SGDT伽马密度仪测井资料成像化处理

何素文 王慧萍 龚 佳 张 博

(河南石油勘探局测井公司 河南南阳)

SGDT伽马密度仪测井资料成像化处理

何素文 王慧萍 龚 佳 张 博

(河南石油勘探局测井公司 河南南阳)

文章分析了SGDT伽马密度测井仪器原理,运用三次样条函数插值方法对六个方位计数率数值进行插值处理,得到360度方位的连续变化的二维计数率曲线,对插值结果进行成像化处理,可以直观地显示套管周围的水泥密度变化趋势。

SGDT伽马密度测井;三次样条函数插值;成像化处理;综合解释

0 引 言

SGDT伽马-密度测井仪是俄罗斯研制的一种综合测井仪器,它可以测量套管周围的水泥平均密度、套管厚度、套管偏心,经与声波变密度测井仪器解释结果进行综合解释,可更加准确地检查出水泥固井胶结质量[1]。SGDT测井仪分四探头和六探头两种,对于六探头测井仪器而言,360°的井周被分为6部分,测得六条伽马密度记数率曲线,可以评价6个方位的水泥胶结情况,我们模拟SBT(分区水泥胶结)测井第一界面的声波衰减成像效果,通过插值处理,可以将SGDT 6个方位计数率数值展开为连续的360°井周成像图,可直观地表现水泥与套管的在井周不同方位的胶结情况。

1 SGDT伽马密度测井原理[2]

放射性点源周围射线强度正比于点源周围介质的电子密度,而电子密度与物质的原子系数(或物质的密度)有着直接的关系。原子系数越大,对一定能量的放射性伽玛射线的吸收就越大,物质原子周围的低轨道电子受高能伽玛射线照射后,上升为高能轨道电子的概率就越高,散射的伽马射线就越少,因此探测器接收到的散射伽马射线就越少。SGDT伽马密度厚度仪器利用这种原理测量套管状况。

SGDT伽马密度厚度仪由一个250毫居里的铯137源产生一个放射性伽马射线场,在其周围的介质有井液、套管、水泥环以及地层,在源距为0.4 m位置设置套管壁厚探测器,在源距为0.58 m的位置设置了6个不同方位(以井轴中心为中点)均匀分布的水泥密度探测器,分别探测来自套管、水泥环、泥浆液产生的非弹性碰撞伽马射线计数,进而计算出水泥环平均密度、套管厚度、套管偏心;另外在0.72 m处有1个自然伽马探测器,可以记录来自地层的自然伽马射线,用于地层对比及校深。

利用SGDT测井可以获得以下八条参数曲线:自然伽马计数曲线GK,套管壁厚计数曲线Tl,6条水泥密度计数曲线(S1-S6)。

利用测量曲线可计算管外水泥环平均密度(g/cm3)和套管壁厚度(mm),并计算出套管偏心率。

伽马密度仪器的六(或四)个同一平面360度方位均匀分布的伽马密度探头记录了6(或4)条伽马射线的计数率曲线,通过对这6(或4)条曲线进行插值处理,可以得到360°方位的连续变化的二维计数率曲线,对插值结果进行成像化处理显示,可以直观的显示套管周围的水泥密度变化趋势。对于小的计数率值用暗色表示,表示水泥充填得比较丰满;对于大的计数率值用亮色表示,表示水泥充填得比较少,并按照一定的方位展开为井周平面图,在一定深度段内,当360°方位上胶结情况均合格时,整体的评价就可以判断为合格,各方位都为优时,整体评价可以判断为优;当有一个部分不合格,并与上下层段相连通时,综合评价就为不合格。图像显示既形象又清楚,同时又可直观观察各方位的胶结情况。

2 插值处理[3]

2.1 插值方法选择

把每个深度点上所测量的一组(6或4个)计数率数据当作一个一元观测数列,对一元观测数列进行插值的方法有多种,如线性插值、牛顿插值、各种边界条件的样条插值等,这里我们选择的是三次样条函数插值方法,该方法的优点是:既可保证样本点的函数值,又可保证在样本点上具有一阶和二阶连续导数,这样使得插值结果比较光滑。

2.2 三次样条函数插值方法

将所求得的斜率值代入式(8)得到任意区间的三次样条插值函数S(x),计算任意点x处的函数值y(x)。

3 程序实现

基于FORWARD测井解释平台,用Visual Cγγ6.0系统对式(8)至(15)数学公式进行编程,将每一深度点的样本点数(如伽马密度为6或4)、样本值及插值点数(如伽马密度为1440)作为输入参数,输出的函数值数列即为插值结果。

对伽马密度计数率曲线,为了方便与SBT成像进行对比,对计数率曲线si进行了刻度,刻度公式为:

sai=20ln(si×10-5)+b(16)

对刻度后的计数率曲线进行插值处理,得到插值曲线,如图1如示,即为某口井的伽马密度计数率刻度曲线、插值曲线及插值曲线成像。

图1 SGDT测井资料成像化处理结果

4 应用效果

X井是新庄油田一口热采井,该井某生产周期后日产液量21.7 t,日产油0.4 t,含水98%。为确定窜槽层位,进行了声波-伽马密度测井。资料显示:成像化处理结果与水泥环密度、声波变密度对应性较好。吞吐段以上一、二界面胶结破坏较严重,密度成像资料显示290 m以上井段及420 m～564 m井段胶结很差。从成像可以明显看出,吞吐层存在管外明显水泥缺失现象,目前生产层位(545 m～549.2 m)与原生产层(555.2 m～561.0 m)之间是窜通的,因此建议堵窜。

该井大修封堵555.2 m～564.0 m层段后,单采545 m～549.2 m层段,未注汽常规生产,日产液8.7 t,日产油2.0 t,含水77%,液量明显下降,效果明显。

5 结束语

伽马密度测井通过测得的管外水泥环的平均密度可以计算管外水泥充填率,优选三次样条函数插值方法,对六条密度曲线进行成像化处理,可以直观地展现套管周围不同方向水泥的胶结情况,充分发挥SGDT多探头测量的优势,完善了SGDT测井解释方法。将它与声波变密度测井相结合,能够有效的判断水泥缺失、检查套管情况,因此在工程施工井、老井固井质量监测等方面得到了很好的应用。

[1] 白 丽,尹 强,高保玲,等.MAK2-SGDT测井方法在新庄油田的应用[J].河南石油,2005,19(2)

[2] 谢艳萍,舒卫国,王正久,等.声波-伽马密度测井技术在大港油田的应用[J].测井技术,2004,28(S0)

[3] 代海军,谢 明,罗代升,等.SAR距离-多普勒成像算法中的距离徙动及校正[J].四川大学学报(自然科学版),2007.44(6)

Image processing for logging data of SGDT gamma-densi- ty tool.

He Suwen,Wang Huiping,Gong Jia and Zhang Bo.

This paper introduces the principle of the SGDT Gamma density well logging tool.The cubic spline interpolation is used to process the numerical count rate of the six directions.Then we can obtain a continually changing two-dimensional curve with azimuth angle in 360 degree.After the interpolation results are imaged,the trend of the cement density around the casing can be seen clearly and visually.

SGDT gamma density logging;Cubic spline interpolation;Image processing;integrated interpretation

P631.8+3

B

1004-9134(2011)04-0061-03

何素文,男,1968年生,高级工程师,1991年毕业于江汉石油学院测井仪器专业,现在河南石油勘探局地球物理测井公司从事测井资料解释研究工作。邮编:473132

2011-04-25编辑梁保江)

PI,2011,25(4):61～63

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