1、讲课人：仲艳华,固井质量评价,2009 年 07 月 10 日,讲课内容,概述 固井质量评价技术固井质量评价现状固井质量评价难点对策,声波变密度测井属于生产测井中的工程测井项目，主要用于检测套管与水泥（一界面）、水泥与地层（二界面）的胶结情况，同时，还可以在生产测井的其它方面发挥作用。这里结合江汉油田的情况对该方法作一介绍。,概 述,声波变密度测井 在江汉油田的首次测量始于2000年4月，2001年2月开始全面技术攻关，研制了数据格式转换软件，并引进了测井解释软件。2002年2月全面投入生产。声波变密度测井不仅记录了首波，而且还记录了包括套管波、水泥环波、地层波、泥浆波在内的后续波，信息量非常
2、丰富。,通过对这些波的分析，尤其是对地层波和套管波的分析，可以确定一、二界面的固井质量。同时通过前后两次不同时间测量的变密度资料可以检查诸如压裂效果，判断出砂、串槽层位，分析储集层孔隙结构的变化等等。,讲课内容,概述 固井质量评价技术固井质量评价现状固井质量评价难点对策,1 固井质量评价技术,目前江汉油田固井质量评价以声波变密度（VDL）为主，声幅（CBL）为幅，新引进的声波成像测井仪（CAST-V）只进行了套管井测井模式的试验。从全面投产到目前，先后测量、解释了上千井次，资料质量均较好。,1.1 CBL测井评价目前江汉油田只有少数井的固井质量评价仍采用CBL测井。CBL测井评价仍沿用老标准：
3、相对声幅值小于15%定为优质，在15%和30%之间定为合格，大于30%定为不合格。CBL测井还不能完全真实地评价固井质量，特别是第二界面的水泥胶结质量。,CBL固井质量评价,CBL测井评价已跟不上国际标准。在国外，固井工艺、固井装备等方面发展很快，但测井评价固井质量合格率只有80%左右；而我国的固井工艺技术、固井工具、固井装备等方面相对落后，但测井评价固井质量合格率已达到99%以上。落后的固井手段与优良的测井结果，这是矛盾的。,1.2 VDL测井评价VDL可以定性评价第一界面、第二界面的水泥胶结情况。目前的声波变密度图多采用调辉记录，即以颜色深浅变化反映声波能量（幅度）的变化，能量强的声信号用
4、深色表示，能量弱的声信号用相对浅的颜色表示。在套管井中，套管与水泥环、水泥环与地层间胶结状况变化会引起声波波形变化，通过对声波波形特征分析，可以判别水泥胶结情况。,自由套管：因套管与地层间无水泥胶结，大部分声能不能耦合到地层中去，主要沿套管传播，故套管波很强，地层波很弱或完全没有。变密度图上自由套管波的相线几乎为平行的直线。完全胶结：当套管与水泥环、水泥环与地层间完全胶结良好时，由于声耦合好，声波能量大部分进入地层中，地层波变得明显。变密度图上表现为套管波弱甚至消失，地层波清晰，且波形变化能反映地层变化。,仅一界面完全胶结：由于水泥环与套管间声耦合好，大部分能量进入水泥环，套管波变得很弱，传到
5、水泥环中的声波能量由于水泥与地层声耦合差，进入地层的声波能量是很微小的，大部分在水泥环中衰减掉了。声波变密度图上表现为套管波和地层波都很弱甚至没有。,一、二界面均部分胶结：声波能量一部分进入地层，一部分沿套管传播，在变密度图上表现为存在部分套管波和不明显的地层波，往往套管波首波缺失或相线颜色较浅，不明显的地层波与较弱的套管波叠加在一起，所以在地层波时间段，相线颜色仍较深。,一界面未胶结：当套管与水泥环间存在微间隙时，随着间隙宽度增大，套管波幅度增大，当间隙宽度超过10mm时，套管波幅度变化很小，相当于自由套管的情形。而且由于介质对声波的衰减，噪声等不利影响相应增加，并不利于固井质量检测。综上所
6、述，几种典型胶结情况的波形图和波形幅度特征分别见图1、表1。,图1 几种典型胶结情况的波形图,表1 几种典型胶结情况的波形幅度特征,CAST-V采用旋转式超声换能器，对井眼周围进行扫描，并记录回波波形信号。水泥声阻抗的变化引起回波幅度的变化，将测量的回波幅度按井眼360 方位显示成图像，可以提供具有方位分辨能力的测量结果，因而能准确评价各方位上的水泥胶结质量。水泥胶结成像图（见图2）用不同颜色对套管外的胶结情况进行评价，分析出套管外物质的性质及含量，一般深颜色代表胶结良好，颜色变浅代表胶结质量变差。 CAST-V还可用于低密度水泥胶结评价。,1.3 CAST-V测井评价,图2 CAST-V水泥
