固井质量测井解释评价技术

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,LOGO,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,固井质量测井解释评价技术,1.,水泥返高、水泥塞长度和人工井底的规定,1),油气层固井，设计水泥返高应超过油气层顶界,150,米，实际封过油气层顶部不少于,50,米。其中要,求合格的水泥环段，对于浅于,2000,米的井不少于,10,米，深于,2000,米的井不少于,20,米。,2),为了保证套管鞋封固质量，油层套管采用双塞固井时，阻流环距套管鞋长度不少于,10,米，技术套管（或先期完成井）一般为,20,米，套管鞋位置应尽量靠近井底。,注水泥的质量要求,2.,水泥环质量鉴定,目前我国水泥环质量鉴定一般以,声幅测井（,CBL,，也称水泥胶结测井）为准,。声幅相对值在,15%,（油田现场有的也采用,10%,）以内为优等，,30%,为合格；声幅超过,30%,的井段则视为水泥封固不合格。声幅测井一般在注水泥后,24,小时到,48,小时内进行，但对特殊井（如尾管固井、采用缓凝水泥固井等）声幅测井时间可依具体情况而定。现在，,变密度测井（,VDL,）,也在逐渐普及。,1.,井温测井,水泥的水化反应是一放热反应，其凝结过程中所放出的热量通过套管传给套管内流体，可使井内温度上升一定数值，如,6,22,。而环空中没有水泥的井段，井内温度为正常温度。利用这一特性，可以测定水泥浆在环空中的返高位置（即水泥顶部深度）。,水泥环质量检测和评价,井温测井示意图图,2.,声幅测井（水泥胶结测井）,声幅测井是根据声学原理所进行的测井。在井下，从测井仪声波发射器发出声波，声波向四周以近似球形的波阵面发散，通过不同的介质和路线后传播到接收器。最先到达接收器的是沿着套管传播的滑行波（叫套管波）所产生的折射波（图,7-19,），其次是传到地层后又传播回来的地层波，尽管在钻井液内声波的传播距离最短，但由于在钻井液内声速相对较低，所以钻井液波（泥浆波）到达最迟。声幅测井记录的是最先到达的套管波的首波幅度。,2.,声幅测井（水泥胶结测井）,套管波,在传播过程中要向套管内和环形空间散失能量，既声幅要衰减（降低）,。,套管波的衰减程度和套管内外介质性质及其分布有关。,因为管内钻井液的分布及性质是不变的，因此向管内散失的能量为恒定值。在此基础上的套管波的衰减程度就将取决于管外水泥与套管的胶结情况,。,实验证明，在其它条件不变的情况下，套管首波幅度的对数与套管周围水泥未胶结部分所占套管周长的百分数之间存在线性关系，即与套管胶结的水泥越多，所接收的声幅越小，,而当管外全为钻井液时，所接收的声幅最大。,2.,声幅测井（水泥胶结测井）,由测量线路把所接收的声幅大小转变成与之成比例的电压大小，加以记录。,沿井深由下而上进行测试，就可得到一条沿井深反映水泥与套管胶结情况的声幅测井曲线。,应用声幅测井曲线检测水泥环质量是通过相对幅度进行的（以环空内全为钻井液的自由套管段的声幅值为基准）。,相对幅度目的段声幅曲线幅度自由套管段声幅曲线幅度,100%,。,二、水泥环质量检测和评价,井段,B,的相对声幅大于,30%,，为不合格井段,图,7-20,声幅测井曲线示意图,图,7-19,声幅测井示意图,1,电缆,2,发射器,3,接收器,4,套管,5,水泥环,6,地层,3.,声波变密度测井,声幅测井测量记录的是套管首波幅度。,声波变密度测井（,VDL,，简称变密度测井）是用接收器将套管波、地层波等,声波幅度按到达时间先后全部测量记录，再用一定的方法显示，以评价水泥环质量的测井方法。,当进行变密度测井时，同时进行声幅测井。,变密度测井因为能够测量记录地层波，因此能够反映出水泥与地层（俗称第二界面）的胶结情况。