油水井固井質量測試技術研究及應用

摘要：聲幅-變密度測井技術，有效滿足了常規(guī)井固井質量檢測的測試需求。但隨著開發(fā)需求的不斷增加，對固井質量測試技術提出了新的要求，我們立足地質開發(fā)需求，運用各種聲學、光學、電學等原理，結合現(xiàn)場生產(chǎn)實際，反復試驗，開展完善聲波變密度測井技術的研究。

關鍵詞：固井質量;聲波變密度;八扇區(qū)水泥膠結測井;存儲式聲幅-變密度測井

引? 言

隨著開發(fā)形勢日趨復雜，油水井井況日益惡化，固井差容易導致水層的上下竄槽，影響油層以及油井產(chǎn)量，而變密度測井能夠有效檢查水泥環(huán)膠結質量。對油田勘探開發(fā)有重要作用。為此，我們開始自主測試技術攻關，完善聲波變密度測井技術。

1?? 變密度測井技術的配套研究及改進

1.1? 結合小套管井測試需求，配套研究小直徑變密度測井技術

油田開發(fā)中后期，為了最大限度挖掘井間剩余油，稀油側鉆井逐年增多，普遍使用的聲幅-變密度測井儀器不適用于小直徑套管井的測量。我們應用聲幅-變密度測井技術原理，將儀器直徑由Φ70mm縮小至Φ50mm，儀器可順利下井測試。該技術在使用初期，出現(xiàn)了部分問題。

一是CCL信號紊亂，多數(shù)分不清接箍位置，影響后期資料解釋。測試施工發(fā)現(xiàn)，儀器從井內(nèi)起出后磁鋼位置總是攜帶大量鐵屑，分析認為是鐵屑雜質影響了測試結果。針對這一問題，采取減少磁環(huán)的環(huán)繞圈數(shù)，降低磁鋼的磁性，降低井中鐵屑等雜質對測試結果的影響。后經(jīng)多次實驗，該辦法有效可行，CCL信號干擾大幅降低。

二是VDL干擾波嚴重，通過對比分析發(fā)現(xiàn)，部分井的資料受干擾波的影響比較嚴重，表現(xiàn)為第一界面膠結好或者中等的時候，干擾波造成的不連續(xù)黑點較多。分析認為，儀器的信噪比過低，影響了測試結果。為此，我們將井下聲波信號采集采用四運放代替以前的單運放，調節(jié)增加放大倍數(shù)，提高傳輸信噪比。有效控制了干擾波對測試資料的影響。

三是減少儀器偏心、測井速度對資料的影響，我們從現(xiàn)場施工操作來研究影響因素。資料顯示：儀器偏心時，套管波到達時間提前，后續(xù)波失真。測試儀器不居中還會使探頭刮井壁，造成噪聲污染，影響測試結果。采取下井前調整好扶正器來解決這一問題。

對照標準，進行不同測井速度的試驗，得出結果：540米/小時的穩(wěn)定測速，對測試資料的影響比較小，需要嚴格控制測速。此類型的成熟經(jīng)驗得到了有效的應用。

1.2? 結合水平井、高溫井測試需求，配套研究存儲式聲幅-變密度測井技術

針對大斜度井、水平井增多，儀器難以測量目標井段，稠油井筒內(nèi)油稠、死油，電纜下放儀器遇阻等問題進行技術攻關。

采用作業(yè)配合，油管傳輸?shù)姆绞较路艃x器，特別適用于水平井。該項技術對油管的下放速度和穩(wěn)定度有很高的要求。經(jīng)過多井次的試驗，認為90秒下放一根油管的速度測試出的資料受干擾比較小。

將采集數(shù)據(jù)方式由直讀式改為存儲式，儀器數(shù)據(jù)量較大，通過改進數(shù)據(jù)回放模塊，將時間由3h縮短至1h左右，大大提高工作效率。

資料解釋方面，將作業(yè)隊接單根時的無用數(shù)據(jù)刪除，將有效數(shù)據(jù)進行擬合，形成測井曲線圖。有效解決了大斜度井、稠油井、高溫井的測試難題。

1.3? 結合套管膠結精確評價需求，配套研究八扇區(qū)水泥膠結測井技術

傳統(tǒng)檢測固井質量的方法提供的是沿套管周邊平均的結果，很難區(qū)分圍繞套管的中等膠結，以及套管周圍有槽道或孔洞這兩種情況。

區(qū)別于傳統(tǒng)方法，八扇區(qū)水泥膠結測井儀聲波接收探頭組之間，設計了源距1.5ft的8組接收探頭，每一組探測范圍為45°，根據(jù)這8個扇區(qū)的聲幅可做出套管外水泥分布的剖面圖。

