扇區水泥膠結密度測井技術及應用

鄒振巍中國石油天然氣股份有限公司遼河油田分公司鉆采工藝研究院儀器儀表所（盤錦124010）

?

扇區水泥膠結密度測井技術及應用

鄒振巍
中國石油天然氣股份有限公司遼河油田分公司鉆采工藝研究院儀器儀表所（盤錦124010）

摘要固井質量對保護油氣層和保證油氣井生產壽命，對油氣田勘探開發效益和產能建設，對油氣勘探開發安全和環境保護，都具有十分重要的意義。扇區水泥膠結測井技術是一種固井質量評價的新方法，能夠有效的識別水泥竄槽、水泥空洞等現象，因此具有良好的應用前景。

關鍵詞扇區水泥；水泥膠結；固井質量中圖分類號：TQ172.75

文獻標識碼：A

文章編號：1003-3319（2016）01-00008-02

扇區水泥膠結測井是一種固井質量評價的新方法，較常規變密度測井而言，扇區水泥膠結測井是通過多個發射、接收探頭分別測量不同井筒區域的聲幅衰減，它能沿著套管整個圓周縱向、橫向測量水泥膠結質量。以灰度圖的形式直觀形象的顯示套管和水泥環的膠結情況，更加準確和精細的評價第一界面，實現了第一界面膠結360°成像顯示，能夠反映出竄槽、孔洞等現象；評價第二界面的水泥膠結情況。該技術具有很好的應用前景。

1　儀器介紹

MP-SMD-400扇區水泥膠結測井儀除了具有標準的3ft聲幅和5ft全波列變密度顯示，同時還具有8個獨立的聲波幅度，根據這8個扇區聲幅可作出套管外水泥分布剖面圖，并可以計算出最大聲幅、最小聲幅和平均聲幅，可以直觀地顯示第一界面存在的孔洞、槽道的位置、大小及分布情況。同時其包含了常規聲波變密度測井儀的全部測井信息，可完全替代常規聲波變密度測井儀。與常規聲波測井儀器（CBL-VDL）相比，提高了周向分辨率，可區分套管周圍存在溝槽還是被低抗壓強度的水泥膠結的情況，同時不易受快速地層的影響，評價固井質量準確、直觀、效果好，目前是檢查固井質量及管外竄槽的最新最有效的測井儀器之一。

MP-SMD-400八扇區測井儀通過3ft和5ft的全向聲波發射探頭向四周發射20KHz的聲波信號，扇區聲波發射探頭向各扇面發射100KHz～120KHz的高頻聲波信號，通過2ft扇區接收探頭、3ft和5ft接收探頭接收聲波信號，判定兩個水泥膠結面的膠結情況。2ft的扇區發射接收探頭，將套管分為8個扇面，每個扇面占45°，儀器不僅能測得CBL/VDL曲線，還可以測得8條扇區聲幅曲線和以此生成的扇區水泥分布剖面圖，提高了套管周向的分辨率。八扇區的測井曲線充分彌補了在常規聲波變密度測井中無法區分水泥串槽和膠結水泥抗壓強度低的缺陷，水泥膠結中的很小的問題都很容易被發現，克服了普通聲波儀器的多解性。由于探頭源平采用2ft，降低了聲幅測井容易發生的快速地層對聲幅測量的影響。當3英尺聲幅測井顯示膠結不好時，扇區曲線可以幫助解釋出是水泥環中有竄糟還有水泥抗壓強度低，水泥膠結中很小的問題都很容易被發現。扇區發射探頭的發射頻率在80～100kHz之間，常規的電纜在傳輸這么高的頻率信號時衰減很多。因此儀器產生了20kHz的載波信號，利用扇區高頻聲幅信號作為調制信號對20kHz信號進行調幅后傳到地面。儀器的探頭都密封在透聲剛體內，探頭之間由波紋管連接。

