戴月祥成像測井技術(shù)在固井質(zhì)量評價及套損檢測中的綜合應(yīng)用課件

1、成像測井技術(shù)在固井質(zhì)量評價及套損檢測中的綜合應(yīng)用 西部鉆探測井公司二一一年六月匯報提綱一、前言二、測井技術(shù)簡介三、實際測井資料應(yīng)用四、認(rèn)識一、前言（1）固井質(zhì)量的好壞直接影響到油田開發(fā)水平，為了保證油井后期工作的順利進(jìn)行，對固井質(zhì)量的檢測是不可或缺的一個重要環(huán)節(jié)。（2）油井開發(fā)過程中套管會發(fā)生變形、損壞，嚴(yán)重影響油田產(chǎn)能，及時正確的評價套管損傷程度成為套損檢測的有效手段。成像測井方法：多臂井徑成像CAST-F井周聲波成像Isolation Scanner套后成像測井扇區(qū)水泥膠結(jié)測井（簡稱SBT）等技術(shù)常規(guī)測井方法：電磁探傷CBL-VDLMAK2-SGDT等技術(shù)將常規(guī)資料與成像測井有效結(jié)合起來，

2、發(fā)揮各自的技術(shù)優(yōu)勢對固井質(zhì)量、套管損傷進(jìn)行綜合解釋一、前言1 、常規(guī)測井技術(shù)電磁探傷EMDS-TM-42TS多層管柱電磁探傷測井儀根據(jù)電磁感應(yīng)原理，通過感應(yīng)電動勢的變化，分析和計算套管、油管的壁厚。判斷管柱的腐蝕、裂縫、孔洞位置可以解決在油管內(nèi)探測套管的厚度、腐蝕、變形等問題但是不能有效檢測套管幾乎無磁損傷的變形狀況二、測井技術(shù)簡介二、測井技術(shù)簡介上扶正器伽馬探頭下扶正器井溫探頭長軸探頭A橫向探頭B短軸探頭C聲幅及變密度聲幅及變密度（CBL-VDL）采用單發(fā)雙收聲系，用源距3ft測量套管波幅度，用源距5ft記錄聲波全波列并以聲波變密度圖的形式顯示?？梢杂脕碓u價第一、二界面的水泥膠結(jié)情況，只能用

3、于固井質(zhì)量檢查受微環(huán)影響大，不能判斷水泥充填狀況和竄槽流體性質(zhì)也無法對套管技術(shù)狀況進(jìn)行檢測二、測井技術(shù)簡介MAK2-SGDT測井MAK2聲波測井儀采用單發(fā)雙收聲系，其原理與變密度測井原理基本一致，通過提取的首波衰減率和時間特性等參數(shù)來評價第一、二界面的水泥膠結(jié)情況；SGDT為放射性測井，由伽馬放射性源產(chǎn)生的伽馬射線與套管、介質(zhì)、水泥環(huán)等物質(zhì)作用后經(jīng)圓周均勻分布的6個密度探頭和1個厚度探頭接收，得到充填介質(zhì)密度和套管壁厚的計數(shù)率曲線，通過計算得到的充填介質(zhì)密度反映水泥充填狀況、套管壁厚反映套管技術(shù)狀態(tài)；MAK2-SGDT組合可以較為準(zhǔn)確的評價各種類型水泥的膠結(jié)情況但受套管偏心影響大也不能有效評價

4、雙層套管固井質(zhì)量膠結(jié)狀況二、測井技術(shù)簡介2 、成像測井技術(shù)多臂井徑成像SONDEX公司的四十臂井徑成像測井儀使用沿徑向均勻分布的40條高精度傳感器測量并記錄多條井徑曲線，使用MITPRO軟件可以對井徑曲線進(jìn)行可視化的平面及三維立體圖顯示?？梢跃?xì)描述套管輕微變形但是井徑測井只能檢查套管內(nèi)壁的變化不能檢查套管壁厚變化情況二、測井技術(shù)簡介Isolation Scanner套后成像Isolation Scanner套后成像儀結(jié)合經(jīng)典的脈沖回波技術(shù)與最新的撓曲波成像兩種相互獨(dú)立的聲波技術(shù)，能夠?qū)θ魏晤愋退嗟哪z結(jié)情況進(jìn)行評價，通過計算得到套管內(nèi)徑和壁厚能夠識別套管磨損情況，解釋成果固-液-氣（SLG）

