固井质量测井评价技术

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测井原理
2.3、分区水泥胶结测井(SBT)
优点:
(1)不受仪器偏心的影响;
(2)适合在各种流体的井内测井; (3)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; (4)基本不受快速地层的影响。(仪器设计使用
的短源距,使补偿衰减测量结果基本上不受快地层的影 响。)
缺点: 无法区分微环隙和差胶结。
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测井评价方法
4.1.3、水泥胶结比(BR)法
水泥胶结比(BR)法
胶结比理论上等于水泥环中胶结部分占其圆截面的比值。查 阅有关图板,可快速确定胶结比,也可由下式计算胶结比:
BR——胶结比;
BR
log(CBL) log(CBLfp ) log(CBLg ) log(CBLfp )
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测井原理
2.1、声幅测井
优点:声幅测井能在一定 程度上快速、简单、直观 评价第一界面的胶结质量。 缺点:无法正确评价第二 界面及高速地层固井质量。
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测井原理
2.2、声波/变密度测井
声波变密度测井采用单发双 收的声系,当发射器以固有 (20KHZ)频率发射声脉冲时, 3英尺的接收器记录沿套管滑行的 首波幅度(即相当于声幅测井), 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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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
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固井测井实例
5.1、MZX1井固井施工特点
5.1、固井技术难点
大尺寸套管固井,环空间隙大,井眼轨迹不规则, 水泥浆的顶替效率低。
井深较浅,井底温度低,低温下水泥石强度发展缓 慢,低温下适用于水泥浆的外加剂少,配方筛选困难。
BI log(CBL) log(CBLP) log(CBL min) log(CBLP)
BI=
g
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测井评价方法
4.1.2、水泥胶结指数(BI)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;
0.4≤BI≤0.8,固井质量中等;
BI<0.4,固井质量差。
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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, (2)通过套管,(3)通过水泥环, (4)通过地层。测井时接收记录的 就是从以上4个传播路径到达接收器 的声波全波列的幅度和到达时间。 但是当声波在水泥中传播时,衰减 很快基本无法探测到,实际上,变 密度测井以到达探测器的时间顺序 记录的是套管波-地层波-泥浆波。测 井主要关注的是套管波、地层波的 信息
上部地层疏松,中部玄武岩含有大量裂缝,封固 段又长,易发生井漏,影响固井质量。
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固井测井实例
5.2、MZX1井固井施工简况
固井施工简况
施工开始时间:200X年11点30分 施工结束时间:200X年12点27分
注前置液:4.2方
设计水泥浆量:60方 实际注水泥浆:58方 水泥浆密度:最大1.95g/cm3,最低1.80 g/cm3,平均 密度1.90g/cm3。
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测井影响因素
水泥浆类型的影响
水泥浆密度越低,声幅越大; 水灰比越大,声幅越大。
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测井影响因素
水泥环外地层(包括快速地层)
快地层(硬石灰岩和白云岩)的声速超过套管声速, 地层波先到达接受器,或叠加在套管波之上, 影响了固井评价,这时应辅助常规声波检验。
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1、前言 2、测井原理
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固井测井实例
MZX1井第一次固井测井图
第一次固井 施工后测井显 示,没有达到 固井设计要求, 水泥未返出地 面,实际返高 米,
固井质量成果图
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固井测井实例
MZX1井第一次固井测井图
第一界面:胶 结中等。
(15%<CBL<30%)
第二界面:胶 结差。
(地层波不清晰)
固井质量成果图
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测井原理
2.2、声波/变密度测井
优点:
可以确定一界面的胶结状况;在一界面胶结好 的情况下,可以确定二界面的胶结情况; 可以评价快速地层井段的固井质量。
缺点:
很难区分水泥沟槽和孔洞方位; 无法识别微环(洞)。
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测井原理
2.3、分区水泥胶结测井(SBT)
分区水泥胶结测井仪器分为 两个测量部分:衰减率测量部 分和VDL测量部分。 衰减率测量部分利用分别装 在紧贴于套管壁上的6个滑板上 的12个高频定向换能器声系, VDL测量部分由一个发射换 能器和一个接收换能器组成。
A2 20 log ( 3) A L 1
——声波衰减率,单位为dB/m或dB/ft;
g——当次固井井段中水泥胶结质量最好处的声波衰 减率,可根据实验水泥抗压强度通过本标准图1求得,单位 为dB/m或dB/ft; A1、A2——分别为近接收换能器R1和远接收换能器R2接 收的声幅值,单位为%或mV; A1g、A2g——分别为当次固井最好水泥胶结井段近接收 换能器R1和远接收换能器R2接收的声幅值,单位为%或 mV;



