用聲波變密度測井識別微環(huán)的影響探討

潘晨曦（大慶鉆探工程公司測井公司吉林事業(yè)部，吉林 松原 138000）

1 研究內(nèi)容概述

1.1 聲波變密度測井的原理

以HC-SGC聲幅變密度自然伽馬節(jié)箍組合測井儀為例，這是一種單發(fā)雙收的聲波測井儀，主要分為地面儀和井下儀兩部分。

首先，地面儀能夠同步記錄CBL聲幅曲線和VDL變密度曲線，這兩種曲線用來測量和判斷第一膠結(jié)面和第二交界面的固井質(zhì)量，也就是水泥和套管與水泥和底層之間的固井質(zhì)量。地面儀所收錄的四種測井曲線分別是CBL，VDL，伽馬線和磁定位。

其次，井下儀可以分為兩個(gè)主要部分，一個(gè)用于發(fā)射信號，一個(gè)用于接收信號，即聲系部分和電子電路部分。當(dāng)聲源的頻率達(dá)到20KHZ的時(shí)候，傳播到兩種介質(zhì)的交界面就能夠發(fā)生發(fā)射和折射，不同的探頭接受到這一聲波信號，經(jīng)過輸入變壓器耦合、放大模擬，最終送入電纜得到地面接收。

1.2 微環(huán)以及微環(huán)形成的原因

所謂“微環(huán)”，是指的油井作業(yè)中套管外幣與水泥之間形成的、微小的環(huán)形空間，其直徑一般在0.1毫米左右；這種級別的微環(huán)是不影響固井質(zhì)量的，也不會對采油過程產(chǎn)生影響。但是，即便是微環(huán)之間不存在聯(lián)通的狀態(tài)，也會嚴(yán)重影響串槽采油注水工作。采油注水工作室確保采油速度的關(guān)鍵，為了充分保持油層能量和開采，必須消除微環(huán)的影響。

微環(huán)形成的原因有以下幾種：

1.2.1 在水泥凝固之前，套管內(nèi)釋放了井口壓力；

1.2.2 水泥凝固的過程中，套管由于受熱膨脹，導(dǎo)致氣流間隙；

1.2.3 固井后鉆水泥塞作業(yè)或通井作業(yè)導(dǎo)致撞擊套管，造成水泥環(huán)的震動，從而形成微環(huán)；

1.2.4 作業(yè)過程中套管的外部漆層或者污垢影響，造成水泥脫落；

1.2.5 固井前后由于井內(nèi)靜液柱壓力變化較大造成。

2 影響聲波變密度測井值的因素

能夠?qū)β暡ㄗ兠芏染翟斐捎绊懙囊蛩睾芏?，例如：水泥環(huán)的厚度、水泥漿液密度、泥漿氣體侵入、固井檢測的時(shí)間等等。其中微環(huán)的影響是最嚴(yán)重的，而且會存在長期隱患。

K6-116典型固井資料的收集工作先后經(jīng)歷兩次完成，將兩次資料進(jìn)行對比之后分析微環(huán)；自由套管井是指的在固井上部的部分，該井段不涉及油或水的正常操作，主要用來操作刻度儀器、制定評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等。

第一次，固井測試資料顯示，自由套管的接箍明顯，聲波幅度數(shù)值在非接箍處達(dá)到了100%，同時(shí)在固井段有大段的聲幅，峰值達(dá)到50%；固井段長度為30-40米左右，變密度波列的變化顯示節(jié)箍信號良好，地層波也很清晰，與完井波時(shí)差曲線有良好的對應(yīng)關(guān)系；K6-116井在使用聲波幅度評價(jià)過程匯總，發(fā)現(xiàn)固井質(zhì)量等級為中級別，也就是說從變密度波列分析，第一膠結(jié)面和第二膠結(jié)面質(zhì)量中等（或下等）；綜上所有分析結(jié)果，在排除其他意外因素的干擾下，認(rèn)定是微環(huán)的負(fù)面影響造成的，因此可以絕對對該古井施壓，以改善兩個(gè)膠結(jié)面的水泥膠結(jié)情況。

第二次（與第一次相隔48小時(shí)以上），在進(jìn)行加壓調(diào)試之后，聲幅橫波數(shù)值套在非接箍處達(dá)到100%。自由套管接箍的位置明顯，同一個(gè)固井段的聲波幅度值降低到10%一下，地層波也很清楚；同時(shí)發(fā)現(xiàn)完井聲波時(shí)差曲線和第一次聲波密度測井中發(fā)現(xiàn)的關(guān)系有良好對應(yīng)，效果也十分明顯，即在進(jìn)行施壓之前古井的質(zhì)量明顯比施壓之后的質(zhì)量差，由此可以看出通過聲波變密度測井，可以非常清晰定位微環(huán)的影響，并作為一種可行的識別方法。

3 水泥膠結(jié)質(zhì)量評價(jià)

要明確的一點(diǎn)是，在利用聲波幅度進(jìn)行固井質(zhì)量檢測的過程中，相對幅度越大，就說明固井質(zhì)量越差；聲幅和水泥膠結(jié)質(zhì)量的關(guān)系是如下：

3.1 當(dāng)聲幅小于10%的時(shí)候，說明水泥膠結(jié)質(zhì)指數(shù)大于0.6，這種狀態(tài)下的水泥膠結(jié)質(zhì)量最好；

3.2 當(dāng)聲幅在10%到30%之間，說明水泥膠結(jié)指數(shù)在0.3-0.6，這種狀態(tài)下的水泥膠結(jié)質(zhì)量可視為中等；

3.3 當(dāng)聲幅在30%以上，說明水泥膠結(jié)指數(shù)在0.3以下，這種狀態(tài)下的水泥膠結(jié)質(zhì)量可視為差等。

以聲波變密度測井曲線和套管波信號以及底層波的信號強(qiáng)弱變化，可以對第一膠結(jié)面和第二膠結(jié)面進(jìn)行定性分析。

當(dāng)聲波變密度測井曲線顯示，只有較強(qiáng)的套管波信號，為沒有地層波信號，則可以說明該井段為空套管；

當(dāng)聲波變密度測井曲線顯示，既沒有套管波信號，也沒有地層波信號，說明兩個(gè)膠結(jié)面的水泥膠結(jié)質(zhì)量很好；

當(dāng)聲波變密度測井曲線顯示，沒有套管波信號，但是有底層波信號，說明第一膠結(jié)面的水泥膠結(jié)質(zhì)量好，而第二界面則比較差；

當(dāng)聲波變密度測井曲線顯示，存在套管波較強(qiáng)，但是地層波信號很弱，說明兩個(gè)水泥膠結(jié)的質(zhì)量一般。

4 結(jié)語

聲波研究理論不斷發(fā)展已經(jīng)出現(xiàn)了聲波全波列測井，能夠?qū)λ嗪偷貙拥哪z結(jié)情況進(jìn)行分析評價(jià)，適應(yīng)的環(huán)境也更多。聲波變密度測井是檢驗(yàn)固井方法的一種，在測量時(shí)，主要依據(jù)套管波和地層波，當(dāng)存在井段比較長的時(shí)候，微環(huán)或者其他因素的影響就比較明顯，因此要對多種情況實(shí)現(xiàn)領(lǐng)會應(yīng)對。

[1]王天波，劉正鋒，張小曉等.聲幅變密度測井定量評價(jià)固井質(zhì)量的研究.測井技術(shù).2002,26（1）：55-59.

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