声幅-变密度测井原理与解释

3. 前者在测井资料中有一定的反映，可根据测量 所得到的资料进行识别，从而在固井质量评价中 对其影响进行一定的校正，而后者多是由于井身 特殊情况造成的，不易识别。
根据现有的认识，认为影响CBL-VDL 测量因素主要有
1.仪器偏心。 2.测井时间。 3.套管尺寸与重量。 4.地层岩性。 5.水泥环微间隙等。
2）.变密度测井对仪器偏心的反映
仪器偏心虽然会降低套管首波的幅度，但却可以在某 些时候与套管波的后续波实现同相位叠加，在变密度图上 出现明显的垂直条带，反映在波列上，则是套管波幅度小 于后续波幅度。依靠这一点，可以对仪器偏心作相应识别 。在完全胶结和空套管情况下，仪器偏心对解释结果的影 响是很小的，可不予考虑，只有当第一界面胶结不完全时 ，利用声幅评价第一界面会受到一定的影响，此时结合变 密度测井资料，仍可以给出正确的评价结论，因此，它对 固井质量评价的影响相对较小。
声幅-变密度测井原理与解释
声幅-变密度测井与常规的声幅测井资料的主要区别：
1.常规声幅资料仅反映第一界面的胶结情况，而且比 较笼统。
2.声幅-变密度除了获得声幅测井的所有信息外，还获 得了套管、水泥环、地层等不同径向环带的声波传播 波列，它既可以评价第一界面水泥与套管的胶结情况， 又可以评价第二界面水泥与岩层的胶结情况，且分析 的准确性有了较大的提高。
第一界面、第二界面部分胶结时的波形特征
* 套管波幅度介于自由套管与一二界面完全胶结的 波形幅度之间；
* 后续波有地层波，但幅度并不高，到达的时间不 固定，与地层速度有关。
第三章： 声幅-变密度测井的影响因素
1. 测量施工过程中仪器本身的原因引起的.
2. 固井第一、二界面各声波传播介质的特殊性质 造成的。
套管波 即套管滑行波，反映套管井第一界面的胶结状态。
水泥环波 即水泥环中传播的声波，由于水泥环具有较多
的微空隙，因此声波在其中传播时衰减很快，一般接收不到。
地层波 沿地层传播的声波，它主要反映第二界面的胶结
状态。
直达波 又称为泥浆波，它是声波由发射器直接在泥浆中
传播到达接收器的声波，到达接收器的时间一般是固定的.
第二章：声幅-变密度测井资料的解释
第一胶结面的判断（常用声波相对幅度进行解释）
C A 100 %
式中：
A0
C——相对幅度；
A——目的层段的声波幅度；
A0——自由套管的声波幅度值；
解释时通常认为：
胶结良好：C〈15%；
胶结中等：C=15%-30%；
胶结差：C〉30%；
声幅-变密度测井图
套管信号
五. 水泥环微间隙的影响
套管水泥环微间隙是指套管与水泥之间存在极小的 充满流体的环行空间，其厚度一般定义为0.1mm左右。微 间隙不影响生产层间的水力密封，但水泥环与套管间没 有切变耦合，致使在声幅-变密度固井质量检测中套管波 幅度偏高。在固井作业中产生微间隙的因素很多，但多 是由于产生微环空时套管内所受压力低于产生微环空前 套管所受压力所致。如果对套管加压，再进行声幅-变密 度测井，对比前后两次测井曲线就可将微间隙和胶结不 好的井段区分开来。但对套管井内的加压作业费用较高， 因此可能存在微间隙的井也只有极少数能够进行加压验 证。
三. 套管与仪器间隙大小和套管重量的影响
套管与仪器间隙大小是影响CBL-VDL测井的一个重要因 素。当套管尺寸相对大于仪器直径时，由于水泥浆对声波传 播的衰减相对增大，传入套管和地层的声波能量减小，在接 收器收到的套管波和地层幅度明显降低，甚至接收不到地层 波。
