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扇区水泥胶结（SBT）测井及其应用郭德华（胜利石油工程有限公司测井公司山东·东营257000）摘要常规的声波变密度测井只能提供声幅与变密度两条曲线来判定固井质量，为了提高测井仪器的分辨率，给甲方提供更多的固井质量信息，我们必须用扇区水泥胶结仪（SBT）来测井，其具有声幅成像功能，为甲方施工作业提供更多可靠的依据。
关键词测井工程扇区水泥胶结（SBT）测井应用中图分类号：TP391.41文献标识码：A常规的检查固井质量的方法为声波变密度测井，通过所测曲线可以判定固井第一第二界面固井情况，但是在实际生产作业过程中往往只知道固井质量好坏还不够，还需要了解更多的固井信息，如水泥环向与纵向的沟槽，空隙与胶结不均匀性等等，为此我们用水泥胶结(SBT)测井来解决问题。
1SBT测井基本原理扇区水泥胶结测井仪，除了具有常规声波VDL(CBL/ VDL)测井的全部功能外，还具有声幅声像的功能。
SBT采用两组相连的压电陶瓷晶体，一组用于CBL/VDL的发射（频率为25KHZ）,其测量原理与普通的CBL/VDL相同。
另一组用于SBT的发射（频率为80-120KHZ），SBT声系由处于同截面相距为2ft,每个人发射探头水泥胶结质量的好坏，8组探头组合就能探测环套管外周围360度的水泥胶结质量。
该仪器水泥成像部分具有以下主要特点：（1）水泥图五级灰度形象直观，可分辨水泥环向与纵向的沟槽，空隙与交界不均匀性。
（2）扇区水泥成像图显示直观清楚。
（3）由于SBT仪器八组中的每组探头都仅限于45度扇区内的能量发射与接收，因此它环周分辨率更高一些。
2SBT测井资料的评价方法2.1确定自由套管无支撑的自由套管井段测井资料显示；3英尺声幅接近仪器的刻度值，VDL显示强的套管波无地层波（如套管偏心时可见地层波），SBT的最大声幅，最小声幅，平均声幅值（以下简称为三声幅）在90-100Mv之间，且较稳定数值相接近，扇区水泥图为白色（或少量浅灰色）的灰度显示。
六扇区水泥胶结仪器1、测井原理及工程应用用途1、测井原理：SBT01 仪器采用在圆周上均布的6 个探测臂的独特设计，在测量过程式中不会漏掉水泥环面上的细小裂缝，探头排列展开后如下所示：T1～T6 为发射探头，R1～R6 为接收探头，发射探头发射的声波信号经套管耦合到接收探头，水泥胶结的质量越好，接收探头收到的信号越弱，计算声波信号的衰减量，就可以得到水泥胶的良好程度，为了抵消发射和接收探头灵敏度的个体差异，采用同一扇区两次收发的方式，以T1,R2,R3,T4 为例，计算的过程如下：A12 表示T1 发，T2 收的信号幅度，A43 表示T4 发，T3 收的信号幅度，以此类推，声波衰减的计算公式为：衰减量= sqrt((A12*A43)/(A13*A42))为了提高发射探头的指向性，发射采用两个探头聚能发射的方式，如下图所示：换能器的激发时间为：5uS，延迟时间为4.5uS.2、工程应用：1、专用于测量套管井水泥固井质量（水泥图和变密度波形），加上其它辅助仪器测量曲线用于工程作业，还可以提供井斜度曲线；2、CBMT 6个极板测量全井眼固井质量（水泥图），提高了测量覆盖范围和测量精度；3、CBMT 6个极板测量的衰减率可用于定量解释水泥固结情况和水泥固结强度，判断水泥沟槽，真实反映水泥固结情况；4、CBMT 6个极板贴套管内壁测量，不受井筒内泥浆比重、气泡影响，快速地层对其测量结果没有影响；5、一起挂接的CBMT61XA能够测量两个胶结面的波形和声波幅度值，对6极板测量结果起补充解释作用，二者结合测量和解释可避免主观判断上的偏差6、成像级水泥图图示直观、易于理解和人性化。