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
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测井评价方法
4、固井质量测井评价方法
通常情况下,采用套管波首波幅度确定第一界面 (水泥与套管之间)的封固质量,采用地层波的强弱 定性确定第二界面(水泥与地层之间)的封固质量或 利用地层波频率、套管波频率及套管波与地层波平均 幅度比的方法来定量评价固井二界面胶结质量。
自 由 套 管 声 幅
70 60 50
40
30
20
2
3
4
5
6
7
8
9
10
20
套管内径(in)
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测井影响因素
3.4、水泥环微间隙的影响
“微环空”的存在明显增大了套管与水泥环之间的声阻 抗,造成测井响应与纯泥浆或胶结不好时的响应一致, 影响了固井质量解释;
微小间隙,它使胶结好井段的套管波幅度显示为中等, 地层波显示为胶结不好或中等。微间隙使套管波幅度变 大,地层波强度变弱,表现为水泥环胶结不好。
式中,ATAV为平均衰减率, 单位为dB/ft;
BR= ATAV- fp g为完全胶结井段的衰减率, 单位为dB/ft;
g- fp
fp为自由套管衰减率,单位为dB/ft。
在水泥沟槽以外其它方位胶结很好的条件下,胶结比 等于胶结率。
第二界面胶结状况评价:与CBL/VDL测井资料的VDL解释方法 相同。
fp——自由套管声波衰减率,单位为dB/m或dB/ft;
CBLfp——声幅值,单位为%或mV;
——测量深度点的声波衰减率,单位为dB/m或dB/ft;
fp BR fp g
CBL——声幅值,单位为%或mV。
g——当次固井水泥胶结最好井段的声波衰减率,通常
在当次整个测井井段中衰减率最高,单位为dB/m或dB/ft;
井身质量(CBL/VDL测井)
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测井影响因素
3.1、仪器来自百度文库心的影响
仪器偏心就 是仪器偏离套 管中心轴线。 仪器偏心会使 套管波传播时 间变短,幅度 变小,变密度 会出现波列叠 和现象。
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测井影响因素
3.2、固井后测井时间的影响
实验表明:
温度、水泥浆密 度和添加剂对水
泥候凝时间都有
胶结良好
C在15%~30%为固井质量中;
C≥30%为固井质量不好。
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测井评价方法
4.1.2、水泥胶结指数(BI)法
无自由段套管固井的CBL曲线的预处理
无自由段套管固井的CBL曲线的预处理方法,对于记录了两个 源距全波波列的水泥胶结测井,可以从全波波列中提取声幅曲 线,然后,利用式(3)将未经百分数标准化的声幅值转换为衰 减率;对于记录了两个源距声幅曲线的水泥胶结测井资料,可 以利用式(4)将声幅曲线转换成衰减率;对于仅记录了一个源 距声幅曲线的水泥胶结测井,可以根据式(5)计算衰减率。
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测井评价方法
4.1、声波/变密度测井评价方法
CBL相对幅度法
CBL为套管波幅度读数,这种测井 方法应用较广,测量参数较少,解释方 法也相对简单。CBL使用相对幅度C评 价固井质量: 其中:CBL—目的井段的CBL值;
无水泥
部分胶结
胶结差
CBLP—自由套管段的CBL值。 C≤15%为固井质量良好;
影响,基本规律 是:随着温度升
高、水泥浆密度
增大,水泥候凝 时间减少。
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测井影响因素
3.3、套管的影响
套管直径、壁厚和钢材类型对声幅有较大影响,分区水
泥胶结测井(SBT)在刻度时消除其影响,声波/变密度 测井(CBL/VDL)在评价时通过诺模图消除其影响。
自由套管声波幅度—套管内径关系图
100 90 80
测井评价方法
4.2、SBT固井质量测井评价方法
水泥胶结比(BR)法
第一界面胶结状况评价:①利用衰减率曲线和水泥胶结图 评价,衰减率越高,对应的灰度级别就越高,在水泥胶结 图上颜色越深。水泥胶结图上最高级灰度(颜色最深)代 表水泥胶结良好,最低级灰度(白色)代表水泥胶结差。 ②确定胶结比,用下式确定胶结比:
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测井原理
2.3、分区水泥胶结测井(SBT)
主要测井曲线、曲线图:
“曲线” :
补偿声波衰减率(ATC) 平均衰减率(ATAV)和最小衰减率ATMN) 平均声幅(AMAV)曲线
套管波时差(DTMX和DTMN)曲线(测井质量控制)
“曲线图”: 水泥胶结图CEMENT MAP 声波变密度图。
( 4) g

A2 A1g 20 log A A L 2g 1

( 5)
CBL 20 g log CBL l g

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测井评价方法
4.1.2、水泥胶结指数(BI)法
水泥胶结指数(BI)法
针对相对幅度法的不足,采用水泥胶结指数(BI)法评价 第二界面水泥固井质量,水泥胶结指数是由CBL曲线转换得到 的,它代表水泥环中胶结部分占其圆截面的比值。 水泥胶结指数是目的层段套管波幅度,相对于自由套管井 段套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:
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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
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3、固井质量测井影响因素 仪器偏心(CBL/VDL测井) 水泥候凝时间 套管(厚度、大小)
水泥环微间隙
水泥类型、水泥密度
水泥环外地层(包括快速地层) (CBL/VDL测井)
浅谈固井质量测井评价技术
2010年12月

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
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固井有两个作用:一是要求把油层、水层、气层 之间都封隔起来,二是固定套管。随着科学技术的发 展,固井质量评价测井技术也随之发展。
伽马密度+ 扇区水泥胶结
CBLg——当次固井水泥胶结最好井段的声幅值,通常在 当次整个测井井段中声幅最低,单位为%或mV。
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测井评价方法
4.1.3、水泥胶结比(BR)法
水泥胶结比(BR)法
通常采用此种评价方法的评价标准为:
BR≥0.8,固井质量良好;
0.4≤BR≤0.8,固井质量中等;
BR<0.4,固井质量差。
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固井测井实例
MZX1井第一次固井测井图
第一界面:胶 结好。
(CBL<15%)
第二界面:胶 结较好。
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
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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
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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。 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。
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