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摘要本文介绍了AMK-2000M的仪器结构、测井原理、解释模式、技术指标,在此基础上,针对川渝气田三口井的固井质量评价快速地层、双层套管、微间隙影响,取得了良好的应用效果,该方法技术值得推广应用。
关键词测井应用AMK-2000M固井质量声波变密度
中图分类号:TE25文献标识码:A
川渝气田固井井段大多为快速地层、双层套管,声波首波信号有时为地层信号,造成用普通声幅～变密度测井资料评价固井质量的结果不准确。由声波MAK-9M和伽马密度SGDT-100M组成的AMK-2000M仪器,从声波动力学参数和运动学参数变化不同步等方面,结合水泥环密度值,综合评价固井质量胶结好坏,消除了快速地层、双层套管、微间隙对固井质量评价的影响因素,提供更准确的固井质量胶结评价结果。
1 仪器结构、测井原理、解释模式、技术指标
1.1 MAK-9M和SGDT-100M仪器结构
MAK-9M仪器由发射器T、接收器R1、接收器R2等组成;SGDT-100M仪器由GR探头、密度探头R2、密度探头R1、伽马源T等组成。
1.2 AMK-2000M测进仪器
AMK-2000M资料解释是综合MAK-9M和SGDT-100M的两种处理结果,其解释方法依据两种仪器的六个处理成果(水泥环分区密度?€%阨、水泥环平均密度?€%辍⑻坠芷穆蕗%^、弹性波衰减系数€%Z、第一界面胶结结论、第二界面胶结结论)而成,解释结论可以分为从无缺陷波特兰水泥环(BPC)到无水泥石(OCK)等17种不同类型。可以确定水泥胶结缺陷的类型、大小和相对拱点面的空间方向,根据模型研究工作成果,还可以确定水泥石同套管界面上微间隙的大小。
1.2.1 MAK-9M测井仪器
俄罗斯声波仪器MAK-9M与现阶段国内大多数油田使用的CBL/VDL仪器测量原理、结构基本相同,都是测量套管滑行波。它测量套管滑行波的长短两个声波波形,并提取首波的传播时间和幅度等参数,进而计算两个接收器的幅度衰减和它们之间的时差、衰减系数。
1.2.2 SGDT-100M测井仪器
伽马密度测井与岩性密度测井原理一样,均由一个260毫居里左右的铯源产生一个放射性伽马射线源场,在其周围附近的介质有井液、套管、水泥以及地层,在源距为0.21米位置设置套管壁厚探测器,在源距为0.41米的位置设置了8个不同方位(以井轴中心为中点)均匀分布的水泥密度探测器,离源距为1.17米位置还有1个自然伽马探测器,(同样CM3-4-01仪器在源距为0.20米位置设置套管壁厚探测器,在源距为0.405米的位置设置了3个不同方位,以井轴中心为中点均匀分布的水泥密度探测器,离源距为1.255米位置还有1个自然伽马探测器)。分别探测来自套管、水泥环、泥浆液等介质产生非弹性碰撞的次生伽马射线记数率,记录相对方位、自然伽马、套管壁厚计数率、8条水泥环密度计数率等曲线,结合裸眼井井径、岩性密度,并考虑角度范围,输出处理信息,进而计算出水泥环平均密度、套管厚度、套管偏心等参数。
2 AMK-2000M的测井应用
声幅-变密度测井对套管井中套管与水泥环(I界面)及水泥环与地层之间(II界面)的胶结状况都有反映。川渝三高气田通常采用相对幅度法来评价固井质量,好中差分别采用A≤20%A0,20%A0≤A≤40%A0,A≥40%A0的标准(其中A0为自由套管处的声幅值,A为所测的声幅值,以下相同);用变密度图形相线灰度进行定性解释第II界面。