2、电路原理及信号流程CCL GRT WTC SBT VDL 7# T 22# 11 35# 12 power 5power23Tx/Rx261619 R 21Sign 11RUC 2222无源ccl GR供电2号线电容电感隔离19,20是1,3,5号极板的通讯线21,22是2,4,6号极板的通讯线23--26控制哪一块极板收发1、遥传短节1 、遥传原理框图及介绍:地面发送的曼码信息由RTX 板的接收电路数字化后被CPU 板解码，CPU 板通过MBU总线控制下接的SBT 仪的工作状态，通过ADC 板采集SBT 仪器输出的接收波形，对采集的数据进行处理，再把处理结果通过RTX 的的发射电路传到地面，GR、SSN 等挂接于仪器上部的仪器的数据由RUC 板采集，RUC 板和CPU 板之间通过IB-BUS 进行通信，GR 等别的仪器的数据最终也通过RTX 的发射电路传到地面。
分区水泥胶结测井（SBT）的解释方法中油测井CNLC在克孜勒奥尔达地区使用分区水泥胶结测井（SBT）为Petrokazakhstan公司提供固井测井、解释服务。
在以往的SBT解释处理过程中，使用平均声波幅度曲线AMAV（单位：mv）来进行套管和水泥之间的第一界面的解释处理。
但是在通过分析甲方试油结果过程中，我们发现在部分使用平均声波幅度曲线AMAV解释的固结良好-中等的层段，存在固井第一界面解释结果偏于乐观的可能性。
因此通过对分区水泥胶结测井（SBT）的原理、仪器刻度、解释方法进行分析，以期找出其原因。
1．分区水泥胶结测井（SBT）原理分区水泥胶结测井仪（SBT）是阿特拉斯公司2世纪90年代推出的一种新式固井质量评价测井仪。
SBT仪器有6个极板，每个极板上有1个发射探头和个接收探头，共计6个发射探头和6个接收探头，分别用于发射声波和接收声波。
测井时SBT安装的6个动力推靠臂各把一块发射和接收换能器滑板贴在套管内壁上， 6个极板上的12个高频定向换能器不断地发射和接收声波信号。
由于测井时同时测量6个极板分属6个区域的信息，因而可得到6条分区的套管水泥胶结评价曲线，故仪器称为“分区水泥胶结测井仪”。
SBT声波滑板阵列360°展开图如图1所示。
图1 SBT声波滑板阵列360°展开图SBT测量系统以环绕方式在包括整个井眼的6个角度区块定量测量水泥胶结情况。
声波换能器装在相隔60°的极板上，支撑滑板与套管内壁接触，进行声波补偿衰减测量。
当发射器在每个区块上发射时，两相邻极板上的接收器测量声波幅度，这两个幅度分别为远、近接收器所接收。
声波经过两接收器之间空间的能量损失，可直接作衰减测量，由此可推导出套管外60°范围内的水泥胶结质量。
由于该仪器从纵向、横向（沿套管周围）两个方向测量固井胶结质量，同时该仪器设计考虑的短源距使补偿衰减测量结果基本上不受快地层的影响，因而该仪器能用于各种流体的井内，包括重泥浆和含气井液等。
扇区水泥胶结（SBT）测井及其应用作者：郭德华来源：《科教导刊·电子版》2018年第25期摘要常规的声波变密度测井只能提供声幅与变密度两条曲线来判定固井质量，为了提高测井仪器的分辨率，给甲方提供更多的固井质量信息，我们必须用扇区水泥胶结仪（SBT）来测井，其具有声幅成像功能，为甲方施工作业提供更多可靠的依据。
关键词测井工程扇区水泥胶结（SBT）测井应用中图分类号：TP391.41 文献标识码：A常规的检查固井质量的方法为声波变密度测井，通过所测曲线可以判定固井第一第二界面固井情况，但是在实际生产作业过程中往往只知道固井质量好坏还不够，还需要了解更多的固井信息，如水泥环向与纵向的沟槽，空隙与胶结不均匀性等等，为此我们用水泥胶结（SBT）测井来解决问题。
1 SBT测井基本原理扇区水泥胶结测井仪，除了具有常规声波VDL（CBL/VDL）测井的全部功能外，还具有声幅声像的功能。
SBT采用两组相连的压电陶瓷晶体，一组用于CBL/VDL的发射（频率为25KHZ），其测量原理与普通的CBL/VDL相同。
