1、固井質(zhì)量測井原理及解釋應(yīng)用,華東石油局測井公司解釋中心 二零一零年三月,固井質(zhì)量測井原理及解釋應(yīng)用,匯報提綱 一、CBL-VDL測井原理 二、CBL-VDL測井資料的解釋 三、CBL-VDL測井資料應(yīng)用效果分析,固井質(zhì)量測井原理及解釋應(yīng)用,固井質(zhì)量評價的重要性,固井質(zhì)量的檢查主要是水泥環(huán)膠結(jié)質(zhì)量的檢查，即檢查套管與水泥環(huán)（第一界面）、水泥環(huán)與地層（第二界面）的膠結(jié)情況。過去我們對固井質(zhì)量好壞的判斷往往只強調(diào)水泥和套管之間的膠結(jié)程度（第一界面），而忽視了水泥和地層之間的膠結(jié)程度（第二界面）。無論是第一界面還是第二界面水泥膠結(jié)質(zhì)量不好都很容易引起水層的上、下竄槽，給油井的試油、投產(chǎn)等工作會帶來很大

2、的麻煩，因此評價固井質(zhì)量是一項重要的工作。另外準(zhǔn)確掌握油氣水井固井質(zhì)量狀況，可以優(yōu)化新井投產(chǎn)與老井增產(chǎn)增注措施，提高固井質(zhì)量，延長油氣水井使用壽命，對油田勘探開發(fā)有重要作用。 幾十年來，人們開發(fā)研制了諸如聲幅測井儀（CBL）、變密度測井儀（VDL）、超聲脈沖反射法測井儀，貼井壁分扇形區(qū)水泥膠結(jié)評價測井儀等多種用于固井質(zhì)量評價的測井儀器。目前國內(nèi)的固井質(zhì)量的測井評價方法主要是聲波測井中的聲幅變密度測井（CBL/VDL），水泥膠結(jié)測井（SBT）。,CBL-VDL測井原理,CBL-VDL測井技術(shù)采用單發(fā)雙收聲系，測井時，聲源發(fā)出的聲脈沖在井內(nèi)各個方向傳播，當(dāng)聲波傳播到兩種介質(zhì)的交界面時會發(fā)生聲波的反

3、射和折射。反射波和折射波的能量取決于界面處兩種介質(zhì)的聲阻抗，若管外水泥環(huán)膠結(jié)好，則其密度大和聲速高，波阻抗高，它與套管波阻抗差別變小，反射系數(shù)小，聲幅很低；反之，若水泥膠結(jié)不好，混有泥漿或空氣，反射系數(shù)增大，聲幅變高，膠結(jié)質(zhì)量愈差聲幅愈高。 測量兩個參數(shù)，一個是前面提到的聲幅（套管滑行波首波幅度），另一個是套管、水泥環(huán)、地層、流體等波列即全波列，經(jīng)灰度處理后稱作聲波變密度，這就是油田常用的簡稱為聲幅變密度的測井技術(shù)。由于變密度測井的引入和CBL測井解釋的改進，使固井質(zhì)量評價測井解釋從僅僅評價界面，發(fā)展到可評價界面，同時對測井質(zhì)量的控制、資料解釋的符合率都得到了相應(yīng)的提高。,固井質(zhì)量測井原理及解

4、釋應(yīng)用,聲波發(fā)射器發(fā)射聲脈沖，5英尺源距接收器接收聲波全波列（套管波、地層波、泥漿）；電子線路把信號轉(zhuǎn)換為與其幅度成正比的電信號，經(jīng)電纜傳至地面；電信號在顯像管上被調(diào)制為光點亮度，根據(jù)其波幅大小在測井圖上顯示成黑白相間的條帶，成為變密度資料；測井圖黑（灰）白相間的條帶，以其顏色的深淺表示接收到信號的強弱，通過對全波列分析，確定套管與水泥環(huán)、水泥環(huán)與地層的膠結(jié)質(zhì)量，原理見圖。,CBL-VDL測井原理,固井質(zhì)量測井原理及解釋應(yīng)用,CBL-VDL測井各種波的成份及特點,套管井中與變密度測井相關(guān)的主要有四種波，傳播路徑見圖，這四種波分別是套管波、水泥環(huán)波、地層波、泥漿波，各自成份及特點如下：,a、套管

