套管井测井技术及应用

平均内 外径
最大、最 小、平均 壁厚
壁厚 成像
内径 成像
最大、最 小、平均 内径
中石化石油工程西南公司测井分公司
CAST_V套管检查与评价
厚壁套管， 内径变小
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套管探伤
接箍以上套 管壁变薄
深颜色部分 反映套管壁 有变薄现象
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MIT-MTT组合套损检查测井
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套管井测井技术及应用
石油工程西南有限公司测井分公司
2008年1月
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套管井测井技术
• 水泥胶结评价测井技术 • 套损检查测井技术 • 流动剖面测井技术
• 套管井储层评价技术
（剩余油监测）
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套管井测井一览表
需解决的问题 注水井注入剖面动态情况 产液剖面分层产液，液体性质等 地层剩余油饱和度参数 套管腐蚀、变形、裂缝 射孔位置检查 固井质量检查 检查压裂效果 管外窜槽 确定封割器位置 封堵效果检测 检查套管斜度及方位 应选用的井下仪器 自然伽马测井仪(同位素法)；井温测井仪；流量仪；压力仪 七参数组合测井仪；环空组合测井仪；中子测井仪 PND-S；硼中子寿命；多功能能谱(C/O)；自然伽马能谱 声波电视仪；40 臂井径仪；噪声测井仪 声波电视仪；40 臂井径仪；噪声测井仪 扇形水泥胶结测井仪；声幅-变密度测井仪 自然伽马测井仪(同位素示踪法)；硼中子寿命；井温 扇形水泥胶结测井仪；声幅-变密度测井仪；声波电视仪；硼中 子寿命；自然伽马测井仪(同位素示踪法)；噪声测井仪 自然伽马；磁定位 中子寿命测井仪；自然伽马测井仪(同位素示踪法) 套管井连续侧斜仪
2010
饱和度
2020
孔隙度
2030
2040
2050
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PND-S测井应用-剩余油监测
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• 评价第一界面水泥 胶结情况
• 评价第二界面水泥 胶结情况 • SBT能准确评价第 一界面存在的槽道、 孔洞的位置、大小 及分布情况
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CAST_V水泥胶结质量评价
• 利用声阻抗原理Z=ρ×V对高密度 水泥进行水泥胶结评价，产生0360°的声阻抗图像
• 声阻抗评价高比重水泥固井质量 的依据 Z：<0.3, 对象为气体； Z：0.3-2.3，对象为液体；
①在垂向、径向上均具有高分辨率，提供一界面的固 井质量评价；②测量结果受仪器偏心影响小，在井斜 达60度的井内仍能保证测井质量，并基本上不受井内 流体的影响；③温度和压力影响很小，不必进行单独 刻度,仪器的测量精度高；④基本不受快速地层影响 ①适用于高密度水泥、低密度水泥、泡沫水泥的胶结 质量评价；②不受高速地层的影响；③能够同时进行 套损检查 ①可以确定环空充填介质密度、套管程序、管外扶正 器位置、套管壁厚度及套管偏心率； ②不受高速地层的影响 ①实现水泥密度与变密度各自在固井评价方面的作用； ②区分微环与差胶结； ③不受高速地层的影响 实现水泥密度与分区水泥胶结各自在固井评价方面的 作用
Z：2.3-2.7，对象为液体与固体的 混合物，即混浆带；
Z：2.7-4.0，对象为低阻抗水泥； Z：4.0-5.0，对象为中阻抗水泥； Z：>5.0， 对象为高阻抗水泥。
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CAST_V低密度水泥胶结质量评价
• 声幅变密度测井可用于常规水泥固井质量评价，但不适用 于低密度水泥、泡沫水泥的胶结评价 • 利用CAST-V套管井模式能够有效进行声阻抗测井，应用 声阻抗差分逻辑ACE水泥评价技术可以准确确定泡沫水泥 与套管的胶结情况，有效区分水泥与流体或水 • CAST-V只适合评价水泥评价第一界面，不能够对第二胶 结面进行评价,测井评价时需同时测量VDL • 通过ACE软件的处理，可以利用FCBIDZ、FCEMBI参数 和DZ、CEMT图像对低密度水泥和泡沫水泥固井进行评价
• 使用条件：地层水矿化度 较高的地层
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碳氧比能谱（C/O）测井
