
波
1 “自由套管”居中或偏心
高
强
无或
强
2 第一界面胶结好，第二界面胶结好
低
弱
强
3 第一界面胶结好，第二界面胶结中等
低
弱
中强
4 第一界面胶结好，第二界面胶结差
低
弱
弱或
无
5 第一界面胶结中等，第二界面胶结好
中低
中强
强
6 第一界面胶结中等，第二界面胶结中 等
• 康普乐公司的扇区水泥胶结测井仪（SBT）
– 采用两组相连的压电陶磁晶体作为全方位发 射器，一组用于CBL/VDL的声波发射，另 一组用于SBT的发射。
– SBT声系由处于同截面的八个发射探头和处 于另一同截面的八个接收探头组成，两截面 相距2英尺,每个发射探头和处于另一截面的 接收探头组成一组，分别探测截面45°角范 围内的套管外水泥胶结质量。
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四、声波测井的影响因素
• 双层套管的影响。双层套管井段的介质界 面多，影响因素较多，只有在所有界面都 胶结较好的情况下，才可望获得较为可靠 的测井解释结果。
• 完井固井、水泥侯凝期间，周边地区油水 井的生产、注水，使生产层位活跃，导致 固井水泥与地层胶结不好。
• 钻井过程中形成的泥饼，影响第二界面固 井质量评价。
• 为探测水泥沟槽和空隙，更好的评 价由于水泥上返地面和挂尾管完井 水泥上返喇叭口而没有可供刻度的 纯浆段及有微间隙的井的固井水泥 胶结情况，又引进了西方阿特拉斯 公司和康普乐公司的水泥胶结评价 测井仪——扇区水泥胶结成像测井 仪（SBT）。
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阿特拉斯扇区水泥胶结测井仪(SBT)
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阿特拉斯扇区水泥胶结测井 （SBT）的主要特点
水泥胶结类型
幅度 套管波 地层
波
1 “自由套管”居中或偏心
高
强
无或
强
2 第一界面胶结好，第二界面胶结好
低
弱
强
3 第一界面胶结好，第二界面胶结中等
低
弱
中强
4 第一界面胶结好，第二界面胶结差
低
弱
弱或
无
5 第一界面胶结中等，第二界面胶结好
中低
中强
强
6 第一界面胶结中等，第二界面胶结中 等
固井质量测井评价技术讲课文档
测井原理是： 当水泥环与套管间胶结不好时，声能量大部分沿套管 传播而透射到地层中的能量很小，所测声波幅度信号很强；反之，当套 管与水泥环间胶结良好时，声能量极易透射到地层中去，所测声波幅度 微弱。根据反射波能量强弱即声波幅度值，可判定套管与水泥环之间（ 即第一界面）胶结状况的好坏。
现在六页，总共三十六页。
管波幅度的衰减与胶结良好井段套管波幅度相对于自由套管套管波 幅度的衰减之比，计算公式如下：
BI loC g(B)LloC g(B)LP loC g(BmLinl)oC g(B)LP
BI ＝ g
现在二十六页，总共三十六页。
测井评价方法
水泥胶结指数（BI）法
通常采用此种评价方法的评价标准为：
BI≥0.8，固井质量良好；
声幅测井），5英尺的接收器能测量 套管波及后续波，在时间轴上是从 200～1200（或1400）μs这一组约 12～14个声脉冲信号，测井系统把其正
半周的幅度转变成正比的灰度信号，那 么连续测量就可以记录到整条变密度曲 线。
现在八页，总共三十六页。
测井原理
2.2、声波/变密度测井
当井下仪器工作时，声波信号可 以沿4个途径传播：（1）通过泥浆，（
伽马密度+ 扇区水泥胶结 伽马密度+ 声波变密度 扇区水泥胶结测井
声波变密度测井 声波幅度测井 井温监测水泥面
现在四页，总共三十六页。
汇报内容
1、前言 2、测井原理 3、固井质量测井影响因素
4、固井质量测井评价方法
5、MZX1井固井测井实例
现在五页，总共三十六页。
测井原理
2.1、声幅测井
声波幅度（CBL）测井通常采用单发单收声系结构。当发射探头以 固有频率（一般为20KHz）发射声脉冲时，在套管内产生“滑行波”叫 套管波，折回泥浆的套管波首先到达接收器被记录，称为声幅测井。
现在六页，总共三十六页。
管波幅度的衰减与胶结良好井段套管波幅度相对于自由套管套管波 幅度的衰减之比，计算公式如下：
BI loC g(B)LloC g(B)LP loC g(BmLinl)oC g(B)LP
BI ＝ g
现在二十六页，总共三十六页。
测井评价方法
水泥胶结指数（BI）法
通常采用此种评价方法的评价标准为：
BI≥0.8，固井质量良好；
声幅测井），5英尺的接收器能测量 套管波及后续波，在时间轴上是从 200～1200（或1400）μs这一组约 12～14个声脉冲信号，测井系统把其正
半周的幅度转变成正比的灰度信号，那 么连续测量就可以记录到整条变密度曲 线。
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测井原理
2.2、声波/变密度测井
当井下仪器工作时，声波信号可 以沿4个途径传播：（1）通过泥浆，（
伽马密度+ 扇区水泥胶结 伽马密度+ 声波变密度 扇区水泥胶结测井
声波变密度测井 声波幅度测井 井温监测水泥面
现在四页，总共三十六页。
汇报内容
1、前言 2、测井原理 3、固井质量测井影响因素
4、固井质量测井评价方法
5、MZX1井固井测井实例
现在五页，总共三十六页。
测井原理
2.1、声幅测井
声波幅度（CBL）测井通常采用单发单收声系结构。当发射探头以 固有频率（一般为20KHz）发射声脉冲时，在套管内产生“滑行波”叫 套管波，折回泥浆的套管波首先到达接收器被记录，称为声幅测井。
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0_____________500mv
