声波测井技术在固井质量检测中的应用.pdf

第巧卷第期双刃年月江汉石油科技刀声波测井技术在固井质最检测中的应用关红梅江汉石油管理局测井工程处摘要介绍 了目前江汉油田用于检浏 固井质童的声波浏井新技术—声波变密度和声波成像一记录的波形信息童非常丰富,通过对这些波的分析,可以确定一、二界面的固井质童 此外,可以检查诸如压裂效果,判断出砂、窜枪层位,分析储集层孔陈结构 的变化等等一能将浏黄的反封波幅度和传播时间按井眼内“方位显示成图像,扰可对整个井壁进行高分并率成像,直观显 示各方位的固井质一在套管井中还可以进行套管厚度检查,封孔检查及套管探伤等主题词固井质量声波全波列浏井声波成像测井波形套管套管一水泥环一地层形成了一个纵向上的水力封隔系统,固井质量检测主要是检查这个系统的封隔能力,能否有效防止窜槽,这对固井质量检测技术的有效性评价提出了较高要求常用的声幅测井是基于套管波首波的测量方法,只能反映一界面的胶结质量,不能反映二界面的胶结质量,因此声幅测井所反映的水泥胶结情况不全面而声波变密度测井不仅能反映一界面的胶结质量,而且能反映二界面的胶结质量,因此对固井质量的评价比普通声幅更为详细、准确 新引进的声波成像测井采用旋转超声换能器,对井眼周围进行扫描,并记录回波波形,将测量的反射波幅度和传播时间按井眼内“方位显示成图像,因而其测井分辨率、准确性、信息数量都有了更大的改善。

声波变密度的测井评价及应用声波变密度的波形记录方式常用的声波变密度测井仪采用单发双收声系,采集套管波幅度测井和全波列并以变密度图形显示测井反映套管一水泥环之间第一界面的胶结情况,利用可以评价水泥环一地层之间第二界面的胶结情况目前的声波变密度图多采用调辉记录,即以颜色深浅变化反映声波能量幅度的变化,能量强 的声信号用深色表示,能量弱的声信号用相对浅的颜色表示声波变密度的波形特征与水泥胶结的关系在套管井中,套管与水泥环、水泥环与地层间胶结状况变化会引起声波波形变化,通过对声波波形特征分析,可以用来判别水泥胶结情况自由套管因套管与地层间无水泥胶结,大部分声能不能韧合到地层中去,主要沿套管传播,故套管波很强,地层波很弱或完全没有变密度图上自由套管波的相线几乎为平行的直线完全胶结当套管与水泥环、水泥环与地层间完全胶结良好时,由于声祸合好,声波能量大部分进人地层中,地层波变得明显变密度图上表现为套管波弱甚至消失,地层波清晰,且波形变化能反映地层变化仅一界面完全胶结 由于水泥环与套管间声藕合好,大部分能量进人水泥环,套管波变鑫拼良弱,传到水泥环中的声波能量由于水泥与地层声辐合不好,进人地层的声波能量是很微小的,大部分在水泥环中衰减掉了。

声波变密度图上表现为套管波和地层波韧反弱甚至没有一、二界面均部分胶结声波能量一部分进人地层,一部分沿套管传播,在变密度图上表现为存在部分套管波和不明显的地层波,往往套管波首波缺失或相线颜色较浅,不明显的地层波与较弱的套管波叠加在一起,所以在地层波时间段,相线颜色仍较深作者筒介关红梅,女,年毕业于江汉石油学院矿场地球物理专业,现从事测井资料验收解释工作第期关红梅声波测井技术在固井质量检望垫丝座鱼一界面未胶结当套管与水泥环间存在微间隙时,随着间隙宽度增大,套管波幅度增大,当间隙宽度超过时,套管波幅度变化很小,相 当于自由套管的情形而且由于介质对声波的衰减,噪声等不利影响相应增加,并不利于固井质量检测综上所述,几种典型胶结情况的波形图和波形幅度特征分别见图、表圈几种典型胶结情况的波形图表几种典型胶结情况的波形幅度特征水泥胶结状况波形特征一界面胶结状况二界面胶结状况无水泥胶结良好良好差 部分胶结无水泥胶结良好差良好部分胶结套管波特征很强很弱或无 很弱或无强较弱地层波特征无地层波清晰无或地层波弱弱较弱声波变密度的其它应用检查压裂效果在压裂作业前后各进行声波变密度测井,比较两次测井结果,在变密度图上有变化的层段即为有压裂效果的层段。

