固井质量测井评价方法分析
固井质量检测与评价
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阿特拉斯 SBT
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阿 特 拉 斯 –SBT 测井曲线
在SBT测井时5700测 井系列可以有选择的同时 记录（或转换成）以下测 井曲线（1）自然伽马GR （2）张力TEN （3）接箍 CCL（4）合成声幅（5） 变密度VDL（6）扇状水泥 图（7）六极板（6条）衰 减率（8）平均、最小衰 减率ATMV、ATMN（9）最 大、最小时差DTMX和DTMN （10）测速（11）相对方 位RB
5、 相对方位RB 反映第一扇区中点对于井眼低线的相对方位角， 用于确定水泥沟槽的方位。
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阿 特 拉 斯 -SBT 6、 5ft标准源距的变密度图VDL
◆主要用于评价水泥环与地层界面的胶结质量。
◆ SBT采用分立发射晶体的办法产生定向波束，突
出水泥环与地层间的偶合作用，在松软地层井段， 地层波仍然清晰，而常规CBL/VDL地层波则很弱甚 至没有，此外，SBT测量信号数字化，信噪比高， 因此SBT的VDL易于解释。
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CBL/VDL测井
。 发射探头
3ft
。 CBL接受 探头
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阿 特 拉 斯 -SBT
它利用装在六极板上 的12个高频定向换能器的声 系来定量测量。每个极板将 其上面的发射和接收换能器 推靠到套管内壁上进行补偿 测量（双发双收），获得6 个60扇区范围的声波衰减 率
(1)并对衰减率进行成像
(2)通过六条衰减率计算平 均声幅
二.康普乐SBT不能应用于快速地层的评价 三.变密度资料可以根据VDL的波形(时频)
特征来评价。
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快速地层Ⅰ界面评价方法
1、套管波与快速地层的地层波到时基本一致，时域内无法区分 2、套管波主频最高，快速地层的地层波主频居中，慢速地层的地层波 主频最低,在频域内可区分三种情况。
精选生产测井若干种固井质量检测技术的对比分析
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3 几点建议(续)
④ SBT测井用扇区水泥图进行管外环形空间水泥成像，能直
度衰减和声波的衰减系数、时差，还有全
波列；
③ 使用137Cs放射性源。用远近探测
器分别定量测量管外平均密度，套管壁厚，
套管偏心系数等信息；
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1 国内现有的固井质量测井技术 1.3 声波－伽马密度测井
技术特点(续)
④ 能识别水泥环与套管之间的微间隙、水部分测井质
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1 国内现有的固井质量测井技术
1.5 CET水泥评价测井
技术特点
• 确定水泥抗压强度； • 对微环有抗干扰性（如微环内充填气体则 影响加大）； • 有一定分辨沟槽的能力； • 能消除环境（如快地层）的影响； • 可以确定套损的腐蚀程度及套管的椭圆度； • 不能对第二界面提供评价。
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1 国内现有的固井质量测井技术 1.5 CET水泥评价测井 应用情况