另一组用于SBT的发射（频率为80-120KHZ），SBT声系由处于同截面相距为2ft，每个人发射探头水泥胶结质量的好坏，8组探头组合就能探测环套管外周围360度的水泥胶结质量。
该仪器水泥成像部分具有以下主要特点：（1）水泥图五级灰度形象直观，可分辨水泥环向与纵向的沟槽，空隙与交界不均匀性。
（2）扇区水泥成像图显示直观清楚。
（3）由于SBT仪器八组中的每组探头都仅限于45度扇区内的能量发射与接收，因此它环周分辨率更高一些。
2 SBT测井资料的评价方法2.1确定自由套管无支撑的自由套管井段测井资料显示；3英尺声幅接近仪器的刻度值，VDL显示强的套管波无地层波（如套管偏心时可见地层波），SBT的最大声幅，最小声幅，平均声幅值（以下简称为三声幅）在90-100Mv之间，且较稳定数值相接近，扇区水泥图为白色（或少量浅灰色）的灰度显示。
SBT固井质量仪器测井的原理和应用研究作者：靳松伟来源：《中国科技博览》2014年第18期[摘要]随着石油勘探开发的快速发展，各种定向井、大斜度井也在快速的增多。
由于受仪器偏心等因素的影响，常规的固井评价测井仪器（声幅测井、声幅/变密度测井），不能精确地评价这种大角度的固井质量。
SB T 扇区胶结测井由于不受这种井斜角度等多种因素的影响，对固井质量的评价具有更加客观准确的评价。
本文主要介绍SB T 扇区胶结测井的原理、优点和用途等。
[关键词]固井质量；声幅测井；声幅/ 变密度测井；SB T 扇区胶结测井中图分类号：P631.84 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）18-0304-021、 SBT 扇区胶结测井仪器的原理主要常用的扇区水泥胶结测井仪（SBT），为美国阿特拉斯公司20世纪90年代推出的一种新式固井质量评价测井仪-5700系列扇区水泥胶结测井仪（SBT）。
SBT利用装在6个滑板上的12个高频定向换能器声系来定量测量套管周围6个扇区的水泥胶结质量，能从纵向和横向（沿套管圆周）两个方向测量水泥胶结质量。
分区式水泥胶结测井可同时测出不同方位6条声波幅度曲线，每条曲线显示60°张开角内水泥胶结情况，这样就可显示套管周围不同方位处水泥的胶结情况，从而进一步提高了固井质量的检测精度。
SBT 测量系统以环绕方式在包括整个井眼的6个角度区块定量测量水泥胶结情况。
声波换能器装在相隔60°的称为T1～ T6的极板上，支撑滑板与套管内壁接触，进行声波补偿衰减测量。
当发射器在每个区块上发射时，两相邻极板上的接收器测量声波幅度，这两个幅度分别为远、近接收器所接收。
声波经过两接收之间空间的能量损失，可直接作为衰减测量，由此可推导出套管外这一60°范围内的水泥胶结质量。
SBT声波滑板阵列360°展开图如下图所示。
2、 SBT 扇区胶结测井仪器的测量项目1）自然伽马（GR）；2）套管接箍信号曲线（CCL，Casing Collar Locator）；3）声波衰减率；4）最小衰减率；5）平均声幅；6）相对方位；7）五英尺源距的变密度。
SBT固井质量测井技术及应用赵晨光;申梅英;王祥;柳晓英【期刊名称】《断块油气田》【年(卷),期】2010(017)002【摘要】中原油田是一个多油层复杂断块油田,随着油田勘探开发时间的推移,特殊井、深井不断增多,井身结构日趋复杂,给固井质量测井及评价带来了许多难题,中原测井公司应用八扇区声波水泥胶结测井技术(SBT)来解决这些难题.文中叙述了SBT 测井原理和方法,测井仪器施工的特点是:沿着套管整个圆周纵向、横向测量水泥胶结质量.测井资料以灰度图的形式,形象直观地显示套管和水泥环的胶结情况.介绍了第一界面、第二界面水泥胶结测井资料的评价方法,处理软件的研究思路、功能,实际应用效果.该技术在固井质量测井方面是先进的,适合油田进一步勘探开发的需求,具有广阔的推广应用前景.