微间隙一般存在于套管与水泥之间,由于水泥凝固时的压力,新套管上的油漆或套管上的油脂、测井前的井下作业等都会使套管与水泥之间产生微小间隙,会使套管波波幅变大,形同胶结不好。CBL和VDL测井所受的影响基本相同,声幅曲线有一定的幅度,常规声幅水泥胶结评价为好或中等,变密度曲线地层波信号强、但又有部分套管波稳定且延续,而MAK-9M处理成果图解释第一界面为部分胶结,第二界面胶结无法确定,从SGDT-100M伽马密度处理成果图看出:AMK-2000M综合解释为波特兰水泥环,同套管界面接触间隙小于60微米(PZK类型),认为水泥环存在微间隙。图1为A井常规变密度、MAK-9M及SGDT-100M处理成果对比图。在4560-4567.2m、4574.4—4582.4m、4584-4595.2m、4598.4-4613.6m井段 ,声幅曲线有一定的幅度,常规声幅水泥胶结评价为好或中等,变密度曲线地层波信号强、但又有部分套管波信号(见图1左),MAK-9M接收器1、接收器2的变密度相对于附近段有一定的衰减现象,相应的时间曲线及幅度曲线也有一定的增大异常变化,MAK-9M解释为第一界面部分胶结,第二界面无法确定(见图1中);SGDT-100M的水泥环密度成像、水泥环密度异常变化不明显,而分区水泥环密度有一定异常,AMK-2000M综合解释为波兰特水泥环第一界面间隙小于60微米,在这四段水泥环存在微间隙(见图1右)。另外,还可用于识别高速地层、识别双层套管等。
3 结论与建议
普通声波变密度资料受微间隙、快速地层、双层套管影响较大,AMK-2000M可以有效消除这三种因素对固井质量评价结果的影响,资料受人为因素影响小,评价结果具有精细、准确、直观等特点。AMK-2000M评价固井质量精度高,在测井前应多次通洗井,以消除水泥杂物等对固井质量评价影响;测井时最好保持仪器良好居中,消除仪器偏心对固井质量评价影响。AMK-2000M所测的套管壁厚最好为5-12mm,泥浆密度最好小于水泥浆密度0.4克/立方厘米以上,否则会影响固井质量的评价精度。
关键词测井应用AMK-2000M固井质量声波变密度
中图分类号:TE25文献标识码:A
川渝气田固井井段大多为快速地层、双层套管,声波首波信号有时为地层信号,造成用普通声幅～变密度测井资料评价固井质量的结果不准确。由声波MAK-9M和伽马密度SGDT-100M组成的AMK-2000M仪器,从声波动力学参数和运动学参数变化不同步等方面,结合水泥环密度值,综合评价固井质量胶结好坏,消除了快速地层、双层套管、微间隙对固井质量评价的影响因素,提供更准确的固井质量胶结评价结果。
1 仪器结构、测井原理、解释模式、技术指标
1.1 MAK-9M和SGDT-100M仪器结构
MAK-9M仪器由发射器T、接收器R1、接收器R2等组成;SGDT-100M仪器由GR探头、密度探头R2、密度探头R1、伽马源T等组成。
1.2 AMK-2000M测进仪器
AMK-2000M资料解释是综合MAK-9M和SGDT-100M的两种处理结果,其解释方法依据两种仪器的六个处理成果(水泥环分区密度?€%阨、水泥环平均密度?€%辍⑻坠芷穆蕗%^、弹性波衰减系数€%Z、第一界面胶结结论、第二界面胶结结论)而成,解释结论可以分为从无缺陷波特兰水泥环(BPC)到无水泥石(OCK)等17种不同类型。可以确定水泥胶结缺陷的类型、大小和相对拱点面的空间方向,根据模型研究工作成果,还可以确定水泥石同套管界面上微间隙的大小。
1.2.1 MAK-9M测井仪器
俄罗斯声波仪器MAK-9M与现阶段国内大多数油田使用的CBL/VDL仪器测量原理、结构基本相同,都是测量套管滑行波。它测量套管滑行波的长短两个声波波形,并提取首波的传播时间和幅度等参数,进而计算两个接收器的幅度衰减和它们之间的时差、衰减系数。