1
1 国内现有的固井质量测井技术
1.1 声波变密度测井
技术特点 声波变密度测井是现场检查固井质量常用
的测井方法，其优点是仪器国产化，采集信息 较丰富即在对应的每一深度采样点上，输出一 个反映该点所在层段的声波全波列图，一般情 况下提供的固井质量检测资料及评价结果能满 足油田生产的需要。
2
1 国内现有的固井质量测井技术
两种SBT仪器设计上有差别，两者的性能也有所不同。 Eclips-SBT贴井壁测量，受水泥空隙、双层套管、仪 器偏心、泥浆性能变化等诸多因素的影响小，能了解水 泥沟槽大小、形状、位置和方向，且不受快地层的影响。 而康普乐SBT为居中测量，在一定程度上仍受井内泥浆 气侵、仪器偏心的影响，且不能定向测量。
测井评价固井质量的方法与技术
V套管> V泥浆 ，V套管> V水泥
套管
V地层> V水泥（Vm<Vs>Vc<Vp)
水泥
====》在全波列波形如何判断：
地层
T
泥 浆 波
套管波弱，地层波强， 在VDL密度上左边的条纹模 糊或几乎消失，与右边的
R
条纹即地层波反差大，地
层波象裸眼井测的一样 ！
（2）
第I
界面
和第
II界
地
面胶
层
结都
波
式中 Cmax--自由套管的最大声幅值； CBL--目的井段声幅曲线值； Lmax--计算得到的胶结好的最大值(常取为1）； CBL3---归一化后的胶结指数值；
Note 当CBL3>1时，则CBL3=1; 当CBL3 <0时， 则CBL3=0. 0
2、CBL测井曲线值的影响因素
1)测井时间(Tlog)：要求在注水泥后20~40小时 进行测量最好。测量过早将出现高声幅值、测 量过迟将出现低声幅值；
地面仪
V泥浆<V套管 特征：
套管
套管波强，地层波弱
水泥
或没有，在VDL图上，
地层
T
泥 浆 波
R
出现平直的套管波粗 黑条纹(相线)，越靠近 左边反差明显，对应 着套管接箍处出现人 字形条纹（套管接箍 明显）。
（1） 套管 外无 水泥 而是 泥浆 即自 由套 管波
情况
（2）第I界面和第II界面胶结都好
利用CBL曲线时确定固井 质量时，还应参考井径曲 线和自然伽马曲线或自然 电位曲线(用于确定h)，此 外务必了解固井施工情况。
CBL3胶结指数评价指标是利用CBL所测得的声幅曲线
固井质量测井评价技术
第7页
测井原理
2.2、声波/变密度测井
当井下仪器工作时，声波信号可 以沿4个途径传播：（1）通过泥浆， （2）通过套管，（3）通过水泥环， （4）通过地层。测井时接收记录的 就是从以上4个传播路径到达接收器 的声波全波列的幅度和到达时间。 但是当声波在水泥中传播时，衰减 很快基本无法探测到，实际上，变 密度测井以到达探测器的时间顺序 记录的是套管波-地层波-泥浆波。测 井主要关注的是套管波、地层波的 信息
优点：声幅测井能在一定 程度上快速、简单、直观 评价第一界面的胶结质量。
缺点：无法正确评价第二 界面及高速地层固井质量。
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测井原理
2.2、声波/变密度测井
声波变密度测井采用单发双 收的声系，当发射器以固有 （20KHZ）频率发射声脉冲时， 3英尺的接收器记录沿套管滑行的 首波幅度（即相当于声幅测井）， 5英尺的接收器能测量套管波及后 续波，在时间轴上是从200～ 1200（或1400）μs这一组约 12～14个声脉冲信号，测井系统 把其正半周的幅度转变成正比的 灰度信号，那么连续测量就可以 记录到整条变密度曲线。
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8
9 10
套管内径(in)
