固井质量综合评价技术与声波变密度测井技术对比分析

王梅英,刘继生,吕秀梅,王庆华

(大庆油田测试技术服务分公司,黑龙江大庆163453)

固井质量综合评价技术与声波变密度测井技术对比分析

王梅英,刘继生,吕秀梅,王庆华

(大庆油田测试技术服务分公司,黑龙江大庆163453)

从声波变密度测井(SBB)、固井质量综合评价技术(MAK&SGDT)的2种测井原理、技术指标、资料解释以及现场应用几个方面进行全面的对比分析,指出固井质量综合评价技术的优越性。从应用和解释方法上得出了实际结果。声波变密度测井(SBB)评价固井质量存在一定的片面性;固井水力封隔能力综合解释方法利用信息从少到多,各种测井资料得到了综合,解释结果从单参数到多参数,给出了固井第Ⅰ、Ⅱ界面胶结质量以及水泥环抗压强度等各参数,提高了固井质量检测结果的全面性和准确性。现场应用结果认为,声波变密度测井(SBB)可作为普查技术,固井质量综合评价技术(MA K&SGDT)可作为精查技术在对固井质量要求较高的气井、重点试验井以及疑难井验证中优先选用。

生产测井;声波变密度测井;固井质量;综合评价;对比

0 引 言

为提高固井质量检测水平,国内外加强了固井质量检测理论和应用研究力度[1],形成了声波变密度测井(CBL/VDL、SBB)、扇区水泥胶结测井(SBT)、声波衰减率测井(RBT、M A K-9)、水泥密度与套管壁厚测井(SGDT-100)以及集成声波测井与水泥密度测井优点的固井质量综合评价测井(MA K&SGDT)技术。大庆油田应用的主要是声波变密度测井 (SBB)、固井质量综合评价(MAK&SGDT)测井,其中综合评价技术是大庆油田在俄罗斯测井仪器的基础上发展的独特的综合解释技术。本文从MAK&SGDT和SBB的2项技术原理、技术指标、资料解释以及大量现场应用统计等方面进行对比分析,针对油田开发实际提出了现场固井质量监测实践中的技术选择建议。

1 测井原理及技术指标对比

声波变密度测井仪(SBB测井)声系包括2个部分,①1.0m源距的声幅测井,记录套管波的幅度,评价套管-水泥环界面(固井Ⅰ界面)的胶结状态;②1.5m源距的变密度测井,记录井下接收探头接收的声波全波列,在固井Ⅰ界面胶结良好情况下,定性评价水泥环-地层界面(固井Ⅱ界面)的胶结状态[2]。

固井质量测井系统(AMK2000)是声波测井仪器(MAK-9)与伽马密度仪器(SGDT-100)的组合。测井仪中声波测井仪器(MAK-9)通过声波传播时间、首波幅度、首波衰减以及全波列确定套管外的水泥胶结状态;伽马密度仪器(SGDT-100)通过记录选择水泥曲线、积分水泥曲线确定水泥密度以及水泥封固效果,通过套管壁厚曲线确定套管壁厚、套管损坏井段、套管接箍和套管扶正器位置。

SBB测井和MAK-9&SGDT-100测井的2种仪器的外径、长度、耐温、耐压指标见表1。

表1 SBB测井与MAK-9&SGDT-100技术指标对比

声波测井方法(SBB测井、MAK测井)对水泥与套管、水泥与地层胶结面(第Ⅰ、Ⅱ界面)状态较为敏感,而对水泥环体自身的固结状态不敏感;伽马密度测井(SGDT)测量水泥环密度,这种测量方法属于放射性测井,其测量结果与固井各胶结面状态无关。固井质量综合评价测井技术(MAK&SGDT)集成了声波测井和放射性测井的优点,评价固井质量的参数更多、更为全面[3]。