7、胶结评价成像图,讲课内容,概述 固井质量评价技术固井质量评价现状固井质量评价难点对策,目前江汉油田仍采用中国石油天然气总公司1990年建议的固井质量声幅评价标准，对一界面进行固井质量评价。评价标准：相对声幅15%，固井质量为“优”；相对声幅=15%30%，固井质量为“合格”；相对声幅30%，固井质量为“不合格”。 对二界面，主要根据变密度图上地层波的强、弱并结合完井声波曲线，进行人工定性解释，综合评价二界面的固井质量，评价标准分优、合格、差三种。,2 固井质量评价现状,江汉油田常用油层套管为5/5，但在一些特殊井，存在大、小套管，以及根据后期开采需要，需要把水泥返到地面无自套管现象。对这三种特
8、殊井，由于声波首波到时的差异，固井评价不能采用常规井固井评价首波到时解释，应先将CBL/VDL测井仪器在与目的层同尺寸的自由套管井段进行刻度，确保不同外径的套管的自由套管声幅值必须符合该仪器规定的理论值。见图3、图4、图5。现采用的固井评价标准基本能对固井质量做出正确评价，变密度资料能有效指导射孔层位。,图3 大套管固井质量评价图,图4 小套管固井质量评价图,图5 水泥返到地面固井质量评价图,讲课内容,概述 固井质量评价技术固井质量评价现状固井质量评价难点对策,3.1快速地层水泥胶结评价对于快速地层，固井声幅资料显示为水泥胶结质量差，声波变密度图上有较强的地层波信号，显示水泥胶结质量良好。认为
9、CBL测井不适于快速地层的固井质量评价，VDL评价以人工识别为主、对快速地层的固井质量可作定性评价。评价依照新标，当声幅测井与声波测井有相关性时评价为合格。VDL显示套管波很弱地层波清晰时评价为优。,3、固井质量评价难点,建南快速地层固井质量评价图,建431井裸眼段声波变密度对比图,新上段快速地层固井质量评价图,3.2 声幅与自然伽马曲线同步起伏2002年至今，多次出现声幅曲线同自然伽马曲线同步起伏现象，虽然套管波很强，反映一界面固井质量中等到差，但同时地层波信号也非常清晰，最初将此类井的二界面固井质量评价为水泥胶结中等至差。但这类井射孔采油后，大多数井未出现层间窜槽，试油结果证实水泥胶结良好
10、。分析认为这种情况可能与地层的孔渗性能有关、也可能是套管及井壁上附有油膜引起。目前对这类井的固井质量评价，主要依据新标准：当声幅曲线与与GR、SP等（不能包括井径）具有镜相相关，可评价为合格。,图3 H32X-6井固井质量评价图,3.3 水平井水平段水泥胶结评价SH-平2井是松滋油田的一口水平井，该井水平段4047.24-4175.86m采用筛管完井，但水平段变密度曲线显示套管波和套管节箍清晰，这与实际情况非常矛盾。因为首次出现这种现象，仅对筛管段一界面进行了固井质量评价，二界面未进行固井质量评价。后水平段射孔求产，日产油20多吨。,SH-平2固井质量评价图,3.4 裂缝层水泥胶结评价马50斜
11、-1-7在1油组1690.8-1692.0m解释1.2m的裂缝油层。该井段井径扩径，声波时差变大，在钻井过程中出现过井涌现象。在变密度曲线上，固井声幅资料显示为水泥胶结质量好，声波变密度图上基本已无地层波信号，显示水泥胶结质量差。后射开此层，日出水20多方，无油。,马50斜-1-7井固井质量评价图,3.5 水泥浆超缓凝在固井质量评价中出现水泥浆超缓凝现象。L1X7-9井固井候凝近三十小时后声幅测井资料显示为水泥胶结质量差，时隔一天再测井固井质量仍评价为差，导致采油厂认为固井质量不合格而不接井。在停等一个月后第三次声幅资料测井显示为水泥胶结质量良好，为证实该结论，进行了第四次声幅测井，仍显示为水
12、泥胶结质量良好。后分析这种现象，认为可能是水泥浆超缓凝所致。对这类井该如何评价其固井质量。,L1X7-9井三次固井声幅曲线对比图,3.6 双重套管水泥胶结评价王云12井1408.7m以上为双层套管，固井声幅资料显示为水泥胶结质量好，地层波受双层套管影响，在声波变密度图上地层波信号散乱，影响二界面固井评价。,图5 王云12井双重套管固井质量评价图,讲课内容,概述 固井质量评价技术固井质量评价现状固井质量评价难点对策,VDL、CBL测井资料可较好地用于常规井、无疑问井的固井质量评价，对疑难井的固井质量评价需要依靠人工解释。固井质量测井所采集的资料评价固井质量，要想符合客观情况，避免误评价，就不能仅根据某一种测井信息，而应以固井质量测井资料为主，参考固井作业、钻井、地质、试油和其它测井资料等方面的有关信息，结合固井质量评价方法，走综合评价之路。,4 对 策,对于重点井、疑难井采用声波成像测井仪（CAST-V），准确评价各方位上的水泥胶结质量。引进SBT(Segmented Bond Tool)扇区水泥胶结测井，它有6个推靠臂，将水泥环等分成6个扇区。每个推靠臂上都安装一个声波发射器和一个声波接收器，构成螺旋状的声波衰减率测量方式。可清晰地反映环向水泥胶结不均匀现象，在重钻井液中同样可获得高质量的测井资料，且不需要自由套管刻度，特别适合于检测无自由段套管的固井质量。,谢谢！,