5、波。分為套管滑行波（還可以細(xì)化為滑行縱波、滑行橫波）、套管水泥界面一次反射波、多次反射波。其中多次反射波經(jīng)多次放射后到達(dá)接收器時能量已經(jīng)很弱，可以忽略不計，而一次反射波和套管滑行波只差0.2s，從變密度測井的角度可以認(rèn)為是同時到達(dá)的。這兩種波的聲強與套管水泥環(huán)的膠結(jié)好壞直接相關(guān)，膠結(jié)越好，聲強越差。,固井質(zhì)量測井原理及解釋應(yīng)用,固井質(zhì)量測井原理及解釋應(yīng)用,CBL-VDL測井各種波的成份及特點,b、水泥環(huán)波。在波列上緊隨套管波出現(xiàn)，當(dāng)由于水泥環(huán)中存在微裂隙或膠結(jié)不致密，水泥環(huán)波衰減很快，而且水泥環(huán)波和套管波有相位差，容易發(fā)生干涉后被掩蓋，識別相當(dāng)困難，一般可以忽略不計。,固井質(zhì)量測井原理及解釋應(yīng)

6、用,CBL-VDL測井各種波的成份及特點,c、地層波。在水泥波之后出現(xiàn)，是沿井壁傳播的滑行波，也分為滑行縱波和滑行橫波，首先到達(dá)的是滑行縱波，縱波到達(dá)1.51.8倍時間范圍內(nèi)可以找到橫波。只有水泥環(huán)與套管、地層都膠結(jié)良好的情況下才能出現(xiàn)較強的地層波，任一界面膠結(jié)不好，中間都會出現(xiàn)聲耦合較差的環(huán)形流體層，造成很大的聲阻抗，穿透流體層的聲波很少，進入地層的就更少，造成地層波很弱。,d、泥漿波。沿泥漿傳播，在波列中最后到達(dá)，特點是到達(dá)儀器的時間不變，當(dāng)?shù)貙訛榈退俚貙訒r常疊加在地層波上。,CBL-VDL測井各種波的成份及特點,固井質(zhì)量測井原理及解釋應(yīng)用,固井質(zhì)量測井原理及解釋應(yīng)用,匯報提綱 一、CBL

7、-VDL測井原理 二、CBL-VDL測井資料的解釋 三、CBL-VDL測井資料應(yīng)用效果分析,刻度標(biāo)準(zhǔn)： CBL測井資料固井質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)： 膠結(jié)良好相對幅度小于20%； 膠結(jié)中等相對幅度2030%； 膠結(jié)差-相對幅度大于30%。 （候凝時間48-72小時） 候凝時間超過72小時解釋標(biāo)準(zhǔn)提高。 相對幅度=A/A0*100 A:目的層段的套管波首波幅度值，MV A0:自由套管段套管首波幅度值，MV,CBL測井定量解釋標(biāo)準(zhǔn),固井質(zhì)量測井原理及解釋應(yīng)用,變密度資料與聲幅測井相比，優(yōu)勢在于可以直觀地反映套管水泥環(huán)、水泥環(huán)地層（即第一、第二界面）的膠結(jié)情況，劣勢在于難以進行精確定量分析。如果二者結(jié)合，可以更

8、好的識別井周水泥膠結(jié)情況。下表是對不同膠結(jié)情況下聲幅、變密度資料可能的測井響應(yīng)特征進行的分析。固井質(zhì)量檢查圖上增加VDL波形后，使用者借助變密度資料可以更直觀地對水泥膠結(jié)情況進行定性評價。,VDL測井資料的應(yīng)用定性分析解釋,固井質(zhì)量測井原理及解釋應(yīng)用,聲幅-變密度測井響應(yīng)特征,固井質(zhì)量測井原理及解釋應(yīng)用,固井質(zhì)量測井原理及解釋應(yīng)用,固井質(zhì)量測井原理及解釋應(yīng)用,除了上面歸納的6種膠結(jié)情況外，理論和實際上還存在第一膠結(jié)面膠結(jié)差，第二交接面膠結(jié)好的情況。這種情況在目前的測井資料上還難以識別，因為如果第一膠結(jié)面不好，套管與水泥環(huán)中間會存在環(huán)狀流體層，聲耦合較差，聲波很少能進入水泥環(huán)，進入地層的就更少，

9、地層波會很弱，較難辨認(rèn)，而大部分沿套管傳播的聲能會使套管波很強，尤其是連續(xù)的后繼波會疊加到地層波上，使其更加難以識別，這就給測井資料的解釋工作帶來很大的困難。但是從另一個角度講，只要套管與水泥膠結(jié)不好，就已經(jīng)直接造成上下段串槽，無論第二界面膠結(jié)是否良好都不會改變該井段整體膠結(jié)情況差的結(jié)論。,固井質(zhì)量測井原理及解釋應(yīng)用,固井質(zhì)量測井原理及解釋應(yīng)用,聲幅-變密度測井響應(yīng)特征圖,固井質(zhì)量測井原理及解釋應(yīng)用,匯報提綱 一、CBL-VDL測井原理 二、CBL-VDL測井資料的解釋 三、CBL-VDL測井資料應(yīng)用效果分析,固井質(zhì)量測井資料應(yīng)用效果分析,聲幅-變密度測井已經(jīng)在華東分公司各個油田得到廣泛的應(yīng)用