套管重量的变化，对于CBL具有较明显的影响，套管重
•低速地层
由于低速地层波的传播速度较低，使得在变密 度图上第二界面地层波特征不明显，尤其在第一界 面胶结情况良好时，变密度图上出现弱信号的地层 波。但这种情况也出现在第一界面胶结好，而第二 界面胶结差的情况，因此在声波变密度测井解释中， 应结合地层性质进行判断。在实际工作中，利用裸 眼井的声波资料可以较为有效地识别这种地层情况。 在井眼扩径较大时，也会造成第二界面的信号减弱。
接箍信号
自由套管时水泥胶结在变密度图上的响应特征
极微弱套管信号 弱地层信号
第一界面好，第二界面差时水泥胶结在变密度图上的响应特征
强地层信号 较弱套管信号
弱套管信号
第一、二界面胶结均良好时水泥胶结在变密度图上的响应特征
强套管信号 强地层信号
第一界面胶结差、第二界面胶结好时水泥胶结在变密度图上的响应特征
应用实例
A B C
第一章：声幅-变密度测井原理 第二章：声幅-变密度测井资料的解释 第三章: 声幅-变密度测井的影响因素
第一章：声幅-变密度测井原理
单发双收声系原理图
△t=L2/Vt
可见，当井壁规则且仪器居中时，声速 测井记录的△t曲线直接反映岩层的速度Vt 的变化。
在套管井中通过仪器接收到的地层中的波 列主要由以下几种波构成（按到达接收器的 时间先后）：
量越大，其CBL的幅度则越大，但对于VDL的影响作用较小。
四. 地层岩性的影响
地层岩性的影响主要表现在第一、二界面都有 良好的胶结情况时。
* 高速地层
由于高速地层的声波传播速度较高甚至高于铁噶的声波 传播速度，此时即使第一界面具有较好的胶结状态，但由于 地层声波传播速度较快，在记录采样中，地层首波到达时间 与套管波基本相同，则使得套管波与地层波相互叠加，增大 了套管波的幅度，造成第一界面胶结状态较差的错误判断。 这种情况主要存在于深层系压实程度较高的地层和诸如白云 岩石灰岩石膏等高速岩层中，此时利用声幅判别第一界面胶 结质量就会产生较大的偏差，但利用变密度资料评价则无较 大的影响。
2.同样测井等候时间也不宜过长。注水泥过程中，由于水泥和 泥浆的混合，降低了水泥的浓度和密度，凝固后的水泥中存 在大量的连通空隙，不起封隔作用。正常测井时间内，可确 定这些层段为合格层段，但测井等候时间过长，这种状况下 的水泥已经固结，测量得到的声幅曲线值明显降低，变密度 图上出现地层波特征，此时根据测井资料，会认为该层段胶 结良好，造成胶结质量的错误评价。
一. 仪器偏心的影响
1）.声幅的影响 声幅测井仪所记录的声波信号实际上是来
自各个方向的套管波的叠加，当仪器偏心时， 各方向的套管波到达接收器的时间不一致， 最快到达的波只是某个方向上信号首波叠加 的结果，因而要比仪器居中时测量的首波幅 度小。随着仪器偏心的增大，首波幅度所受 的影响也相应增大，套管波降低得也越多。 尽管这种套管波幅度的减小与固井质量无关， 但在利用声幅测井进行固井质量评价时，可Hale Waihona Puke Baidu能会得出固井质量好的错误解释。
二. 水泥后凝时间对声幅-变密度测量的影响
1.水泥候凝时间的长短对固井质量评价影响是很明显的。当水 泥候凝时间较短时，由于水泥尚未完全胶结，水泥环与套管、 地层的声耦合很差，使得套管波幅度大大升高，同时声波能 量无法传入地层，反映在声幅-变密度测井资料上，则是第一、 二界面的胶结情况都很差，造成胶结质量的误判。