5、相圖能夠顯示套管外介質(zhì)狀態(tài)。確定水泥膠結(jié)情況和竄槽位置，可對低密度水泥、泡沫水泥進(jìn)行評價可有效評價雙層套管的固井質(zhì)量，但主要用于第一界面水泥膠結(jié)評價套損存在會影響評價效果且受井內(nèi)介質(zhì)影響較大二、測井技術(shù)簡介CAST-F井周聲波成像Halliburton公司的井周聲波成像儀CAST-F利用聲波探頭發(fā)射超聲波并記錄超聲回波信號和陣列水泥聲阻抗、傳播時間等參數(shù)，利用ACE軟件通過分析、計算，得到的套管內(nèi)徑和壁厚變化反映套管技術(shù)狀況，最終的解釋成果水泥膠結(jié)圖CEMT用來反映水泥膠結(jié)狀況?？蓪Φ兔芏人?、泡沫水泥以及雙層套管的固井質(zhì)量進(jìn)行評價，但主要用于第一界面水泥膠結(jié)評價僅能用在充滿液體的井眼中測井不

6、能用在氣侵泥漿中。二、測井技術(shù)簡介扇區(qū)水泥膠結(jié)測井（簡稱SBT）儀器的極板部分以環(huán)繞方式使用互成60度的6個推靠臂，每個臂上安裝有一個發(fā)射器和一個接收器，從縱向和橫向沿套管圓周對水泥膠結(jié)質(zhì)量進(jìn)行測量。測井時裝有發(fā)射器和接收器極板與套管內(nèi)壁接觸，6個極板上的聲波換能器按照一定的時序不斷地發(fā)射和接收聲波信號，進(jìn)行補(bǔ)償衰減測量，它能對114460mm套管進(jìn)行固井質(zhì)量水泥膠結(jié)評價。SBT主要反映第界面的水泥膠結(jié)情況，由SBT測井得到的最大、最小和平均聲波衰減值可以對不同的水泥膠結(jié)情況進(jìn)行定性判斷和解釋，能夠克服普通聲波幅度CBLVDL的多解性。儀器設(shè)計原理和研究表明，SBT測量結(jié)果基本上不受快地層、水

7、泥密度、儀器偏心、第界面膠結(jié)狀況等因素的影響二、測井技術(shù)簡介二、測井技術(shù)簡介3 、綜合評價方法檢查固井質(zhì)量和套管損傷變形時，單獨(dú)使用常規(guī)技術(shù)或者成像技術(shù)進(jìn)行測井資料解釋評價都有一定的局限性。通過將常規(guī)測井與成像測井相結(jié)合，利用常規(guī)資料進(jìn)行參數(shù)定量計算，而成像測井將有用信息以彩色柱狀圖、平面展開圖、立體網(wǎng)格圖以及三維立體圖等成像模式顯示出來，具有分辨率高、信息容量大的優(yōu)勢，發(fā)揮各自的技術(shù)特點(diǎn)對固井質(zhì)量、套管損傷進(jìn)行綜合解釋，形成可視化效果好、解釋結(jié)果精細(xì)直觀的成果圖像，使解釋結(jié)果更精細(xì)、更具體，測井資料解釋精度更高。Isolation Scanner套后成像扇區(qū)水泥膠結(jié)測井（SBT）CAST-F

8、井周聲波成像多臂井徑成像固井質(zhì)量套損檢測測井綜合解釋聲幅及變密度MAK2-SGDT測井電磁探傷三、實際測井資料應(yīng)用三、實際測井資料應(yīng)用1 發(fā)現(xiàn)套管嚴(yán)重變形和損傷位置三、實際測井資料應(yīng)用40臂井徑成像2107.8-2102.3m套管發(fā)生嚴(yán)重形變，井徑平面展開圖中井徑大小顏色差異很大也說明套管嚴(yán)重扭曲，電磁探傷的縱向遠(yuǎn)近探頭、橫向探頭曲線指示2108.4-2103m套管磁介質(zhì)有劇烈變化，說明套管損壞嚴(yán)重，由井徑三維立體圖和井徑俯視圖，可以形象直觀的看出套管基本上呈嚴(yán)重的S形變，后經(jīng)修井作業(yè)證實了此段的解釋結(jié)果三、實際測井資料應(yīng)用2 確定套管輕微變形40臂井徑成像在2088-2090.5m套管存在一

