固井质量测井原理及解释应用

1、固井质量测井原理及解释应用固井质量测井原理及解释应用 二零一零年三月二零一零年三月 2021/5/281 固井质量测井原理及解释应用固井质量测井原理及解释应用 汇报提纲汇报提纲 一、一、CBL-VDLCBL-VDL测井原理测井原理 二、二、CBL-VDLCBL-VDL测井资料的解释测井资料的解释 三、三、CBL-VDLCBL-VDL测井资料应用效果分析测井资料应用效果分析 2021/5/282 固井质量测井原理及解释应用固井质量测井原理及解释应用 固井质量评价的重要性固井质量评价的重要性 固井质量的检查主要是水泥环胶结质量的检查，即检查 套管与水泥环（第一界面）、水泥环与地层（第二界面）的 胶

2、结情况。过去我们对固井质量好坏的判断往往只强调水泥 和套管之间的胶结程度（第一界面），而忽视了水泥和地层 之间的胶结程度（第二界面）。无论是第一界面还是第二界 面水泥胶结质量不好都很容易引起水层的上、下窜槽，给油 井的试油、投产等工作会带来很大的麻烦，因此评价固井质 量是一项重要的工作。另外准确掌握油气水井固井质量状况， 可以优化新井投产与老井增产增注措施，提高固井质量，延 长油气水井使用寿命，对油田勘探开发有重要作用。 几十年来，人们开发研制了诸如声幅测井仪（CBL）、变 密度测井仪（VDL）、超声脉冲反射法测井仪，贴井壁分扇形 区水泥胶结评价测井仪等多种用于固井质量评价的测井仪器。 目前国

3、内的固井质量的测井评价方法主要是声波测井中的声 幅变密度测井（CBL/VDL），水泥胶结测井（SBT）。 2021/5/283 CBL-VDLCBL-VDL测井原理测井原理 CBL-VDL测井技术采用单发双收声系，测井时，声源发出 的声脉冲在井内各个方向传播，当声波传播到两种介质的交 界面时会发生声波的反射和折射。反射波和折射波的能量取 决于界面处两种介质的声阻抗，若管外水泥环胶结好，则其 密度大和声速高，波阻抗高，它与套管波阻抗差别变小，反 射系数小，声幅很低；反之，若水泥胶结不好，混有泥浆或 空气，反射系数增大，声幅变高，胶结质量愈差声幅愈高。 测量两个参数，一个是前面提到的声幅（套管滑行

4、波首 波幅度），另一个是套管、水泥环、地层、流体等波列即全 波列，经灰度处理后称作声波变密度，这就是油田常用的简 称为声幅变密度的测井技术。由于变密度测井的引入和CBL测 井解释的改进，使固井质量评价测井解释从仅仅评价界面， 发展到可评价界面，同时对测井质量的控制、资料解释的 符合率都得到了相应的提高。 固井质量测井原理及解释应用固井质量测井原理及解释应用 2021/5/284 声波发射器发射声脉冲，声波发射器发射声脉冲，5英尺源距接收器接收声波全波列英尺源距接收器接收声波全波列 （套管波、地层波、泥浆）；电子线路把信号转换为与其幅度成（套管波、地层波、泥浆）；电子线路把信号转换为与其幅度成

5、正比的电信号，经电缆传至地面；电信号在显像管上被调制为光正比的电信号，经电缆传至地面；电信号在显像管上被调制为光 点亮度，根据其波幅大小在测井图上显示成黑白相间的条带，成点亮度，根据其波幅大小在测井图上显示成黑白相间的条带，成 为变密度资料；测井图黑（灰）白相间的条带，以其颜色的深浅为变密度资料；测井图黑（灰）白相间的条带，以其颜色的深浅 表示接收到信号的强弱，通过对全波列分析，确定套管与水泥环、表示接收到信号的强弱，通过对全波列分析，确定套管与水泥环、 水泥环与地层的胶结质量，原理见图。水泥环与地层的胶结质量，原理见图。 CBL-VDLCBL-VDL测井原理测井原理 固井质量测井原理及解释应

