固井声幅测井及变密度测井
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声幅-变密度测井原理便携式测井操作以及测井解释方法一、测井原理简介声幅-变密度测井是由磁定位(CCL)、自然伽马仪(GR)和声幅-变密度仪(CBL-VDL)组成,能够实现一次下井,测出CCL、GR、CBL-VDL等多条组合曲线。
声幅-变密度(CBL-VDL)井下仪包括电子线路和声系两大部分,其中声系包括一个发射器和两个接收器,源距分别为3英尺和5英尺。
对于3英尺源距接收器,声波发射器发射声脉冲,经过泥浆(或井液)折射入套管,产生套管波。
套管波沿最短路径传播,折射入井里泥浆(或井液)。
接收器接受声波波列中首波的幅度。
经过电子线路把他转换为相应的电压值予以记录。
当仪器沿井身移动时,就测出一条随井深变化的声幅曲线。
并通过声幅曲线值的高低对比来确定套管与水泥环胶结的好坏。
对于5英尺源距接收器,接受到的是声波的全波列,分为三个部分,即套管波、地层波、直达波(泥浆波和井液波),接收电子线路把信号转换为与其幅度成正比的点信号,经电缆传至地面,检波后只保留其正半周部分,这部分电信号加到示波器或显象管上,调制其光点亮度。
波幅大,电压高,光点就亮,测井图上显示条带为黑色。
而光点亮度低时,测井图上显示为灰色条带。
负半周电压为零,光点不亮,测井图上显示为白色条带。
变密度测井图就是黑(灰)白色相见的条带,以其颜色的深浅表示接收到的信号的强弱,通过对变密度测井图上显示的套管波、地层波和直达波(泥浆波和井液波)的强弱程度分析,来确定套管与水泥环和水泥环与地层胶结质量的好坏。
※仪器测井原理(CBL)1、声波发射器发射声脉冲被3英尺源矩接收器接收,经井液折射入套管,产生套管波;2、套管波沿最短路径传播,折射入井液;3、接收器接收声波波列中首波的幅度;4、幅度到达电子线路被转换为相应的电压值并予以记录;5、当仪器沿井身移动时,就测出一条随井深变化的声幅曲线;6、通过声幅曲线值的高低对比来确定套管与水泥环胶结的好坏。
※仪器测井原理(VDL)1、声波发射器发射声脉冲被5英尺源矩接收器接收声波全波列(套管波、地层波、泥浆和井液波);2、线路把信号转换为与其幅度成正比的电信号,经电缆传至地面;3、电信号在显像管上被调制其光点亮度,根据其波幅大小和电压高低在测井图上显示成黑白相间的条带;4、测井图黑(灰)白相间的条带,以其颜色的深浅表示接收到信号的强弱;5、通过对全波列的强弱程度分析,确定套管与水泥环、水泥环与地层的胶结质量。
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。
29一、声幅-变密度测井原理 声幅-变密度测井采用单发双收声系,同时记录声波全波列和套管波首波幅度。
源距为3英尺的接收器记录沿套管滑行的套管波首波幅度,源距为5英尺的接收器用于测量并记录整个声波波列信息,可以接收到套管波、地层纵波、地层横波(或伪瑞利波)、诱导波如管波(也称为假斯通利波)等。
声波变密度测井显示全波列采用的方法是强度—时间记录:用灰色条带表示声波的正半周幅度,灰度的深浅表示信号幅度的大小,负半周用白色表示,变密度测井图就是随深度变化的黑、白相间的条纹,条带从左向右表示到达时间增加。
二、CBL-VDL测井解释方法原理实验表明,在胶结的套管,声波衰减率与套管圆周中水泥胶结良好部分所占的百分数成正比。
当衰减率降低到最大值的70~80%时,指示固井质量可能有问题。
评价水泥胶结质量的基本参数是根据CBL数据计算的胶结指数,它定义为:胶结良好井段的声衰减目的层的声衰减胶结指数=胶结指数为1表示完全胶结,小于1表示不完全胶结。
胶结指数法评价固井质量的优点是:它只取决于衰减的比值,而不取决于衰减的绝对值。
因此可将某些环境变量引起的可能误差降到最小。
三、声幅-变密度测井的影响因素分析与固井质量评价1.仪器偏心声幅测井记录来自各个方向的套管波叠加后的平均值,因此进行声幅测井时,仪器必须居中。
仪器在井眼中心,从360°方向来的声波都是同相的,测量的声幅最大。
仪器偏心时,最快到达接收器的波只是某个方向上首波叠加的结果,因而声幅测量值比仪器居中时的值小。
仪器偏心对声幅的影响程度显然这种套管波幅度的减小与固井质量无关。
2.套管偏心有时套管在井中是偏心的,牢牢地靠着地层,它使水泥不可能完全充填在套管周围,这样造成套管的一边是自由的,另一边与地层部分地耦合。
即使在没有水泥的一边,由于套管紧紧地靠着地层,套管与地层也可以直接进行声耦合。
这种情况下,声波能量一部分沿套管传播,另一部分传入地层,此时既有地层波的显示,也有套管波的显示。