套管井测井评价.ppt

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1、套管井测井资料评价 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望(一）两样（磁定位，自然伽马一）两样（磁定位，自然伽马一）两样（磁定位，自然伽马一）两样（磁定位，自然伽马一）两样（磁定位，自然伽马一）两样（磁定位，自然伽马)测井资料评价测井资料评价测井资料评价测井资料评价测井资料评价测井资料评价（二）声波变密度（二）声波变密度（二）声波变密度（二）声波变密度（二）声波变密度（二）声波变密度（VDL)VDL)VDL)VDL)VDL)VDL)固井质量评价测井固井质量

2、评价测井固井质量评价测井固井质量评价测井固井质量评价测井固井质量评价测井（三）声波变密度（三）声波变密度（三）声波变密度（三）声波变密度（三）声波变密度（三）声波变密度（VDL)VDL)VDL)VDL)VDL)VDL)资料在验收中应注意资料在验收中应注意资料在验收中应注意资料在验收中应注意资料在验收中应注意资料在验收中应注意的问题的问题的问题的问题的问题的问题 (一）两样（磁定位，自然伽马一）两样（磁定位，自然伽马一）两样（磁定位，自然伽马一）两样（磁定位，自然伽马)测井资料评价测井资料评价测井资料评价测井资料评价 1 1、磁定位工作原理、磁定位工作原理 磁磁定定位位（CCLCCL）测测井井以

3、以永永久久磁磁铁铁为为静静磁磁场场源源，探探测测穿穿过过线线圈圈的的磁磁通通量量。遇遇到到套套管管接接箍箍时时，磁磁定定位位(CCL)(CCL)低低平平背背景景上上出出现现尖尖峰峰突突跳跳。这这有有利利于于准准确确确确定定套套管管接接箍箍位位置置，从从而而有有利利于于深度控制。深度控制。2 2、磁定位测井要求、磁定位测井要求 (1)(1)磁定位曲线应连续记录，接箍信号峰显示清楚，且不应磁定位曲线应连续记录，接箍信号峰显示清楚，且不应出现畸形峰，干扰信号幅度小于接箍信号幅度的出现畸形峰，干扰信号幅度小于接箍信号幅度的1/31/3。(2)(2)目的层段不应缺失接箍信号，非目的层段不应连续缺失目的层

4、段不应缺失接箍信号，非目的层段不应连续缺失两个以上接箍信号。两个以上接箍信号。(3)(3)油管接箍、井下工具等在曲线上的测井响应特征应清晰油管接箍、井下工具等在曲线上的测井响应特征应清晰可辨。可辨。自然伽马（自然伽马（GRGR）(1)(1)反映地层的岩性。与裸眼井的自然伽马曲线对比，对测量反映地层的岩性。与裸眼井的自然伽马曲线对比，对测量深度进行控制深度进行控制,(2 (2）通过两样测得自然伽马与裸眼完井自然伽马对比确定井号，）通过两样测得自然伽马与裸眼完井自然伽马对比确定井号，这样避免因井号错误，导致射孔时无法判别正确井号，产生误这样避免因井号错误，导致射孔时无法判别正确井号，产生误射孔。射

5、孔。(二）变密度（二）变密度（二）变密度（二）变密度（VDL)VDL)固井固井固井固井质量评价测井质量评价测井质量评价测井质量评价测井 长庆油田自长庆油田自20032003年开始要求对所有的油气井进行声波变密度测井，年开始要求对所有的油气井进行声波变密度测井，以检查第一、第二界面的固井质量。以检查第一、第二界面的固井质量。目前使用的目前使用的CBL/VDLCBL/VDL测井仪器均采用单发双收声系，采集套管波幅测井仪器均采用单发双收声系，采集套管波幅（CBLCBL测井）和全波波列并以变密度图形显示（测井）和全波波列并以变密度图形显示（VDLVDL测井）。其中测井）。其中CBLCBL反映套管水泥环

