一、前言

固井質量評價的準確性對勘探、開發(fā)以及后期的油氣開采、作業(yè)施工中規(guī)避風險都有著決定性的作用。利用變密度和水泥密度綜合解釋方法可以有效的解決區(qū)分微間隙與水泥缺失、判斷水泥單方向變化情況等技術難題。通過在實際的油田勘探與開發(fā)過程中的應用，取得了較好的應用效果。二、變密度和水泥密度綜合解釋我公司在引進俄羅斯的變密度和水泥密度測井儀后發(fā)現，原版解釋軟件的解釋模型和參數不適用國內應用情況?！短坠芫嗄z結質量評價系統(tǒng)》套管外徑不適合國內情況，沒有國內常用套管的解釋圖版或模型；解釋方法單一，不能對變密度和水泥密度綜合解釋。

變密度和水泥密度綜合解釋是建立在以波動理論、蒙特卡羅數值模擬和相應的實驗及模型井模擬結論之上。

該系統(tǒng)實現了一、二界面膠結膠結指數，環(huán)空水泥充填率的定量計算(包括聲和核兩部分)

，并可以評定一、二界面和綜合評價的解釋結論。二、變密度和水泥密度綜合解釋泥漿套管水泥地層TR1R23英尺2英尺變密度測井原理1、變密度測井固井質量評價方法套管井聲場正演模擬——理論基礎

套管井可看成N層同軸柱狀介質。中心為流體柱，最外為無限固體，中間分別為鋼管和水泥層。

當一、二界面沒有膠結時，鋼管與水泥之間以及水泥與巖石之間可分別等效為一個薄的柱狀流體層。根據相關理論，可得到井孔流體中的聲壓表達式：

縱波速(km/s)

橫波速(km/s)

密度(g/cm3)

井孔流體鋼套管水

泥巖

石

167061002820低速12591低速23048中速4000高速15944高速26248--33501730152418292347320038281.27.81.922.02.02.162.32.42010004050506095950.010003050506069691、變密度測井固井質量評價方法1、變密度測井固井質量評價方法A一界面膠結指數計算B二界面膠結指數計算C聲波水泥充填率計算

在一界面未膠結時，波形能量主要集中在套管波成分上，巖性對波形沒有影響。但是隨著膠結程度的不同，套管波幅度亦不同。因此，用套管波幅度來表達一界面膠結指數，進而反應不同的膠結程度最為適當，這與多年使用的聲幅測井的依據是相類似的。一界面膠結指數公式：1、變密度測井固井質量評價方法一界面膠結指數

由于實測波形的復雜性，采用小波分解方法能有效的消除方波和噪聲等影響因素。

眾所周知，不同的膠結對應于相應特點的波形，因此，如果取完全膠結波形與未知波形作相關檢測，則可以肯定，只有在未知波形為完全膠結時，相關函數才為最大。研究表明，相關函數的大小直接反映了二界面的膠結狀況。因此，采用相關函數值來表示。二界面膠結指數計算公式為：SD=(COR－CORn)/(CORx－CORn)1、變密度測井固井質量評價方法二界面膠結指數

根據管外存在不同的水泥層厚度或者不同的缺失時，首波波形表現出豐富的變化特征，這些信息直接反映了管外水泥充填量的多少。這啟示我們用AR模型系數熵值與管外水泥充填率建立聯(lián)系，通常熵值在自由套管處有最小值，在完全膠結處有最大值。

聲波水泥充填率計算公式：FL=(SHN－SHNn)/(SHNx－SHNn)1、變密度測井固井質量評價方法聲波水泥充填率評價標準膠結好一界面指數FD＞0.9二界面指數SD＞0.9聲充填率FL＞0.9膠結中等一界面指數09≥FD≥0.7二界面指數09≥SD≥0.7聲充填率09≥FL≥0.7膠結差一界面指數FD＜0.7二界面指數SD＜0.7聲充填率FL＜0.71、變密度測井固井質量評價方法2、水泥密度測井固井質量評價方法水泥密度測井原理GRTLTDEN210mm210mm充填介質平均密度套管壁厚度套管偏心率水泥密度計算的理論和響應關系

水泥密度測井與通常的密度測井相似，利用了物質對伽瑪光子的康普頓散射作用。探測器計數率與探測距離χ和物質密度ρ的基本關系是：

DEN：環(huán)空充填介質密度tk：套管壁厚度ρf：地層密度dc：井徑dk：套管外徑I：探測器平均計數率I0：探測器標準計數率c：響應系數。

此關系可采用實驗測量（標定）方法，也可用核測井中常用的蒙特卡羅數值模擬，關系式為：DEN=f(tk,ρf，dc，dk，I，I0)2、水泥密度測井固井質量評價方法計算套管壁厚度