• C/O测井对地层中常见的四种元素C12、O16、 Si28、Ca40反映敏感。这四种元素正是储层 的岩性及流体的综合反映 • 碳氧比(C/O)测井曲线反映了地层中的含油 性 • 俘获Si/Ca曲线和非弹性散射Ca/Si曲线用于 指示地层的岩性 • CI、CIM2、FCC可用于确定地层总孔隙度 • 优点：不受地层水矿化度的影响,可区分低 矿化度水层与油层 缺点：计数率低、统计误差大、受井眼影 响严重、定量解释要求孔隙度大于15%
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• 套损检查测井技术
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套损检查测井技术
• 40臂井径测井-内壁成像
• 井下声波电视测井-内壁成像 • 井周超声波扫描成像测井-内壁及壁厚成像
CAST_V
• MIT-MTT组合套损检查测井-内壁及壁厚成像
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水泥胶结测井评价技术对比
分类 声波幅 度 测量内容 声波幅度 测量方式 平均化测量 优点 在一定程度上快速、简单、直观用于评价一界面的固 井质量 缺点 不能评价二界面及高速 地层固井质量
声波 变密度
分区水 泥胶结
声波幅度 及变密度
声波幅度、变 密度及 分区水泥 胶结成像 声阻抗
平均化测量
①可以确定一界面的胶结状况；在一界面胶结好的情 况下，还可以确定二界面的胶结情况 ②可以评价快速地层井段的固井质量
适应最小套管内径 1.875” I.D（47.6mm）
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PND-S测井应用-孔隙度、饱和度评价
0 0 0 VSH dec VSAND dec VLIME dec RT 1 1 1 0 0 RXO ohmm 30 30 DSAIPN 0.5 DEC DSAIPD 0.5 DEC 0.5 SPHI DEC 0 0 0 0.5 PHIE dec 0 0 0 BVWPN 0.5 dec 0.5 BVW dec
• 英国SONDEX公司生产
• MIT多臂成像测井仪-20/40/60臂
• MTT磁壁厚测井仪-12方位的壁厚曲线 • 检测套管壁厚、内径变化，反映管壁腐蚀、 穿孔位置及状况
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• 流动剖面测井技术
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流动剖面测井技术
• 流量: 涡轮流量计，核示踪流量计 • 密度： 压差密度计，伽马密度计 • 持率： 电容持水率计，核持水率计 • 温度： 电阻温度计，热电偶温度计 • 压力； 应变压力计，石英压力计 • 辅助： 自然伽马仪，磁定位仪，井径仪
套管井储层评价技术
• 套管井的储层评价，预测产层能力和寻找新
的潜力层，进行老井挖潜层位优选 • 套管井储层评价常用的方法： • 中子寿命测井 • 碳氧比能谱（C/O）测井 • 脉冲中子衰减-能谱（PND-S）测井
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中子寿命测井
• 中子寿命测井是测量地层 中热中子寿命（τ）的一种 测井方法，主要作用是确 定地层剩余油饱和度，它 一般应用于套管井产层含 油性评价 • 优点：探测深度较深
周向6(或3或4) 探头放射性测量 声波幅度、 变密度及 水泥环密度 的组合测量 声波幅度、变密 度、分区水泥胶 结成像及水泥环 密度的组合测量
声波幅度、变 密度、分区水 泥胶结成像及 水泥环密度
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声幅及变密度测井原理
3英尺--CBL 5英尺--VDL
套管波
接收换能器 输出 E1 声 波 幅 度
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CAST_V水泥胶结质量评价成果图
声阻抗
类似于常规 的声幅曲线
声阻抗的微分
综合评价指标=ZP+DZ CEMENT=0,胶结不好 CEMENT=1,胶结好
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CAST_V水泥胶结质量评价
套管外面基 本没有水泥
胶结差
浅色部分反 映套管外面 有条状间隙
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• 水泥胶结评价测井技术
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水泥胶结评价测井技术
• 声幅CBL及声幅变密度测井VDL • 多扇区水泥胶结测井SBT
• 井周超声波扫描成像测井CAST_V
• 水泥密度测井-俄罗斯固井质量测井AMK-200
