固井質量綜合評價技術與聲波變密度測井技術對比分析

王梅英,劉繼生,呂秀梅,王慶華

(大慶油田測試技術服務分公司,黑龍江大慶163453)

固井質量綜合評價技術與聲波變密度測井技術對比分析

王梅英,劉繼生,呂秀梅,王慶華

(大慶油田測試技術服務分公司,黑龍江大慶163453)

從聲波變密度測井(SBB)、固井質量綜合評價技術(MAK&SGDT)的2種測井原理、技術指標、資料解釋以及現場應用幾個方面進行全面的對比分析,指出固井質量綜合評價技術的優越性。從應用和解釋方法上得出了實際結果。聲波變密度測井(SBB)評價固井質量存在一定的片面性;固井水力封隔能力綜合解釋方法利用信息從少到多,各種測井資料得到了綜合,解釋結果從單參數到多參數,給出了固井第Ⅰ、Ⅱ界面膠結質量以及水泥環抗壓強度等各參數,提高了固井質量檢測結果的全面性和準確性。現場應用結果認為,聲波變密度測井(SBB)可作為普查技術,固井質量綜合評價技術(MA K&SGDT)可作為精查技術在對固井質量要求較高的氣井、重點試驗井以及疑難井驗證中優先選用。

生產測井;聲波變密度測井;固井質量;綜合評價;對比

0 引 言

為提高固井質量檢測水平,國內外加強了固井質量檢測理論和應用研究力度[1],形成了聲波變密度測井(CBL/VDL、SBB)、扇區水泥膠結測井(SBT)、聲波衰減率測井(RBT、M A K-9)、水泥密度與套管壁厚測井(SGDT-100)以及集成聲波測井與水泥密度測井優點的固井質量綜合評價測井(MA K&SGDT)技術。大慶油田應用的主要是聲波變密度測井 (SBB)、固井質量綜合評價(MAK&SGDT)測井,其中綜合評價技術是大慶油田在俄羅斯測井儀器的基礎上發展的獨特的綜合解釋技術。本文從MAK&SGDT和SBB的2項技術原理、技術指標、資料解釋以及大量現場應用統計等方面進行對比分析,針對油田開發實際提出了現場固井質量監測實踐中的技術選擇建議。

1 測井原理及技術指標對比

聲波變密度測井儀(SBB測井)聲系包括2個部分,①1.0m源距的聲幅測井,記錄套管波的幅度,評價套管-水泥環界面(固井Ⅰ界面)的膠結狀態;②1.5m源距的變密度測井,記錄井下接收探頭接收的聲波全波列,在固井Ⅰ界面膠結良好情況下,定性評價水泥環-地層界面(固井Ⅱ界面)的膠結狀態[2]。

固井質量測井系統(AMK2000)是聲波測井儀器(MAK-9)與伽馬密度儀器(SGDT-100)的組合。測井儀中聲波測井儀器(MAK-9)通過聲波傳播時間、首波幅度、首波衰減以及全波列確定套管外的水泥膠結狀態;伽馬密度儀器(SGDT-100)通過記錄選擇水泥曲線、積分水泥曲線確定水泥密度以及水泥封固效果,通過套管壁厚曲線確定套管壁厚、套管損壞井段、套管接箍和套管扶正器位置。

SBB測井和MAK-9&SGDT-100測井的2種儀器的外徑、長度、耐溫、耐壓指標見表1。

表1 SBB測井與MAK-9&SGDT-100技術指標對比

聲波測井方法(SBB測井、MAK測井)對水泥與套管、水泥與地層膠結面(第Ⅰ、Ⅱ界面)狀態較為敏感,而對水泥環體自身的固結狀態不敏感;伽馬密度測井(SGDT)測量水泥環密度,這種測量方法屬于放射性測井,其測量結果與固井各膠結面狀態無關。固井質量綜合評價測井技術(MAK&SGDT)集成了聲波測井和放射性測井的優點,評價固井質量的參數更多、更為全面[3]。

