固井质量测井原理及解释应用

固井质量检测一、声幅及变密度测井原理1、声幅测井原理声幅测井仪器通过单发单收声系，它是通过记录套管中套管波的首波幅度来反映井下套管与水泥的胶结质量。

首波传播路径服从费尔马时间最小原理，套管波的幅度随套管波阻尼因子增大而减小，套管外的介质不同，套管波的幅度也不同，故影响套管波的因素主要是套管厚度、直径、水泥环、固井后的测量时间、水泥与套管的胶结情况。

2、变密度测井原理水泥胶结测井仪是采用单发双收声系，原距3ft和5ft。

测量时，由发射器发射频率为20kHz的脉冲波，两个探头（接收器）把接收到的声信号转换为电信号，经电缆传到地面，地面仪器对接收到的全波列信号进行检波，检波后只保留全波列中的前12个到14个波的正半周，这部分电信号加到显像管上来调制光点亮度。

声波幅度大电压高，光点就亮，胶片就显为黑色；声波幅度小电压低，光点就暗，胶片就显为黑色。

变密度测井图是黑（灰）白相间的条带，其颜色的深浅表示接收到信号的强弱，从而依此判断第一界面和第二界面的胶结质量。

将套管和泥浆的性质视为不变，也就是说套管波和泥浆波的传播速度不变，因此，套管波和泥浆波显示为直条带。

而地层岩性不同其声速也不同，因此地层波显示为有摆动的条带。

通常接收到的声波依次为：经套管传播的套管波、经地层传播的地层波以及通过泥浆传播的直达波即泥浆波。

二、声幅及变密度测井资料的应用1、确定水泥面上返高度。

完井工程要求水泥面必须比油、气预界面高出100m 左右，才能达到有效封隔。

因而要求水泥面实际测井中能确定出水泥的上返高度。

理论与实际表明，水泥面应在声幅曲线由低幅度向高幅度过度的半幅度点处。

2、评价固井质量，检查生产层之间的封堵效果。

三、固井质量评价方法1、利用声幅测井曲线检查固井质量采用相对幅度法检查固井质量，即水泥面以上（自由套管）处的声幅幅度A作为100﹪，其余处与之相比进行质量评价。

解释时分五个等级，并根据水泥密度的高低其评价有所差别：（1）自由管：声幅幅度=100﹪A（2）混浆带：是声幅曲线从高幅度到高幅度向低幅度过度的半幅点（一般是开始进入胶结中等的位置）的井段。

应用测井资料解释固井质量的有关方法探讨摘要：固井质量的好坏直接影响油田的开发水平。

目前用测井资料评价固井质量在方法和手段上存在一定的局限性，本文以胶结比代替声幅数值反映水泥胶结情况，以水泥环有效封隔长度反映水泥封隔能力，在深度和广度两方面加强了固井质量评价，达成了对固井质量的精细化解释。

关键词：固井；胶结比；有效分隔长度；声幅1 固井质量测井仪器和解释方法固井是钻井过程中的重要作业。

在钻井作业中一般至少要有两次固井（生产井），多至4～5次固井（深探井）。

最上面的固井是表层套管固井，它起的是“泥浆通路，油气门户”的作用。

固井质量的好坏是直接影响油田开发水平的因素：。

好的固井质量，为油、水井的射孔、压力、酸化作业及正常生产提供层间的液封能力；而差的固井质量将不能起到保护井壁、提供层间封隔能力等作用。

因此，必须对固井质量进行检测和评价，在此基础上制定射孔、压裂、酸化及套管保护等方案，保证油田开发方案的顺利实施.目前应用最普遍的就是声幅变密度测井仪器。

该仪器的声系由发射器和接收器组成。

源距一般为 3 英尺和 5 英尺；发射器每秒发射20次声波频率为23khz的声脉冲，接收器谐振频率为20khz。

如果套管与水泥胶结良好，在套管外固结有水泥环，套管波通过水泥环传播的能量大，到达接受器的套管波能量小，声幅值就低；如果套管与水泥胶结不好，套管外有泥浆存在，套管与泥浆的声藕合较差，套管波的能量不易通过管外泥浆传播，接受器接收到的声幅就大。

用声幅变密度测井仪采集到的测井资料，普遍直接以声幅百分比（相对幅度法）来定量解释第一胶结面的固井质量，但对判断固井好坏的声幅百分比油田略有区别，测井公司使用的是一种结合了时间因素的判别方法。

2 用胶结比解释固井质量用（声波）相对幅度法评价第一胶结面简单、快速、易行，在油田使用几十年，为评价固井质量作出了很大贡献。

但该方法在理论上是不完善的，因为声幅数值是反映测量对象物理性质的一种参数，该测量对象是一包含地层、套管、水泥环的复合体，在声幅测量信息中不仅包含了水泥胶结信息，也包含了水泥浆密度、套管尺寸甚至测井仪器（源距、偏心情况）等其它信息，不排除这些信息的干扰，就避免不了测井解释中的多解性。

