扇区水泥胶结测井SBT在吐哈油田的应用

吴 刚 杜 晶 吴 春 贾耀忠 周小军 闫 静

(1.中国石油测井有限公司吐哈事业部 新疆鄯善) (2.中国石油吐哈石油公司鄯善采油厂 新疆鄯善)

扇区水泥胶结测井SBT在吐哈油田的应用

吴 刚1杜 晶1吴 春1贾耀忠2周小军1闫 静2

(1.中国石油测井有限公司吐哈事业部 新疆鄯善) (2.中国石油吐哈石油公司鄯善采油厂 新疆鄯善)

为了解决吐哈油田固井质量精细化评价问题,2011年引进了扇区水泥胶结测井SBT并在吐哈油田成功应用。文章介绍了该仪器测井原理、刻度方法、解释标准,并通过编程计算出用于评价第一、二界面胶结质量的胶结比BR,水泥抗压强度,水泥缺失率等关键参数,文章还列举了二口井的应用实例。

SBT;固井质量;声波;窜槽;老井

0 引 言

油水井的固井质量好坏对油田后期采油、注水、压裂、酸化、塞封等生产调剖手段的效果有非常重要的作用,而进行精细化、定量化的固井质量评价,是目前固井质量检测与评价的发展方向。Atlas公司生产的扇区水泥胶结测井SBT测井仪为精细化评价固井质量提供了非常丰富的地层、水泥环、套管的声波信息,成为定量化、精细化的基础。我们通过编程计算出用于评价第一、二界面胶结质量的胶结比BR,水泥抗压强度,二界面指示曲线,水泥缺失率等关键参数并在LEAD软件上得以实现。该文列举了二口井应用实例[1]。

1 分扇区水泥胶结测井SBT的原理

1.1 SBT测井原理

Atlas公司生产的SBT“分区胶结测井仪”的极板部分以环绕方式使用互成60°的六个动力推靠臂,每个推靠臂上安装有一个高频定向换能器的声波发射探头和一个接收探头。测井时极板与套管内壁在推靠力下紧密接触,六个极板上声波换能器按照一定的时序不断地发射和接收声波信号,SBT测井仪从纵向和横向沿套管圆周对水泥胶结质量进行测量,把套管外的水泥环等分成六个60°的扇区,进行全方位高分辩的补偿式衰减率测量。SBT同时提供井斜和方位曲线,两个井下加速度计用来确定SBT仪相对于井斜低侧的方位。

SBT具有外径小,测井成功率、无放射源安全系数高,适合大多数套管尺寸固井质量检测,适合各种井下流体包括重泥浆和含气井,进行补偿式测量和归一化刻度适合于无空套管井的特点。

1.2 SBT的刻度

SBT测井仪不需要传统的CBL-VDL测井需要的零刻度和自由套管50 m以上,无接箍的首波振幅最大的位置检测。而是在井场做SBT归一化刻度,既刻度时输入套管直径、每英尺重量、水泥抗压强度等参数,再测量一段至少1600个数据采样的归一化曲线,就可以将接收波列的振幅信息转换为声幅衰减曲线。这样测量结果更精确,特别是水泥返至地面无自由套管的井[2]。分扇区水泥胶结测井SBT的性能参数及技术指标见表1。

表1 SBT的性能参数及技术指标

2 扇区水泥胶结测井SBT的测井数据及评价技术

SBT主要根据CCL+GR进行深度系统的确定。仪器经过相对方位刻度RB、相对方位校验、SBT极板刻度,同时结合裸眼井斜方位曲线就可以计算出6条SBT曲线的真方位数据,这样就可以在大斜度井中定量化,精细化的评价套管外第一界面窜槽的真方位、高度、宽度等,从而为精细化射孔、油层改造提供依据。SBT测量的6个扇区衰减值其高衰减率反映水泥胶结好,低衰减率反映水泥胶结差。152.402 cm源距的声波变密度VDL可根据套管波和地层波的特征判断第二界面的胶结好坏,见表2。计算SBT所测最大套管时差与最小套管时差的差值＞20μs/m反映测量时SBT明显偏心,资料评价时给予校正。计算得到的SBT测量的6个扇区水泥抗压强度可反映在压裂等外力下最有可能窜槽的位置、方向、长度。

表2 定性评价水泥环第一界面和第二界面的胶结状况指标

表2及公式中,AC为裸眼井中测量的纵波时差曲线;ST为水泥抗压强度,MPa;T为套管壁厚,mm;ATAV、ATFP分别为平均声波衰减率、自由套管的平均声波衰减率,dB/ft;CEML为水泥缺失率,%;ATMAX为最大声波衰减率,dB/ft;BR为胶结比,%;α为计算点的衰减率,dB/ft;αg为当次固井水泥胶结最好井段的衰减率,dB/ft;αfp为自由段套管的衰减率,dB/ft。