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四十臂井径测井检查套损及射孔效果
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井下声波电视测井
• 可以进行套管内壁成像 • 检查射孔效果和套管内壁破损
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井周超声波扫描成像测井
• 定量评价套管壁厚与内径的变化 • 提供套管壁厚和内径成像 • 用于套管探伤，检查和探测套管内表面腐蚀、磨 损或变形情况以及射孔检查等
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脉冲中子衰减-能谱（PND-S）测井
直径
1 11/16" （42.8mm）
• PND-S测井方法，是在中子寿命 和碳氧比测井方法的基础上发展 起来的一种新型的套管井储层评 价测井方法 • 同时测量俘获衰减（中子寿命） 伽马射线和非弹性散射（C/O） 伽马射线 • 可以评价地层总孔隙度 • 适用于孔隙度大于10%的地层
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流量测井
• 定性分析:
确定流体产出或吸入层位 判断流体性质变化 估算各层流量比例
• 定量解释:
确定视流速 确定平均流速 计算体积流量 确定分层流量
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温度测井
• 检查水泥串槽
流动井温曲线：未射孔井段有异常 径向微差井温：负异常指示串槽方位
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SBT下井仪器简介
相当于8个方向的声幅变密度测井
示意图
伽马、磁定位 电 子 线 路
8扇区发射器 发射换能器 8扇区发射器 8扇区接收器 声幅接收器
5 英 尺 8扇区接收器
3 英 尺
2 英 尺
变密度接收器
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SBT主要应用
• 精确评价水泥返高 位置
①很难区分槽道和孔洞 方位 ②无法识别微环
无法区分微环隙和差胶 结
六或八个扇 区360度成像
超声成 像测井 水泥密 度 声波 变密度水泥密 度 分区水 泥胶结水泥密 度
360度定向
不能评价二界面的固井 质量 ①无法单独识别微环； ②不能确定槽道和孔洞 方位
水泥环 密度 声波幅度、变 密度及 水泥环密度
• 评价 酸化。压裂效果
酸化后测流动井温：正异常示酸化层 压裂后测恢复井温：负异常示压裂层
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产层流体判别
• 压差密度计 • 伽马密度计 • 电容持水率计 • 核持水率计
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• 套管井储层评价技术
（剩余油监测）
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E3
地层波
流体直达波
胶结差
发射换能器 点火
初动
E2
固 定 （约50微秒） 门
胶结良好
E1
时间
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声幅及变密度测井应用
• 声幅测井可以评价碎屑岩地层段第一界面 的水泥胶结质量
• 声幅变密度测井适用于碎屑岩和碳酸盐岩 地层第一二界面水泥胶结质量评价 • 声幅变密度测井是目前使用广泛、经济、 有效的一种固井质量检测和评价技术，但 是存在一些缺陷和多解性。为了更客观、 准确地评价固井质量，在重点井和疑难井 中需要采用更先进的固井质量检测方法
长度
29'5" (includes CCL, GR, and cable head adapter) 15,000 psi
（10
中子源输出
• 仪器直径只有 42.8毫米，可过 油管测量
2 x 108 neutrons/second, constant 10% duty cycle
胶结好
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水泥密度测井
• 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 顿散射作用。伽玛源(铯137)向井孔外发射伽玛光子，经管外介质散 射吸收后被探测到。 • 探测器计数率与探测距离x和物质密度ρb的基本关系是: • ln(I/I0) = −cρbx C为系数 • 套管井是一复杂多层介质，在套管井中进行核密度测井时探测器计数 率分别受套管厚度、水泥密度、地层密度等因素的影响 • 代表仪器是俄罗斯的AMK-200