固井质量评价

艺、固井装备等方面发展很快，但测井评价固井质
量合格率只有80%左右；而我国的固井工艺技术、
固井工具、固井装备等方面相对落后，但测井评价
固井质量合格率已达到99%以上。落后的固井手段 与优良的测井结果，这是矛盾的。
1.2 VDL测井评价
VDL可以定性评价第一界面、第二界面的水泥
胶结情况。目前的声波变密度图多采用调辉记录， 即以颜色深浅变化反映声波能量（幅度）的变化，
江汉石油管理局测录井工程公司
Well Logging Engineering Company Jianghan Petroleum Administration SINOPEC
讲课人：仲艳华
2009 年 07 月 10 日
概述
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固井质量评价技术
固井质量评价现状 固井质量评价难点 对策
概 述
目前江汉油田只有少数井的固井质量评价仍
采用CBL测井。CBL测井评价仍沿用老标准：相 对声幅值小于15%定为优质，在15%和30%之间 定为合格，大于30%定为不合格。CBL测井还不 能完全真实地评价固井质量，特别是第二界面的
水泥胶结质量。
CBL固井质量评价
CBL测井评价已跟不上国际标准。在国外，固井工
声波变密度测井属于生产测井中的工程测井项目 ，主要用于检测套管与水泥（一界面）、水泥与地层
（二界面）的胶结情况，同时，还可以在生产测井的
其它方面发挥作用。这里结合江汉油田的情况对该方
法作一介绍。
声波变密度测井 在江汉油田的首次测量始于2000
年4月，2001年2月开始全面技术攻关，研制了数据格 式转换软件，并引进了测井解释软件。2002年2月全面
投入生产。声波变密度测井不仅记录了首波，而且还
记录了包括套管波、水泥环波、地层波、泥浆波在内 的后续波，信息量非常丰富。
通过对这些波的分析，尤其是对地层波和套管波 的分析，可以确定一、二界面的固井质量。同时通过
前后两次不同时间测量的变密度资料可以检查诸如压
裂效果，判断出砂、串槽层位，分析储集层孔隙结构 的变化等等。
图3 H32X-6井固井质量评价图
3.3
水平井水平段水泥胶结评价 SH-平2井是松滋油田的一口水平井，该井水平段
4047.24-4175.86m采用筛管完井，但水平段变密度曲线
显示套管波和套管节箍清晰，这与实际情况非常矛盾。因
为首次出现这种现象，仅对筛管段一界面进行了固井质量 评价，二界面未进行固井质量评价。后水平段射孔求产， 日产油20多吨。
图3
大套管固井质量评价图
图4
小套管固井质量评价图
图5 水泥返到地面固井质量评价图
概述 • 固井质量评价技术
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固井质量评价现状
固井质量评价难点 对策
3、固井质量评价难点
3.1快速地层水泥胶结评价
对于快速地层，固井声幅资料显示为水泥胶结质 量差，声波变密度图上有较强的地层波信号，显示 水泥胶结质量良好。认为CBL测井不适于快速地层 的固井质量评价，VDL评价以人工识别为主、对快 速地层的固井质量可作定性评价。评价依照新标， 当声幅测井与声波测井有相关性时评价为合格。 VDL显示套管波很弱地层波清晰时评价为优。
SH-平2固井质量评价图
3.4 裂缝层水泥胶结评价 马50斜-1-7在Ⅲ1油组1690.8-1692.0m解释1.2m 的裂缝油层。该井段井径扩径，声波时差变大，在钻井过 程中出现过井涌现象。在变密度曲线上，固井声幅资料显 示为水泥胶结质量好，声波变密度图上基本已无地层波信 号，显示水泥胶结质量差。后射开此层，日出水20多方，
图1 几种典型胶结情况的波形图
水泥胶结状况 一界面胶结状况 无水泥胶结 良好 良好 差 部分胶结 二界面胶结状况 无水泥胶结 良好 差 良好 部分胶结
VDL波形特征 套管波特征 很强 很弱或无 很弱或无 强 较弱 地层波特征 无 地层波清晰 无或地层波弱 弱 较弱
表1
几种典型胶结情况的波形幅度特征
完全胶结：当套管与水泥环、水泥环与地层间完全
胶结良好时，由于声耦合好，声波能量大部分进入地 层中，地层波变得明显。变密度图上表现为套管波弱 甚至消失，地层波清晰，且波形变化能反映地层变化。
仅一界面完全胶结： 由于水泥环与套管间声耦合好，大部分能量进入水
泥环，套管波变得很弱，传到水泥环中的声波能量
由于水泥与地层声耦合差，进入地层的声波能量是 很微小的，大部分在水泥环中衰减掉了。声波变密
L1X7-9井三次固井声幅曲线对比图
3.6
双重套管水泥胶结评价 王云12井1408.7m以上为双层套管，固井声幅资
料显示为水泥胶结质量好，地层波受双层套管影响，
在声波变密度图上地层波信号散乱，影响二界面固井 评价。
图5
王云12井双重套管固井质量评价图
概述
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固井质量评价技术
固井质量评价现状 固井质量评价难点 对策
建南快速地层固井质量评价图