2 測井解釋方法對比

SBB測井在解釋方法上,固井第Ⅰ界面采用膠結指數 IB作為評價水泥膠結質量的指標。規定IB≥0.8解釋為膠結良好,IB≤0.4解釋為膠結不好,0.4

固井質量綜合評價測井技術(MAK&SGDT)解釋方法較復雜,在固井第Ⅰ界面膠結質量評價中考慮了微環、水泥局部缺失的影響[4];固井第Ⅱ界面膠結狀態評價中,利用了表征地層泥質含量的自然伽馬曲線和水泥密度曲線,部分克服了解釋中的不確定性[5];套管-地層環形空間水泥抗壓強度計算中,綜合利用聲幅和水泥密度計算水泥環的抗壓強度。對利用聲波測井和伽馬密度測井資料綜合分析,對固井形成的水力封隔系統的水力封隔能力給出好、中、差三級評價(見表2)。

表2 固井形成的水力封隔系統的水力封隔能力綜合評價表

水泥環抗壓強度由聲波幅度與水泥密度計算結果綜合給出,在水力封隔能力評價中,可參考不同油田相應的固井標準。表2中的判別標準適合于大慶油田G級油井水泥固井。

從解釋方法上看,固井水力封隔能力綜合解釋方法利用信息從少到多,各種測井資料得到了綜合;解釋結果從單參數到多參數,給出了固井第Ⅰ、Ⅱ界面膠結質量以及水泥環抗壓強度等各參數,提高了固井質量檢測結果的全面性和準確性。

3 測井資料對比分析

為認識聲波變密度測井(SBB)和固井質量綜合評價測井(MAK&SGDT)這2項技術的差異及評價技術準確性,2008年在大慶采油一廠到采油六廠選擇60口新完鉆井同時進行了SBB測井和MAK-9&SGDT-100測井。

利用統計分析方法對測井資料解釋結果進行了對比分析,對比樣本井段總長為27535.7m。總體對比結果見圖1、圖2。可見,SBB測井評價Ⅰ界面膠結好的百分比低于MAK-9評價第Ⅰ界面膠結好的百分比;聲波變密度測井評價第Ⅰ界面膠結好的百分比與固井質量綜合評價水力封隔能力強的百分數相當,中等與差還存在一些偏差。

圖1 SBB與MAK-9第Ⅰ界面膠結結果對比

圖2 SBB第Ⅰ界面膠結與水力封隔能力評價結果對比

聲波變密度測井(SBB)評價第Ⅰ界面膠結好與固井質量綜合評價測井(MAK&SGDT)評價第Ⅰ界面好兩者百分比數差小于15%的有42口井,占對比總井數的 70.0%。圖 3是60口井 SBB與MAK&SGDT評價第Ⅰ界面膠結情況對比。從總體趨勢上看,固井第Ⅰ界面評價基本相符。

聲波變密度測井(SBB)評價第Ⅰ界面膠結好與固井質量綜合評價測井水力封隔能力強兩者百分比數值差小于15%的有44口井,占對比總井數的73.3%。圖4是60口井SBB第Ⅰ界面膠結好與水力封隔能力強對比。從總體趨勢上看,SBB固井第Ⅰ界面解釋結果基本代表了水泥環水力封隔能力。

圖3 各單井SBB與MAK-9&SGDT-100評價第Ⅰ界面膠結情況對比

水泥返高附近處水力封隔能力均以差為主,在統計中如果去除水泥返高段,僅對各井的中下部進行對比,聲波變密度測井與固井質量綜合評價測井兩者之間會有相當高比例的一致性。

聲波變密度測井與固井質量綜合評價測井評價固井質量結果有不同的原因在于2種技術測井原理的不同和解釋方法精細程度的差異。

利用MAK-9&SGDT固井質量測井評價技術在多口疑難井(包括對固井質量要求較為嚴格的氣井)中進行了測井,為固井質量的準確評價提供了依據,也證明了綜合評價方法的優越性和準確性。