9、定的變形，對應(yīng)的井徑平面展開圖顏色也有差異, 井徑三維立體圖可以明顯看出套管存在輕微變形，但是電磁探傷的各探頭曲線沒有磁損傷異常反應(yīng)，說明此處套管存在變形但幾乎沒有損傷。如果只用電磁探傷而不結(jié)合井徑成像進(jìn)行直觀解釋很難發(fā)現(xiàn)套管輕微變形位置，可能為套管井生產(chǎn)留下隱患，說明套損檢測進(jìn)行綜合評價的必要性和可靠性 三、實際測井資料應(yīng)用3 判斷套管技術(shù)狀況和發(fā)現(xiàn)套管壁厚變化40臂井徑成像表明2040m以下套管無變形、套管內(nèi)徑?jīng)]有變化，但電磁探傷結(jié)果顯示2040.5-2042m套管存在損傷，表明此段套管可能有外損傷，在2042m以下套管壁厚發(fā)生變化，套管由厚變薄，說明井徑成像對套管內(nèi)壁變形較為敏感，但無法

10、檢測套管壁厚變化，只有結(jié)合電磁探傷資料進(jìn)行綜合分析才能得出較為可靠的結(jié)論。 三、實際測井資料應(yīng)用由于在雙層套管內(nèi)SGDT計算的套管壁厚值失真不能作為判斷套管狀況的依據(jù)，而對應(yīng)的CAST-F結(jié)果顯示此段壁厚有變化，套管壁厚變化圖（藍(lán)色表示壁厚變厚，紅色表示壁厚變?。┥弦灿幸欢ǚ从?，判斷該處可能為管外扶正器；在2032.5-2034.5m段SGDT計算的套管壁厚值正常，說明套管沒有損傷，對應(yīng)的CAST-F顯示此段壁厚有較小變化，分析套管存在輕微的劃傷或變形 三、實際測井資料應(yīng)用4 準(zhǔn)確判斷水泥返高CBL-VDL成果顯示雙層套管內(nèi)3293-3355m套管波指示明顯、基本看不到地層波信息，3355m以

11、下CBL幅度下降、套管波指示值相對變小，判斷此處為水泥實返位置；Isolation Scanner套后成像SLG圖顯示3293m以上大部分為流體，以下混漿帶聲阻抗值很小、密度降低，與泥漿接近，而撓曲波衰減圖（用顏色藍(lán)至紅表示衰減從小到大）表明混漿帶內(nèi)少量水泥是凝固的，SLG圖上可以清晰判斷出水泥實際返高在3293m。 三、實際測井資料應(yīng)用5 有效評價雙層套管內(nèi)水泥膠結(jié)狀況3580-3620m由于受雙層套管的影響CBL-VDL解釋水泥第一、二界面膠結(jié)差，而Isolation Scanner套后成像SLG圖幾乎全部為棕色，說明環(huán)空內(nèi)為水泥膠結(jié)質(zhì)量好，只是水泥阻抗略低、撓曲波衰減略高，表明水泥密度稍

12、小，但固井質(zhì)量良好，不會引起竄槽，說明CBL-VDL評價雙層套管固井質(zhì)量有很大的局限性，顯示出套后成像在復(fù)雜條件下評價水泥膠結(jié)狀況的優(yōu)勢。三、實際測井資料應(yīng)用6 發(fā)現(xiàn)竄槽和判斷流體性質(zhì)4030-4080m（單層套管）CBL-VDL評價水泥膠結(jié)第一、二界面較差，可能是微環(huán)或者竄槽引起，Isolation Scanner套后成像SLG圖也顯示水泥膠結(jié)較差，固井質(zhì)量差主要是發(fā)育兩條大的連通竄槽引起，其內(nèi)為流體（藍(lán)色）和氣體（紅色）充填，可能是由于此段氣層侵入水泥形成竄槽并滯留其中，井眼三維圖（只顯示了其中一條竄槽成像）顯示兩條竄槽幾乎對稱發(fā)育，流體和氣體充滿竄槽，判斷水泥膠結(jié)差是竄槽所致，其空間為液