6、用固井质量测井原理及解释应用 2021/5/285 CBL-VDLCBL-VDL测井测井各种波的成份及特点各种波的成份及特点 套管井中与变密度测井相关的主要有四种波，传播路径见图，套管井中与变密度测井相关的主要有四种波，传播路径见图， 这四种波分别是套管波、水泥环波、地层波、泥浆波，各自成份这四种波分别是套管波、水泥环波、地层波、泥浆波，各自成份 及特点如下：及特点如下： a、套管波。分为套管滑行波（还可以细化、套管波。分为套管滑行波（还可以细化 为滑行纵波、滑行横波）、套管为滑行纵波、滑行横波）、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 次反射波经多

7、次放射后到达接收器时能次反射波经多次放射后到达接收器时能 量已经很弱，可以忽略不计，而一次反量已经很弱，可以忽略不计，而一次反 射波和套管滑行波只差射波和套管滑行波只差0.2s，从变密度，从变密度 测井的角度可以认为是同时到达的。这测井的角度可以认为是同时到达的。这 两种波的声强与套管水泥环的胶结好两种波的声强与套管水泥环的胶结好 坏直接相关，胶结越好，声强越差。坏直接相关，胶结越好，声强越差。 固井质量测井原理及解释应用固井质量测井原理及解释应用 2021/5/286 固井质量测井原理及解释应用固井质量测井原理及解释应用 CBL-VDLCBL-VDL测井测井各种波的成份及特点各种波的成份及特

8、点 b、水泥环波。在波列上紧随套管波出现，、水泥环波。在波列上紧随套管波出现， 当由于水泥环中存在微裂隙或胶结不致当由于水泥环中存在微裂隙或胶结不致 密，水泥环波衰减很快，而且水泥环波密，水泥环波衰减很快，而且水泥环波 和套管波有相位差，容易发生干涉后被和套管波有相位差，容易发生干涉后被 掩盖，识别相当困难，一般可以忽略不掩盖，识别相当困难，一般可以忽略不 计。计。 2021/5/287 固井质量测井原理及解释应用固井质量测井原理及解释应用 CBL-VDLCBL-VDL测井测井各种波的成份及特点各种波的成份及特点 c、地层波。在水泥波之后出现，是沿井壁、地层波。在水泥波之后出现，是沿井壁 传播

9、的滑行波，也分为滑行纵波和滑行传播的滑行波，也分为滑行纵波和滑行 横波，首先到达的是滑行纵波，纵波到横波，首先到达的是滑行纵波，纵波到 达达1.51.8倍时间范围内可以找到横波。倍时间范围内可以找到横波。 只有水泥环与套管、地层都胶结良好的只有水泥环与套管、地层都胶结良好的 情况下才能出现较强的地层波，任一界情况下才能出现较强的地层波，任一界 面胶结不好，中间都会出现声耦合较差面胶结不好，中间都会出现声耦合较差 的环形流体层，造成很大的声阻抗，穿的环形流体层，造成很大的声阻抗，穿 透流体层的声波很少，进入地层的就更透流体层的声波很少，进入地层的就更 少，造成地层波很弱。少，造成地层波很弱。 2

10、021/5/288 d、泥浆波。沿泥浆传播，在波列中、泥浆波。沿泥浆传播，在波列中 最后到达，特点是到达仪器的时间最后到达，特点是到达仪器的时间 不变，当地层为低速地层时常叠加不变，当地层为低速地层时常叠加 在地层波上。在地层波上。 CBL-VDLCBL-VDL测井测井各种波的成份及特点各种波的成份及特点 固井质量测井原理及解释应用固井质量测井原理及解释应用 2021/5/289 固井质量测井原理及解释应用固井质量测井原理及解释应用 汇报提纲汇报提纲 一、CBL-VDL测井原理 二、CBL-VDL测井资料的解释 三、CBL-VDL测井资料应用效果分析 2021/5/2810 9、 人的价值，在