儀器長為4 800mm，外徑為70mm，最高工作溫度175℃，最大承受壓力137MPa，可以測出來的井筒范圍為4.5″～9″（114.3mm～228.6mm）。

2　資料解釋方法

扇區水泥膠結測井解釋以CBL曲線在自由套管中的刻度的數值為準，作為自由套管的基值，其他段的CBL曲線實測值與其比較所得的相對幅度劃分第一界面水泥膠結情況。

（1）相對幅度≤20%，為膠結良好；

（2）20%≤相對幅度≤30%，為膠結中等；

（3）相對幅度＞30%，為膠結不好。

扇區水泥膠結測井扇區解釋分為5級刻度，以分區聲幅相對幅度E值為標準；

（1）當E值在0-20%之間，VDL灰度顏色為黑色，表示膠結良好；

（2）當E值在20%-40%之間，VDL灰度顏色為深灰，表示水泥部分膠結；

（3）當E值在40%-60%之間，VDL灰度顏色為中灰，表示水泥部分膠結；

（4）當E值在60%-80%之間，VDL灰度顏色為淺灰，表示水泥部分膠結；

（5）當E值在80%-100%之間，VDL灰度顏色為白色，表示水泥部分沒膠結或者空套管［1］。

3　測井資料應用分析

XX-XX井于2014年6月進行八扇區水泥膠結測井，測井結果如圖1所示，從CBL波形幅度來判斷，此井段的第一界面屬于膠結中等，從VDL來看，第二膠結面不好，結合扇區剖面圖（波形一）來看的話，顏色越深水泥膠結好，顏色淺膠結越來越加，白色基本沒有水泥，可以很明顯的看出在深度3523米、3529米2處有孔洞。

圖1　XX-XX井扇區水泥膠結測井成果圖

XX-XX井于2014年8月進行八扇區水泥膠結測井，測井結果如圖2所示，從CBL來看，3665米以上第一界面、第二界面都處于膠結良好，3665米—3671.5米第一膠結面、第二膠結面均為膠結不好，CBL與VDL變化明顯，但無法具體判斷出是何種原因，再根據扇區剖面圖（波形一），可以很清楚的看出在3665米-3671.5米之間有竄槽。

通過兩次的測井結果可以看出常規聲波變密度測井儀為全向檢查套管水泥環的膠結質量，僅能反映所檢測的水泥環膠結質量的周向平均值，當3英尺CBL顯示膠結中等時，無法區分孔洞與水泥微環、孔洞與竄槽、低膠結強度與帶孔洞的高膠結強度等情況，而扇區水泥膠結測井儀克服了這一缺陷，解決了常規聲波變密度測井儀解釋的多解性，具有良好的應用前景。

圖2　XX-XX井扇區水泥膠結測井成果圖

4　結論及建議

扇區水泥膠結測井技術完全可以取代常規的聲波變密度測井，不僅有著常規聲波變密度測井的所有參數，而且還增加了扇區剖面圖，可以快速直觀的反應出原有情況，扇區水泥膠結測井技術也在被逐漸的推廣。

該技術的優點為：

（1）扇區水泥膠結密度測井能夠直觀形象的評價第一界面360°范圍內的水泥膠結情況，可以直觀的判斷出孔洞、竄槽等情況，為下一步的措施提供了準確的依據，較常規的聲波測井儀更為先進。

（2）扇區水泥交際測井不受重水泥、井內套管厚度的影響。是目前比較先進的評價固井質量的方法，具有良好的應用前景。

該技術的缺點：扇區水泥膠結測井在雙層套管中的應用效果應不是很好，因為受雙層管柱多層反射面影響比較大［1］。

參考文獻

［1］孫學榮.八扇區水泥膠結測井技術及應用［J］，中國石油和化工標準與質量，2014（9）：171-171.

［2］向澤燕，郭海燕，魏蒙政，陳原，武慶宇.SBT八扇區水泥膠結測井儀的推廣應用［J］.石油儀器，2011，25（5）.

［3］趙曉鴻，夏竹君，王強.RIB扇區水泥膠結測井技術及應用［J］，內江科技，2012（9）.

（責任編輯：文婷）