俄羅斯軟件針對的是146mm和168mm兩種外徑套管。

但我國常用的是139.7mm和177.8mm的外徑套管，為了適用國內使用情況，我們重新計算了適合我國國內套管尺寸的套管厚度圖板。俄羅斯兩種套管厚度計算圖版2、水泥密度測井固井質量評價方法計算套管偏心率2、水泥密度測井固井質量評價方法評價標準核充填率計算公式：HL=(DEN-DENn)/(DENx-DENn)膠結好核充填率HL＞0.9膠結中等09≥HL≥0.7膠結差HL＜0.72、水泥密度測井固井質量評價方法3、變密度和水泥密度測井綜合評價固井質量聲、核充填率分級均為優(yōu)，綜合評價優(yōu)。變密度，固井好水泥密度，固井好一、二界面完全膠結，管外充滿水泥僅核充填率分級為優(yōu)，綜合評價優(yōu)，此時界面存在微間隙。3、變密度和水泥密度測井綜合評價固井質量微間隙井段管外充滿水泥造成水泥密度，固井好，界面上存在的微小縫隙造成變密度，固井差。水泥充填較滿、縫隙較小，在大段的微間隙井段也有油氣封隔能力，固井質量也是優(yōu)。

僅聲充填率分級為優(yōu)，綜合評價優(yōu)。3、變密度和水泥密度測井綜合評價固井質量變密度，固井好水泥密度，固井不好一、二界面膠結好，水泥環(huán)存在低密物質1、識別水泥環(huán)微間隙情況B段為微間隙井段，管外充滿水泥三、應用分析2、識別水泥缺失情況A段固井質量差，管外水泥較少三、應用分析3、判斷水泥變化情況預計分界面為：2800m實測分界面為：3376m三、應用分析對比固井施工情況，有井漏現象，低密度部分水泥漏失，高密度水泥下竄。

4、解決固井水泥侯凝時間對固井質量評價的影響A段自由管；B段固井好；C段微間隙，管外充滿水泥。三、應用分析B段變密度反映固井質量由差變好是由于候凝時間不足造成的，水泥密度曲線完全不受候凝時間和微間隙的影響，真實的反映水泥充填情況。5、試油結論20層日產油26.81t、水2.92t，說明20層沒有與下部26層水層發(fā)生竄槽。三、應用分析6、檢查單方向的水泥量變化情況三、應用分析竄槽結論及建議變密度和水泥密度綜合解釋方法不但繼承了變密度和水泥密度的技術特點，而且可以有效的區(qū)分微間隙和水泥缺失，判斷單方向上的水泥變化等情況。

通過該項技術在油田勘探、開發(fā)過程中的應用，該技術發(fā)揮了重要的作用，并發(fā)現了一些生產和施工上的問題，根據這些問題總結了幾點建議：調整水泥漿配方

在采用了變密度-水泥密度測井方法對一些有問題的井進行復查的時發(fā)現，很多井的水泥漿在規(guī)定的侯凝時間內沒有凝固，造成變密度反映固井質量差，為此，應根據地區(qū)情況調整水泥漿配方，使其在規(guī)定時間內完成凝固過程，并采用變密度-水泥密度測井方法檢查固井質量，減小候凝時間對固井質量的影響。結論及建議測井時泥漿與固井泥漿密度差別不要太大建議在測變密度時，測井和固井的泥漿密度差別太大，容易使管內壓力下降，套管縮徑，在界面形成微間隙，造成變密度不能準確反映固井情況，這種情況只能通過變密度-水泥密度測井方法進行識別。

通過該項技術在油田勘探、開發(fā)過程中的應用，該技術發(fā)揮了重要的作用，并發(fā)現了一些生產和施工上的問題，根據這些問題總結了幾點建議：結論及建議常規(guī)變密度反映不好的井可以用水泥密度復查

變密度測井在有些微間隙井段、水泥缺失井段和水泥未凝固井段等情況下容易誤判，在第一次用變密度檢查固井質量不好的情況下，建議用變密度-水泥密度再次復查固井質量，可以有效的識別井下具體固井情況，減少報廢井的情況發(fā)生。

通過該項技術在油田勘探、開發(fā)過程中的應用，該技術發(fā)揮了重要的作用，并發(fā)現了一些生產和施工上的問題，根據這些