固井質(zhì)量測(cè)井原理及解釋?xiě)?yīng)用

固井質(zhì)量測(cè)井原理及解釋?xiě)?yīng)用第1頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月固井質(zhì)量測(cè)井原理及解釋?xiě)?yīng)用匯報(bào)提綱一、CBL-VDL測(cè)井原理二、CBL-VDL測(cè)井資料的解釋三、CBL-VDL測(cè)井資料應(yīng)用效果分析第2頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月固井質(zhì)量測(cè)井原理及解釋?xiě)?yīng)用固井質(zhì)量評(píng)價(jià)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(guò)去我們對(duì)固井質(zhì)量好壞的判斷往往只強(qiáng)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(wú)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(huì)帶來(lái)很大的麻煩，因此評(píng)價(jià)固井質(zhì)量是一項(xiàng)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(zhǎng)油氣水井使用壽命，對(duì)油田勘探開(kāi)發(fā)有重要作用。幾十年來(lái)，人們開(kāi)發(fā)研制了諸如聲幅測(cè)井儀（CBL）、變密度測(cè)井儀（VDL）、超聲脈沖反射法測(cè)井儀，貼井壁分扇形區(qū)水泥膠結(jié)評(píng)價(jià)測(cè)井儀等多種用于固井質(zhì)量評(píng)價(jià)的測(cè)井儀器。目前國(guó)內(nèi)的固井質(zhì)量的測(cè)井評(píng)價(jià)方法主要是聲波測(cè)井中的聲幅變密度測(cè)井（CBL/VDL），水泥膠結(jié)測(cè)井（SBT）。第3頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月CBL-VDL測(cè)井原理

CBL-VDL測(cè)井技術(shù)采用單發(fā)雙收聲系，測(cè)井時(shí)，聲源發(fā)出的聲脈沖在井內(nèi)各個(gè)方向傳播，當(dāng)聲波傳播到兩種介質(zhì)的交界面時(shí)會(huì)發(fā)生聲波的反射和折射。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(cè)量?jī)蓚€(gè)參數(shù)，一個(gè)是前面提到的聲幅（套管滑行波首波幅度），另一個(gè)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(jiǎn)稱為聲幅變密度的測(cè)井技術(shù)。由于變密度測(cè)井的引入和CBL測(cè)井解釋的改進(jìn)，使固井質(zhì)量評(píng)價(jià)測(cè)井解釋從僅僅評(píng)價(jià)Ⅰ界面，發(fā)展到可評(píng)價(jià)Ⅱ界面，同時(shí)對(duì)測(cè)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(cè)井原理及解釋?xiě)?yīng)用第4頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

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(hào)轉(zhuǎn)換為與其幅度成正比的電信號(hào)，經(jīng)電纜傳至地面；電信號(hào)在顯像管上被調(diào)制為光點(diǎn)亮度，根據(jù)其波幅大小在測(cè)井圖上顯示成黑白相間的條帶，成為變密度資料；測(cè)井圖黑（灰）白相間的條帶，以其顏色的深淺表示接收到信號(hào)的強(qiáng)弱，通過(guò)對(duì)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(jiàn)圖。CBL-VDL測(cè)井原理固井質(zhì)量測(cè)井原理及解釋?xiě)?yīng)用第5頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月CBL-VDL測(cè)井各種波的成份及特點(diǎn)

套管井中與變密度測(cè)井相關(guān)的主要有四種波，傳播路徑見(jiàn)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(diǎn)如下：a、套管波。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(shí)能量已經(jīng)很弱，可以忽略不計(jì)，而一次反射波和套管滑行波只差0.2μs，從變密度測(cè)井的角度可以認(rèn)為是同時(shí)到達(dá)的。這兩種波的聲強(qiáng)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(qiáng)越差。固井質(zhì)量測(cè)井原理及解釋?xiě)?yīng)用第6頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月固井質(zhì)量測(cè)井原理及解釋?xiě)?yīng)用CBL-VDL測(cè)井各種波的成份及特點(diǎn)

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(shí)別相當(dāng)困難，一般可以忽略不計(jì)。第7頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月固井質(zhì)量測(cè)井原理及解釋?xiě)?yīng)用CBL-VDL測(cè)井各種波的成份及特點(diǎn)