6、之间的胶结情况，利用反映套管水泥环之间的胶结情况，利用VDLVDL评价地层水泥环之间评价地层水泥环之间胶结情况胶结情况,VDL,VDL测井在每一深度采样点上输出一个声波全波列图，其优测井在每一深度采样点上输出一个声波全波列图，其优点是简单、信息量大。该波列图上既有反映第一界面胶结状况的套管点是简单、信息量大。该波列图上既有反映第一界面胶结状况的套管波，还有反映第二界面胶结状况的地层波。波，还有反映第二界面胶结状况的地层波。（1 1）测井时，扶正器可保证仪器完全居中，且测量速度）测井时，扶正器可保证仪器完全居中，且测量速度550550米米/小时。小时。（2 2）在）在5 5寸半套管中，寸半套管中

7、，CBLCBL的首波到达时间的首波到达时间170-190170-190微秒，微秒，VDLVDL首波到达时首波到达时间间360380360380微秒。微秒。（3 3）自由套管）自由套管CBLCBL值为相应套管尺寸规定值的值为相应套管尺寸规定值的9595100100。（4 4）仪器记录曲线为：）仪器记录曲线为：CBLCBL、TT3TT3、TT5TT5、变密度、变密度2 2 声波变密度测井的解释标准声波变密度测井的解释标准 目前国内外针对目前国内外针对CBL/VDLCBL/VDL全波列测井资料定量解释的相关研究较少，全波列测井资料定量解释的相关研究较少，主要停留在定性解释的水平。在解释过程中存在较大

8、的人为因素，造主要停留在定性解释的水平。在解释过程中存在较大的人为因素，造成解释标准难以统一及资料多解性等诸多因素。主要困难：地层波受成解释标准难以统一及资料多解性等诸多因素。主要困难：地层波受套管波的干扰比较重；套管波与地层波界限不明显；测量得到的套管波的干扰比较重；套管波与地层波界限不明显；测量得到的CBL/VDLCBL/VDL全波列波列频散严重；波列影响因素较多，相同胶结状态下，全波列波列频散严重；波列影响因素较多，相同胶结状态下，波列形态差异较大，无可比性。在利用频率滤波法、相位分析法、波波列形态差异较大，无可比性。在利用频率滤波法、相位分析法、波列相关对比法来处理变密度数据的定量评价

9、方法无法达到预期效果，列相关对比法来处理变密度数据的定量评价方法无法达到预期效果，而且由于诸多干扰因素的影响，而且由于诸多干扰因素的影响，CBL/VDLCBL/VDL全波列测井资料数据的干扰全波列测井资料数据的干扰因素无法消除。因此在定量评价方法研究中，必须考虑影响因素的干因素无法消除。因此在定量评价方法研究中，必须考虑影响因素的干扰作用。扰作用。中国石油天然气总公司中国石油天然气总公司19901990年的固井质量评价标准为：年的固井质量评价标准为：1)1)若相对声幅若相对声幅15%15%，则固井质量为，则固井质量为“优优”；2)2)若若15%15%相对声幅相对声幅30%30%，则固井质量为，

10、则固井质量为“合格合格”；3)3)若相对声幅若相对声幅 30%30%，则固井质量为，则固井质量为“不合格不合格”。这个评价标准的历史贡献巨大。实践证明，它最适合于这个评价标准的历史贡献巨大。实践证明，它最适合于 外径外径7 7 壁厚壁厚0.4080.408 套管的固井质量评价，因为它是在过去大量这种套管的固井质量评价，因为它是在过去大量这种尺尺 寸套管固井后采集的寸套管固井后采集的3 3英尺（或英尺（或1 1米）源距套管声幅测井响应与验证米）源距套管声幅测井响应与验证 的基础上制定的。的基础上制定的。低密度水泥固井质量评价指标的依据低密度水泥固井质量评价指标的依据 中国石油天然气总公司中国石油