【总页数】4页(P253-256)【作者】赵晨光;申梅英;王祥;柳晓英【作者单位】中原石油勘探局地球物理测井公司,河南,濮阳,457001;中原石油勘探局地球物理测井公司,河南,濮阳,457001;中原石油勘探局地球物理测井公司,河南,濮阳,457001;中原石油勘探局地球物理测井公司,河南,濮阳,457001【正文语种】中文【中图分类】TE26【相关文献】1.SDZ地面测井系统配接SBT扇区水泥胶结测井仪的方法研究 [J], 曹敬春;魏昭冰;王强;薛奎;谢天兵2.SBT测井技术在塔河油田低密度固井质量评价中的应用 [J], 田鑫;石兵波;章成广3.SBT资料评价固井质量的应用研究 [J], 李维彦;章成广;樊小意;仵岳奇;贺铎华;柳建华;马勇4.精细固井质量评价技术（SBT）在吐哈油田的应用 [J], 王成荣;侯旭;齐晓宏;刘玉婷;李家萱;王成军;罗新民5.影响固井质量SBT解释的因素--套管锈蚀 [J], 刘玉杰; 陆永伟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
SBT测井技术简约说明1 介绍SBT测井仪是西方·阿特拉斯公司（Western Atlas）于20世纪90年代初期推出的一种新式的固井质量评价测井仪。
SBT是Segment Bond Tool的英文字母缩写，意为“分区胶结测井仪”，该仪器的系列号为1424XA。
SBT仪器有6个腿，每个腿上有1个发射探头和接收探头，共计6个发射探头和6个接收探头，分别用于发射声波和接收声波。
传统的CBL 仪器只测量1条评价套管与水泥胶结情况的曲线，该曲线是对环绕一周（360°）的套管水泥胶结的总体评价。
而SBT仪器有6条腿，将一周（360°）的套管分为6个60°的区域（Segment），同时测量这6个区域，得到6条分区的套管水泥胶结的评价曲线，从而该仪器称为“分区胶结测井仪”。
在测量方法上，传统的CBL仪器要求在自由套管中，必须进行首波幅度的刻度，即在要求测量的套管中，选择没有胶结的自由套管，找到首波振幅为最大的位置，记录该振幅，并将该处的首波振幅设为100%。
测井时，测量的首波振幅除以最大振幅的百分比，就是CBL 曲线。
与传统CBL的首波幅度刻度仪器不同，SBT不用作振幅刻度，不要求在自由套管找首波振幅最大的位置，只要求输入所测量的套管直径，每英尺重量，水泥耐压强度等参数，再测量一段归一化曲线，就可以将接收波列的振幅信息转换为声幅衰减曲线。
SBT最简约的仪器组合为：1633EA+1424XA+1424PA，其中：1633EA为通讯仪，1424XA 为SBT，而1424PA为VDL（变密度）探头。
SBT能测量6条（即6个方向）套管胶结曲线，1条DEV（井斜）曲线，1条RB（相对方位）曲线，1幅VDL变密度地层胶结波列。
同时，SBT还能和CCL（套管节箍）、GR（自然伽马）、CN（补偿中子）等仪器组合，附带测量CCL、GR、CN等3条深度校正曲线。
2 STB的仪器组合仪器串从上向下顺序为：───────────────────────────────────────仪器名称系列号电源要求档位的位置CCL 2330NA 无源 5CCL 2346XA 无源1—6；2—6GR 1309XA 150Vdc, 30mA 1—6；2—+CN 2435XA 150Vdc, 30mA 2通讯仪1633EA 150Vdc, 85mA 无SBT 1424XA 150Vdc, 85mA （测井时）无150Vdc, 200mA （开腿时）150Vdc, 300mA （收腿时）VDL 1424PAGR 信号缆芯为：11# 对18#CNL SS（短道）信号缆芯为：12# 对18#CNL SS（长道）信号缆芯为：13# 对18#CCL 信号缆芯为：16# 对18#CCL要么为2330NA，要么为2346XA，二者只能取其一。
3 仪器原理对于我们5700地面系统而言，地面通过电缆的7#和10#（参考点）向井下仪供直流电，同时，地面也通过电缆的7#和10#向井下仪发送命令，而井下仪也通过电缆的7#和10#向地面传送数据。
