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
结束语
虽然VDL对水泥胶结程度不能做定量的解释，但是我们可以依据 其包含的各种波形对地层或者水泥胶结程度做准确的定性分析和评 价。目前对VDL测井资料的利用率还比较低，一般仅局限在对水泥胶 结（第一、二界面）情况做定性分析和判断，而实际VDL测井资料包 含着丰富的信息量，在生产过程中有着广泛的应用，比如对地层裂 缝发育情况的定性分析；地层压裂改造后压裂效果的评估；确定套 管井窜槽的位置等等都有着较好的分析判断依据。因此我们应该不 断提高VDL测井资料的利用率，争取逐渐从定性解释发展到半定量、 定量解释，这也是当前VDL测井解释技术发展的主要方向，也是我们 在以后的工作中努力探索、研究的方向。
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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。
声幅曲线响应特征
变密度曲线(VDL)响应特征
缺少套管波，地层波传播 快，在快慢速地层界面发生绕 低副度，较为平直。 射，形成较弱的人字型条带状 的地层波，造成二界面胶结不 良的假相。
4、套管与水泥胶结良好， 而水泥与地层胶结不好。(即 第一界面胶结好，第二界面胶 结差)（如下图）
幅度低。
套管波微弱或缺失，地层波极 弱或根本没有，最右边出现直 条带的泥浆直达波。
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声幅-变密度测井响应特征图
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
固井质量测井资料应用效果分析
声幅-变密度测井已经在华东分公司各个油田得到广泛 的应用，VDL测井资料所包含丰富的信息量使得我们可以更 直观、准确地对水泥胶结情况（包括第一、二界面）进行定 性评价。下面我们有针对性的选择已经投产的几口井对声幅 -变密度测井资料的实际应用效果做简单的分析。
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1.主要油层段第一、二胶结面固井质量都好： 由图可以看出陶6B井主要 油层段(第32－36层)声幅曲 线数值均低于胶结好的门坎 值，反映第一胶结面固井质 测试情况： 量好；变密度曲线显示地层 波波形清楚且连续完整，反 该井射开第32、33层（差 映第二胶结面固井质量好。 油层、油层）后，日产油 而且砂体上、下部泥岩段水 21.86吨，基本不含水，与 泥胶结也良好，封隔效果明 测井解释结论相符。从测试 显。 结果来看产油情况基本没有 受底水或者边水的影响，说 明良好的固井质量对油层段 上下地层的封隔作用明显。
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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
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变密度曲线(VDL)响应特征
套管波很强，为平行的黑白相 间的直条带，如波形摆动则说 幅度高且较稳定，可 明仪器居中不佳。地层波没有 清晰分辩出套管接箍。 或被完全覆盖，套管接箍清晰 可辩。
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。
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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。
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CBL-VDL测井各种波的成份及特点
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图所示是草26井主要油层段 固井质量检查图，从图中我们 可以看出第一胶结面固井质量 级别在中等－好，而第4层及 测试情况： 第5层上部的第二界面胶结中 对第4、5层分别进行了测试。 等、第5层下部及第6、7层胶 射开第4层，日产油0.28吨， 结差，因此主要油层第4、5层 水27.8吨；射开第5层，日产 （油层、油水同层）和其下部 油0.21吨，水20.91吨。进行 的第7层(含油水层)之间没有 封堵后再次射开第4层，日产 形成良好的水泥封隔段，底水 油9.68吨，水0.18吨，与测井 很容易通过第二界面胶结不好 解释结论相符，从两次测试结 形成的孔隙通道上窜 。 果分析，第一次测试出水是因 为第二界面胶结不好底水上窜 所致，经封堵后使得油层和水 层之间形成了较好的封隔段。
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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。
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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
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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。
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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。
套管波比自由套管时显示 的弱，能显示出一些地层波信 息。
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除了上面归纳的6种胶结情况外，理论和实际上还存在 第一胶结面胶结差，第二交接面胶结好的情况。这种情况在 目前的测井资料上还难以识别，因为如果第一胶结面不好， 套管与水泥环中间会存在环状流体层，声耦合较差，声波很 少能进入水泥环，进入地层的就更少，地层波会很弱，较难 辨认，而大部分沿套管传播的声能会使套管波很强，尤其是 连续的后继波会叠加到地层波上，使其更加难以识别，这就 给测井资料的解释工作带来很大的困难。但是从另一个角度 讲，只要套管与水泥胶结不好，就已经直接造成上下段串槽， 无论第二界面胶结是否良好都不会改变该井段整体胶结情况 差的结论。
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固井质量情况 声幅曲线响应特征 变密度曲线(VDL)响应特征 显示出套管波，地层波也 较明显。 5、微环胶结，即一界面胶结良 好，套管和水泥之间存在微小 幅度低到中等幅度。 空隙。能封住液体运移，但气 体能通过。（如下图）
6、局部胶结，即一、二界 幅度比自由套管幅 面层相都只有一部分扇区胶结， 度值稍低，且不稳定。 而一部分没有胶结（如下图）
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。
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。
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）。
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华东石油局测井公司解释中心 二零一零年三月
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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。
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
固井质量情况
3、快速地层胶结，即水 泥与套管和地层胶结都好，只 是地层波传播速度快。（如下 图）
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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。
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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