工程测井技术的完善及应用

1、口令：RAPID7082016年6月工程测井技术 在欢（东）双油田的完善及应用前言工程测井技术在欢（东）双油田的完善及应用 为了了解井下管柱深度，检查井下技术状况等而进行的测井统称为工程测井。其主要包括管柱深度、套管损坏（变形、破裂、错断和漏失）、井径变化、套管腐蚀及补贴效果、射孔质量、固井质量、管外窜槽位置、压裂酸化及封堵效果、出砂层位等检查。 欢（东）双油田历经30多年的勘探开发，目前油水井老化，固井质量逐渐变差，套管破损、变形等日益严重，严重影响了正常生产。因此，工程测井愈显重要，为油水井正常生产提供套管、水泥环技术状况信息，指导射孔、修井等作业施工，延长油水井使用寿命，提高油田开发的效

2、益。前言1、测试现状2、工程测井技术的完善及应用3、经济效益4、结论及建议03结论建议 测试现状对策研究测试现状05 测试大队成立于2012年9月，负责我厂油气汽水井高压测试、低压测试管理、油气水分析化验等工作。大队目前共有各种测试专用车辆13台（其中数控测井车2台，试井车7台，测调联动车3台，洗井车1台），试井仪器13类138支、测井仪器9类30支、流量计和压力计检定装置各一套。全年完成测试工作量5644井次，创劳务收入4182万 元 ， 超 计 划 5 8 2 万 元 。 研究 背景 完善及应用实施效果结论建议已开展的工程测井07发射探头接收探头水泥环套 管 声幅-变密度测井是由磁定位(C

3、CL)、自然伽马仪(GR)和声幅-变密度仪(CBL-VDL)组成，能够实现一次下井，测出CCL、GR、CBL-VDL等多条组合曲线。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愈差声幅愈高。 测量两个参数，一个声幅（套管滑行波首波幅度），另一个是套管、水泥环、地层、流体等波列即全波列。已开展的工程测井08发射探头X1接收探头R1接收探头R2接收探头R3发射探头X21.0 2.5 1.5 1.0 声波变密度仪CBL/VDL包含二个发射三个接收探头，声波发射器发射声脉冲X1、X2、R1、R2组合可得到四条

4、声幅曲线，源距分别为2.5英尺及3.5英尺，均反映套管波首波的幅度。 仪器X1、R3组合测量变密度曲线，其源距为5英尺，可使套管波、地层波、泥浆波在波至时间上有比较明显的差别，易于区分解释。测井图为黑（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、水泥环与地层的胶结质量。已开展的工程测井09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”即未胶结的套管，出现在水泥返高以上的井段，大部分声能将通过套管传到接收器，而很少投射到地层中去。 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

5、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。低副度，较为平直。套管波弱，甚至缺失；而地层波较强，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。已开展的工程测井10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。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)。幅度低。套管波

6、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。已开展的工程测井11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。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胶结，而一部分没有胶结。实际测井过程中经常遇到。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。已开展的工程测井12 声幅变密度测井可以评价碎屑岩和碳酸盐岩地层第一界面的水泥胶结质量,在一界面胶结好的前提下，还可以确定二界面的水泥胶结情况。

7、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。 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。13 磁性定位器由两块永久磁钢和一个线圈构成仪器的主体，当仪器沿井身移动时，由于仪器周围介质的磁阻发生变化，使通过线圈的磁力线重新分布

8、，磁通密度发生变化，于是线圈中产生感应电动势，它的大小与介质磁阻的变化、测速、磁场的感应强度及线圈尺寸有关。通过记录线圈闭合回路中感应电流产生的电位差，即可得到套管接箍、油管管柱接箍工具配件的位置。放射性成果图GR曲线磁定位测试配水器封隔器已开展的工程测井小变直密径度电伤磁测探井陀斜螺测测井八变扇密区度存变储密式度2013.52014.32014.052015.12015.0614工程测井的完善 测试大队立足油田开发实际，在近3年的实践过程中，不断提升已有技术的应用广度和精度，持续改进应用新技术：小直径声幅-变密度测井、陀螺测斜测井、电磁探伤测井、八扇区声幅-变密度测井、存储式声幅-变密度测井

