利用聲波變密度測井曲線綜合評價固井質(zhì)量

王世祿

[摘 要]本文主要通過聲幅、聲波變密度測井曲線實例，解釋固井后水泥環(huán)一、二、界面的膠結(jié)情況，從而正確評價固井質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞]聲波測井 綜合評價 固井質(zhì)量

中圖分類號：TE256 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）01-0056-01

1 引言

油田進(jìn)入三次加密調(diào)整后，可調(diào)整的厚度越來越小，因為三次加密的目的是開采夾雜在主力油層之間的薄、差層及表外儲層，由于油田開發(fā)要求既要防止被調(diào)整的薄、差層之間竄通，又要防止被調(diào)整的薄油層與厚油層之間竄通，因此對固井質(zhì)量的要求也越來越高，同時對固井質(zhì)量的檢測標(biāo)準(zhǔn)及評價標(biāo)準(zhǔn)要求越來越精確，就如何正確評價固井質(zhì)量，對固井質(zhì)量的驗收與射孔方案編制具有重要的作用。

2 目前固井質(zhì)量檢測與評價

上個世紀(jì)末油田的固井質(zhì)量檢測，完成了從聲波幅度測井（CBL測井）向聲幅、聲波變密度測井（CBL/VDL測井）的轉(zhuǎn)換，把固井質(zhì)量的評價及驗收標(biāo)準(zhǔn)，從聲幅測井曲線的相對幅度大小，改變?yōu)槟壳袄盟嗄z結(jié)指數(shù)（BI值）作為固井質(zhì)量評價與驗收的指標(biāo)，對固井質(zhì)量進(jìn)行評價。

BI值的計算公式：

目前油田普遍采用的J55，油層套管，計算方法：

式中：為測量點(diǎn)的套管波幅度

為水泥膠結(jié)良好井段的套管波幅度

當(dāng)BI≥0.8時，解釋為固井膠結(jié)良好；

BI≤0.4時，解釋為固井膠結(jié)不好；

0.4

從上述公式可看出，BI值的大小與目的層段套管波聲摔減率有關(guān)，當(dāng)目的層段套管波聲摔減率和水泥膠結(jié)好層段套管波聲摔減率相等時，該層段水泥膠結(jié)指數(shù)（BI）等于1，水泥膠結(jié)最好。

根據(jù)聲幅、聲波變密度測井（CBL/VDL測井）的測井原理可得出，套管波（即全波列測井的首波）只反映水泥環(huán)與套管之間的一界面固井質(zhì)量，因此得出BI值只能對一界面固井質(zhì)量進(jìn)行評價，無法對二界面作出正確的評價。

3 利用聲波變密度測井（VDL測井）綜合評價固井質(zhì)量

聲波變密度測井也叫全波列測井，其原理是：利用發(fā)射換能器向井眼發(fā)射一定能量的聲波，聲波經(jīng)過井眼介質(zhì)、套管、水泥環(huán)及地層后到達(dá)接收換能器，由于井眼介質(zhì)、套管、水泥環(huán)及地層的密度不同，接收換能器依次接收到摔減波分別是套管波、地層波、泥漿波（直達(dá)波），利用所記錄的波列對固井質(zhì)量進(jìn)行綜合評價。

下面我們就幾種曲線實例進(jìn)行分析：

3.1 對自由套管也就是套管外無水泥（一二界面無膠結(jié)）情況的分析

發(fā)射換能器向井眼發(fā)射的聲波，被套管接收后，由于套管外無水泥，無法將能量傳波給地層，除一少部分能量通過套管外泥漿介質(zhì)傳播到地層外，大部分的能量被套管直接傳播給了接收換能器，從（圖1）可看出曲線698米以上BI值為0，聲幅在70毫伏，聲波變密度首波接收時間為156.25（μs），由于套管為均勻介質(zhì)，所以換能器接收到的套管反射波平直，且條寬比較均勻。反映出一界面膠結(jié)質(zhì)量差，二界面無地層信息，表現(xiàn)為一、二界面固井質(zhì)量差。

3.2 對一、二界面膠結(jié)良好情況下曲線的分析

發(fā)射換能器向井眼發(fā)射的聲波，被套管接收后，由于套管外水泥為鋼性介質(zhì)，將全部能量傳波給地層，通過地層的傳播將能量傳播給接收換能器，由于地層為非均勻介質(zhì)，換能器接收到的地層波幅度變化較大，條寬不均勻，由于非均勻介質(zhì)對能量傳播的影響，聲波變密度首波接收時間不是固定的，為310-330（μs）之間，從（圖1）可看出曲線700米以下BI值為1，聲幅在10-15毫伏之間。表現(xiàn)為一、二界面膠結(jié)質(zhì)量好。

3.3 一界面膠結(jié)良好，二界面膠結(jié)差情況下曲線分析

發(fā)射換能器向井眼發(fā)射的聲波，被套管接收后，將能量傳播給水泥環(huán)，由于水泥環(huán)與地層沒有完全膠結(jié)，無鋼性連接，無法將能量傳波給地層，能量只能偶合在水泥環(huán)中，接收換能器既撲捉不到地層波，也撲捉不到套管的反射波，接收到的只是泥漿的直達(dá)波，BI值為1。（圖2）反映出一界面膠結(jié)良好，二界面固井質(zhì)量不確定。

3.4 聲波變密度測井特殊曲線形態(tài)的分析

3.4.1 泥漿雜質(zhì)對測井曲線的影響

當(dāng)泥漿內(nèi)雜質(zhì)較多且不均勻的分布在井筒內(nèi)，發(fā)射換能器向井眼發(fā)射的聲波，在雜質(zhì)較多的井段能量被泥漿內(nèi)的雜質(zhì)散射，阻礙了能量的傳播，延長了傳播時間，接收換能器比正常泥漿的井段晚一個半周波的時間接收到套管波的反射波。此時BI值為1。反映出膠結(jié)良好，但是此曲線無法真實的反映出固井質(zhì)量，從（圖3）可明顯表現(xiàn)出泥漿雜質(zhì)對聲波變密度測井的影響，但受其它原因影響的曲線也有類似的形態(tài)。

3.4.2 微環(huán)對測井曲線的影響

固井后由于水泥漿候凝是一個方熱過程，套管要受熱膨脹，當(dāng)水泥完全凝固后，套管要恢復(fù)原來的形變，因此很容易在一界面形成微環(huán)（微間隙），發(fā)射換能器向井眼發(fā)射的聲波，受微環(huán)的影響，阻礙了能量的正常傳播，接收換能器，在接收到若套管波的同時，還可以接收到一定強(qiáng)度的地層波，BI值一般在0.6-0.8。之間，反映出膠結(jié)中等，從（圖3）942-944米處明顯表現(xiàn)出泥漿微環(huán)對測井曲線的影響。

4 幾點(diǎn)認(rèn)識

（1）聲波變密度的影響因素很多，諸如傳播距離，傳播介質(zhì)，對聲波接收時間都有影響，因此在測井時要考慮到套管壁厚及套管鋼級對能量傳播的影響。

參考文獻(xiàn)

[1] 中國石油天然氣總公司.XXXX開發(fā)效果實例.北京：石油工業(yè)出版社，1993.