如果地层被压裂开,由于微裂缝的增加,将导致套管波信号增强,地层波的能量降低,变密度图中套管波和地层波的强弱取决于压裂缝的大小判断出砂层位比较射孔后未采油时的变密度图和开采一段时间后的变密度图,对于出砂层位,由于射孔层泥质含量降低,胶结物减少,孔隙变得疏松,导致地层波能量减弱,地层波相线颜色变浅判断窜楷固井质量的好坏与是否会发生窜槽关系密切,声波变密度测井可指示窜槽的可能性,但需参考其它资料综合分析定性判断地层孔隙度在裸眼井资料不全无孔隙度曲线的情况下,下套管后进行声波变密度测井可以定性判断地层孔江汉石油科技第卷隙度声波变密度测井在江汉油田的应用评价固井质童从年至今,在江汉油田进行声波变密度测井约井次,资料质量均较好,对有效评价固井质量发挥了突出作用如下侧井声幅资料反应油层段一界面固井质量差,后补测了声波变密度,变密度图上显示出科油层段地层波信号较强,表明该并段二界面胶结较好而科一油一水层过渡段地层波信号弱,二界面胶结相对较差,参考变密度资料有效指导了射孔层位检查压裂效果和判断审枪叨井是江汉盆地潜北断裂带的一口预探井,在潜的一解释三层油层,有一典型水层油层段取心为黄揭色油斑粉砂岩,测试见油花、不含水,射孔前的固井声幅反映出一界面固井质量 良好。

射孔压裂试油出水,日产水量稳定在为查找水源,进行了声波变密度测井,所得变密度处理成果图见图由图看出油层无压裂效果,而在下部水层井段清楚地显示出一、二界面胶结很差,可能是压裂产生的微裂缝所致,据此认为产水为下部水层发生窜槽所致为证实该结论,进行了同位素吸水剖面测井,吸水剖面资料也显示出明显的窜槽特征,此结论证实了变密度测井资料结论的正确性定性列断地层孔隙度一井由于井况复杂,导致测井资料未取全,特别是无孔隙度测井资料,给解释带来了困难固井后进行了声波变密度测井,参考变密度资料对该井做出了较合理的解释声波成像一测井评价及应用一侧井解释原理声波成像一测井采用旋转式超声换能器,对井眼周围进行扫描,并记录回波波形信号岩石声阻抗的变化会引起回波幅度的变化,井径的变化会引起回波传播时间的变化,将测量到的反射波幅度和传播时间等信息进行一系列处理,把结果按井周方位显示成图像,可得到整个井壁的高分辨率成像一套管井侧井评价换能器发射的超声波脉冲通过井内流体传播,然后撞击套管内壁大部分声能被套管反射回换能器,剩余的能量折射进套管,然后在套管和环形空间表面以及套管和井壁之间进行多次反射这些脉冲在套管内来回反射,引起套管的谐振。

接收这些谐圈”井声波变密度处理成果图第期关红梅声波测井技术在固井质量检测中的应用振并记录下来,对它们做复杂的处理,可以得到高分辨率的水泥评价和套管损伤图像水泥胶结质量评价水泥声阻抗的变化会引起回波幅度的变化,将测量的回波幅度按井眼内方位显示成图像,可以提供具有方位分辨能力的测量结果,因而能准确评价各方位上 的水泥胶结质量水泥胶结成像图见图通过不 同颜色反映了套管外的胶结情况、套管外物质的性质及含量,一般深颜色代表胶结良好,颜色变浅代表胶结质量变差一还可用于低密度水泥胶结评价套管内壁成像旋转超声换能器对套管内壁进行扫描,得到整个井周的高分辨率成像通过这种直观成像结果,可用来识别套管破裂、变形情况以及作射孔检查一的现场试验江汉油田在一井和代井进行了套管井测井模式的试验由一井的测井结果得出一在套管井中测得的井筒流体时差曲线平直,仪器居 中良好 声阻抗成像图重复性好,真实反映套管外水泥的胶结状况套管内径、壁厚的重复性很好,与套管的实际尺寸吻合证明的套管井测井评价是比较可靠的图一水泥胶结评价成像图结论与传统的声幅测井相比,无论是声波变密度测井还是声波成像测井都具有优越性声波变密度测井不仅可用于确定一界面、二界面的固井质量,还可以检查压裂效果,判断出砂层位和窜槽,定性判断地层孔隙度等。

按井眼内“方位显示声波成像测井的成图像,就可对整个井壁进行高分辨率成像,直观显示各方位的固井质量除此之外,声波成像测井在套管井中还可运用于套管破裂、变形检查以及射孔检查等相信声波变密度测井和声波成像测井在套管井评价中将会发挥越来越重要的作用本文得到测井处开发所高级工程师衰明前、李青等同志的帮助指导,在此一并致谢套管探伤评价由于套管壁的自然谐振频率近似与套管的壁厚成正比,因此由厚度谐振响应可得到套管厚度根据声波传播时间和套管厚度测量结果可以计算出套管的内径和外径波形的最大幅度可以定性指示套管内表面的粗糙度通过这些测量结果可以检查套管的腐蚀和损坏程度参考文献贾文玉,田素月等 成像测井技术与应用北京石油工业出版社,编辑康新荣〕。