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)1.5~1.8倍時(shí)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(qiáng)的地層波，任一界面膠結(jié)不好，中間都會(huì)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(jìn)入地層的就更少，造成地層波很弱。第8頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月d、泥漿波。沿泥漿傳播，在波列中最后到達(dá)，特點(diǎn)是到達(dá)儀器的時(shí)間不變，當(dāng)?shù)貙訛榈退俚貙訒r(shí)常疊加在地層波上。CBL-VDL測(cè)井各種波的成份及特點(diǎn)固井質(zhì)量測(cè)井原理及解釋?xiě)?yīng)用第9頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月固井質(zhì)量測(cè)井原理及解釋?xiě)?yīng)用匯報(bào)提綱一、CBL-VDL測(cè)井原理二、CBL-VDL測(cè)井資料的解釋三、CBL-VDL測(cè)井資料應(yīng)用效果分析第10頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月刻度標(biāo)準(zhǔn)：CBL測(cè)井資料固井質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：膠結(jié)良好—相對(duì)幅度小于20%；膠結(jié)中等—相對(duì)幅度20—30%；膠結(jié)差----相對(duì)幅度大于30%。（候凝時(shí)間48-72小時(shí)）候凝時(shí)間超過(guò)72小時(shí)解釋標(biāo)準(zhǔn)提高。相對(duì)幅度=A/A0*100A:目的層段的套管波首波幅度值，MVA0:自由套管段套管首波幅度值，MVCBL測(cè)井定量解釋標(biāo)準(zhǔn)固井質(zhì)量測(cè)井原理及解釋?xiě)?yīng)用第11頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月變密度資料與聲幅測(cè)井相比，優(yōu)勢(shì)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(shì)在于難以進(jìn)行精確定量分析。如果二者結(jié)合，可以更好的識(shí)別井周水泥膠結(jié)情況。下表是對(duì)不同膠結(jié)情況下聲幅、變密度資料可能的測(cè)井響應(yīng)特征進(jìn)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(duì)水泥膠結(jié)情況進(jìn)行定性評(píng)價(jià)。VDL測(cè)井資料的應(yīng)用定性分析解釋固井質(zhì)量測(cè)井原理及解釋?xiě)?yīng)用第12頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月聲幅-變密度測(cè)井響應(yīng)特征固井質(zhì)量情況聲幅曲線響應(yīng)特征變密度曲線(VDL)響應(yīng)特征1、自由套管，大部分聲能將通過(guò)套管傳到接收器，很少透射到地層中去。（如下圖）幅度高且較穩(wěn)定，可清晰分辯出套管接箍。套管波很強(qiáng)，為平行的黑白相間的直條帶，如波形擺動(dòng)則說(shuō)明儀器居中不佳。地層波沒(méi)有或被完全覆蓋，套管接箍清晰可辯。2、第一、第二膠結(jié)面都很好，聲能有效地由套管傳到水泥環(huán)再傳到地層。（如下圖）低副度，較為平直。套管波弱，甚至缺失；地層波較強(qiáng)，呈現(xiàn)清晰地黑白相間地波狀條帶，可反映聲波時(shí)差曲線相關(guān)性良好。固井質(zhì)量測(cè)井原理及解釋?xiě)?yīng)用第13頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月固井質(zhì)量情況聲幅曲線響應(yīng)特征變密度曲線(VDL)響應(yīng)特征3、快速地層膠結(jié)，即水泥與套管和地層膠結(jié)都好，只是地層波傳播速度快。（如下圖）低副度，較為平直。缺少套管波，地層波傳播快，在快慢速地層界面發(fā)生繞射，形成較弱的人字型條帶狀的地層波，造成二界面膠結(jié)不良的假相。4、套管與水泥膠結(jié)良好，而水泥與地層膠結(jié)不好。(即第一界面膠結(jié)好，第二界面膠結(jié)差)（如下圖）幅度低。套管波微弱或缺失，地層波極弱或根本沒(méi)有，最右邊出現(xiàn)直條帶的泥漿直達(dá)波。固井質(zhì)量測(cè)井原理及解釋?xiě)?yīng)用第14頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月固井質(zhì)量情況聲幅曲線響應(yīng)特征變密度曲線(VDL)響應(yīng)特征5、微環(huán)膠結(jié)，即一界面膠結(jié)良好，套管和水泥之間存在微小空隙。能封住液體運(yùn)移，但氣體能通過(guò)。（如下圖）幅度低到中等幅度。顯示出套管波，地層波也較明顯。6、局部膠結(jié)，即一、二界面層相都只有一部分扇區(qū)膠結(jié)，而一部分沒(méi)有膠結(jié)（如下圖）幅度比自由套管幅度值稍低，且不穩(wěn)定。套管波比自由套管時(shí)顯示的弱，能顯示出一些地層波信息。固井質(zhì)量測(cè)井原理及解釋?xiě)?yīng)用第15頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月除了上面歸納的6種膠結(jié)情況外，理論和實(shí)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(cè)井資料上還難以識(shí)別，因?yàn)槿绻谝荒z結(jié)面不好，套管與水泥環(huán)中間會(huì)存在環(huán)狀流體層，聲耦合較差，聲波很少能進(jìn)入水泥環(huán)，進(jìn)入地層的就更少，地層波會(huì)很弱，較難辨認(rèn)，而大部分沿套管傳播的聲能會(huì)使套管波很強(qiáng)，尤其是連續(xù)的后繼波會(huì)疊加到地層波上，使其更加難以識(shí)別，這就給測(cè)井資料的解釋工作帶來(lái)很大的困難。但是從另一個(gè)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(wú)論第二界面膠結(jié)是否良好都不會(huì)改變?cè)摼握w膠結(jié)情況差的結(jié)論。固井質(zhì)量測(cè)井原理及解釋?xiě)?yīng)用第16頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月固井質(zhì)量測(cè)井原理及解釋?xiě)?yīng)用聲幅-變密度測(cè)井響應(yīng)特征圖第17頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月固井質(zhì)量測(cè)井原理及解釋?xiě)?yīng)用匯報(bào)提綱一、CBL-VDL測(cè)井原理二、CBL-VDL測(cè)井資料的解釋三、CBL-VDL測(cè)井資料應(yīng)用效果分析第18頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月固井質(zhì)量測(cè)井資料應(yīng)用效果分析