9、等，逐步完善了满足油田开发需要的工程测井技术体系，努力做到监测井有针对性、监测时间有连续性、监测结果有可对比性。15 在油田开发中后期，为了节约成本，提高产量，侧钻井越来越多，声幅-变密度测井仪器都是70mm，不适合小直径套管井的测量，小井眼井固井质量评价还是空白，为了满足当前生产需要，我们改进应用了小直径（50mm）声幅-变密度测井技术，测井原理与声幅-变密度测井原理类似。工程测井的完善 解决了101.6mm小套管固井质量无法测试的问题。50mm声幅-变密度测井仪16 为满足开发需求，实现老井井眼的轨迹复测、井位校正、新井和侧钻井设计靶心提供可靠的科学依据，率先改进应用了陀螺测斜技术。该技术

10、以动力调谐速率陀螺测量地球自转角速率分量和石英加速计测量地球加速度分量为基础，通过计算得出井筒参数,绘制井身轨迹曲线。工程测井的完善 成功解决了在有磁环境下进行井斜角、方位角、工具面角等定向参数的测量，弥补了测试技术上的空白。动力调谐陀螺原理石英扰性加速计原理图17 为及时检测套管井深结构损坏情况，率先改进应用了电磁探伤测井技术。测井仪由上、下扶正器，纵向长轴探头 A、纵向短轴探头 C、横向探头B、 伽马探头和井温探头组成。其中，探头A、B、C用来检测套管的损伤，井温探头用来测量井内流体的温度变化，伽马探头用来测量校深曲线。工程测井的完善 成功解决了成功地解决了在油管内检测油管和套管的厚度、腐

11、蚀、变形破裂等问题，可准确指示井下管柱结构、工具位置，并能探测套管以外的铁磁性物质。电磁探伤仪器结构18 为详细地评价第一界面在360的水泥胶结情况，率先改进应用了八扇区声幅-变密度测井技术。八扇区声幅-变密度测井仪器中共有8 组收发探头的声波接收探头组，每一组探测范围为45角, 根据这8 个扇区的声幅可做出套管外水泥分布的剖面图，相当于同一个圆周平面上8个方向的声幅-变密度测井能更真实反映井筒的固井质量情况。工程测井的完善 该技术能精确评价第一界面水泥胶结情况，还能准确评价第一界面存在的槽道、孔洞的位置、大小及分布情况。八扇区声幅-变密度仪器结构伽马、磁定位电子线路发射换能器8扇区发射器8扇

12、区接收器声幅接收器变密度接收器5英尺2英尺3英尺8扇区发射器8扇区接收器19 在固井质量测试过程中，我们经常遇到电缆因井筒内油稠，温度高等测试遇阻和大斜度、水平井、无法测试的问题。面对当前形势，率先该井应用了存储式声幅变密度测井技术。测井完成后，由专用软件回放井下仪器存储的测量数据 。工程测井的完善 解决了复杂井固井质量无法测试的问题。存储式声幅-变密度测井原理单片机发射控制存储器3英尺5英尺信号切换滤波放大放大跟随高速A/D接箍信号压力信号发射温度信号伽玛信号放大到电缆直读20 根据测试资料，有效指导措施挖潜。全年补层59井次，大修45井次，侧钻29井次，措施累计增油3.46104t。齐2-

13、10-508井是齐2-11-9块的一口新井，今年4月份八扇区水泥胶结测井其固井质量不合格，挤灰重新固井投产。大量的成功应用表明，八扇区水泥胶结测井技术能够解决常规的声波变密度测井所不能发现的的固井质量问题,使用该项技术极大提高了测试结果的可信度。八扇区水泥胶结测井技术设计有八个独立扇区声波幅度,可作出套管外水泥分布剖面图, 提供套管外水泥胶结情况的直观图象，能够很好的评价第一界面各个方向水泥胶结质量,以及第一界面存在的槽道、孔洞的位置、大小及分布情况。工程测井的应用齐2-10-508固井质量检查图（八扇区）21 根据磁性定位测试技术广泛应用于确定注水井井下工具准确深度，注水井实施分注工艺时，隔

