固井質(zhì)量測井原理及解釋應(yīng)用（課堂PPT）

1、1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 華東石油局測井公司解釋中心華東石油局測井公司解釋中心 二零一零年三月二零一零年三月2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(bào)提綱匯報(bào)提綱一、一、CBL-VDLCBL-VDL測井原理測井原理二、二、CBL-VDLCBL-VDL測井資料的解釋測井資料的解釋三、三、CBL-VDLCBL-VDL測井資料應(yīng)用效果分析測井資料應(yīng)用效果分析3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)量評價(jià)的重要性固井質(zhì)量評價(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

2、結(jié)情況。過去我們對固井質(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)等工作會帶來很大的麻煩，因此評價(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(jià)測井儀等多種用于固井質(zhì)量評價(jià)的測井儀器。目前國內(nèi)的固井質(zhì)量的測井評

3、價(jià)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）。 4CBL-VDLCBL-VDL測井原理測井原理 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

4、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(jìn)，使固井質(zhì)量評價(jià)測井解釋從僅僅評價(jià)界面，發(fā)展到可評價(jià)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)量測井原理及解釋應(yīng)用固井質(zhì)量測井原理及解釋應(yīng)用5 聲波發(fā)射器發(fā)射聲脈沖，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（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)制為光正比的電信號，經(jīng)電纜傳至地面；電信號

5、在顯像管上被調(diào)制為光點(diǎn)亮度，根據(jù)其波幅大小在測井圖上顯示成黑白相間的條帶，成點(diǎn)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(qiáng)弱，通過對全波列分析，確定套管與水泥環(huán)、表示接收到信號的強(qiáng)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。水泥環(huán)與地層的膠結(jié)質(zhì)量，原理見圖。CBL-VDLCBL-VDL測井原理測井原理固井質(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6CBL-VDLCBL-VDL測井測井各種波的成份及特點(diǎn)各種波的成份及特點(diǎn)

6、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，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：及特點(diǎn)如下：a、套管波。分為套管滑行波（還可以細(xì)化、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）、套管為滑行縱波、滑行橫波）、套管水泥水泥界面一次反射波、多次反射波。其中多界面一次反射波、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(jì)，而一次反量已經(jīng)很弱，可以忽略不計(jì)，而一次反射波和套管滑行

7、波只差射波和套管滑行波只差0.2s，從變密度，從變密度測井的角度可以認(rèn)為是同時到達(dá)的。這測井的角度可以認(rèn)為是同時到達(dá)的。這兩種波的聲強(qiáng)與套管水泥環(huán)的膠結(jié)好兩種波的聲強(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。壞直接相關(guān)，膠結(jié)越好，聲強(qiáng)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7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-VDLCBL-VDL測井測井各種波的成份及特點(diǎn)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)，、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

8、泥環(huán)波密，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，一般可以忽略不掩蓋，識別相當(dāng)困難，一般可以忽略不計(jì)。計(jì)。8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-VDLCBL-VDL測井測井各種波的成份及特點(diǎn)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、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，縱波到橫波，首先到達(dá)的是滑行縱波，縱波到達(dá)達(dá)1.51.8倍時間范圍內(nèi)可以找到橫波。倍時間范圍內(nèi)可以找到橫波。只有水泥環(huán)

9、與套管、地層都膠結(jié)良好的只有水泥環(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，中間都會出現(xiàn)聲耦合較差面膠結(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。少，造成地層波很弱。9d、泥漿波。沿泥漿傳播，在波列中、泥漿波。沿泥漿傳播，在波列中最后到達(dá)，特點(diǎn)是到達(dá)儀器的時間最后到達(dá)，特點(diǎn)是到達(dá)儀器的時間不變，當(dāng)?shù)貙訛榈退俚貙訒r常疊加不變，當(dāng)?shù)貙訛榈退俚貙訒r常疊加在地層波上。在地層波上。CBL-VDLCBL-

10、VDL測井測井各種波的成份及特點(diǎn)各種波的成份及特點(diǎn) 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10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(bào)提綱匯報(bào)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11刻度標(biāo)準(zhǔn)：刻度標(biāo)準(zhǔn)：CBLCBL測井資料固井質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：測井資料固井質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：膠結(jié)良好膠結(jié)良好相對幅度小于相對幅度小于20%20%；膠結(jié)中等膠結(jié)中等相對幅度相對幅度2030%2030%；膠結(jié)差膠結(jié)差-相對幅度大于相對幅度大于30%30%。 （候凝時間（候凝時間48-7248-72小時）小時） 候凝時間超過候凝