11、招收诱惑的一瞬间被决定。21.8.1521.8.15Sunday, August 15, 2021 10、低头要有勇气，抬头要有低气。22:54:0222:54:0222:548/15/2021 10:54:02 PM 11、人总是珍惜为得到。21.8.1522:54:0222:54Aug-2115-Aug-21 12、人乱于心，不宽余请。22:54:0222:54:0222:54Sunday, August 15, 2021 13、生气是拿别人做错的事来惩罚自己。21.8.1521.8.1522:54:0222:54:02August 15, 2021 14、抱最大的希望，作最大的努力。20

12、21年8月15日星期日下午10时54分2秒22:54:0221.8.15 15、一个人炫耀什么，说明他内心缺少什么。2021年8月下午10时54分21.8.1522:54August 15, 2021 16、业余生活要有意义，不要越轨。2021年8月15日星期日22时54分2秒22:54:0215 August 2021 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。下午10时54分2秒下午10时54分22:54:0221.8.15 11 9、 人的价值，在招收诱惑的一瞬间被决定。21.8.1521.8.15Sunday, August 15, 2021 10、低头要有勇气，抬头要有低气。22:

13、54:0222:54:0222:548/15/2021 10:54:02 PM 11、人总是珍惜为得到。21.8.1522:54:0222:54Aug-2115-Aug-21 12、人乱于心，不宽余请。22:54:0222:54:0222:54Sunday, August 15, 2021 13、生气是拿别人做错的事来惩罚自己。21.8.1521.8.1522:54:0222:54:02August 15, 2021 14、抱最大的希望，作最大的努力。2021年8月15日星期日下午10时54分2秒22:54:0221.8.15 15、一个人炫耀什么，说明他内心缺少什么。2021年8月下午10时

14、54分21.8.1522:54August 15, 2021 16、业余生活要有意义，不要越轨。2021年8月15日星期日22时54分2秒22:54:0215 August 2021 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。下午10时54分2秒下午10时54分22:54:0221.8.15 12 刻度标准：刻度标准： CBLCBL测井资料固井质量评价标准：测井资料固井质量评价标准： 胶结良好胶结良好相对幅度小于相对幅度小于20%20%； 胶结中等胶结中等相对幅度相对幅度2030%2030%； 胶结差胶结差-相对幅度大于相对幅度大于30%30%。 （候凝时间（候凝时间48-7248-72小时

15、）小时） 候凝时间超过候凝时间超过7272小时解释标准提小时解释标准提 高。高。 相对幅度相对幅度=A/A0=A/A0* *100100 A:A:目的层段的套管波首波幅度值，目的层段的套管波首波幅度值，MVMV A0: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，MVMV CBLCBL测井定量解释标准测井定量解释标准 固井质量测井原理及解释应用固井质量测井原理及解释应用 2021/5/2813 变密度资料与声幅测井相比，优势在于可以直观地反映套管变密度资料与声幅测井相比，优势在于可以直观地反映套管 水泥环、水泥环地层（即第一、第二界面）的胶结情况，劣势在水泥环、水泥环地层（即第一、

16、第二界面）的胶结情况，劣势在 于难以进行精确定量分析。如果二者结合，可以更好的识别井周水于难以进行精确定量分析。如果二者结合，可以更好的识别井周水 泥胶结情况。下表是对不同胶结情况下声幅、变密度资料可能的测泥胶结情况。下表是对不同胶结情况下声幅、变密度资料可能的测 井响应特征进行的分析。固井质量检查图上增加井响应特征进行的分析。固井质量检查图上增加VDL波形后，使用波形后，使用 者借助变密度资料可以更直观地对水泥胶结情况进行定性评价。者借助变密度资料可以更直观地对水泥胶结情况进行定性评价。 VDLVDL测井资料的应用定性分析解释测井资料的应用定性分析解释 固井质量测井原理及解释应用固井质量测井