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第17页
测井影响因素
3.4、水泥环微间隙的影响
“微环空”的存在明显增大了套管与水泥环之间的声阻 抗，造成测井响应与纯泥浆或胶结不好时的响应一致， 影响了固井质量解释；
微小间隙，它使胶结好井段的套管波幅度显示为中等， 地层波显示为胶结不好或中等。微间隙使套管波幅度变 大，地层波强度变弱，表现为水泥环胶结不好。
声波变密度测井 声波幅度测井 井温监测水泥面
第3页
汇报内容
1、前言 2、测井原理 3、固井质量测井影响因素 4、固井质量测井评价方法 5、MZX1井固井测井实例
固井质量评价常用的测井方法
２０ 年 １ ０７ ０月
旧 外 测 ＿ 技 术 片
Ｗ ０ＲＬＤ Ｗ ＥＩ Ｉ０ＧＧＩ Ｌ ＮＣ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧ、
Ｏｃｔ ００ ． ２ ７
第２ 第５ ２卷 期
Ｖ０ ２ １２ Ｎｏ５ ．
固井质量评价 常用的测井 方法
测 水泥胶 结完 后 的质量 情况 ，需要 分 析测 井仪器 引 起 固井质 量评价 的差 异 ，根据 仪器 测试 原理 着重介 绍 了三套 目前应 用较 为广 泛 的声系 。
声阻抗差很大， 声耦合较差 ， 套管波的能量不容易通
中海石油 （ 中国 ） 有限公 司重点项 目（ 编号 ：Ｃ ＪＬ Ｊ Ｄ Ｙ ９ Ｓ Ｏ Ｓ Ｔ — Ｓ 一 ６） 第一作者简介 ： 朱江林 （ ９ ３ ， 长江大学石油工程学院油气开发 工业在读硕士研 究生， 究方向为油 气固井与完井技 术。 １８ 一） 男， 研
在 实际 的测井作 业 中 ，套管 波 与地 层 波 的幅度
变 化有一 定 的规律性 ：
① 自由套 管 （ 套管外 无水 泥 ） 和第 一 、 二界 面 第 均未 胶 结的情 况下 ，大部分 声能将 通过 套管 传到 接 收换 能 器而很 少耦合 到地层 中去 ， 以套 管 波很强 ， 所
维普资讯
过套 管外 泥浆传播 到地 层 中去 ，因此套 管波 能量 衰
结 的情 况
减较 小 ， 以Ｃ Ｌ 所 Ｂ 值很 大 ， 中在 管外 没有 水 泥 的 自 其 由套 管段 达到最 大 。从 而利 用Ｃ Ｌ Ｂ 曲线值 可以判 断
固井 质量 （ 图１） 见 。
图 １ ＣＢＬＶＤＬ测 井 示 意 图 ／
的胶结 性 ，实 现有 效层 问 的 良好 封 隔 ，能更 好 的检
固井质量测井技术以及精度分析
固井质量测井技术以及精度分析【摘要】声波测井技术是应用最广泛的现代测井方法。
在国外20世纪80到90年代初期，为了满足复杂油气藏勘探和开发的需要，开展了偶极和多极声波测井、声波成像测井、声波随钻测井、井间声波测井、仪器及应用方法的研究。
固井质量评价主要是对水泥环胶结质量的检查，即检查套管与水泥环（第一界面）、水泥环与地层（第二界面）的胶结情况。
为能更好的检测水泥胶结完后的质量情况，需要分析测井仪器对固井质量评价的差异。
【关键词】固井质量；质量分析；测井精度1.测井技术概述1.1水泥胶结测井（CBL）水泥胶结测井是声幅测井的一种，声幅测井仪采用一发三收系，换能器频率按相似比原则升高，通过测量套管的滑行波（又叫套管波）的幅度衰减，来探测管外水泥的固结情况。
CBL下井仪器常用源距为3英尺（1m）和5英尺（1.5m）。
发射换能器T发出声波，其中以临界角人射的声波在泥浆和套管的界面上折射产生，沿这个界面在套管中传播的滑行波，套管波又以临界角的角度折射进人井内泥浆到达接收换能器R被接收。
仪器测量记录套管波的第一正峰的幅度值，即得到CBL曲线值。
这个幅度值的大小除了决定于套管与水泥胶结程度外，还受套管尺寸、水泥环强度和厚度以及仪器居中情况的影响。