14、层厚度小于10m时，就要求测试磁性定位，来确定井下工具的精确深度，指导作业队调整管柱深度，保证封隔器等井下工具有效地封隔油层。2015年测试大队实施水井磁性定位测试72井次，对21口作业井及时进行了管柱调整，保障了作业井管柱深度严格符合设计要求。工程测井的应用2015年磁性定位测试调整管柱情况表 22 针对齐108-5-1井因已有两处套管补贴又有新漏点但具体位置不明确、且利用封隔器常规作业方法找漏不可行的问题，通过利用微差井温剖面法寻找井下温度异常点，并软探灰面，之后应用电磁探伤技术对可疑井段进行测井，进一步诊断套管质量。工程测井的应用 曲线分析:从图中C、B、BB、A四个探头曲线，在井段65

15、9669m上向右突出现象，并结合修井总结，得出：由于过去实施过套补工艺，该处管柱要比其他井段厚，因此，该处测井曲线表现向右偏趋势。659669m为套补第一段23工程测井的应用685687m为套管外壁工具，694703m为套补第二段 在井段685687m上曲线表现形式，根据以往解释成果，可推断出为套管外壁工具。从图7中C、B、BB、A四个探头曲线，在井段694703m上向右突出现象，并结合施工工艺，得出：由于过去实施过套补工艺，造成管柱该处要比其他井段要厚，因此，该处测井曲线表现向右偏趋势。 曲线分析:从图7中C、B、BB、A四个探头曲线，在井段721m上向右突出现象，并结合壁厚曲线得出：该处存

16、在套管扭曲变形，同时，观察A、C探头曲线有向左偏，推断该处可能存在大于10CM的纵向裂缝损伤。721m井段出现扭曲变形，存在大于10cm纵向裂缝损伤24 从2014年开始引进陀螺测斜技术，初步实现了井眼井身轨迹的连续测量。今年，为了对该项技术进行深化应用，5月份外派3名技术人员到贵州仪器厂家进行学习交流，积极与设计人员进行现场沟通，深入学习了陀螺仪工作原理、使用方法和注意事项等，并整理成培训课件，对相关人员进行专业培训。目前已实现对陀螺测斜技术懂原理、会操作，能分析，会检测的效果，使测试结果更加准确。全年陀螺测斜19井次，现场应用效果较好，填补了我厂井斜测试技术的空白。工程测井的应用齐2-22

17、-3007水平投影对比图齐2-22-3007垂直投影对比图 研究 背景对策研究 经济 效益结论建议26 配套工程测井新技术的综合开展和成果研究应用，在部署新井、井位校正、重新认识油藏剩余油潜力和油水动态分布、挖掘油藏潜力和动态调整等方面取得了良好的效果。2015年测试大队工程测井共测215井次，劳务收入总计628.9万元，减少外协测试费用196.88万元。经济效益 项 目年份八扇区声幅变密度测井小直径声幅变密度测井陀螺测斜电磁探伤测井总井次劳务收入（万元）仪器投入（万元）总井次劳务收入（万元）仪器投入（万元）总井次劳务收入（万元）仪器投入（万元）总井次劳务收入（万元）仪器投入（万元）2015年2087.630.11752.726.31985.598.5314.461.7 测试仪器使用寿命按5年计算。计算公式：E=F-P/N 式中：E-成果节约外协费用，万元； F-成果劳务收入，万元； P-仪器投入，万元； N-仪器使用年限，年； 八扇区变密度：（87.6-30.1/5）=87.6-6.02=81.58万元 小直径变密度：（52.7-26.3/5）=52.7-5.26=47.44万元 陀螺测斜：（85.5-98.5/5）=85.5-19.7=65.8万元 电磁探伤：（14.4-61.7/5）=87.6-6.02=2.06万元 工程测井新技术共节约外