×××井是新完鉆的1口開發井,分別進行了聲波變密度SBB和MAK-9&SGDT固井質量測井。從測量井段解釋結果看,聲波變密度解釋結果中固井質量膠結差及中等膠結所占比例相對較大,而MAK-9&SGDT測井解釋結果反映固井質量以好為主,部分井段存在微環。特別是2種測井方法在射孔井段及其上下的解釋結果差別較大。圖5給出了待射孔井段2種測井解釋成果,聲波變密度測井結果為差,建議措施是擠水泥;MAK&SGDT解釋結果為微環,可以有效封隔油水,建議直接射孔。采油廠對解釋結果存在差異的井段驗竄,驗竄在899～900m及906～907m之間射孔,在2個射孔段中間903.5m下入封隔器,多次試壓結果均證實上下炮眼之間不竄。驗竄結果證明了 MAK-9&SGDT測井解釋結論與實際情況吻合。由于MAK-9&SGDT固井質量綜合測井的準確評價,避免了該井無謂的擠水泥作業損失。

圖4 各單井SBB第Ⅰ界面膠結好與水力封隔能力強對比

圖5 ×××井射孔井段SBB測井(左)與MAK&SGDT固井質量綜合解釋(右)結果對比

4 結論與建議

(1)聲波變密度測井SBB和固井質量綜合評價測井MAK&SGDT原理可靠、解釋方法可行,評價結果趨勢相符,均可滿足油田常規開發對固井質量評價的技術需求。

(2)實驗數據對比統計分析說明,聲波變密度測井(SBB)評價固井質量存在一定的片面性,而利用水力封隔能力參數評價固井質量全面、準確,固井質量綜合評價技術(MAK&SGDT)具有獨到的優勢。

(3)總結現場應用經驗,聲波變密度測井(SBB)可作為普查技術,固井質量綜合評價(MAK&SGDT)可作為精查技術,在對固井質量要求較高的氣井、重點試驗井以及疑難井驗證中優先選用。

[1] 張維平,馬貴福.俄羅斯固井質量測井儀及解釋方法[M].北京:石油工業出版社,1998.

[2] 薛梅,楚澤涵,李艷華,等.對固井質量解釋評價若干問題的探討[J].測井技術,2000,24(6):470-475.

[3] 劉繼生,曾桂紅,謝榮華,等.固井形成的水力封隔系統封隔能力評價方法[J].測井技術,2006,30(1):94-96.

[4] 劉繼生,王克協,謝榮華,等.套管-水泥界面微間隙的檢測方法及其應用[J].測井技術,2002,26(5):399-401.

[5] 劉繼生,王克協,呂秀梅,等.水泥-地層界面膠結質量綜合評價方法及其應用[J].測井技術,2000,24(5): 340-344.

Contrastive Analysis Between MAK&SGDT and SBB Cementation Quality Evaluation

WANGMeiying,L IU Jisheng,LU Xiumei,WANG Qinghua
(Logging&Testing Services,Daqing Oilfield Company,Daqing,Heilongjiang 163453,China)

Acoustic variable density logging(SBB)and comp rehensive cementing evaluation technology(MA K&SGD T)developed recent years are w idely used.Analyzed contrastively are the logging p rincip les,technical specifications,data interp retation aswell as field app licationsof SBB and M A K&SGDT.Through contrastive analysis the latter has better technical advantage.The hydraulic packing ability integrated interp retation method usesmore comp rehensive log information and p rovidesmore parameters such as bonding quality on boundaryⅠandⅡas well as cement comp ression strength,etc.,so that the accuracy and comp letion of cementing quality detections have been imp roved obviously.The SBB logging may be used fo r general survey and MA K&SGDT may be used fo r fine evaluation.MA K&SGDT should be the first choice for cementation quality evaluation of gas well,key test well as well as the difficult well that require high cementation quality.

p roduction log,acoustic variable density logging,cementing quality,comp rehensive evaluation,comparison

P631.84 文獻標識碼:A

王梅英,女,1973年生,助理工程師,從事生產測試資料解釋工作。

2010-09-01 本文編輯 李總南)

CNPC“十二五”重大科技項目地層元素測井儀器研制課題（2011B－4006）

作者簡介：嚴慧娟，女，1986年生，碩士研究生，研究方向為核測井。