扇区水泥胶结密度测井技术及应用

邹振巍中国石油天然气股份有限公司辽河油田分公司钻采工艺研究院仪器仪表所（盘锦124010）



扇区水泥胶结密度测井技术及应用

邹振巍
中国石油天然气股份有限公司辽河油田分公司钻采工艺研究院仪器仪表所（盘锦124010）

摘要固井质量对保护油气层和保证油气井生产寿命，对油气田勘探开发效益和产能建设，对油气勘探开发安全和环境保护，都具有十分重要的意义。扇区水泥胶结测井技术是一种固井质量评价的新方法，能够有效的识别水泥窜槽、水泥空洞等现象，因此具有良好的应用前景。

关键词扇区水泥；水泥胶结；固井质量中图分类号：TQ172.75

文献标识码：A

文章编号：1003-3319（2016）01-00008-02

扇区水泥胶结测井是一种固井质量评价的新方法，较常规变密度测井而言，扇区水泥胶结测井是通过多个发射、接收探头分别测量不同井筒区域的声幅衰减，它能沿着套管整个圆周纵向、横向测量水泥胶结质量。以灰度图的形式直观形象的显示套管和水泥环的胶结情况，更加准确和精细的评价第一界面，实现了第一界面胶结360°成像显示，能够反映出窜槽、孔洞等现象；评价第二界面的水泥胶结情况。该技术具有很好的应用前景。

1　仪器介绍

MP-SMD-400扇区水泥胶结测井仪除了具有标准的3ft声幅和5ft全波列变密度显示，同时还具有8个独立的声波幅度，根据这8个扇区声幅可作出套管外水泥分布剖面图，并可以计算出最大声幅、最小声幅和平均声幅，可以直观地显示第一界面存在的孔洞、槽道的位置、大小及分布情况。同时其包含了常规声波变密度测井仪的全部测井信息，可完全替代常规声波变密度测井仪。与常规声波测井仪器（CBL-VDL）相比，提高了周向分辨率，可区分套管周围存在沟槽还是被低抗压强度的水泥胶结的情况，同时不易受快速地层的影响，评价固井质量准确、直观、效果好，目前是检查固井质量及管外窜槽的最新最有效的测井仪器之一。

MP-SMD-400八扇区测井仪通过3ft和5ft的全向声波发射探头向四周发射20KHz的声波信号，扇区声波发射探头向各扇面发射100KHz～120KHz的高频声波信号，通过2ft扇区接收探头、3ft和5ft接收探头接收声波信号，判定两个水泥胶结面的胶结情况。2ft的扇区发射接收探头，将套管分为8个扇面，每个扇面占45°，仪器不仅能测得CBL/VDL曲线，还可以测得8条扇区声幅曲线和以此生成的扇区水泥分布剖面图，提高了套管周向的分辨率。八扇区的测井曲线充分弥补了在常规声波变密度测井中无法区分水泥串槽和胶结水泥抗压强度低的缺陷，水泥胶结中的很小的问题都很容易被发现，克服了普通声波仪器的多解性。由于探头源平采用2ft，降低了声幅测井容易发生的快速地层对声幅测量的影响。当3英尺声幅测井显示胶结不好时，扇区曲线可以帮助解释出是水泥环中有窜糟还有水泥抗压强度低，水泥胶结中很小的问题都很容易被发现。扇区发射探头的发射频率在80～100kHz之间，常规的电缆在传输这么高的频率信号时衰减很多。因此仪器产生了20kHz的载波信号，利用扇区高频声幅信号作为调制信号对20kHz信号进行调幅后传到地面。仪器的探头都密封在透声刚体内，探头之间由波纹管连接。

仪器长为4 800mm，外径为70mm，最高工作温度175℃，最大承受压力137MPa，可以测出来的井筒范围为4.5″～9″（114.3mm～228.6mm）。

2　资料解释方法

扇区水泥胶结测井解释以CBL曲线在自由套管中的刻度的数值为准，作为自由套管的基值，其他段的CBL曲线实测值与其比较所得的相对幅度划分第一界面水泥胶结情况。

（1）相对幅度≤20%，为胶结良好；

（2）20%≤相对幅度≤30%，为胶结中等；

（3）相对幅度＞30%，为胶结不好。

扇区水泥胶结测井扇区解释分为5级刻度，以分区声幅相对幅度E值为标准；

（1）当E值在0-20%之间，VDL灰度颜色为黑色，表示胶结良好；

（2）当E值在20%-40%之间，VDL灰度颜色为深灰，表示水泥部分胶结；

（3）当E值在40%-60%之间，VDL灰度颜色为中灰，表示水泥部分胶结；

（4）当E值在60%-80%之间，VDL灰度颜色为浅灰，表示水泥部分胶结；

（5）当E值在80%-100%之间，VDL灰度颜色为白色，表示水泥部分没胶结或者空套管［1］。

3　测井资料应用分析

XX-XX井于2014年6月进行八扇区水泥胶结测井，测井结果如图1所示，从CBL波形幅度来判断，此井段的第一界面属于胶结中等，从VDL来看，第二胶结面不好，结合扇区剖面图（波形一）来看的话，颜色越深水泥胶结好，颜色浅胶结越来越加，白色基本没有水泥，可以很明显的看出在深度3523米、3529米2处有孔洞。

图1　XX-XX井扇区水泥胶结测井成果图

XX-XX井于2014年8月进行八扇区水泥胶结测井，测井结果如图2所示，从CBL来看，3665米以上第一界面、第二界面都处于胶结良好，3665米—3671.5米第一胶结面、第二胶结面均为胶结不好，CBL与VDL变化明显，但无法具体判断出是何种原因，再根据扇区剖面图（波形一），可以很清楚的看出在3665米-3671.5米之间有窜槽。

通过两次的测井结果可以看出常规声波变密度测井仪为全向检查套管水泥环的胶结质量，仅能反映所检测的水泥环胶结质量的周向平均值，当3英尺CBL显示胶结中等时，无法区分孔洞与水泥微环、孔洞与窜槽、低胶结强度与带孔洞的高胶结强度等情况，而扇区水泥胶结测井仪克服了这一缺陷，解决了常规声波变密度测井仪解释的多解性，具有良好的应用前景。

图2　XX-XX井扇区水泥胶结测井成果图

4　结论及建议

扇区水泥胶结测井技术完全可以取代常规的声波变密度测井，不仅有着常规声波变密度测井的所有参数，而且还增加了扇区剖面图，可以快速直观的反应出原有情况，扇区水泥胶结测井技术也在被逐渐的推广。

该技术的优点为：

（1）扇区水泥胶结密度测井能够直观形象的评价第一界面360°范围内的水泥胶结情况，可以直观的判断出孔洞、窜槽等情况，为下一步的措施提供了准确的依据，较常规的声波测井仪更为先进。

（2）扇区水泥交际测井不受重水泥、井内套管厚度的影响。是目前比较先进的评价固井质量的方法，具有良好的应用前景。

该技术的缺点：扇区水泥胶结测井在双层套管中的应用效果应不是很好，因为受双层管柱多层反射面影响比较大［1］。

参考文献

［1］孙学荣.八扇区水泥胶结测井技术及应用［J］，中国石油和化工标准与质量，2014（9）：171-171.

［2］向泽燕，郭海燕，魏蒙政，陈原，武庆宇.SBT八扇区水泥胶结测井仪的推广应用［J］.石油仪器，2011，25（5）.

［3］赵晓鸿，夏竹君，王强.RIB扇区水泥胶结测井技术及应用［J］，内江科技，2012（9）.

（责任编辑：文婷）