1.2声波变密度测井（VDL ）声波变密度测井也是一种测量固井质量的声波测井方法，它能反映水泥环的第一界面和第二界面的胶结情况。
变密度测井的声系由一个发射换能器和一个接收换能器组成，源距一般为1.5m，声系通常附加另一个源距为1m的接收换能器，以便同时记录一条水泥胶结测井曲线。
套管井中声波的传播及其与胶结情况的密切关系.在套管井中，从发射换能器T到接收换能器R的声波信号有四个传播途径，沿套管、水泥环、地层以及直接通过泥浆传播。
通过泥浆直接传播的直达波最晚到达接收换能器，最早到达接收换能器的一般是沿套管传播的套管波，水泥对声能衰减大、声波不易沿水泥环传播，所以水泥环波很弱可以忽略。
浅谈固井质量测井评价技术概述
浅谈固井质量测井评价技术概述引言固井是在油气井钻完后，通过注入水泥浆使井壁与套管之间的空隙填满，达到加固井壁、隔离地层的目的。
固井质量的好坏直接关系到井眼的稳定、井内压力的控制以及油气的产量等因素。
因此，对固井质量进行准确评价与分析对于油气勘探开发具有重要意义。
本文将结合固井质量测井评价技术的发展，对该方面的概述进行浅谈。
固井质量测井评价技术的发展固井质量的评价一直是油气勘探开发中的难题之一。
随着科学技术的进步，固井质量测井评价技术得到了迅速的发展。
以下将对几种主要的固井质量测井评价技术进行概述。
壁面状况评价技术壁面状况评价技术是通过测量井壁的物理性质分析固井质量的一种方法。
常用的方法有旋回声波测井、密度测井和电阻率测井等。
旋回声波测井旋回声波测井是通过测量声波在地层中传播的速度和衰减程度来评价井壁的完整性和固井质量的方法。
它可以提供关于井壁损害、水泥质量以及井眼附近地层性质等方面的信息。
密度测井密度测井是通过测量井内介质的密度来评价固井质量的一种方法。
通过测量密度下降的情况来判断水泥浆是否充实，以及是否存在空隙和水泥浆与井壁的较大间隙等问题。
电阻率测井电阻率测井是通过测量沿井眼周围不同方向的电流传播的速度和幅度来评价固井质量的一种方法。
通过分析电阻率的变化，可以评价水泥浆的充实程度、井壁的损害以及井眼附近地层的性质。
压力评价技术压力评价技术是通过分析固井过程中的压力变化来评价固井质量的一种方法。
常用的方法有压力测试、封隔测试和漏失测试等。
压力测试是在固井完毕后，通过向井口注入液体或气体，测量井内的压力变化，从而评价固井质量的方法。
通过分析压力的变化曲线，可以判断水泥浆是否充实、井壁是否受损以及是否存在漏失等情况。
封隔测试封隔测试是通过将井眼与地层进行隔离，然后施加压力来评价固井质量的方法。
通过测量压力的变化，可以判断封隔性能和固井质量的好坏。
漏失测试是通过检测固井后井内液体漏出的情况来评价固井质量的一种方法。
固井质量检测
固井质量检测一、声幅及变密度测井原理1、声幅测井原理声幅测井仪器通过单发单收声系，它是通过记录套管中套管波的首波幅度来反映井下套管与水泥的胶结质量。
首波传播路径服从费尔马时间最小原理，套管波的幅度随套管波阻尼因子增大而减小，套管外的介质不同，套管波的幅度也不同，故影响套管波的因素主要是套管厚度、直径、水泥环、固井后的测量时间、水泥与套管的胶结情况。
2、变密度测井原理水泥胶结测井仪是采用单发双收声系，原距3ft和5ft。
测量时，由发射器发射频率为20kHz的脉冲波，两个探头（接收器）把接收到的声信号转换为电信号，经电缆传到地面，地面仪器对接收到的全波列信号进行检波，检波后只保留全波列中的前12个到14个波的正半周，这部分电信号加到显像管上来调制光点亮度。
声波幅度大电压高，光点就亮，胶片就显为黑色；声波幅度小电压低，光点就暗，胶片就显为黑色。
变密度测井图是黑（灰）白相间的条带，其颜色的深浅表示接收到信号的强弱，从而依此判断第一界面和第二界面的胶结质量。