1.2.2 SGDT-100M测井仪器
伽马密度测井与岩性密度测井原理一样,均由一个260毫居里左右的铯源产生一个放射性伽马射线源场,在其周围附近的介质有井液、套管、水泥以及地层,在源距为0.21米位置设置套管壁厚探测器,在源距为0.41米的位置设置了8个不同方位(以井轴中心为中点)均匀分布的水泥密度探测器,离源距为1.17米位置还有1个自然伽马探测器,(同样CM3-4-01仪器在源距为0.20米位置设置套管壁厚探测器,在源距为0.405米的位置设置了3个不同方位,以井轴中心为中点均匀分布的水泥密度探测器,离源距为1.255米位置还有1个自然伽马探测器)。分别探测来自套管、水泥环、泥浆液等介质产生非弹性碰撞的次生伽马射线记数率,记录相对方位、自然伽马、套管壁厚计数率、8条水泥环密度计数率等曲线,结合裸眼井井径、岩性密度,并考虑角度范围,输出处理信息,进而计算出水泥环平均密度、套管厚度、套管偏心等参数。
2 AMK-2000M的测井应用
声幅-变密度测井对套管井中套管与水泥环(I界面)及水泥环与地层之间(II界面)的胶结状况都有反映。川渝三高气田通常采用相对幅度法来评价固井质量,好中差分别采用A≤20%A0,20%A0≤A≤40%A0,A≥40%A0的标准(其中A0为自由套管处的声幅值,A为所测的声幅值,以下相同);用变密度图形相线灰度进行定性解释第II界面。
微间隙一般存在于套管与水泥之间,由于水泥凝固时的压力,新套管上的油漆或套管上的油脂、测井前的井下作业等都会使套管与水泥之间产生微小间隙,会使套管波波幅变大,形同胶结不好。CBL和VDL测井所受的影响基本相同,声幅曲线有一定的幅度,常规声幅水泥胶结评价为好或中等,变密度曲线地层波信号强、但又有部分套管波稳定且延续,而MAK-9M处理成果图解释第一界面为部分胶结,第二界面胶结无法确定,从SGDT-100M伽马密度处理成果图看出:AMK-2000M综合解释为波特兰水泥环,同套管界面接触间隙小于60微米(PZK类型),认为水泥环存在微间隙。图1为A井常规变密度、MAK-9M及SGDT-100M处理成果对比图。在4560-4567.2m、4574.4—4582.4m、4584-4595.2m、4598.4-4613.6m井段 ,声幅曲线有一定的幅度,常规声幅水泥胶结评价为好或中等,变密度曲线地层波信号强、但又有部分套管波信号(见图1左),MAK-9M接收器1、接收器2的变密度相对于附近段有一定的衰减现象,相应的时间曲线及幅度曲线也有一定的增大异常变化,MAK-9M解释为第一界面部分胶结,第二界面无法确定(见图1中);SGDT-100M的水泥环密度成像、水泥环密度异常变化不明显,而分区水泥环密度有一定异常,AMK-2000M综合解释为波兰特水泥环第一界面间隙小于60微米,在这四段水泥环存在微间隙(见图1右)。另外,还可用于识别高速地层、识别双层套管等。
3 结论与建议
普通声波变密度资料受微间隙、快速地层、双层套管影响较大,AMK-2000M可以有效消除这三种因素对固井质量评价结果的影响,资料受人为因素影响小,评价结果具有精细、准确、直观等特点。AMK-2000M评价固井质量精度高,在测井前应多次通洗井,以消除水泥杂物等对固井质量评价影响;测井时最好保持仪器良好居中,消除仪器偏心对固井质量评价影响。AMK-2000M所测的套管壁厚最好为5-12mm,泥浆密度最好小于水泥浆密度0.4克/立方厘米以上,否则会影响固井质量的评价精度。