13、體和氣體共同充填。三、實際測井資料應(yīng)用MAK2-SGDT解釋2130-2160m第一、二界面水泥膠結(jié)質(zhì)量很差，SGDT計算的平均介質(zhì)充填密度值明顯小于水泥標(biāo)稱密度，可以判斷此段套管和地層環(huán)空之間以少量水泥和大部分流體充填。從CAST-F的聲阻抗（深色聲阻抗值高代表水泥，淺色聲阻抗值低代表流體）及水泥膠結(jié)圖CEMT分析該段流體（藍(lán)色）含量高而固體（棕色）含量少，該段水層較多，固井質(zhì)量變差可能是因為水竄造成的，判斷已經(jīng)形成竄槽通道。三、實際測井資料應(yīng)用7 準(zhǔn)確判斷套管下入位置MAK2-SGDT成果可以清晰判斷出雙層套管下至1455m，其以下井筒是單層套管，因為計數(shù)率曲線、介質(zhì)密度在此位置上下有明顯

14、變化，套管壁厚值也有一定的反映，CAST-F成果上1455m的套管壁厚變化及其成像圖反映內(nèi)層套管完好，套管橫截面圖顯示內(nèi)管基本沒有變形，說明CAST-F對雙層管柱結(jié)構(gòu)變化不敏感。四、認(rèn)識在固井質(zhì)量解釋方面聲波全波測井CBL-VDL、MAK2可以評價第一、二界面水泥膠結(jié)情況，但無法判斷水泥充填情況，很難區(qū)分微環(huán)和竄槽，而SGDT可以評價水泥充填狀況、判斷套管壁厚變化情況，將兩者結(jié)合起來可準(zhǔn)確評價單層套管的固井質(zhì)量，區(qū)分微環(huán)和竄槽，但不能識別竄槽流體性質(zhì)；井周聲波成像、套后成像等方法可評價單層套管和雙層套管中內(nèi)管的固井質(zhì)量，直觀顯示水泥充填狀況、竄槽形態(tài)和流體性質(zhì)，但主要評價第一界面水泥膠結(jié)情況和

15、套管內(nèi)壁變化，將常規(guī)方法與成像方法結(jié)合就可以全面、有效、直觀的對水泥膠結(jié)質(zhì)量進(jìn)行精細(xì)評價。四、認(rèn)識在套損檢測方面電磁探傷能在不起油管的情況下確定管柱結(jié)構(gòu)與工具位置、探測多層套管腐蝕和壁厚變化，但是不能有效檢測套管幾乎無磁損傷的變形；多臂井徑成像方法可以直觀顯示套管變形形態(tài)和位置，但只能檢查套管內(nèi)壁損傷，兩者結(jié)合可以區(qū)分套管內(nèi)外壁損傷，利用三維立體圖形象顯示套管壁厚變化情況。另外井周聲波成像、套后成像均可評價套損狀況，以圖像模式展示套管內(nèi)壁細(xì)微變化，可以與電磁探傷、多臂井徑成像等方法進(jìn)行優(yōu)化組合測井，通過綜合分析可以甄別套損信息真?zhèn)?，發(fā)現(xiàn)套管細(xì)小損傷和微小變形。四、認(rèn)識檢測和評價套管氣井的固井質(zhì)

16、量和套管技術(shù)狀況隨著天然氣能源的開發(fā)和利用，油田開發(fā)過程中的產(chǎn)氣井逐漸增多，如何有效檢測和評價套管氣井的固井質(zhì)量和套管技術(shù)狀況是需要解決的重要技術(shù)問題，常規(guī)聲波、井周聲波成像、套后成像等必須居中測量的測井方法很大局限在于不能用在氣侵泥漿中測井。要有效評價氣井固井質(zhì)量，可以利用SGDT的水泥充填成果和6臂扇區(qū)水泥膠結(jié)（SBT）儀器不受井筒內(nèi)流體影響的優(yōu)勢進(jìn)行測井和成像解釋，或者組合測井用來綜合評價水泥膠結(jié)狀況。對于氣井的套損檢測，可以利用多臂井徑成像和電磁探傷測井或者兩者組合測井，發(fā)揮各自技術(shù)特點(diǎn)對氣井的套管技術(shù)狀況進(jìn)行較為準(zhǔn)確的評價。四、認(rèn)識在套管氣井的固井質(zhì)量和套管技術(shù)狀況檢測方面隨著天然氣能源的開發(fā)