地面的直流正电压通过电缆7#传到马笼头的7#，通过CCL、GR、CN的7#传到1633EA 的上接头的7# ，然后一路传到1633EA和1424XA/PA中，为1633EA和1424XA/PA 提供电源，而另一路经1633EA再传到1633EA的上接头的2#和5#，再上传到GR的2#，以及CN的5#。
而GR和CN的电源缆芯分别为2#和5#，于是，所有需要直流电源的仪器都能得到了150V的直流电压。
因此，要求马笼头10芯公插头中2#和5#插针应取掉，使得电缆上的2#和5#没有150Vdc高压，以此保护地面仪器不被高压损坏。
1633EA接受地面仪的命令，采集数据，再上传数据到地面。
命令和数据都以M2的曼切斯特形式传输，传输速率都为20Kbit/s，即每秒传20K的二进制代码。
1633EA接受来自上面的CCL（套管节箍）、GR（自然伽马）、CN（补偿中子）信号，也接受来自下面SBT、VDL、X方向加速度、Y方向加速度等信号，同时也采集仪器串的CHV（缆头电压），再处理这些信号，然后编码上传到地面。
在一个数据采集和发送周期中，对于声波信号采集和发送过程，其原理描述如下：首先，1424XA发射12次，每次发射时接受2个SBT波列，共计24个SBT波列。
1633EA 有2个A/D采集通道，可以同时处理2道波列信号。
因此，24个SBT波列就分12次传给1633EA，在1633EA中被A/D采集。
然后，1633EA从24个SBT波列中提取出24个E2（第2个正首波的幅度值）、1个MaxΔt（最大时差值）、1个MinΔt（最小时差值）。
然后，仪器再按照SINGLE模式或DUAL模式工作：SINGLE模式时：根据地面软件菜单的设置，除了上面所述的24条SBT波列以外，要么VDL会工作，提供1条VDL波列，要么SBT中被选中的发射探头和接收探头会工作，提供1条SBT波列。
于是，在1个数据传输周期里，1633EA向地面传送：24个E2、1个MaxΔt、1个MinΔt和1条数字化的VDL波列（或SBT波列）。
DUAL模式时：根据地面软件菜单的设置，1633EA将SBT某次发射时接受的2条SBT波列加以处理，再将它们相加，转换为1条“DUAL波列”。
于是，在1个数据传输周期里，1633EA向地面传送：24个E2、1个MaxΔt、1个MinΔt和1条数字化的“DUAL波列”。
操作工程师通过观察该“DUAL波列”中的近、远正首波是否被正确地卡住。
地面仪接受到来自1633EA的数据，再解码，便获得仪器的相关信息。
CHV显示在计算机屏幕上，以便操作工程师可以监视仪器串的CHV（电缆头电压），并随时调节地面供电，让CHV维持在150V左右，给仪器串正常的电源供应（特别注意，仪器串的CHV不能超过180V，否则会损坏仪器的）。
其它数据经过计算处理，便得到GR、CCL、CN、DEV、RB 和6条SBT曲线，VDL波列等资料。
对SBT做开、收腿操作时，不要求地面提供另外的马达电源，马达利用150V的缆头电压开腿或收腿。
操作工程师只需向井下仪发送开腿或收腿的命令（即OPEN或CLOSE），然后监视地面电流表的总电流值，当总电流值突然减小100 mA左右时，表明SBT的开腿或收腿动作完成。
4 SBT的操作前的准备仪器和设备的检查和准备。
CCL：1：1#到10#贯穿。
2：档位应正确，其表现为：测量CCL下接头的16#和18#之间的电阻，应为⒈9KΩ~⒉1 KΩ。
GR：1：仪修工程师将1309XA更换上150V的直流电源模块，Swith1在“6”档，Swith2在“+”档。
马笼头：1：平台操作手将马笼头的2#和5#公插针取掉。
