声波变密度测井在固井质量评价中的应用

随着套管井测井技术的多元化发展,声波变密度测井主要采用声波振幅测井和声波变密度测井对油田固井质量进行监测。在设计声波变密度测井时,结合数字测井技术和测井数据处理,通过对声波理论的深入研究和对声波信息以及岩石参数关系的分析,声波变密度测井在固井质量评价中的应用技术得到了发展。声波变密度测井不仅可以通过声振幅和胶结指数(BI值)曲线评价利用VDL图像,还可以评价套管与水泥之间的胶结情况。它可以反映第一个接口的绑定状态,并提供第二个接口的绑定信息。首先阐述了声波变密度测井在固井质量评价中的仪器选择,分析了声波变密度测井的原理和仪器技术,然后分析了声波变密度测井的一些典型实例数据。针对影响固井质量测井的因素,提出了各种干扰因素的判断和解决方法,并对不同固井质量进行了评价和解释,在此基础上,分析探讨了声波变密度测井技术的优缺点。最后,提高了数据的综合利用价值,增强了人们对声波变密度水泥胶结测井技术的认识。

对固井质量解释评价若干问题的探讨

声波水泥胶结测井是检查套管井固井质量的常规方法。该方法虽经过不断完善 ,仍存在一些问题 ,如由于仪器的多样化导致解释标准混乱、解释模型简单化和缺乏统一的定量解释标准等。对目前声波水泥胶结测井中存在的问题和影响声波水泥胶结测井的因素进行了分析 ,对辽河油田的实际刻度井资料进行了分析 ,在此基础上对固井质量评价提出了一些建议。

超声反射法套管-地层环空间介质波阻抗反演方法与成像实例

针对套管井反射式超声波水泥固井质量检测问题,本文利用超声反射波频谱中套管共振透射窗内的复合反射系数,提出了定量反演套管-地层环空间内介质的波阻抗的方法.利用复合反射系数中多个频率点的相移反正切函数主值,给出了波阻抗的计算公式,并把套管-地层环空间介质中波的相移的整、实特性作为波阻抗反演收敛的判据.针对井下实际测井环境中超声换能器性能受温度和压力等的影响而发生变化,导致的声源波形(子波)和复合反射系数不确定的困难,提出了用井下原地(insitu)实测波形定量估计声源波形和复合反射系数的方法.通过对合成数据的处理,分别考察了已知介质的声学和几何参数存在的偏差对套管-地层环空间内介质的波阻抗反演结果的影响.本文对多组模型井检验数据进行了目的层介质的波阻抗反演与成像,成像结果与真实情况吻合,验证了反演方法的有效性.最后对现场实测资料进行了套管-地层环空间内介质的波阻抗定量反演与成像.

非轴对称套管井中声场的并行有限差分模拟

本文提出了一种用于模拟非轴对称套管井中扇区水泥胶结测井100kHz 3维瞬态声场的并行算法.采用时域有限差分方法,以及非裂化的完全匹配层吸收边界条件,基于信息传递接口(MPI)并行环境,在计算机集群上实现并行计算.对内边界上的差分方程进行参数平均处理,提高了计算稳定性.通过在轴对称情况下将有限差分模拟结果与实轴积分法计算结果对比,验证了方法的正确性.使用并行有限差分算法,模拟了水泥环有不同大小和在不同方位缺失时非轴对称套管井中8扇区的扇区水泥胶结测井仪的测井波形,并分析了套管波幅度随水泥缺失-换能器夹角的变化.根据模拟和分析结果,得到了非轴对称套管井中新的声场传播规律,并建议了一种用于反演水泥缺失大小和方位的方法.

固井界面胶结性能影响因素

针对固井中界面胶结性能的不同影响因素,采用自行研制开发的JHT-02高温高压固井质量评价仪,开展一系列模拟实验;物理模型按10∶1缩小,制作相应的缩小换能器.实验结果表明:当第Ⅰ,第Ⅱ界面存在流体环隙时,随环隙增大,套管波首波幅度增加,地层波逐渐减弱,甚至消失;工艺上可减少钻井液浸泡时间并清除泥饼,有效改善固井质量;在水泥浆顶替中,管柱运动、合理的上返速度及恰当测井时间的选择都能得出理想而正确的固井质量波谱图.

