利用声波变密度测井曲线综合评价固井质量

王世禄

[摘 要]本文主要通过声幅、声波变密度测井曲线实例，解释固井后水泥环一、二、界面的胶结情况，从而正确评价固井质量。

[关键词]声波测井 综合评价 固井质量

中图分类号：TE256 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）01-0056-01

1 引言

油田进入三次加密调整后，可调整的厚度越来越小，因为三次加密的目的是开采夹杂在主力油层之间的薄、差层及表外储层，由于油田开发要求既要防止被调整的薄、差层之间窜通，又要防止被调整的薄油层与厚油层之间窜通，因此对固井质量的要求也越来越高，同时对固井质量的检测标准及评价标准要求越来越精确，就如何正确评价固井质量，对固井质量的验收与射孔方案编制具有重要的作用。

2 目前固井质量检测与评价

上个世纪末油田的固井质量检测，完成了从声波幅度测井（CBL测井）向声幅、声波变密度测井（CBL/VDL测井）的转换，把固井质量的评价及验收标准，从声幅测井曲线的相对幅度大小，改变为目前利用水泥胶结指数（BI值）作为固井质量评价与验收的指标，对固井质量进行评价。

BI值的计算公式：

目前油田普遍采用的J55，油层套管，计算方法：

式中：为测量点的套管波幅度

为水泥胶结良好井段的套管波幅度

当BI≥0.8时，解释为固井胶结良好；

BI≤0.4时，解释为固井胶结不好；

0.4

从上述公式可看出，BI值的大小与目的层段套管波声摔减率有关，当目的层段套管波声摔减率和水泥胶结好层段套管波声摔减率相等时，该层段水泥胶结指数（BI）等于1，水泥胶结最好。

根据声幅、声波变密度测井（CBL/VDL测井）的测井原理可得出，套管波（即全波列测井的首波）只反映水泥环与套管之间的一界面固井质量，因此得出BI值只能对一界面固井质量进行评价，无法对二界面作出正确的评价。

3 利用声波变密度测井（VDL测井）综合评价固井质量

声波变密度测井也叫全波列测井，其原理是：利用发射换能器向井眼发射一定能量的声波，声波经过井眼介质、套管、水泥环及地层后到达接收换能器，由于井眼介质、套管、水泥环及地层的密度不同，接收换能器依次接收到摔减波分别是套管波、地层波、泥浆波（直达波），利用所记录的波列对固井质量进行综合评价。

下面我们就几种曲线实例进行分析：

3.1 对自由套管也就是套管外无水泥（一二界面无胶结）情况的分析

发射换能器向井眼发射的声波，被套管接收后，由于套管外无水泥，无法将能量传波给地层，除一少部分能量通过套管外泥浆介质传播到地层外，大部分的能量被套管直接传播给了接收换能器，从（图1）可看出曲线698米以上BI值为0，声幅在70毫伏，声波变密度首波接收时间为156.25（μs），由于套管为均匀介质，所以换能器接收到的套管反射波平直，且条宽比较均匀。反映出一界面胶结质量差，二界面无地层信息，表现为一、二界面固井质量差。

3.2 对一、二界面胶结良好情况下曲线的分析

发射换能器向井眼发射的声波，被套管接收后，由于套管外水泥为钢性介质，将全部能量传波给地层，通过地层的传播将能量传播给接收换能器，由于地层为非均匀介质，换能器接收到的地层波幅度变化较大，条宽不均匀，由于非均匀介质对能量传播的影响，声波变密度首波接收时间不是固定的，为310-330（μs）之间，从（图1）可看出曲线700米以下BI值为1，声幅在10-15毫伏之间。表现为一、二界面膠结质量好。

3.3 一界面胶结良好，二界面胶结差情况下曲线分析

发射换能器向井眼发射的声波，被套管接收后，将能量传播给水泥环，由于水泥环与地层没有完全胶结，无钢性连接，无法将能量传波给地层，能量只能偶合在水泥环中，接收换能器既扑捉不到地层波，也扑捉不到套管的反射波，接收到的只是泥浆的直达波，BI值为1。（图2）反映出一界面胶结良好，二界面固井质量不确定。

3.4 声波变密度测井特殊曲线形态的分析

3.4.1 泥浆杂质对测井曲线的影响

当泥浆内杂质较多且不均匀的分布在井筒内，发射换能器向井眼发射的声波，在杂质较多的井段能量被泥浆内的杂质散射，阻碍了能量的传播，延长了传播时间，接收换能器比正常泥浆的井段晚一个半周波的时间接收到套管波的反射波。此时BI值为1。反映出胶结良好，但是此曲线无法真实的反映出固井质量，从（图3）可明显表现出泥浆杂质对声波变密度测井的影响，但受其它原因影响的曲线也有类似的形态。

3.4.2 微环对测井曲线的影响

固井后由于水泥浆候凝是一个方热过程，套管要受热膨胀，当水泥完全凝固后，套管要恢复原来的形变，因此很容易在一界面形成微环（微间隙），发射换能器向井眼发射的声波，受微环的影响，阻碍了能量的正常传播，接收换能器，在接收到若套管波的同时，还可以接收到一定强度的地层波，BI值一般在0.6-0.8。之间，反映出胶结中等，从（图3）942-944米处明显表现出泥浆微环对测井曲线的影响。

4 几点认识

（1）声波变密度的影响因素很多，诸如传播距离，传播介质，对声波接收时间都有影响，因此在测井时要考虑到套管壁厚及套管钢级对能量传播的影响。

参考文献

[1] 中国石油天然气总公司.XXXX开发效果实例.北京：石油工业出版社，1993.