将变密度测井结果与声幅测井结果对比分析，可以更全面地评价水泥环质量。,图,7-21,水泥胶结,变密度测井示意图,1,电缆,2,发射器,3,CBL,接收器,4,VDL,接收器,5,套管,6,水泥环,7,地层,变密度,SBT,水泥密度,固井质量评价方法,测井方法简介,声波变密度测井原理,扶正器,发射探头,接收探头,1,接收探头,2,扶正器,变密度测井,套管波,地层波,泥浆波,自由套管,差胶结,部分胶结,一界面胶结好、二界面胶结中等,完全胶结,扶正器,GR,密度探头,厚度探头,伽马源,扶正器,核测井原理,辽河测井公司,Liaohe Wireline Service,中国石油,120,175,150,小直径,水泥密度测井,分区水泥胶结测井仪器采用分别装在,6,个滑板上的,12,个高频定向换能器声系，从纵向和横向（沿套管圆周）两个方向，将套管周围划分成六个区域定向测量，从而直观显示水泥环的胶结情况。该仪器克服了原来,CBL,及,VDL,测量井周平均贡献信号不能区分低强度水泥但固结良好及高强度水泥但有窜槽等情况的弱点。仪器还提供了,6,个定向补偿衰减测量，由套管周边的水泥胶结图像可以识别出小到,15,宽的窜槽，并可以得到窜槽的长度，有效地克服了普通,CBL,及,VDL,仪器测量资料所反映的多解性。,SBT,六臂纵向展开图,SBT,测井原理,60,o,SBT,六臂横向截面图,水泥胶结较好图像特征,水泥胶结质量较差图像特征,自由套管图像特征,水泥窜槽图像特征,声波,优点：,评价一、二界面；,价格低，在生产上广泛使用。,缺点：,各种仪器性能不一；,解释标准不统一；,数据格式不统一。,密度,优点：,检测管外充填介质的密度、套管壁厚度、偏心及确定微间隙。,缺点：,没有源程序，,DOS,程序界面，操作繁琐，处理井段长时就出故障，效率低下。,SBT,优点：,准确评价一界面的胶结状况。,缺点：,不能对二界面给出评价结果。,井孔声压表达式及,合成波形的计算,基于,wigner-ville,分布,(WVD),的时频特征分析,套管波频率与,水泥胶结关系实验,理论与实验基础,固井质量评价系统简介,一界面胶结指数及套管波衰减的计算,环空水泥充填量的表达与计算,地层信号的检测与二界面胶结指数的表达,模型系数的熵,环空水泥充填量,评价参数及胶结分级标准,变密度解释方法研究,一界面的胶结指数为：,FD,=(,AMx,-,AM,)/(,AMx,-,AMn,),；,二界面胶结指数为：,SD,=(,COR-CORmn,)/(,CORmx-CORmn,),；,环空水泥充填率,(,声充填率,),为：,FL,= (,SHN-SHNmn,)/(,SHNmx-SHNmn,),。,通过大量的模型井和实际井计算观察，当上述胶结指数计算合理时水泥胶结分级标准可给定如下：,而介于,0.7,0.9,之间可认为胶结中等。值得指出，若胶结分级为好，且分隔段较长时，可以认为是不易窜槽层段，层间窜漏的概率很小，但胶结中等不能肯定是否窜漏，而胶结差窜漏的概率则非常大。,评价参数及胶结分级标准,胶结好,一界面指数,FD 0.9,二界面指数,SD 0.9,声充填率,FL 0.9,胶结差,一界面指数,FD 0.7,二界面指数,SD 0.7,声充填率,FL 0.7,水泥密度响应关系,套管厚度计算,评价参数及分级标准,核密度测井固井质量评价方法,核密度测井固井质量评价方法研究,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,b,的基本关系是,:,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。即便如此，实验和数值模拟结果均显示这种关系仍服从上述基本关系。,水泥密度响应关系,c,为系数。