固井质量评价技术探讨

介绍了国内外固井质量检测方法,分析了目前固井质量评价中存在的主要问题,探讨了客观评价固井质量的方法及建议。声幅测井由于受微环隙、快速地层、水泥环厚度等方面因素的影响,测井资料易出现多解,常造成对固井质量的误判、错判。目前,国内大部分油田仍沿用声幅测井评价固井质量,致使固井质量合格率存在虚高现象,一定程度上掩盖了固井中存在的问题,也制约了固井技术的发展和固井质量的进一步提高。声波/变密度测井技术有效弥补了声幅测井的不足,可以较好地评价第一、第二界面的水泥胶结状况,建议将该项技术作为基本的水泥胶结测井评价手段加以推广和应用,分区胶结测井等先进的测井技术作为声波/变密度测井的补充手段应用。

八扇区水泥胶结测井技术及应用

八扇区水泥胶结测井仪是一种评价水泥胶结质量及探测孔穴孔道的声波测井仪。讨论了该仪器的结构、原理及优势。实际应用效果表明,该仪器一次下井可测得8个扇区套管水泥分布图、3ft声幅曲线、5ft变密度图,且不受重泥浆、油基泥浆、井内套管厚度等影响,能评价第一界面存在的槽道、孔洞的位置、大小及分布情况,是检测固井质量和管外窜槽的有效测井技术之一。

复杂套管固井质量评价方法探讨

在φ139．7 mm套损井内下入φ101．6 mm套管并重新固井,是延长套损井寿命的有效手段之一。为了研究声幅-变密度测井技术评价复杂套管固井质量的方法,在7口井中进行了试验,即在下小尺寸套管前后分别进行声幅-变密度测井,开展对比分析,总结出了声幅-变密度测井资料在不同固井质量时的响应特征,初步形成了复杂套管固井质量的评价方法,现场应用取得了较好的效果。

水泥浆性能对声波水泥胶结测井结果的影响

基于声波水泥胶结测井评价解释结果受被测介质声阻抗的影响,采用超声波测试方法探讨了常规水泥浆性能及其对水泥石声阻抗特性的影响规律。实验发现,不稳定的水泥浆体系,因固相颗粒沉降堆积、水泥浆水化不充分及凝固后体积收缩,严重影响了水泥环的层间封隔质量,但因其堆积后水泥石声阻抗值增加,声波水泥胶结测井时首波幅度降低,测井解释结果却较好。此外,空心漂珠低密度水泥石声阻抗值明显低于常规密度水泥石声阻抗值,固井后CBL首波幅度明显高于用常规密度水泥固井后测得的CBL首波幅度,常导致固井评价解释结果偏离实际封隔情况。研究结果表明,在评价固井质量时,应充分考虑水泥浆混合材质特性及水泥浆沉降稳定性对水泥石声阻抗的影响,以真实、合理地反映水泥环层间封隔质量。

水泥-地层界面胶结状况综合解释方法及应用

油、水井固井质量评价中 ,利用地层波的强弱进行固井 界面胶结评价存在一定缺陷。针对这种情况 ,利用声波变密度测井和伽马密度测井资料 ,同时考虑到反映岩性变化的自然伽马测井曲线与地层波衰减的一致性 ,对固井 界面胶结状态进行综合分析。编制了综合评价解释软件 ,在大庆油田西 2 - PX井等 4口井固井质量解释中应用 ,取得了较好的效果。

低密度水泥套管井中声波全波波形分析

根据柱状多层几何模型,得到标势函数和矢势函数表达式,应用井中声压公式,选择适当的参数作数学计算,并绘制了低密度水泥套管井中的声波全波理论波形。通过时域和频谱分析,研究了在套管井中常见的4种水泥胶结情况下,声波全波列中各组分波的传播时间、频率及能量特征,并与高密度水泥套管井中声波全波列的各组分波作了比较。分析结果表明,用声波全波测井不仅可解决低密度水泥固井质量评价问题,而且在水泥完全胶结好的情况下可提供地层声波信息。图8表4参6。

制订固井质量的测井评价标准探讨

到目前为止 ,国内外固井质量的测井评价标准都与深度无关 ,国内各油田固井质量评价工作局限于评价水泥环固结合格程度 ,因而造成大量误评价。通过对现场验窜、钻井、固井和固井质量测井等资料的统计和分析 ,通过对水泥抗压强度、水泥环界面胶结强度和相应的声波响应关系的实验研究 ,发现 :1固井质量评价标准应随井深而变 ;2可以利用固井质量测井资料进行层间封隔性能评价 ;3水泥环界面剪切胶结强度也可以反映层间封隔性能。在此基础上 ,建立了

套管-水泥界面微间隙的检测方法及应用

声幅及变密度测井检测油、水固井质量中 ,套管 -水泥界面微间隙与窜槽两种胶结状态在测井资料上表现出相似的特征 ,即套管波具有中等幅度。为了找出两种胶结状态在套管波幅度上的特征和差别 ,进而将其区分开 ,在套管与水泥环间存在不同厚度的流体环的情况下 ,对井孔声场及套管波幅度进行了理论研究 ,提出了利用声波测井资料、伽马密度测井资料对套管 -水泥界面微间隙进行综合评价的解释方法 ;编写了相应的解释软件。实验结果表明 ,套管 -水泥界面存在的流体环随着其厚度的增加 ,套管波幅度逐渐升高 ;水泥缺失和窜槽将导致伽马密度测井探测到的套管外介质密度值降低 ,而套管 -水泥环间存在微间隙的情况下 ,其测量的密度值仍然是正常的水泥密度。在水泥胶结模拟井中进行了室内实验 ,在大庆油田的 4口井中进行了现场实验 。