CBL测井解释实例
固井声幅CBL测井曲线实例
CBL固 井剖面 解释时 尽量结 合CAL 和GR曲 线
固井声幅CBL测井曲线实例
固井声幅CBL测井曲线实例
自然电位测井曲线
固井声幅测井曲线
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)。
2)第二界面胶结好时，在VDL图上，其地层波 一般都为强到中等信号显示，条纹粗而明显，颜 色深。反之亦然。注意特殊情况！
3)气侵泥浆: 使声波的衰减很大，声幅测值降低；
4)套管厚度 hcase：6-18mm, 套管越薄，对声波衰 减越大，声幅低值；对应套管接箍处低CBL值。
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。
一、CBL水泥胶结测井 is Cement Evaluation Tool
1、基本原理
V泥浆< V套管
地面仪
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 地层
套管和水泥环胶结好，R接
收到信号幅度低(套管与水泥环
T 套 差别小，界面上的声耦合好， 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
利用CBL曲线时确定固井 质量时，还应参考井径曲 线和自然伽马曲线或自然 电位曲线(用于确定h)，此 外务必了解固井施工情况。
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
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
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
R
小E折回井中被记录）；反之，
R接收到信号幅度高。
CBL具体的测井过程及曲线解释
1)测井时，由接收探头接收由套管波引起的折射波的幅度 (通常是测量其第一个波峰的幅度)，由测量线路把声波幅 度转换成与之成正比的电压大小，并由地面照相记录仪记 录。测量是在井内自下而上连续进行，便得到一条随不同 深度的固井质量而变化的声幅曲线。
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
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。
====》全波列波形识别
水泥
地层
T
泥
浆
波
R
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）
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。
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；
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)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
好
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）
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。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。
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）。
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； 使CBL显示低值的原因有：Tlog大、气侵泥浆、套管厚度 变薄、仪器偏心和某方位有串槽！但是CBL鉴定第I界面的
CBL曲线幅度(幅值)：
1)高值表明自由套管、 微环、或者快速地层波；
2)低值表明水泥胶结良 好或者仪器不居中；
地面仪
V套管> V泥浆 ，V套管> V水泥
套管
V地层> V水泥（Vm<Vs>Vc<Vp)
水泥
====》在全波列波形如何判断：
地层
T
泥 浆 波
套管波弱，地层波强， 在VDL密度上左边的条纹模 糊或几乎消失，与右边的
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
地
面胶
层
结都
波
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！
关于第I和第II界面胶结质量在VDL图的特点总结：
1)第一界面胶结好时，在VDL图上，其套管波 一般为弱信号，条纹模糊或消失。反之亦然。
2)水泥环厚度(hcement) h>2cm，对套管波衰减为定值；
h<2cm，水泥环越薄(h越小)对套管波的衰减越小， 测得的声幅值越高，有时容易把胶结好的井段判断为 胶结差！解释时应参考井径曲线，对泥饼相对较厚(h 越小)的井段要注意！此外，水泥环较薄时，硬地层的 地层波(信号较强)将掩盖套管波，造成误解释。
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）？
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).
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。
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