建431井裸眼段声波变密度对比图
新上段快速地层固井质量评价图
3.2 声幅与自然伽马曲线同步起伏
2002年至今，多次出现声幅曲线同自然伽马曲线同 步起伏现象，虽然套管波很强，反映一界面固井质量中等 到差，但同时地层波信号也非常清晰，最初将此类井的二 界面固井质量评价为水泥胶结中等至差。但这类井射孔采 油后，大多数井未出现层间窜槽，试油结果证实水泥胶结 良好。分析认为这种情况可能与地层的孔渗性能有关、也 可能是套管及井壁上附有油膜引起。目前对这类井的固井 质量评价，主要依据新标准：当声幅曲线与与GR、SP等 （不能包括井径）具有镜相相关，可评价为合格。
江汉油田常用油层套管为5/5″，但在一些特殊井， 存在大、小套管，以及根据后期开采需要，需要把水 泥返到地面无自套管现象。对这三种特殊井，由于声 波首波到时的差异，固井评价不能采用常规井固井评 价首波到时解释，应先将CBL/VDL测井仪器在与目 的层同尺寸的自由套管井段进行刻度，确保不同外径 的套管的自由套管声幅值必须符合该仪器规定的理论 值。见图3、图4、图5。 现采用的固井评价标准基本能对固井质量做出正 确评价，变密度资料能有效指导射孔层位。
度图上表现为套管波和地层波都很弱甚至没有。
一、二界面均部分胶结：声波能量一部分进入地
层，一部分沿套管传播，在变密度图上表现为存
在部分套管波和不明显的地层波，往往套管波首
波缺失或相线颜色较浅，不明显的地层波与较弱 的套管波叠加在一起，所以在地层波时间段，相
线颜色仍较深。

一界面未胶结：当套管与水泥环间存在微间隙时， 随着间隙宽度增大，套管波幅度增大，当间隙宽 度超过10mm时，套管波幅度变化很小，相当于 自由套管的情形。而且由于介质对声波的衰减， 噪声等不利影响相应增加，并不利于固井质量检 测。 综上所述，几种典型胶结情况的波形图和波 形幅度特征分别见图1、表1。
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对 策
VDL、CBL测井资料可较好地用于常规井、无 疑问井的固井质量评价，对疑难井的固井质量评价需 要依靠人工解释。
固井质量测井所采集的资料评价固井质量，要 想符合客观情况，避免误评价，就不能仅根据某一种 测井信息，而应以固井质量测井资料为主，参考固井 作业、钻井、地质、试油和其它测井资料等方面的有 关信息，结合《固井质量评价方法》，走综合评价之 路。
概述 • 固井质量评价技术
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固井质量评价现状
固井质量评价难点 对策
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固井质量评价技术
目前江汉油田固井质量评价以声波变密度
（VDL）为主，声幅（CBL）为幅，新引进的声
波成像测井仪（CAST-V）只进行了套管井测井 模式的试验。从全面投产到目前，先后测量、解 释了上千井次，资料质量均较好。
1.1 CBL测井评价
1.3 CAST-V测井评价
CAST-V采用旋转式超声换能器，对井眼周围进 行扫描，并记录回波波形信号。水泥声阻抗的变化引 起回波幅度的变化，将测量的回波幅度按井眼360° 方位显示成图像，可以提供具有方位分辨能力的测量 结果，因而能准确评价各方位上的水泥胶结质量。水 泥胶结成像图（见图2）用不同颜色对套管外的胶结 情况进行评价，分析出套管外物质的性质及含量，一 般深颜色代表胶结良好，颜色变浅代表胶结质量变差。 CAST-V还可用于低密度水泥胶结评价。
对于重点井、疑难井采用声波成像测井仪（CASTV），准确评价各方位上的水泥胶结质量。引进 SBT(Segmented Bond Tool)扇区水泥胶结测井，它有 6个推靠臂，将水泥环等分成6个扇区。每个推靠臂上都 安装一个声波发射器和一个声波接收器，构成螺旋状的 声波衰减率测量方式。可清晰地反映环向水泥胶结不均 匀现象，在重钻井液中同样可获得高质量的测井资料， 且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。
无油。
马50斜-1-7井固井质量评价图
3.5 水泥浆超缓凝
在固井质量评价中出现水泥浆超缓凝现象。 L1X7-9井固井候凝近三十小时后声幅测井资料显示为 水泥胶结质量差，时隔一天再测井固井质量仍评价为 差，导致采油厂认为固井质量不合格而不接井。在停 等一个月后第三次声幅资料测井显示为水泥胶结质量 良好，为证实该结论，进行了第四次声幅测井，仍显 示为水泥胶结质量良好。后分析这种现象，认为可能 是水泥浆超缓凝所致。对这类井该如何评价其固井质 量。
能量强的声信号用深色表示，能量弱的声信号用相
对浅的颜色表示。在套管井中，套管与水泥环、水 泥环与地层间胶结状况变化会引起声波波形变化，
通过对声波波形特征分析，可以判别水泥胶结情况。
自由套管：因套管与地层间无水泥胶结，大部分声
能不能耦合到地层中去，主要沿套管传播，故套管波
很强，地层波很弱或完全没有。变密度图上自由套管 波的相线几乎为平行的直线。
图2 CAST-V水泥胶结评价成像图
概述
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固井质量评价技术
固井质量评价现状 固井质量评价难点 对策
2 固井质量评价现状
目前江汉油田仍采用中国石油天然气总公司1990 年建议的固井质量声幅评价标准，对一界面进行固 井质量评价。评价标准：相对声幅≤15%，固井质量 为“优”；相对声幅=15%～30%，固井质量为“合 格”；相对声幅≥30%，固井质量为“不合格”。 对二界面，主要根据变密度图上地层波的强、弱 并结合完井声波曲线，进行人工定性解释，综合评 价二界面的固井质量，评价标准分优、合格、差三 种。