2 测井解释方法对比

SBB测井在解释方法上,固井第Ⅰ界面采用胶结指数 IB作为评价水泥胶结质量的指标。规定IB≥0.8解释为胶结良好,IB≤0.4解释为胶结不好,0.4

固井质量综合评价测井技术(MAK&SGDT)解释方法较复杂,在固井第Ⅰ界面胶结质量评价中考虑了微环、水泥局部缺失的影响[4];固井第Ⅱ界面胶结状态评价中,利用了表征地层泥质含量的自然伽马曲线和水泥密度曲线,部分克服了解释中的不确定性[5];套管-地层环形空间水泥抗压强度计算中,综合利用声幅和水泥密度计算水泥环的抗压强度。对利用声波测井和伽马密度测井资料综合分析,对固井形成的水力封隔系统的水力封隔能力给出好、中、差三级评价(见表2)。

表2 固井形成的水力封隔系统的水力封隔能力综合评价表

水泥环抗压强度由声波幅度与水泥密度计算结果综合给出,在水力封隔能力评价中,可参考不同油田相应的固井标准。表2中的判别标准适合于大庆油田G级油井水泥固井。

从解释方法上看,固井水力封隔能力综合解释方法利用信息从少到多,各种测井资料得到了综合;解释结果从单参数到多参数,给出了固井第Ⅰ、Ⅱ界面胶结质量以及水泥环抗压强度等各参数,提高了固井质量检测结果的全面性和准确性。

3 测井资料对比分析

为认识声波变密度测井(SBB)和固井质量综合评价测井(MAK&SGDT)这2项技术的差异及评价技术准确性,2008年在大庆采油一厂到采油六厂选择60口新完钻井同时进行了SBB测井和MAK-9&SGDT-100测井。

利用统计分析方法对测井资料解释结果进行了对比分析,对比样本井段总长为27535.7m。总体对比结果见图1、图2。可见,SBB测井评价Ⅰ界面胶结好的百分比低于MAK-9评价第Ⅰ界面胶结好的百分比;声波变密度测井评价第Ⅰ界面胶结好的百分比与固井质量综合评价水力封隔能力强的百分数相当,中等与差还存在一些偏差。

图1 SBB与MAK-9第Ⅰ界面胶结结果对比

图2 SBB第Ⅰ界面胶结与水力封隔能力评价结果对比

声波变密度测井(SBB)评价第Ⅰ界面胶结好与固井质量综合评价测井(MAK&SGDT)评价第Ⅰ界面好两者百分比数差小于15%的有42口井,占对比总井数的 70.0%。图 3是60口井 SBB与MAK&SGDT评价第Ⅰ界面胶结情况对比。从总体趋势上看,固井第Ⅰ界面评价基本相符。

声波变密度测井(SBB)评价第Ⅰ界面胶结好与固井质量综合评价测井水力封隔能力强两者百分比数值差小于15%的有44口井,占对比总井数的73.3%。图4是60口井SBB第Ⅰ界面胶结好与水力封隔能力强对比。从总体趋势上看,SBB固井第Ⅰ界面解释结果基本代表了水泥环水力封隔能力。

图3 各单井SBB与MAK-9&SGDT-100评价第Ⅰ界面胶结情况对比

水泥返高附近处水力封隔能力均以差为主,在统计中如果去除水泥返高段,仅对各井的中下部进行对比,声波变密度测井与固井质量综合评价测井两者之间会有相当高比例的一致性。

声波变密度测井与固井质量综合评价测井评价固井质量结果有不同的原因在于2种技术测井原理的不同和解释方法精细程度的差异。

利用MAK-9&SGDT固井质量测井评价技术在多口疑难井(包括对固井质量要求较为严格的气井)中进行了测井,为固井质量的准确评价提供了依据,也证明了综合评价方法的优越性和准确性。