将套管和泥浆的性质视为不变，也就是说套管波和泥浆波的传播速度不变，因此，套管波和泥浆波显示为直条带。
而地层岩性不同其声速也不同，因此地层波显示为有摆动的条带。
通常接收到的声波依次为：经套管传播的套管波、经地层传播的地层波以及通过泥浆传播的直达波即泥浆波。
二、声幅及变密度测井资料的应用1、确定水泥面上返高度。
完井工程要求水泥面必须比油、气预界面高出100m 左右，才能达到有效封隔。
因而要求水泥面实际测井中能确定出水泥的上返高度。
理论与实际表明，水泥面应在声幅曲线由低幅度向高幅度过度的半幅度点处。
2、评价固井质量，检查生产层之间的封堵效果。
三、固井质量评价方法1、利用声幅测井曲线检查固井质量采用相对幅度法检查固井质量，即水泥面以上（自由套管）处的声幅幅度A作为100﹪，其余处与之相比进行质量评价。
解释时分五个等级，并根据水泥密度的高低其评价有所差别：（1）自由管：声幅幅度=100﹪A（2）混浆带：是声幅曲线从高幅度到高幅度向低幅度过度的半幅点（一般是开始进入胶结中等的位置）的井段。
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固井质量测井评价方法分析
摘要：固井工程是油田开发重要的工程项目之一，固井质量对油井油田稳定
生产有着直接的影响。
课题研究由此出发，深入分析探讨现阶段固井质量的评测
技术以及使用方法，重点对声幅变密固井测井技术、水泥胶结固井测井技术和声
波固井技术进行分析和评价，对技术原理、应用优势以及实践效果进行了深入探讨，旨在为提高我国固井质量评价技术的研究提供必要借鉴。
关键字：固井；测井；评价方法
目前我国油田使用的固井测井评价技术种类较多，但根据技术原理以及应用
方法主要可以分为声幅变密技术、水泥胶结技术和声波固井技术大类。
其中声幅
变密技术是我国自主知识产权的技术，水泥胶结测井技术是引入美国阿特拉斯公
司的测井技术，声波固井测试技术是从俄罗斯引入的测井技术。
三种固井质量测
井技术有着不同技术原理是技术优势，适用空间各不相同，对三类技术的综合对比，可以在固井测试中更有针对性的选择适用的测井技术，提高固井质量的评价
精度。
1.
固井测井原理
1.1声幅变密技术原理
声幅变密技术本质是一种声波脉冲的测试技术。
由根据实际测试需求设定脉
冲参数后，由发射器设备向套管中发生脉冲信号进而产生套管波，波动以套管作
为媒介迅速传播，射入固井泥浆中。
接收器设备接收折射回来的波动，并通过中
控设备进行电压值的转换，经过不断的位置推行和测试，最终形成固井声幅曲线，通过曲线可以实现对固井胶结界面的评价。
变密测试是主要是对不同源距进行测试，根据实际测井环境以及测井需求选
择相应的变密图形，密度选择要充分考量井下地层波的强弱，一次胶结一般选择
3ft的密度图形，二次胶结的测试一般选择5ft的变密度图形。
1.2分区式水泥胶结测井原理
分区式水泥胶结测井技术英文简称sbt技术，是近年来出现的全新径向固井
质量评价测试技术，依托相应的设备装置可以实现对固井水泥胶结质量的全面测试，准确的识别水泥胶结质量、孔洞及槽道得我位置以及分布情况，该技术相对
操作简单、精度高，既适用于老井的固井质量评价，在新井固井质量的评价中也
有着良好的效果，因此该技术具有广泛的应用推广空间。
Sbt设备有12个高频定
向环能器，可以实现对固井胶结全方位、全角度的测试，同时在一定范围内使用时，测量结果精度高，受地层影响较小。
与声幅测井技术相比，sbt技术对固井胶结的测试区域更为全面，可以测量
6个60°区块，受气技术原理决定，在短源测试中基本可以规避地层对测试结果
的影响。
因此sbt技术可以在测试中突出水泥与地层界面的之间的效应。
因此在
实际的应用中，sbt试适用于套管内部重泥浆、含气测井液等气相和液相含量较