11、天然气总公司19901990年推荐的固井质量评价标准，仅适用年推荐的固井质量评价标准，仅适用于常规密度水泥固井评价。于常规密度水泥固井评价。现在，国内很多油田都使用低密度水泥固井，并在实验研究和应现在，国内很多油田都使用低密度水泥固井，并在实验研究和应用研究的基础上制定了低密度水泥固井质量评价指标（表用研究的基础上制定了低密度水泥固井质量评价指标（表1 1）。由表）。由表1 1可见，低密度水泥固井质量相对声幅评价指标比相应的常规密度水泥可见，低密度水泥固井质量相对声幅评价指标比相应的常规密度水泥固井评价指标高固井评价指标高5 51010个百分点。个百分点。表4 胜利、中原和长庆油田的低密度水泥

12、固井质量评价指标相对声波幅度（相对声波幅度（%）评价结论评价结论胜利油田胜利油田中原油田中原油田长庆油田长庆油田202030良好良好204020403040合格合格404040差差变变密密度度在在长长庆庆油油田田现现用用的的解解释释标标准准VDL特征特征固井质量定性评价结论固井质量定性评价结论套管波套管波特征特征地层波特征地层波特征第一界面胶结第一界面胶结状况状况第二界面胶第二界面胶结状况结状况很弱或很弱或无无地层波清晰，且相地层波清晰，且相线与线与ACa良好同步良好同步良好良好良好良好很弱或很弱或无无无，无，AC反映为松软反映为松软地层，未扩径地层，未扩径良好良好良好良好很弱或很弱或无无无，

13、无，AC反映为松软反映为松软地层，大井眼地层，大井眼良好良好差差很弱或很弱或无无较弱较弱良好良好部分胶结部分胶结较弱较弱地层波较清晰地层波较清晰部分胶结（或部分胶结（或微间隙微间隙）部分胶结至部分胶结至良好良好较弱较弱无，或地层波弱无，或地层波弱部分胶结部分胶结差差较弱较弱地层波不清晰地层波不清晰中等中等差差较强较强弱弱较差较差部分胶结至部分胶结至良好良好很强很强无无差差无法确定无法确定a AC为在裸眼井中测量的纵波时差曲线。为在裸眼井中测量的纵波时差曲线。运用变密度运用变密度(VDL)(VDL)评价固井质量的优点：评价固井质量的优点：1 1、变密度、变密度(VDL)(VDL)测井是一个二维采

14、样过程，数据量大，测井数据不受人测井是一个二维采样过程，数据量大，测井数据不受人为影响。为影响。2 2、变密度、变密度(VDL)(VDL)测井即能评价第一界面固井质量，有能评价第二界面固测井即能评价第一界面固井质量，有能评价第二界面固井质量。井质量。3 3、精度高。、精度高。4 4、变密度、变密度(VDL)(VDL)测井测量的地层波和完井声波时差一一对应。测井测量的地层波和完井声波时差一一对应。（1 1）CBLCBL资料解释：资料解释：胶结指数法：胶结指数法：胶结指数定义如下：胶结指数定义如下：胶结指数为胶结指数为1 1表示套管与水泥胶结良好，小于表示套管与水泥胶结良好，小于1 1则表示不完全

15、胶结。在则表示不完全胶结。在一般地区胶结指数为一般地区胶结指数为0.80.8时，水泥胶结良好无窜通。时，水泥胶结良好无窜通。（2 2）VDLVDL资料解释：资料解释：根据根据VDLVDL可定性评价水泥环第一界面和第二界面的胶结状况。可定性评价水泥环第一界面和第二界面的胶结状况。（3 3）CBLCBL和和VDLVDL综合解释：综合解释：自由套管，即未胶结的套管：自由套管，即未胶结的套管：这种情况出现在水泥返高以上或者由于固井水泥被替挤的井段。大部分这种情况出现在水泥返高以上或者由于固井水泥被替挤的井段。大部分的声能将通过套管传到接收器，而很少透射到地层中。所以它的特点是：的声能将通过套管传到接收