天然气井水泥环封隔能力的测井评价

水泥环气层层间封隔和气井井口带压评价是勘探开发中亟待解决的问题。综合分析了气井固井质量测井资料、验窜资料、钻井历史和气井井口带压的有关资料。通过CBL、SBT和USI测井资料的验证实例,讨论了天然气井水泥环层间封隔能力的分析方法。提出用良好胶结累计长度法、混浆带长度法评价及2种方法交会法评价气井井口带压状况的方法。研究表明,利用测井资料评价气层之间的水泥环封隔能力与常规固井质量评价方法相似;利用固井质量测井资料显示的良好水泥胶结长度和混浆带长度,可以评价井口带压。该方法在中国海上和陆地一些气田应用,取得初步成功。

多功能超声成像测井仪设计

基于超声脉冲反射法测量原理,设计了一种多功能超声成像测井仪器,并介绍了该仪器测量的具体实现方法。该仪器在裸眼井中采用成像测量模式可完成井眼内壁高分辨率成像测量;在套管井采用全波测量模式可同时完成套损检测及水泥胶结质量评价测量。应用该仪器在实际裸眼井及套管井进行了测试,实测资料表明其在裸眼井中可对井壁进行裂缝、孔洞、层理等地质构造分析;在套管井中可进行套管厚度成像、套管内外径成像及水泥声阻抗成像等评价。该仪器可对套管腐蚀及第I界面水泥胶结质量做定量评价。

套管井水泥胶结测井实验模拟

针对套管井短源距全波测井方法进行了缩小模型井的实验模拟。采用石英砂和水泥等配制出具有一定速度和密度的地层试块，按照相似性准则制作了缩小模型井和换能器。测试结果表明：实验波形与理论波形具有一致的规律性；声源的频率特性对全波波形具有显著影响；当套管与地层之间存在间隙时，导波存在明显的持续振荡现象，该特征对于采用短源距全波测井方法进行固井水泥胶结质量的评价具有重要意义。

扇区水泥胶结测井仪及在套管井的应用

扇区水泥胶结测井仪(SBT)是一种检测套管水泥胶结质量及探测孔穴孔道的声波测井仪器。一次下井可测量8个扇区套管水泥分布图、3 ft声幅曲线、5 ft密度图。介绍了仪器的工作原理、现场刻度、地面操作方法。通过实际测井,该仪器具有很好的识别套管外的孔穴孔道、探测范围较大、受薄泥浆环影响小、不受重泥浆、油基泥浆、井内套管厚度影响等特点,目前是检测固井质量和管外窜槽的一种新的有效的测井仪器之一。

水泥胶结测井带压作业技术

在井内加压下进行水泥胶结测井带压作业，其目的是将微环空与串槽区分开。井内加压由泵车提供。采用大通量流管、大直径电缆；重新设计制作了防喷管。对影响大直径电缆动密封的各种因素进行了分析和理论计算，提出了推广应用此项技术应注意的关键因素。对３ 口井的实际应用结果进行了总结。

DDL-水泥胶结测井仪与国产SKH2000数控地面系统挂接

DDL - 水泥胶结测井仪与国产 SKH2 0 0 0数控测井仪地面系统挂接过程中存在井下仪供电电源不同、CCL信号接收传输方式不同以及地面系统对信号的处理等技术问题。首先对国产 SKH2 0 0 0数控测井仪地面系统进行改进 ,以适应DDL - 组合井下仪的供电要求 ;对 DDL - 组合井下仪配接一信号分离转接头 ,以完成 CCL信号的分离 ,满足 SKH2 0 0 0地面系统对信号处理的要求。通过室内配接及现场测井所获资料对比说明了其资料的真实性。这套挂接方法对其它油田国产数控测井仪与 DDL - 水泥胶结测井仪的挂接有一定的参考价值。

声波频率对CBL/VDL型水泥胶结测井仪评价结果影响的分析

通过比较大庆油田现用的不同频率的ＣＢＬ／ＶＤＬ型水泥胶结测井仪测量结果及固井质量结果， 讨论了声波频率对这种仪器评价结果的影响。发现频率低时， 由于记录到的声幅值较高， 评价结果可靠。并据此认为， 若有不同频率的ＣＢＬ测井组合， 可能查明未胶结好的薄层及套管与水泥环间的间隙。同时， 分析了固井质量评价指标ＢＩ的意义及对解释结果的影响。