声幅-变密度测井原理

声幅－变密度测井原理

便携式测井操作以及测井解释方法

一、测井原理简介

声幅－变密度测井是由磁定位(CCL)、自然伽马仪

(GR)和声幅-变密度仪(CBL-VDL)组成，能够实现一次下

井，测出CCL、GR、CBL-VDL等多条组合曲线。

声幅－变密度(CBL-VDL)井下仪包括电子线路和声系两

大部分，其中声系包括一个发射器和两个接收器，源距

分别为3英尺和5英尺。

对于3英尺源距接收器，声波发射器发射声脉冲，

经过泥浆（或井液）折射入套管，产生套管波。套管波

沿最短路径传播，折射入井里泥浆（或井液）。接收器

接受声波波列中首波的幅度。经过电子线路把他转换为

相应的电压值予以记录。当仪器沿井身移动时，就测出

一条随井深变化的声幅曲线。并通过声幅曲线值的高低

对比来确定套管与水泥环胶结的好坏。

对于5英尺源距接收器，接受到的是声波的全波列，

分为三个部分，即套管波、地层波、直达波(泥浆波和

井液波)，接收电子线路把信号转换为与其幅度成正比

的点信号，经电缆传至地面，检波后只保留其正半周部分，这部分电信号加到示波器或显象管上，调制其光点亮度。波幅大，电压高，光点就亮，测井图上显示条带为黑色。而光点亮度低时，测井图上显示为灰色条带。负半周电压为零，光点不亮，测井图上显示为白色条带。变密度测井图就是黑(灰)白色相见的条带，以其颜色的深浅表示接收到的信号的强弱，通过对变密度测井图上显示的套管波、地层波和直达波(泥浆波和井液波)的强弱程度分析，来确定套管与水泥环和水泥环与地层胶结质量的好坏。

※仪器测井原理（CBL)

1、声波发射器发射声脉冲被3英尺源矩接收器接收，经井液折射入套管，产生套管波；

2、套管波沿最短路径传播，折射入井液；

3、接收器接收声波波列中首波的幅度；

4、幅度到达电子线路被转换为相应的电压值并予以记录；

5、当仪器沿井身移动时，就测出一条随井深变化的声幅曲线；

6、通过声幅曲线值的高低对比来确定套管与水泥环胶结的好坏。

※仪器测井原理（VDL)

1、声波发射器发射声脉冲被5英尺源矩接收器接收声波全波列（套管波、地层波、泥浆和井液波）；

2、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；

3、电信号在显像管上被调制其光点亮度，根据其波幅大小和电压高低在测井图上显示成黑白相间的条带；

4、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；

5、通过对全波列的强弱程度分析，确定套管与水泥环、水泥环与地层的胶结质量。

也可以用下图加以解释，全部波列形成亮暗条纹显示在胶片上，对比度取决于正峰幅值。波列的不用部分可以在VDL测井图上被区分开来。套管波信号显示了很有规律的条纹，而地层波的条纹显得更为扭动。

二、测井资料质量控制

几个基本概念:

自由套管：未胶结的套管。

第一胶结面：套管与水泥的胶结。

第二胶结面：水泥与地层的胶结。

声幅曲线要根据套管外径尺寸的大小在自由套管处进行刻度检查，且有30－50米连续曲线，曲线变化平稳，符合质量要求，声幅重复曲线误差小于10％。不同套管外径刻度值如下：

变密度门坎合适，灰度清晰，在第一、第二交接面均好的井段，波列变化与岩性具有相关性；

测速600m/h；

变密度曲线在自由套管处应反映出套管波信号，呈现一条条黑白相见的直条带；

声幅-变密度测井时，必须带扶正器，以保证仪器居中；

测井时间一般在固井后36－48小时进行测量。

三、测井资料解释方法

1、定性解释

固井质量情况声幅曲线(CBL)响应特征变密度曲线(VDL)响应特征“自由套管”即未胶结的套管，

出现在水泥返高以上的井段，大部分声能将通过套管传到接收器，而很少投射到地层中去。（如下图）

幅度高且较稳定，套管接箍

处幅度显示明显。

套管波很强，为黑白相间的

直条带，黑白线条是平行的，如

显现摆动则说明仪器居中不佳。

几乎不出现地层波(甚至没有)，

套管接箍处出现人字纹。

套管与水泥、水泥与地层胶结都好(即第一、第二胶结面都好)套

管与水泥胶结良好，并且水泥与地层胶结也良好的情况下，声能将会极有效地由套管传到水泥环再传到地层。（如下图）幅度低，随深度有所变化。

套管波弱，为灰白色相见条

带，有时甚至缺失；而地层波较

强，呈现清晰地黑白相见地波状

条带。

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）

幅度较高，这是由于套管外

地层岩性致密引起的。

显示为明显的波纹条带状的

地层波，缺少套管波。

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，记录的地层

波极弱或根本没有，最右边出现

直条带的泥浆直达波。

微环胶结，即水泥和地层胶结

良好，套管和水泥之间存在微小空隙。但能封住液体运移，只有气体能通过。（如下图）

幅度较高(相当于胶结中

等)。

显示出套管波，地层波也较

明显。

局部胶结，即套管、水泥、地

层相互之间只有一部分胶结，而一部分没有胶结，在实际测井中常常遇到。（如下图）

幅度略低于自由套管幅度

值，即幅度值较高，且不稳定。

套管波比自由套管时显示的

弱，能显示出一些地层波信息。

套管与水泥胶结不好，水泥与地层胶结好。即第一胶结面胶结差，第二交接面胶结好。这种情况目前在测井资料上还很那难解释分析清

楚，因第一胶结面不好，大部分声能留在套管中，直接传到接收器，投射到地层的很少，这就给测井资料认识带来困难。实际中以为套管与水泥胶结不好，就已直接造成上下段串通。（如下图）幅度为高值。

出现明显的套管波，而地层

波呈现出较难辨认的现象。