高的雇几个测试中，在整个测试过程中测试结果也不会受到仪器偏心的影响，可
沿套管整个圆周纵向和横向测量水泥胶结的质量。
1.3声波-伽马密度测井技术原理
声波-伽马变密测井技术最早从俄罗斯引入，我国油田企业结合我国固井工
艺现状进行了相应的改良和优化，逐步发展成现今应用的声波伽马密度测井技术。
声波伽马密度测井设备共分为声波测井设备和伽马密度测井设备两个组成部分，
设备配置两个接收器，分别对首波传播时间进行分次测量，通过声波时差计算衰
减系数、声波密度变化等关键数据，形成测井声波曲线。
伽马密度测井设备是一
种放射性测试设备，使用铯137作为放射源，依托设备形成伽马射线源现场，对
套管、水泥以及地层进行测试。
在实际应用中需要在源距0.24m位置安装壁厚探
测器，在源距为0.4m的位置安装水泥厚度探测器，水泥厚度探测器一般需要在
6-8个不同方位进行安装，在源距1m位置安装自然伽马探测器。
依托上述探测器
设备，对井下套管、水泥环、泥浆液对伽马射线的弹性碰撞反应进行收集和记录，通过中控芯片对原始数据进行计算，从而得出平均密度。
套管厚度、套管偏心度
等测井所需数据，并形成8类测试曲线，分贝为自然伽马曲线、套管壁厚测试曲
线以及6条水泥密度曲线。
最后将8条测试曲线与井眼参数以及地层参数进行综合评价，对固井水泥的
胶结质量进行最终的评价，从而推算出套管损坏位置、井壁偏心率等高阶测试数据。
1.
三种固井测试技术应用对比
在大斜度井固井测试中，固井质量较高的井，三种方法测试结果基本一致，
但在固井质量较差的井测试中，测试结果存在差异。
其中sbt技术的测井图中一
界面的固井成像显示具有未封固井段, 而且未封固部分主要为顶边方位, 即大
斜度井的上方, 这种情况是符合大斜度井固井的实际情况的, SBT 固井测井反
映的情况较真实的反映了固井质量。
而CBL/VDL 测井和MAK2 -SGDT 所反映的
固井质较好, 主要是由于大斜度井造成的仪器偏心, 影响了固井质量的评价结果, 所以说在大斜度井中, SBT 具有更为明显的测量优势。
结论
结论1，声幅米密度测井技术是我国自主研发的测井技术之一，技术在研发
过程中充分考量了我国固井工艺现状以及地层情况，设备生产成本较低，维修维
护也相对便捷，在实际的测试中测试结果与水泥胶结测井技术接近，声波-伽马
密度测井技术，除去声波测量外还具备伽马密度测井功能，使用范围和测量精度
均有所提高。
结论2，三种固井测试技术没有优劣之分，但由于测试原理不同，三种方法
均有不同的适用环境和技术优势，对环境中存在的测试影响因素抵抗能力也各不
相同，如声波伽马测试技术对地层干扰因素抗性较高，适用于地层环境复杂的固
井测试中。
结论3，三种测试方法没有采用统一的评价标准，因此在实际的测量中，结果评价有着一定的差异，在参照对比上存在障碍，因此仍需要基于三种技术的测试差异制定统一的评价标准。
其中sbt测井技术，对于胶结位置存在的空桶以及井周串槽层有着更好的识别能力。
声波伽马密度测试技术，虽然在技术原理以及仪器性能方面有着较大的优势，但在实际的评测中，由于缺乏解释评价方法，无法完全发挥出设备性能方面的优势，需要进一步的研究和完善。
而声幅密度测井技术虽然在技术原理以及设备性能方面与其存在一定差异，但由于该设备操作简单，国内技术支持环境也较高，是目前我国油田主要使用的固井评价方法。
参考文献
[1] 刘正锋, 王天波.固井测井影响因素及定量评价分析 [ A] .中俄第二届交流会文集[ C] , 2001
[2] 王天波, 刘正锋.固井测井定量解释方法研究[ J] .测井技术, 2003, ( 1)
[3] 北京北方亨泰科技发展公司.H -MAK2/H -SGDT 水泥胶结测井仪器应用手册, 2002( 资料)。