长源距声波测井在固井界面胶结探测中的应用

长源距声波测井在套管井内可以探测固井后套管与水泥环(简称固井Ⅰ界面)、水泥环与地层(简称固井Ⅱ界面)的胶结情况。但是必须对长源距声波测井波形进行处理,分辨出相应的导波。本文给出了长源距声波测井波形小波处理结果,结合理论计算结果识别套管井固井Ⅰ、Ⅱ界面的胶结情况以及同位素测井验证实例。     

低密度固井质量声波测井评价方法研究

数值模拟了低密度水泥套管井中短源距声波测井全波波形,分析了水泥固井第1界面和第2界面情形的全波波形与流体环隙宽度的关系,建立了低密度水泥固井的套管波幅度校正关系式。认为在低密度水泥套管井中．若采用常规水泥固井的解释标准,用套管波评价第1界面水泥胶结时．需要进行校正．而评价第2界面水泥胶结时,可以不用校正。根据理论结果结合实际测井记录的波形特点．研究了波形信息提取方法,得到了第1、第2界面胶结指数等参数．用以评价固井质量。这种方法在西北油田低密度固井质量评价中获得了较好的结果。     

油水井固井质量综合解释方法及应用

现有的检测固井质量方法有许多，这些方法从不同的侧面反映了油、水井的固井质量。分析了固井声波测井和伽马密度测井方法的特点，指出固井声波测井方法对套管—水泥界面以及水泥—地层界面的胶结状态较为敏感，而对水泥环体自身的固结状态不敏感；伽马密度测井测量水泥环体密度，这种测量方法与固井各胶结面状态无关。提出了利用这2种测井方法综合分析油、水井固井质量的解释方法，可以互补对方的缺点，解决固井质量检测中存在的多解性问题。编制了解释软件。实际应用证明效果较好。     

三轴地应力作用下固井二界面的稳定性

目前地层—水泥环—套管组合体稳定性研究主要基于平面，没有考虑组合体三维状态下受三轴地应力作用时组合体固井二界面的稳定；同时测试胶结强度普遍采用压剪切方法，测试数据重复性差。通过建立三维地层—水泥环—套管线弹性组合体模型，研究固井第一界面（水泥环—套管）、第二界面（地层—水泥环）的分离（没有胶结）和不分离（胶结良好）情况下的间距和接触压力，以及分离情况下摩擦力（即压剪切强度）变化及垂直主应力对称、非对称变化对组合体稳定的影响。研究结果可以看出，在接触面光滑、不存在窜流通道的情况下，组合体固井二界面分离后界面存在间距，当窜流压力大于接触压力，固井二界面就发生窜流，且固井第二界面比第一界面更容易窜流。固井二界面的摩擦力对组合体稳定性没有影响；垂直主应力较小时固井二界面的间距较小，但对固井二界面的接触压力没有影响，采用压剪切方法测试胶结强度评价固井二界面稳定性没有意义。因此，固井二界面的防窜主要通过三轴应力施加的接触压力实现；固井二界面的胶结强度相对三轴地应力较低，不起主要防窜作用。     

固井形成的水力封隔系统封隔能力评价方法

油、水井固井的主要目的是保护生产管柱和封堵相邻的油、气、水层.固井水泥凝固后形成了一个纵向上的水力封隔系统,影响这个系统水力封隔能力的因素包括系统的缺陷和系统的强度.目前的固井质量评价方法主要检测套管、水泥环胶结情况,没有直接针对固井的目的(层间水力封隔情况)给出评价.在深入分析声波测井方法和水泥环密度测井方法特点的基础上,提出了油、水井固井质量综合评价方法,即利用声波测井和水泥环密度测井资料进行优势互补,解释固井第Ⅰ界面微环、水泥环抗压强度、固井第Ⅱ界面胶结状态,再针对固井的目的,综合以上各参数评价固井形成的水力封隔系统的水力封隔能力.     