聲幅-變密度測(cè)井已經(jīng)在華東分公司各個(gè)油田得到廣泛的應(yīng)用，VDL測(cè)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(duì)水泥膠結(jié)情況（包括第一、二界面）進(jìn)行定性評(píng)價(jià)。下面我們有針對(duì)性的選擇已經(jīng)投產(chǎn)的幾口井對(duì)聲幅-變密度測(cè)井資料的實(shí)際應(yīng)用效果做簡(jiǎn)單的分析。固井質(zhì)量測(cè)井原理及解釋?xiě)?yīng)用第19頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1.主要油層段第一、二膠結(jié)面固井質(zhì)量都好：

測(cè)試情況：該井射開(kāi)第32、33層（差油層、油層）后，日產(chǎn)油21.86噸，基本不含水，與測(cè)井解釋結(jié)論相符。從測(cè)試結(jié)果來(lái)看產(chǎn)油情況基本沒(méi)有受底水或者邊水的影響，說(shuō)明良好的固井質(zhì)量對(duì)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32－36層)聲幅曲線數(shù)值均低于膠結(jié)好的門(mén)坎值，反映第一膠結(jié)面固井質(zhì)量好；變密度曲線顯示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(cè)井原理及解釋?xiě)?yīng)用第20頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月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2－8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(kāi)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(duì)應(yīng)的套管波微弱；而聲幅較高處對(duì)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(qiáng)，為平行的黑白相間的直條帶，地層波微弱甚至沒(méi)有，因此可以定性判斷整個(gè)砂體第二界面膠結(jié)情況都很差，這樣在射開(kāi)上部的油層時(shí)底水很容易通過(guò)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(kāi)采。測(cè)試情況：該井射開(kāi)第2、3、4層，日產(chǎn)水46噸，無(wú)油，進(jìn)行封堵后再次射開(kāi)第4層，日產(chǎn)油10.74噸，無(wú)水，與測(cè)井解釋結(jié)論相符。從兩次測(cè)試結(jié)果分析第一次測(cè)試出的水是底水上竄所致。

固井質(zhì)量測(cè)井原理及解釋?xiě)?yīng)用第21頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月圖所示是草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(jí)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）和其下部的第7層(含油水層)之間沒(méi)有形成良好的水泥封隔段，底水很容易通過(guò)第二界面膠結(jié)不好形成的孔隙通道上竄。測(cè)試情況：對(duì)第4、5層分別進(jìn)行了測(cè)試。射開(kāi)第4層，日產(chǎn)油0.28噸，水27.8噸；射開(kāi)第5層，日產(chǎn)油0.21噸，水20.91噸。進(jìn)行封堵后再次射開(kāi)第4層，日產(chǎn)油9.68噸，水0.18噸，與測(cè)井解釋結(jié)論相符，從兩次測(cè)試結(jié)果分析，第一次測(cè)試出水是因?yàn)榈诙缑婺z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(cè)井原理及解釋?xiě)?yīng)用第22頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月通過(guò)以上幾口井的實(shí)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(kāi)采，特別是對(duì)于底水活躍的油層影響更大，因此我們應(yīng)該越來(lái)越重視VDL測(cè)井的作用，通過(guò)CBL和VDL測(cè)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(kāi)采方案提供一個(gè)準(zhǔn)確、可靠的依據(jù)。固井質(zhì)量測(cè)井原理及解釋?xiě)?yīng)用第23頁(yè)，課件共25頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)束語(yǔ)雖然VDL對(duì)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(duì)地層或者水泥膠結(jié)程度做準(zhǔn)確的定性分析和評(píng)價(jià)。目前對(duì)VDL測(cè)井資料的利用率還比較