油水井固井质量测试技术研究及应用

摘要：声幅-变密度测井技术，有效满足了常规井固井质量检测的测试需求。但随着开发需求的不断增加，对固井质量测试技术提出了新的要求，我们立足地质开发需求，运用各种声学、光学、电学等原理，结合现场生产实际，反复试验，开展完善声波变密度测井技术的研究。

关键词：固井质量;声波变密度;八扇区水泥胶结测井;存储式声幅-变密度测井

引  言

随着开发形势日趋复杂，油水井井况日益恶化，固井差容易导致水层的上下窜槽，影响油层以及油井产量，而变密度测井能够有效检查水泥环胶结质量。对油田勘探开发有重要作用。为此，我们开始自主测试技术攻关，完善声波变密度测井技术。

1   变密度测井技术的配套研究及改进

1.1  结合小套管井测试需求，配套研究小直径变密度测井技术

油田开发中后期，为了最大限度挖掘井间剩余油，稀油侧钻井逐年增多，普遍使用的声幅-变密度测井仪器不适用于小直径套管井的测量。我们应用声幅-变密度测井技术原理，将仪器直径由Φ70mm缩小至Φ50mm，仪器可顺利下井测试。该技术在使用初期，出现了部分问题。

一是CCL信号紊乱，多数分不清接箍位置，影響后期资料解释。测试施工发现，仪器从井内起出后磁钢位置总是携带大量铁屑，分析认为是铁屑杂质影响了测试结果。针对这一问题，采取减少磁环的环绕圈数，降低磁钢的磁性，降低井中铁屑等杂质对测试结果的影响。后经多次实验，该办法有效可行，CCL信号干扰大幅降低。

二是VDL干扰波严重，通过对比分析发现，部分井的资料受干扰波的影响比较严重，表现为第一界面胶结好或者中等的时候，干扰波造成的不连续黑点较多。分析认为，仪器的信噪比过低，影响了测试结果。为此，我们将井下声波信号采集采用四运放代替以前的单运放，调节增加放大倍数，提高传输信噪比。有效控制了干扰波对测试资料的影响。

三是减少仪器偏心、测井速度对资料的影响，我们从现场施工操作来研究影响因素。资料显示：仪器偏心时，套管波到达时间提前，后续波失真。测试仪器不居中还会使探头刮井壁，造成噪声污染，影响测试结果。采取下井前调整好扶正器来解决这一问题。

对照标准，进行不同测井速度的试验，得出结果：540米/小时的稳定测速，对测试资料的影响比较小，需要严格控制测速。此类型的成熟经验得到了有效的应用。

1.2  结合水平井、高温井测试需求，配套研究存储式声幅-变密度测井技术

针对大斜度井、水平井增多，仪器难以测量目标井段，稠油井筒内油稠、死油，电缆下放仪器遇阻等问题进行技术攻关。

采用作业配合，油管传输的方式下放仪器，特别适用于水平井。该项技术对油管的下放速度和稳定度有很高的要求。经过多井次的试验，认为90秒下放一根油管的速度测试出的资料受干扰比较小。

将采集数据方式由直读式改为存储式，仪器数据量较大，通过改进数据回放模块，将时间由3h缩短至1h左右，大大提高工作效率。

资料解释方面，将作业队接单根时的无用数据删除，将有效数据进行拟合，形成测井曲线图。有效解决了大斜度井、稠油井、高温井的测试难题。

1.3  结合套管胶结精确评价需求，配套研究八扇区水泥胶结测井技术

传统检测固井质量的方法提供的是沿套管周边平均的结果，很难区分围绕套管的中等胶结，以及套管周围有槽道或孔洞这两种情况。

区别于传统方法，八扇区水泥胶结测井仪声波接收探头组之间，设计了源距1.5ft的8组接收探头，每一组探测范围为45°，根据这8个扇区的声幅可做出套管外水泥分布的剖面图。

其测井曲线新增了八扇区声幅曲线，并根据此曲线计算出一个套管周围360°水泥胶结情况成像图，黑区代表胶结好，白区指示未胶结。可以很好的识别窜槽，套管周边的胶结状况评价更精确。

1.4  结合精细化测试资料需求，通过硬件和软件两方面提高测试资料质量

一是增加发射探头能量，部分稠油井对声波信号的衰减过大。为此我们将接收压电陶瓷环由一个圆柱形更换为三个体积更小的压电陶瓷并联在一起，提高探头的电容值和灵敏度，发射电流比旧的仪器增加10mA，改进后测试资料信号明显增强。

二是重新设计声系、遥测部分电源电路。原电源模块纹波较大，易出现纹波对地层波的干扰，经过多次实验分析，我们重新设计了两种电源电路，降低直流电源的纹波，使上传的信号的基线更平稳，克服上述干扰。

三是优化变密度测试解释软件，一是自动消除测试过程中变密度的跳变点和部分干扰波的影响;二是增加了深度监测脉冲显示;三是变密度滤波程序、跟踪刻度的算法优化;四是LIS格式转换深度误差修正。

通过硬件和软件的同时改进，变密度资料精度大幅提高，改进前干扰波较多，地层波不明显，改进后各类波形清晰，在地质分析应用中可以获取更多地层信息。

2   效果评价

变密度测井技术的发展紧跟地质开发需求，先后引进了小直径声幅变密度、存储式声幅变密度、八扇区水泥胶结，各项新技术的开展满足了不同类型测试井的需求，在新技术的应用过程中，结合现场施工、资料解释、后期应用反馈，不断优化改进，取得了较好的效果。

一是应用效果良好

05-08井，因其下部水层发育，变密度测试后，采取大修挤灰下衬管，有效封隔水层，阶段产油4240t，措施效果良好。

16-14C井，通过变密度测试结果分析，该井油层段下部莲Ⅰ固井质量较差，存在水窜风险，因此该层进行挤灰封窜，射孔投产后，阶段产油448t，开发效果较好。

13-312井，测试八扇区声幅变密度。资料显示，大凌河段地层波较强，证明该段固井质量合格，满足转注条件，保障了措施有效率。

对我厂全年测试的139井次的固井质量进行后期应用效果的跟踪统计指导实施补层39井次，大修18井次，累计增油5.2万吨。资料还广泛应用于开发试验及注水井工作中，提高了措施有效率。

二是经济效益显著

通过自主攻关，测试能力显著增强，成功率大幅提高，累计创效1274.6万元。自测能力的不断增强，自有测试队伍施工极大提高了测井时效。

3 结论与建议

3.1  结论

（1）固井质量测试技术实现从单一的测试技术发展到配套的技术系列，再到自主解释，成果报告的研究应用，取得显著的成绩和丰富的经验。

（2）测试成果在指导油田动态分析、措施优选、重大开发试验等方面发挥了显著的作用。

（3）自测能力不断提高，动态监测外协费用逐年减少。

3.2  下步建议

对于齐40蒸汽驱的高温井、重点井，可采取微差井温剖面配合进行低温段和高温段的分段测试，来提供更多的测试资料。

参考文献：

[1]姚京坤，分区水泥胶结测井仪SBT及其应用，石油仪器，2003;

[2]楚泽涵，声波测井[M]，北京：石油工业出版社，1986;

[3]赵晨光，八扇区水泥胶结测井技术及应用，石油天然气学报，2009

[4]刘金余，固井封固质量评价问题分析，小型油气藏，2005

作者简介：

唐明新（1985-），男，中级工程师，2008年毕业于长安大学资源勘查工程专业，现从事油田地质研究工作。