其測井曲線新增了八扇區(qū)聲幅曲線，并根據(jù)此曲線計算出一個套管周圍360°水泥膠結情況成像圖，黑區(qū)代表膠結好，白區(qū)指示未膠結。可以很好的識別竄槽，套管周邊的膠結狀況評價更精確。

1.4? 結合精細化測試資料需求，通過硬件和軟件兩方面提高測試資料質量

一是增加發(fā)射探頭能量，部分稠油井對聲波信號的衰減過大。為此我們將接收壓電陶瓷環(huán)由一個圓柱形更換為三個體積更小的壓電陶瓷并聯(lián)在一起，提高探頭的電容值和靈敏度，發(fā)射電流比舊的儀器增加10mA，改進后測試資料信號明顯增強。

二是重新設計聲系、遙測部分電源電路。原電源模塊紋波較大，易出現(xiàn)紋波對地層波的干擾，經(jīng)過多次實驗分析，我們重新設計了兩種電源電路，降低直流電源的紋波，使上傳的信號的基線更平穩(wěn)，克服上述干擾。

三是優(yōu)化變密度測試解釋軟件，一是自動消除測試過程中變密度的跳變點和部分干擾波的影響;二是增加了深度監(jiān)測脈沖顯示;三是變密度濾波程序、跟蹤刻度的算法優(yōu)化;四是LIS格式轉換深度誤差修正。

通過硬件和軟件的同時改進，變密度資料精度大幅提高，改進前干擾波較多，地層波不明顯，改進后各類波形清晰，在地質分析應用中可以獲取更多地層信息。

2?? 效果評價

變密度測井技術的發(fā)展緊跟地質開發(fā)需求，先后引進了小直徑聲幅變密度、存儲式聲幅變密度、八扇區(qū)水泥膠結，各項新技術的開展?jié)M足了不同類型測試井的需求，在新技術的應用過程中，結合現(xiàn)場施工、資料解釋、后期應用反饋，不斷優(yōu)化改進，取得了較好的效果。

一是應用效果良好

05-08井，因其下部水層發(fā)育，變密度測試后，采取大修擠灰下襯管，有效封隔水層，階段產(chǎn)油4240t，措施效果良好。

16-14C井，通過變密度測試結果分析，該井油層段下部蓮Ⅰ固井質量較差，存在水竄風險，因此該層進行擠灰封竄，射孔投產(chǎn)后，階段產(chǎn)油448t，開發(fā)效果較好。

13-312井，測試八扇區(qū)聲幅變密度。資料顯示，大凌河段地層波較強，證明該段固井質量合格，滿足轉注條件，保障了措施有效率。

對我廠全年測試的139井次的固井質量進行后期應用效果的跟蹤統(tǒng)計指導實施補層39井次，大修18井次，累計增油5.2萬噸。資料還廣泛應用于開發(fā)試驗及注水井工作中，提高了措施有效率。

二是經(jīng)濟效益顯著

通過自主攻關，測試能力顯著增強，成功率大幅提高，累計創(chuàng)效1274.6萬元。自測能力的不斷增強，自有測試隊伍施工極大提高了測井時效。

3 結論與建議

3.1? 結論

（1）固井質量測試技術實現(xiàn)從單一的測試技術發(fā)展到配套的技術系列，再到自主解釋，成果報告的研究應用，取得顯著的成績和豐富的經(jīng)驗。

（2）測試成果在指導油田動態(tài)分析、措施優(yōu)選、重大開發(fā)試驗等方面發(fā)揮了顯著的作用。

（3）自測能力不斷提高，動態(tài)監(jiān)測外協(xié)費用逐年減少。

3.2? 下步建議

對于齊40蒸汽驅的高溫井、重點井，可采取微差井溫剖面配合進行低溫段和高溫段的分段測試，來提供更多的測試資料。

參考文獻：

[1]姚京坤，分區(qū)水泥膠結測井儀SBT及其應用，石油儀器，2003;

[2]楚澤涵，聲波測井[M]，北京：石油工業(yè)出版社，1986;

[3]趙晨光，八扇區(qū)水泥膠結測井技術及應用，石油天然氣學報，2009

[4]劉金余，固井封固質量評價問題分析，小型油氣藏，2005

作者簡介：

唐明新（1985-），男，中級工程師，2008年畢業(yè)于長安大學資源勘查工程專業(yè)，現(xiàn)從事油田地質研究工作。