SBT资料评价主要是根据6条SBT衰减率曲线特征、VDL特征、胶结比、水泥抗压强度、偏心程度、水泥缺失率等综合评价第一、第二界面水泥胶结状况,见表3。

表3 定性评价水泥环第一界面和第二界面的胶结状况指标

3 分扇区水泥胶结测井SBT应用实例

3.1 气井条件下采用低密度水泥固井的质量评价

丘东XX2井是一口气井,2011年3月21日固井,侯凝72 h。先采用密度为1.43 g/cm3的水泥进行固井,然后采用1.89 g/cm3的水泥进行二次固井,水泥抗压强度13.8 MPa,套管重量29.19 kg/m,套管程序139.7 mm×9.17 mm×3 747.09 m,阻流环位置3 737.32m。2011年3月24日进行扇区水泥胶结测井SBT,由于低密度水泥固井及气井气侵等多种因素造成气层储层段第一、二界面水泥胶结固井质量较差,如3 283.0 m～3 289.5 m、3 299.0 m～3 308.0 m、3 321.5 m～3 332.0 m。但3 270.0 m～3 273.0 m、3 292.0 m～3 294.0 m、3 309.8 m～3 311.5 m、3 339.0 m～3 341.5 m层段的水泥固井质量较好,能有效隔开几个气层,是压裂、射孔等高压作业时理想的卡封的位置,如图1所示[3]。

3.2 常规水泥固井的固井质量评价

玉东XXX8井于2011年3月23日固井、侯凝25.5 h,水泥密度为1.88 g/cm3,水泥抗压强度24 MPa,套管重量43.2 kg/m,套管程序177.8 mm×10.36 mm×2 812.14 m,阻流环位置2 800.55 m。2011年3月24日进行扇区水泥胶结测井SBT,油层2 697.0 m～2 705.5 m,第一、二界面水泥胶结好,有明显的隔断能力,是隔开上水下油层的理想的作业卡封的位置。2 720.0 m～2 733.0 m上下的油层段之间第一、二界面水泥胶结较差,如果后期作业卡封在这一段则会作业失败。SBT资料为油井的下一步上产措施提供了较好资料,如图2所示。

图1 丘东XX2井分扇区水泥胶结测井SBT成果图(3 378 m～3 342.0 m)2011年3月24日

图2 玉东XXX8井分扇区水泥胶结测井SBT成果(2 658.0 m～2 661.8 M)2011年3月24日

4 结论与建议

(1)综合应用分扇区水泥胶结测井SBT技术可以真实、直观、成像化、快速、精确化、定量化的评价常规低密度等特殊固井质量,科学的评价第一、第二界面的胶结情况。

(2)综合应用SBT资料可以有效地指导需要作业的老井的固井质量评价,提供在一定压力条件下、寻找有效的卡封层位置,指导油井选层射孔,避免窜槽、找漏、找窜等作业。

(3)SBT对第I界面的胶结情况反映灵敏,可以较好地区分各种角度水泥扇形缺失,能有效评价气井的固井质量。从VDL信息中提取更多信息有待进一步的研究[4、5]。

[1] 赵晨光,夏竹君,陈继超,等.八扇区水泥胶结测井技术及应用[J].石油天然气学报,2009,31(1)

[2] 戴月祥,魏 强,黄思赵,等.扇区水泥胶结测井SBT响应的影响因素分析[J].石油天然气学,2009,31(5)

[3] 胡海涛,李 皋,任兴国,等.扇区水泥胶结测井技术在三高气井固井质量评价中的应用[J].测井技术,2007,31(4)

[4] 王爱民,等.扇区水泥胶结测井仪及在套管井的应用[J].测井技术,2003,27(增刊)

[5] 张秀梅.扇区水泥胶结测井SBT响应的数值模拟[J].测井技术,2004,28(6)

Application of sector cement bondlog SBT to Tuha oilfield.

Wu Gang,,Du Jing,Wu Chun,JiaYaozhong,Zhou Xiaojun and Yan Jing.

In order to resolve the refined cement evaluation problem,accurately direct the high pressure task problems same as exact direction fracture,perforation,acidulation,etc.,rationally evade tiny annular,bypass channel,set plug at effective hole section,and locate thief zone and bypass channel use in old well,the sector cement bond log SBT technology is introduced to Tuha oilfield and has successful use in Tuha oilfield.This paper describes the logging theory,calibration method interpretational criteria.BR,cement compressive strength,cement deficiency rate for evaluating first interface and second interface cemented quality are calculated,and realize in LEAD software.The paper gives two practical application examples of the SBT.

SBT;cement job quality;acoustic wave;bypass channel;old well

P631.8+4

B

1004-9134(2011)05-0049-03

吴 刚,男,1980年生,工程师,2004年毕业于中国地质大学(北京)地质学专业,现在中国石油集团测井公司吐哈事业部解释中心从事测井资料的处理与解释。邮编:838202

2011-04-04编辑刘雅铭)

PI,2011,25(5):49～51

·方法研究·