16、器，而很少透射到地层中。所以它的特点是：a a、声幅、声幅(CBL)(CBL)幅度高。幅度高。b b、声波变密度、声波变密度(VDL)(VDL)测井记录上套管波很强。测井记录上套管波很强。c c、声波变密度、声波变密度(VDL)(VDL)测井记录的地层波很弱或根本没有。测井记录的地层波很弱或根本没有。d d、在套管接箍处，在声波变密度、在套管接箍处，在声波变密度(VDL)(VDL)测井记录中套管波出现人字纹。测井记录中套管波出现人字纹。且套管波传播时间略增。声幅且套管波传播时间略增。声幅(CBL)(CBL)幅度略减。套管接箍显示的两个峰间距幅度略减。套管接箍显示的两个峰间距离，为发射器到接收器

17、的距离。离，为发射器到接收器的距离。e e、声波变密度、声波变密度(VDL)(VDL)记录的套管波总的传播时间不随井深变化为一直记录的套管波总的传播时间不随井深变化为一直线显示，黑白线条是平行的，线条的明暗对比鲜明，则表示信号幅度越大；线显示，黑白线条是平行的，线条的明暗对比鲜明，则表示信号幅度越大；如出现摆动线，则表示套管居中不佳。若如出现摆动线，则表示套管居中不佳。若“自由套管自由套管”偏心与地层接触时，偏心与地层接触时，声波变密度声波变密度(VDL)(VDL)记录上的地层波很强，其它特性相同。记录上的地层波很强，其它特性相同。水泥顶面以上井段，声波变密度水泥顶面以上井段，声波变密度(VD

18、L)(VDL)记录上显示的基本是套管波信记录上显示的基本是套管波信号，而套管和地层之间是泥浆，声波经过液体一固体分界面时，幅度减弱号，而套管和地层之间是泥浆，声波经过液体一固体分界面时，幅度减弱较厉害，但非完全消失，因此地层因素的影响也不是绝对不存在，特别是较厉害，但非完全消失，因此地层因素的影响也不是绝对不存在，特别是地层比较致密，声波衰减较小时，地层比较致密，声波衰减较小时，“自由套管自由套管”的相线受地层因素影响，的相线受地层因素影响，其到达时间会发生变化，但总的趋势基本保持套管信号的面貌。其到达时间会发生变化，但总的趋势基本保持套管信号的面貌。套管胶结良好，地层声耦合亦良好：套管胶结良

19、好，地层声耦合亦良好：套管与水泥环胶结良好，并且水泥环与地层胶结也良好的情况下，声套管与水泥环胶结良好，并且水泥环与地层胶结也良好的情况下，声能将会极有效地由套管传到水泥环，再传到地层。这样套管内剩下很少的能将会极有效地由套管传到水泥环，再传到地层。这样套管内剩下很少的声能。结果是：声能。结果是：a a、声幅、声幅(CBL)(CBL)幅度低。幅度低。b b、声波变密度、声波变密度(VDL)(VDL)记录上套管波弱。记录上套管波弱。c c、声波变密度、声波变密度(VDL)(VDL)记录上地层波强。记录上地层波强。由于地层波传播时间与岩性有关，所以随着井深变化，地层信号呈不由于地层波传播时间与岩性

20、有关，所以随着井深变化，地层信号呈不规则的摆动，并可与微电极测井曲线、自然伽马曲线、中子伽马、中子一规则的摆动，并可与微电极测井曲线、自然伽马曲线、中子伽马、中子一中子测井曲线或裸眼井声速具有一致的可比性。这样，可利用这些测井曲中子测井曲线或裸眼井声速具有一致的可比性。这样，可利用这些测井曲线进行比较鉴别及校正深度。若存在高速地层波在某些时候与套管波一起线进行比较鉴别及校正深度。若存在高速地层波在某些时候与套管波一起或略次后到达接收器。在这种情况下，声幅曲线幅度表示地层压缩波振幅或略次后到达接收器。在这种情况下，声幅曲线幅度表示地层压缩波振幅而不是套管波振幅，区别之处在于没有套管接箍显示的特征