17、原理及解释应用 2021/5/2814 声幅声幅-变密度测井响应特征变密度测井响应特征 固井质量情况声幅曲线响应特征变密度曲线(VDL)响应特征 1、自由套管，大部分声能将通 过套管传到接收器，很少透射 到地层中去。（如下图） 幅度高且较稳定，可 清晰分辩出套管接箍。 套管波很强，为平行的黑白相 间的直条带，如波形摆动则说 明仪器居中不佳。地层波没有 或被完全覆盖，套管接箍清晰 可辩。 2、第一、第二胶结面都很 好，声能有效地由套管传到水 泥环再传到地层。（如下图） 低副度，较为平 直。 套管波弱，甚至缺失；地 层波较强，呈现清晰地黑白相 间地波状条带，可反映声波时 差曲线相关性良好。 固井质

18、量测井原理及解释应用固井质量测井原理及解释应用 2021/5/2815 固井质量情况声幅曲线响应特征变密度曲线(VDL)响应特征 3、快速地层胶结，即水 泥与套管和地层胶结都好，只 是地层波传播速度快。（如下 图） 低副度，较为平直。 缺少套管波，地层波传播 快，在快慢速地层界面发生绕 射，形成较弱的人字型条带状 的地层波，造成二界面胶结不 良的假相。 4、套管与水泥胶结良好， 而水泥与地层胶结不好。(即 第一界面胶结好，第二界面胶 结差)（如下图） 幅度低。 套管波微弱或缺失，地层波极 弱或根本没有，最右边出现直 条带的泥浆直达波。 固井质量测井原理及解释应用固井质量测井原理及解释应用 20

19、21/5/2816 固井质量情况声幅曲线响应特征变密度曲线(VDL)响应特征 5、微环胶结，即一界面胶结良 好，套管和水泥之间存在微小 空隙。能封住液体运移，但气 体能通过。（如下图） 幅度低到中等幅度。 显示出套管波，地层波也 较明显。 6、局部胶结，即一、二界 面层相都只有一部分扇区胶结， 而一部分没有胶结（如下图） 幅度比自由套管幅 度值稍低，且不稳定。 套管波比自由套管时显示 的弱，能显示出一些地层波信 息。 固井质量测井原理及解释应用固井质量测井原理及解释应用 2021/5/2817 除了上面归纳的除了上面归纳的6种胶结情况外，理论和实际上还存在种胶结情况外，理论和实际上还存在 第一

20、胶结面胶结差，第二交接面胶结好的情况。这种情况在第一胶结面胶结差，第二交接面胶结好的情况。这种情况在 目前的测井资料上还难以识别，因为如果第一胶结面不好，目前的测井资料上还难以识别，因为如果第一胶结面不好， 套管与水泥环中间会存在环状流体层，声耦合较差，声波很套管与水泥环中间会存在环状流体层，声耦合较差，声波很 少能进入水泥环，进入地层的就更少，地层波会很弱，较难少能进入水泥环，进入地层的就更少，地层波会很弱，较难 辨认，而大部分沿套管传播的声能会使套管波很强，尤其是辨认，而大部分沿套管传播的声能会使套管波很强，尤其是 连续的后继波会叠加到地层波上，使其更加难以识别，这就连续的后继波会叠加到地

21、层波上，使其更加难以识别，这就 给测井资料的解释工作带来很大的困难。但是从另一个角度给测井资料的解释工作带来很大的困难。但是从另一个角度 讲，只要套管与水泥胶结不好，就已经直接造成上下段串槽，讲，只要套管与水泥胶结不好，就已经直接造成上下段串槽， 无论第二界面胶结是否良好都不会改变该井段整体胶结情况无论第二界面胶结是否良好都不会改变该井段整体胶结情况 差的结论。差的结论。 固井质量测井原理及解释应用固井质量测井原理及解释应用 2021/5/2818 固井质量测井原理及解释应用固井质量测井原理及解释应用 声幅声幅-变密度测井响应特征图变密度测井响应特征图 2021/5/2819 固井质量测井原理