,套管厚度测量对工程上有较大意义，同时它是计算水泥密度的不可缺少的信息。,套管厚度计算通常采用图板关系。由于国内没有多个套管厚度的井，无法建立该关系。通过大量的文献调查，我们获得了俄罗斯的套管厚度计算图板相关文献。它是针对俄罗斯国内,146mm,和,168mm,两种外径套管。但我国常用的是,139.7mm,和,177.8mm,的外径套,管。现有引进的俄罗斯软件只好采用俄,罗斯的套管尺寸，但通过改变标准计数,率来达到计算厚度的目的。,为了改变这种状况，本项研究中我,们重新计算了适合我国国内套管尺寸的,套管厚度图板。计算方法是从俄罗斯图,板关系插值外推，然后采用多项式拟和,重建得到这两种套管尺寸图板。,套管厚度计算,俄罗斯核密度测井评价固井质量的本质是通过计算套管外环空充填介质的密度，来确定管外水泥充填的程度。由此，相应于声波水泥充填率，我们提出一个核充填率参数,HL,：,评价参数及分级标准,通过充填率可评价管外是否存在缺陷以及缺陷的大小。鉴于此，本项研究中综合评价的分级采用充填率进行。仅有声测井时，采用声充填率，仅有核测井时采用核充填率，对于声核的组合测井，采用综合评价方法。具体处理方法如下：,声测井与核测井固井质量的综合评价,声、核充填率分级均为优,综合评价优。,仅核充填率分级为优,综合评价优，此时界面存在微间隙,仅声充填率分级为优,综合评价优,系统特色,安装方便,升级方便,实现了野外数据的自动解编与无缝连接,绘图模板的自动装入与成果输出模板的多样性,方便灵活的图形交互功能,数据解编模块,结果输出模块,数据处理模块,Cycle name,CES 3.0,套管井水泥胶结质量评价系统,3,英尺声幅计算、,5,英尺套管波分析,地层波分析、套管厚度、水泥密度、,结果标准化、胶结分级,软件界面,1,、适用于,PC,和,SUN,工作站的工作平台。,2,、能够根据国内外常用的各种固井质量检测声测井仪器资料（如：,新乡、,521,、西安的声幅,/,变密度仪器、,MAK-2,声波、,SBT,等）,评价固井质量，相对于国内外同类解释软件增加了,计算一、二胶结指数、声波水泥充填率、水泥密度充填率、判别一、二界面结论和综合结论描述等功能,。,3,、,能对现有,4,种型号的伽马密度测井仪器的测井资料进行解释处理，,具有独创的、适用于中国国情的解释公式及解释图板。,4,、声核综合解释理,可以解决,微间隙、判别沟槽,等工程技术难题，弥补了单一类型方法各自的缺陷，在国内测井同行业中具有独特的技术优势。,新软件计算结果 俄罗斯软件计算结果对比,应用实例,一号井模拟井,俄罗斯牛,X,井,SGDT-CBL/VDL,评价和胶结分级结果,(,噪声消除,),SBT,图象正确反映一界面胶结情况,锦,X,井,SBT,解释成果图（中等胶结）,锦,X,井,SBT,解释成果图（窜槽）,DX,井,SGDT-CBL/VDL,评价和胶结分级结果,(,微间隙,),深度,3,DX,井,SGDT-CBL/VDL,评价和胶结分级结果,(,水泥缺失,),深,度,3,钻塞前,钻塞后,钻水泥塞对固井质量的影响,变密度与水泥密度资料反映一致,变密度与水泥密度资料反映一致,平均密度,1.89,g/cm,3,现场根据该结论直接射开,78,、,80,、,81(,顶,3m),、,86,和,90,层，此,5,层合采，用,6mm,油咀，日产油,24.8 m,3,、气,4589 m,3,、无水。,判断微间隙,混浆带变化过程,9.19,8.1,10.36,10.36,检测下错的套管程序及位置,检查固井质量,评价两个界面的胶结情况,确定套管接箍位置,测量地层放射性强度进行地层对比,确定水泥返高及混浆带位置,可以评价高速地层固井质量,确定管外工具位置,确定套管程序及管外扶正器位置,测量环空充填介质密度及套管偏心率,测量套管壁厚度,区分水泥环的微间隙与水泥量缺失,确定管外水泥充填情况,