一、SP曲线和GR曲线测井基本原理用淡水泥浆钻井时，由于地层水矿化度小于泥浆滤液矿化度而在砂岩段形成扩散电位——在井眼内砂岩段靠近井壁的地方负电荷富集，地层内砂岩段靠近井壁的地方正电荷富集，导致砂层段井眼泥浆的电势低于砂层电势，正象一个平行于地层且正极指向地层的“电池”（第一个）。

在泥岩段，因为泥浆滤液与地层水之间存在矿化度差及选择性吸附作用形成吸附电位——在井眼内泥岩段靠近井壁的地方正电荷富集，地层中泥岩段负电荷富集，导致泥岩段井眼泥浆的电势高于地层电势，正象一个平行于地层且正极指向井眼的“电池”（第二个）。

又因为泥浆和地层各具导电性，正象两条导线把以上两个“电池”串联了起来而形成回路，这样在地层中电流从砂岩段（第一个电池正极）流向泥岩段（第二个电池负极）；在井眼中电流从泥岩段（第二个电池正极）流向砂岩段（第一个电池负极）。

在此回路中，地层也充当电阻的作用，总电动势等于扩散电动势和吸附电动势之和。

用M电极在井眼中测的自然电流在泥浆中产生的电位降即得自然电位曲线。

其值在正常情况下与对应地层中泥质含量关系密切，砂岩中泥质含量增加，则电位降下降，异常幅度减小；砂岩中泥质含量下降，则电位降上升，异常幅度增大。

另外，当泥浆柱与地层流体间存在压力差时发生过滤作用形成过滤电动势——动电学电位。

沉积岩的放射形取决于岩石中放射性元素的含量，放射性元素的含量主要取决于粘土和泥质的含量，粘土和泥质含量越高放射性越强。

GR曲线主要测量地层的放射性。

1、曲线幅度反映沉积时水动力能量的强弱；2、曲线形态反映物源供给的变化和沉积时水动力条件的变化；3、顶、底部形态的变化反映沉积初、末期水动力能量和物源供给的变化速度；4、曲线的光滑程度水动力对沉积物改造所持续时间的长短；5、曲线的齿中线组合方式反映沉积物加积特点；6、曲线包络形态反映在大层段内垂向层序特征和多层砂在沉积过程中能量的变化。

影响自然电位曲线异常幅度的因素：（1）岩性、地层水与泥浆含盐度比值的影响。

SBT固井质量仪器测井的原理和应用研究作者：靳松伟来源：《中国科技博览》2014年第18期[摘要]随着石油勘探开发的快速发展，各种定向井、大斜度井也在快速的增多。

由于受仪器偏心等因素的影响，常规的固井评价测井仪器（声幅测井、声幅/变密度测井），不能精确地评价这种大角度的固井质量。

SB T 扇区胶结测井由于不受这种井斜角度等多种因素的影响，对固井质量的评价具有更加客观准确的评价。

本文主要介绍SB T 扇区胶结测井的原理、优点和用途等。

[关键词]固井质量；声幅测井；声幅/ 变密度测井；SB T 扇区胶结测井中图分类号：P631.84 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）18-0304-021、 SBT 扇区胶结测井仪器的原理主要常用的扇区水泥胶结测井仪（SBT），为美国阿特拉斯公司20世纪90年代推出的一种新式固井质量评价测井仪-5700系列扇区水泥胶结测井仪（SBT）。

SBT利用装在6个滑板上的12个高频定向换能器声系来定量测量套管周围6个扇区的水泥胶结质量，能从纵向和横向（沿套管圆周）两个方向测量水泥胶结质量。

分区式水泥胶结测井可同时测出不同方位6条声波幅度曲线，每条曲线显示60°张开角内水泥胶结情况，这样就可显示套管周围不同方位处水泥的胶结情况，从而进一步提高了固井质量的检测精度。

SBT 测量系统以环绕方式在包括整个井眼的6个角度区块定量测量水泥胶结情况。

声波换能器装在相隔60°的称为T1～ T6的极板上，支撑滑板与套管内壁接触，进行声波补偿衰减测量。

当发射器在每个区块上发射时，两相邻极板上的接收器测量声波幅度，这两个幅度分别为远、近接收器所接收。

声波经过两接收之间空间的能量损失，可直接作为衰减测量，由此可推导出套管外这一60°范围内的水泥胶结质量。

SBT声波滑板阵列360°展开图如下图所示。

2、 SBT 扇区胶结测井仪器的测量项目1）自然伽马（GR）；2）套管接箍信号曲线（CCL，Casing Collar Locator）；3）声波衰减率；4）最小衰减率；5）平均声幅；6）相对方位；7）五英尺源距的变密度。