21、。而不是套管波振幅，区别之处在于没有套管接箍显示的特征。如果声幅如果声幅(CBL)(CBL)幅度等于或甚至大于幅度等于或甚至大于“自由套管自由套管”信号的幅度，在这信号的幅度，在这种情况下，声幅曲线不能作为指示水泥胶结的依据种情况下，声幅曲线不能作为指示水泥胶结的依据(因受高速地层影响因受高速地层影响)。用声波变密度测并资料来判断水泥胶结程度，通常是可行的。还可以利用用声波变密度测并资料来判断水泥胶结程度，通常是可行的。还可以利用声波变密度测井记录中的套管波信号来判断仪器在井内是否居中。如果仪声波变密度测井记录中的套管波信号来判断仪器在井内是否居中。如果仪器居中良好，则套管波将为直线；若套管波

22、呈现摆动线时，意味着仪器居器居中良好，则套管波将为直线；若套管波呈现摆动线时，意味着仪器居中不佳。中不佳。d d、声波变密度、声波变密度(VDL)(VDL)记录地层波振幅相当低液体波亦能明显看到。记录地层波振幅相当低液体波亦能明显看到。一般情况下，声波变密度测并记录地层一般情况下，声波变密度测并记录地层(波波)信号在套管信号在套管(波波)信号之后，信号之后，在高速地层于某些时候将与套管信号一起或超前出现，表示地层、水泥环、在高速地层于某些时候将与套管信号一起或超前出现，表示地层、水泥环、套管胶结良好。套管胶结良好。套管胶结良好而地层声耦合不好：套管胶结良好而地层声耦合不好：即套管被水泥环胶结，

23、而水泥环与地层间不同程度存在空隙。造成这种即套管被水泥环胶结，而水泥环与地层间不同程度存在空隙。造成这种原因是钻井过程中井壁形成泥饼，固井水泥吸水而凝固时，离开水泥环或地原因是钻井过程中井壁形成泥饼，固井水泥吸水而凝固时，离开水泥环或地层，留下一个充满液体的空隙，声波通过套管时，剩在套管中的声能极少，层，留下一个充满液体的空隙，声波通过套管时，剩在套管中的声能极少，通过水泥环时使声波发射能量衰减，且由于地层耦合不好，故透入地层而后通过水泥环时使声波发射能量衰减，且由于地层耦合不好，故透入地层而后到达接收器的能量是微弱的。所以声波测井结果：到达接收器的能量是微弱的。所以声波测井结果：a a、声幅

24、、声幅(CBL)(CBL)幅度低。幅度低。b b、声波变密度、声波变密度(VDL)(VDL)记录上套管波微弱。记录上套管波微弱。c c、声波变密度、声波变密度(VDL)(VDL)记录上地层信号极弱或根本没有。但要注意区别地记录上地层信号极弱或根本没有。但要注意区别地层波衰减大时所造成的原因，需要了解当地关于地层波减弱的程度。层波衰减大时所造成的原因，需要了解当地关于地层波减弱的程度。如果是气浸泥浆如果是气浸泥浆(井液井液)，亦能出现类似的波形，由于泥浆衰减全部，亦能出现类似的波形，由于泥浆衰减全部波列，如有此现象，其通常是在测井资料显示上，呈现一个大范围内出波列，如有此现象，其通常是在测井资料

25、显示上，呈现一个大范围内出现，并非一两个短的井段。现，并非一两个短的井段。地层信号突然衰减，说明胶结变差。如果地层信号随切变波地层信号突然衰减，说明胶结变差。如果地层信号随切变波(横波横波)能量大大减小而衰减，就意味着地层存在裂缝或者可能是水泥环与地层能量大大减小而衰减，就意味着地层存在裂缝或者可能是水泥环与地层没有胶结，因切变能量通过液体或者空隙时，便产生严重的衰减。没有胶结，因切变能量通过液体或者空隙时，便产生严重的衰减。(三）声波变密度三）声波变密度三）声波变密度三）声波变密度资料在测井中应注意的问资料在测井中应注意的问资料在测井中应注意的问资料在测井中应注意的问题题题题 常常用用的的C