10、，VDL測井資料所包含豐富的信息量使得我們可以更直觀、準(zhǔn)確地對水泥膠結(jié)情況（包括第一、二界面）進行定性評價。下面我們有針對性的選擇已經(jīng)投產(chǎn)的幾口井對聲幅-變密度測井資料的實際應(yīng)用效果做簡單的分析。,固井質(zhì)量測井原理及解釋應(yīng)用,1.主要油層段第一、二膠結(jié)面固井質(zhì)量都好：,測試情況： 該井射開第32、33層（差油層、油層）后，日產(chǎn)油21.86噸，基本不含水，與測井解釋結(jié)論相符。從測試結(jié)果來看產(chǎn)油情況基本沒有受底水或者邊水的影響，說明良好的固井質(zhì)量對油層段上下地層的封隔作用明顯。,由圖可以看出陶6B井主要油層段(第3236層)聲幅曲線數(shù)值均低于膠結(jié)好的門坎值，反映第一膠結(jié)面固井質(zhì)量好；變密度曲線顯示

11、地層波波形清楚且連續(xù)完整，反映第二膠結(jié)面固井質(zhì)量好。而且砂體上、下部泥巖段水泥膠結(jié)也良好，封隔效果明顯。,固井質(zhì)量測井原理及解釋應(yīng)用,2.主要油層段第二膠結(jié)面固井質(zhì)量中等或差:,由圖可以看出陶7井主要油層段(第28層)下部發(fā)育一大套水層，因此固井質(zhì)量的好壞直接影響到油層的開采情況，而從聲幅、變密度曲線可以看出該套砂體固井質(zhì)量有較大的差別。從圖中我們可以看出聲幅和變密度曲線具有較好的相關(guān)性：聲幅曲線低幅度處對應(yīng)的套管波微弱；而聲幅較高處對應(yīng)的套管波清晰。第2、3、7、8、11、12以及第13層部分地層聲幅曲線幅度較低，且較為平直，反映這些地層第一膠結(jié)面固井質(zhì)量好，而變密度曲線反映套管波很強，為平

12、行的黑白相間的直條帶，地層波微弱甚至沒有，因此可以定性判斷整個砂體第二界面膠結(jié)情況都很差，這樣在射開上部的油層時底水很容易通過第一、二界面水泥膠結(jié)不好形成的通道上竄，直接影響到油層的開采。,測試情況： 該井射開第2、3、4層，日產(chǎn)水46噸，無油，進行封堵后再次射開第4層，日產(chǎn)油10.74噸，無水，與測井解釋結(jié)論相符。從兩次測試結(jié)果分析第一次測試出的水是底水上竄所致。,固井質(zhì)量測井原理及解釋應(yīng)用,圖所示是草26井主要油層段固井質(zhì)量檢查圖，從圖中我們可以看出第一膠結(jié)面固井質(zhì)量級別在中等好，而第4層及第5層上部的第二界面膠結(jié)中等、第5層下部及第6、7層膠結(jié)差，因此主要油層第4、5層（油層、油水同層）

13、和其下部的第7層(含油水層)之間沒有形成良好的水泥封隔段，底水很容易通過第二界面膠結(jié)不好形成的孔隙通道上竄 。,測試情況： 對第4、5層分別進行了測試。射開第4層，日產(chǎn)油0.28噸，水27.8噸；射開第5層，日產(chǎn)油0.21噸，水20.91噸。進行封堵后再次射開第4層，日產(chǎn)油9.68噸，水0.18噸，與測井解釋結(jié)論相符，從兩次測試結(jié)果分析，第一次測試出水是因為第二界面膠結(jié)不好底水上竄所致，經(jīng)封堵后使得油層和水層之間形成了較好的封隔段。,固井質(zhì)量測井原理及解釋應(yīng)用,通過以上幾口井的實例分析，我們可以看出雖然這幾口井的第一界面水泥膠結(jié)都良好，但是第二界面膠結(jié)程度的好壞也將直接影響到油層的開采，特別是對于底水活躍的油層影響更大，因此我們應(yīng)該越來越重視VDL測井的作用，通過CBL和VDL測井曲線相結(jié)合使得我們可以更直觀、準(zhǔn)確的定性判斷套管和水泥以及水泥與地層之間的膠結(jié)程度，為油井的后期開采方案提供一個準(zhǔn)確、可靠的依據(jù)。,固井質(zhì)量測井原理及解釋應(yīng)用,結(jié)束語,雖然VDL對水泥膠結(jié)程度不能做定量的解釋，但是我們可以依據(jù)其包含的各種波形對地層或者水泥膠結(jié)程度做準(zhǔn)確的定性分析和評價。目前對VDL測井資料的利用率還比較低，一般僅局限在對水泥膠結(jié)（第一、二界面）情況做定