5 SBT的车间刻度首先介绍一下，在地面软件中最重要的控制窗口是：SBT Tool Control Menu窗口，它有7个子菜单，分别为：1：TOOL VERSION2：ACQUISITION TABLE CONTROL3：SUBCYCLE CONTROL４：DIGITIZED WAVEFORM５：MOTOR６：PIPE７：NORMALIZATION相对方位刻度（RB Calibration）和相对方位校验（RB Verification）RB（Relative Bearing ，相对方位）的物理含义是：SBT在井中某处，SBT的2号极板方位与该处“井眼轨迹”的方位之间的夹角。
这样，在井斜方位曲线（列如：井斜方位仪4401XA所测的“井眼轨迹”方位曲线）的配合下，利用RB曲线，则可以计算出6条SBT 曲线的“真实”方位朝向。
RB主刻度和测前校验步骤：1：将仪器串连起来，其中1424XA必须水平放置。
2：给仪器串供电，调节通讯增益，使通讯正常。
3：将1424XA的6条腿打开。
4：从Data Acquisition Main Menu中选择Cal/Ver按钮，再选择RB Cal Type，从而进入RB Primary Calibration程序，按程序，旋转1424XA，做主刻度。
5：进入RB Before Log Verification程序，做测前校验。
SBT极板刻度（SBT Pad Calibration）SBT Pad极板主刻度步骤：1：让1424XA的6条腿打开，且在空气中。
2：从Data Acquisition Main Menu中选择Cal/Ver按钮，再选择SBT Cal Type。
3：读接收探头的噪声电平，选择Read Receiver Noise Level。
4：读极板灵敏度，选择Read Pad Sensitivity。
（注：SBT Pad无校验步骤）6井场测井施工操作到井场，将仪器在井台连接好将，马笼头的2#和5#公插头取掉。
由于1424XA比较长，为保护它不被折断，因此它只能单独从地面吊上井台，不能和其它仪器组合吊上井台。
仪器下井后，要先做SBT归一化（SBT Record Mode Normalization）。
SBT归一化(SBT Record Mode Normalization)1：给仪器传供电，通讯正常，计算机显示CHV为150V。
2：在SBT Tool Control Menu窗口中，选择ACQUIZITION TABLE CONTROL，再选择UPLOAD TOOL TABLE。
3：下放仪器，在自由套管中停下，开腿。
如果不是自由套管，但有声波信号也可以。
4：在SBT Tool Control Menu窗口中，选择PIPE，然后在CASING OD、CASING WT、CMP STR 3个窗口中，依次输入“套管外径”、“套管每英尺重量”、“水泥耐压强度”3个值。
再选择SET按钮，再检查SUBCYCLE CONTROL子菜单中的值，确保其中的值不为零。
5：在DIGITIZED WAVEFORM中的TYPE选择DUAL，确保“DUAL波列”中的近、远两道STB接收波列的正首波，都被“锁定”住，如下图：6：在DIGITIZED WAVEFORM中的TYPE选择SINGLE，并确定TANSMITTER为7，RECEIVER为7，而SAMPLE PERIOD为4。
将腿收掉，下放仪器到测量段的最底部。
再开腿，然后在SBT Tool Control Menu 窗口中，选择PIPE，重新再次输入PIPE中的值。
7：记录一段归一化曲线（NORMALIZATION），要求至少记录1600个数据采样（比如，采样率是：1个采样/1分米，则至少记录160米）。
在SBT Tool Control Menu窗口中，选择NORMALIZATION，做归一化。
记录主曲线1：将仪器的Waveform Type切换到DUAL的类型，“DUAL波列”应正常，然后收腿，下放仪器到测量段的最底部。