22、及解释应用固井质量测井原理及解释应用 汇报提纲汇报提纲 一、CBL-VDL测井原理 二、CBL-VDL测井资料的解释 三、CBL-VDL测井资料应用效果分析 2021/5/2820 固井质量测井资料应用效果分析固井质量测井资料应用效果分析 声幅声幅-变密度测井已经在华东分公司各个油田得到广泛变密度测井已经在华东分公司各个油田得到广泛 的应用，的应用，VDL测井资料所包含丰富的信息量使得我们可以更测井资料所包含丰富的信息量使得我们可以更 直观、准确地对水泥胶结情况（包括第一、二界面）进行定直观、准确地对水泥胶结情况（包括第一、二界面）进行定 性评价。下面我们有针对性的选择已经投产的几口井对声幅性

23、评价。下面我们有针对性的选择已经投产的几口井对声幅 -变密度测井资料的实际应用效果做简单的分析。变密度测井资料的实际应用效果做简单的分析。 固井质量测井原理及解释应用固井质量测井原理及解释应用 2021/5/2821 1.主要油层段第一、二胶结面固井质量都好：主要油层段第一、二胶结面固井质量都好： 测试情况：测试情况： 该井射开第该井射开第32、33层（差层（差 油层、油层）后，日产油油层、油层）后，日产油 21.86吨，基本不含水，与吨，基本不含水，与 测井解释结论相符。从测试测井解释结论相符。从测试 结果来看产油情况基本没有结果来看产油情况基本没有 受底水或者边水的影响，说受底水或者边水的

24、影响，说 明良好的固井质量对油层段明良好的固井质量对油层段 上下地层的封隔作用明显。上下地层的封隔作用明显。 由图可以看出陶由图可以看出陶6B井主要井主要 油层段油层段(第第3236层层)声幅曲声幅曲 线数值均低于胶结好的门坎线数值均低于胶结好的门坎 值，反映第一胶结面固井质值，反映第一胶结面固井质 量好；变密度曲线显示地层量好；变密度曲线显示地层 波波形清楚且连续完整，反波波形清楚且连续完整，反 映第二胶结面固井质量好。映第二胶结面固井质量好。 而且砂体上、下部泥岩段水而且砂体上、下部泥岩段水 泥胶结也良好，封隔效果明泥胶结也良好，封隔效果明 显。显。 固井质量测井原理及解释应用固井质量测井

25、原理及解释应用 2021/5/2822 2.主要油层段第二胶结面固井质量中等或差主要油层段第二胶结面固井质量中等或差: 由图可以看出陶7井主要油层段(第2 8层)下部发育一大套水层，因此固井 质量的好坏直接影响到油层的开采情况， 而从声幅、变密度曲线可以看出该套砂 体固井质量有较大的差别。从图中我们 可以看出声幅和变密度曲线具有较好的 相关性：声幅曲线低幅度处对应的套管 波微弱；而声幅较高处对应的套管波清 晰。第2、3、7、8、11、12以及第13层 部分地层声幅曲线幅度较低，且较为平 直，反映这些地层第一胶结面固井质量 好，而变密度曲线反映套管波很强，为 平行的黑白相间的直条带，地层波微弱

26、甚至没有，因此可以定性判断整个砂体 第二界面胶结情况都很差，这样在射开 上部的油层时底水很容易通过第一、二 界面水泥胶结不好形成的通道上窜，直 接影响到油层的开采。 测试情况： 该井射开第2、3、4层， 日产水46吨，无油，进 行封堵后再次射开第4层， 日产油10.74吨，无水， 与测井解释结论相符。 从两次测试结果分析第 一次测试出的水是底水 上窜所致。 固井质量测井原理及解释应用固井质量测井原理及解释应用 2021/5/2823 图所示是草26井主要油层段 固井质量检查图，从图中我们 可以看出第一胶结面固井质量 级别在中等好，而第4层及 第5层上部的第二界面胶结中 等、第5层下部及第6、7层胶 结差，因此