26、BL/VDLCBL/VDL测测井井仪仪器器采采用用单单发发双双收收声声系系，采采集集套套管管波波幅幅（CBLCBL测测井井）和和全全波波波波列列并并以以变变密密度度图图形形显显示示（VDLVDL测测井井）。CBLCBL反反映映套套管管水水泥泥环环之之间间第第一一界界面面的的胶胶结结情情况况，利利用用VDLVDL可可评评价价地地层层水水泥泥环环之之间间第二界面的胶结情况。第二界面的胶结情况。VDLVDL测井在每一深度采样点上输出一个声波全波列图，其优点是简单、测井在每一深度采样点上输出一个声波全波列图，其优点是简单、信息量大。该波列图上既有反映第一界面胶结状况的套管波，还有反信息量大。该波列图上

27、既有反映第一界面胶结状况的套管波，还有反映第二界面胶结状况的地层波。映第二界面胶结状况的地层波。（1 1）测量速度小于）测量速度小于9 9米米/分钟。分钟。（2 2）VDLVDL首波到达时间首波到达时间360380360380微秒（微秒（5 5英寸套管）英寸套管）（3 3）测量井段必须包含）测量井段必须包含5 5个以上自由套管接箍信号。个以上自由套管接箍信号。（4 4）自由套管）自由套管CBLCBL值为相应套管尺寸规定值的值为相应套管尺寸规定值的9595100100。套管井质量验收标准套管井质量验收标准 声幅和声波变密度测井声幅和声波变密度测井 (1)(1)测井时间应根据所使用的水泥浆的性质而

28、定，一般应在固井测井时间应根据所使用的水泥浆的性质而定，一般应在固井24h24h72h72h以后测井。以后测井。(2)(2)测井前在水泥面以上的自由套管井段进行声幅刻度，刻度值的测井前在水泥面以上的自由套管井段进行声幅刻度，刻度值的相对误差不大于相对误差不大于1010。(3)(3)测量井段由井底遇阻位置测到水泥返高以上曲线变化平稳井段，测量井段由井底遇阻位置测到水泥返高以上曲线变化平稳井段，并测出五个以上的自由套管接箍，且每个套管接箍反映清楚，接箍并测出五个以上的自由套管接箍，且每个套管接箍反映清楚，接箍幅度在幅度在2cm2cm以上。以上。（4 4）在混浆带及自由套管井段测量重复曲线）在混浆带

29、及自由套管井段测量重复曲线50m50m以上，与主曲线对以上，与主曲线对比，重复测量值相对误差小于比，重复测量值相对误差小于1010。声波变密度测井资料验收中应注意的问题声波变密度测井资料验收中应注意的问题 1 1、资料刻度存在的问题、资料刻度存在的问题 （1 1）声幅刻度存在的问题）声幅刻度存在的问题 （2 2）变密度刻度存在的问题）变密度刻度存在的问题镰镰87井水泥胶结评价图井水泥胶结评价图(声幅限幅声幅限幅)耿耿36井水泥胶结评价图井水泥胶结评价图(变密度刻度限幅变密度刻度限幅)2 2、超速问题、超速问题米米15井水泥胶结评价图井水泥胶结评价图(超速超速)3 3、干扰问题、干扰问题里里22-11井水泥胶结评价图井水泥胶结评价图(干扰信号干扰信号)4 4、首波到达时间问题、首波到达时间问题池池30井水泥胶结评价图井水泥胶结评价图5 5、资料出现的问题、资料出现的问题元元146井水泥胶结评价图井水泥胶结评价图元元146井水泥胶结评价图井水泥胶结评价图白白140井水泥胶结评价图井水泥胶结评价图谢谢！谢谢！