×××井是新完钻的1口开发井,分别进行了声波变密度SBB和MAK-9&SGDT固井质量测井。从测量井段解释结果看,声波变密度解释结果中固井质量胶结差及中等胶结所占比例相对较大,而MAK-9&SGDT测井解释结果反映固井质量以好为主,部分井段存在微环。特别是2种测井方法在射孔井段及其上下的解释结果差别较大。图5给出了待射孔井段2种测井解释成果,声波变密度测井结果为差,建议措施是挤水泥;MAK&SGDT解释结果为微环,可以有效封隔油水,建议直接射孔。采油厂对解释结果存在差异的井段验窜,验窜在899～900m及906～907m之间射孔,在2个射孔段中间903.5m下入封隔器,多次试压结果均证实上下炮眼之间不窜。验窜结果证明了 MAK-9&SGDT测井解释结论与实际情况吻合。由于MAK-9&SGDT固井质量综合测井的准确评价,避免了该井无谓的挤水泥作业损失。

图4 各单井SBB第Ⅰ界面胶结好与水力封隔能力强对比

图5 ×××井射孔井段SBB测井(左)与MAK&SGDT固井质量综合解释(右)结果对比

4 结论与建议

(1)声波变密度测井SBB和固井质量综合评价测井MAK&SGDT原理可靠、解释方法可行,评价结果趋势相符,均可满足油田常规开发对固井质量评价的技术需求。

(2)实验数据对比统计分析说明,声波变密度测井(SBB)评价固井质量存在一定的片面性,而利用水力封隔能力参数评价固井质量全面、准确,固井质量综合评价技术(MAK&SGDT)具有独到的优势。

(3)总结现场应用经验,声波变密度测井(SBB)可作为普查技术,固井质量综合评价(MAK&SGDT)可作为精查技术,在对固井质量要求较高的气井、重点试验井以及疑难井验证中优先选用。

[1] 张维平,马贵福.俄罗斯固井质量测井仪及解释方法[M].北京:石油工业出版社,1998.

[2] 薛梅,楚泽涵,李艳华,等.对固井质量解释评价若干问题的探讨[J].测井技术,2000,24(6):470-475.

[3] 刘继生,曾桂红,谢荣华,等.固井形成的水力封隔系统封隔能力评价方法[J].测井技术,2006,30(1):94-96.

[4] 刘继生,王克协,谢荣华,等.套管-水泥界面微间隙的检测方法及其应用[J].测井技术,2002,26(5):399-401.

[5] 刘继生,王克协,吕秀梅,等.水泥-地层界面胶结质量综合评价方法及其应用[J].测井技术,2000,24(5): 340-344.

Contrastive Analysis Between MAK&SGDT and SBB Cementation Quality Evaluation

WANGMeiying,L IU Jisheng,LU Xiumei,WANG Qinghua
(Logging&Testing Services,Daqing Oilfield Company,Daqing,Heilongjiang 163453,China)

Acoustic variable density logging(SBB)and comp rehensive cementing evaluation technology(MA K&SGD T)developed recent years are w idely used.Analyzed contrastively are the logging p rincip les,technical specifications,data interp retation aswell as field app licationsof SBB and M A K&SGDT.Through contrastive analysis the latter has better technical advantage.The hydraulic packing ability integrated interp retation method usesmore comp rehensive log information and p rovidesmore parameters such as bonding quality on boundaryⅠandⅡas well as cement comp ression strength,etc.,so that the accuracy and comp letion of cementing quality detections have been imp roved obviously.The SBB logging may be used fo r general survey and MA K&SGDT may be used fo r fine evaluation.MA K&SGDT should be the first choice for cementation quality evaluation of gas well,key test well as well as the difficult well that require high cementation quality.

p roduction log,acoustic variable density logging,cementing quality,comp rehensive evaluation,comparison

P631.84 文献标识码:A

王梅英,女,1973年生,助理工程师,从事生产测试资料解释工作。

2010-09-01 本文编辑 李总南)

CNPC“十二五”重大科技项目地层元素测井仪器研制课题（2011B－4006）

作者简介：严慧娟，女，1986年生，硕士研究生，研究方向为核测井。