11、時間超過7272小時解釋標(biāo)準(zhǔn)提小時解釋標(biāo)準(zhǔn)提高。高。相對幅度相對幅度=A/A0=A/A0* *100100A:A:目的層段的套管波首波幅度值，目的層段的套管波首波幅度值，MVMVA0:A0:自由套管段套管首波幅度值，自由套管段套管首波幅度值，MVMVCBLCBL測井定量解釋標(biāo)準(zhǔn)測井定量解釋標(biāo)準(zhǔn)固井質(zhì)量測井原理及解釋應(yīng)用固井質(zhì)量測井原理及解釋應(yīng)用12 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(jìn)行精確定量分析。如果二者

12、結(jié)合，可以更好的識別井周水于難以進(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(jìn)行的分析。固井質(zhì)量檢查圖上增加井響應(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(jìn)行定性評價(jià)。者借助變密度資料可以更直觀地對水泥膠結(jié)情況進(jìn)行定性評價(jià)。VDLVDL測井資料的應(yīng)用定性分析解釋測井資料的應(yīng)用定性分析解釋固井質(zhì)量測井原理及解釋應(yīng)用固井質(zhì)量測井原理及解釋應(yīng)用13聲幅聲幅-變密度測井響應(yīng)特征變密度測井響應(yīng)特征固井質(zhì)量

13、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，如波形擺動則說明儀器居中不佳。地層波沒有或被完全覆蓋，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，可反映聲波時差曲線相關(guān)性良好。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14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

14、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有，最右邊出現(xiàn)直條帶的泥漿直達(dá)波。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15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。（如下圖）幅度低到中等幅度。顯示出套管波，地層波也較

15、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顯示的弱，能顯示出一些地層波信息。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16 除了上面歸納的除了上面歸納的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?yàn)槿绻谝荒z結(jié)面不好，目前的測井資料上還難以識別，因?yàn)槿绻谝荒z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，聲波很套管與水泥環(huán)中

16、間會存在環(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，地層波會很弱，較難少能進(jìn)入水泥環(huán)，進(jìn)入地層的就更少，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(qiáng)，尤其是辨認(rèn)，而大部分沿套管傳播的聲能會使套管波很強(qiáng)，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，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

17、段整體膠結(jié)情況無論第二界面膠結(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。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17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)用聲幅聲幅-變密度測井響應(yīng)特征圖變密度測井響應(yīng)特征圖18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(bào)提綱匯報(bào)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19固井質(zhì)量測井資料應(yīng)用效果分析固井質(zhì)量測井資料應(yīng)用效果分析 聲幅聲幅-變密度測井已經(jīng)在華東分公司各個油田得到廣泛變密度測井已經(jīng)在華東分公司各個油田得到廣泛的應(yīng)用，的應(yīng)用，VDL

18、測井資料所包含豐富的信息量使得我們可以更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(jìn)行定直觀、準(zhǔn)確地對水泥膠結(jié)情況（包括第一、二界面）進(jìn)行定性評價(jià)。下面我們有針對性的選擇已經(jīng)投產(chǎn)的幾口井對聲幅性評價(jià)。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(shí)際應(yīng)用效果做簡單的分析。變密度測井資料的實(shí)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)用固井質(zhì)量測井原理及解釋應(yīng)用201.主要油層段第一、二膠結(jié)面固井質(zhì)量都好：主要油層段第一、二膠結(jié)面固井質(zhì)量都好： 測試情況：測試情況： 該井射開第該井射開第32、33層（差層（差油層、油層）后，日產(chǎn)油油

19、層、油層）后，日產(chǎn)油21.86噸，基本不含水，與噸，基本不含水，與測井解釋結(jié)論相符。從測試測井解釋結(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，說受底水或者邊水的影響，說明良好的固井質(zhì)量對油層段明良好的固井質(zhì)量對油層段上下地層的封隔作用明顯。上下地層的封隔作用明顯。 由圖可以看出陶由圖可以看出陶6B井主要井主要油層段油層段(第第3236層層)聲幅曲聲幅曲線數(shù)值均低于膠結(jié)好的門坎線數(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)值，反映第一膠結(jié)面固井質(zhì)量好；變密度曲線顯示地層量好；變密度曲線顯示地層波波形清楚且連續(xù)完整，反波波形清楚且連續(xù)完整，反映第二膠結(jié)面

20、固井質(zhì)量好。映第二膠結(jié)面固井質(zhì)量好。而且砂體上、下部泥巖段水而且砂體上、下部泥巖段水泥膠結(jié)也良好，封隔效果明泥膠結(jié)也良好，封隔效果明顯。顯。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212.主要油層段第二膠結(jié)面固井質(zhì)量中等或差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

21、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(jìn)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)用固井質(zhì)量測井原理及解釋應(yīng)用22 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）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：