扇区水泥胶结测井（SBT）响应的影响因素分析

以扇区水泥胶结测井仪（SBT）在固井质量实验井的测井响应为基础。分析了可能影响SBT响应的几种因素。研究结果表明,SBT对第Ⅰ界面的胶结情况反映灵敏。其补偿声波衰减值主要受固井第Ⅰ界面的胶结情况和环空水泥扇形缺失的影响,而井外快速地层、第Ⅰ界面水泥环隙宽度、第Ⅱ界面水泥扇形缺失、套管偏心、不同密度水泥对其响应有一定的影响,基本不受水泥环厚度、双层套管的影响。     

声波测井仪

在CSC—71声速测井仪上增加一块如图所示的线路插板,可得到本文所指的CSC—CSG—71声波测井仪。它既可以在裸眼井中单测或并测声速和声幅曲线,也可以在套管井中代替CSG—68固井声幅仪测量固井声幅曲线,同时还可以并测一条固井声速曲线,提供水泥环与地层(以下简称第二界面)的胶结情况。     

扇区水泥胶结测井(SBT)响应的数值模拟

用有限元素法数值模拟SBT测井贴井壁的点声源激励下套管井中接收到的声压波形.计算模型中包括了几种可能影响套管波波形特征的情况,使用的声源频率为实际的测井频率.分析结果表明:套管波波形特征除了与固井第Ⅰ、Ⅱ界面的胶结情况有关外,还与套管厚度、水泥环厚度、第Ⅰ界面裂缝宽度等测井参数有关;在套管厚度或者水泥环厚度较小的井段,套管波的幅度大小受到后续波的影响.     

长源距变密度测井

用长源距全波列测井资料回放的变密度图及从套管波首波提取的声幅曲线对套管井进行固井质量检查取得了比较理想的效果。实测资料说明该方法较怕幅和普通变密度测井能更准确地鉴定水泥环两个界面的胶结质量。提出了明确的鉴定标准并建议加长普通变密度测井仪的源距到７ｆｔ，尽量采用这种长源距离密度测井检查固井质量。     

低密度水泥固井质量评价方法研究

通过建立模型、合理选择参数模拟出了不同密度水泥固井时第一界面完全胶结和存在缝隙时的理论波形，并对各种胶结情况下的理论波形、幅度的特征进行了对比分析，发现相同胶结状况下低密度水泥固井套管波幅度要比高密度水泥固井套管波幅度明显高，而且两者之间的幅度值具有相关性。为此，利用模拟出的低、高密度水泥固井套管波幅度之间的关系，经曲线拟合、多元回归得到校正公式，将低密度水泥固井套管波幅度校正到高密度水泥固井套管波幅度，再对低密度固井质量采用常规密度水泥固井评价标准进行评价。现场几十口井的应用表明，校正公式法评价低密度水泥固井质量比降低常规固井评价标准的做法效果好。     

定量评价固井Ⅱ界面胶结质量的方法研究

声幅-变密度测井技术可以有效地评价固井I界面(套管和水泥环)的胶结质量,但对固井Ⅱ界面(水泥环和地层)胶结质量的评价方法研究还不够完善.结合现场固井资料对比分析了前人评价Ⅱ界面胶结质量的方法,在此基础上提出一种简单、有效的方法定量评价固井Ⅱ界面胶结质量.该方法利用裸眼井声波时差和井径资料估计变密度波列中的地层波到达时间,并以该时刻为起点开窗;然后对时窗内的波形作快速傅立叶变换,在频域内求地层波能量.这样消除了高频的套管波和噪声的影响,获得了准确的地层波能量.考虑到地层声衰减的影响,定义了更合理的Ⅱ界面胶结指数.给出了用该方法处理现场固井资料的例子.     

孤岛油田工程测井技术

1.固井质量评价测井技术 1.1 声波变密度测井 固井声幅测井仅能测井套管波波幅大小,只能解释水泥环与套管(第一界面)的胶结好坏。若水泥环与地层封固不好,而形成窜槽,用固井声幅测井就难以判断。为了解决第二界面的胶结质量问题,研制了声波变密度测井。 声波变密度测井是应用声波发射和接收技术测量沿套管传播的套管波和通过水泥环沿地层传播的地层波及泥浆波,根据套管波和地层波的强弱用来判断套管外水泥胶结     

长源距声波测井小波处理系统

根据小波分析理论，利用小波变换、小波多分辨分析等方法分解长源距声波测井波形，给出了不同频率段、不同时刻的波形分解结果。这样可以对波形的局部特征分析，研究长源距声波波殂中的各导波特征。根据ＷＡＬＬＡＴ算法的特点和国内长源距波测井处理系统的现状，开发设计了长源距声波测井小波处理系统，在ＰＥ－３２８４计算机上利用该系统处理了江汉油田２０多口井的长源距垢波测井资料，基本上能分辨套管井、眼井长源距声波 井波     

水泥抗压强度与声波测井响应关系的实验研究

用实验研究了水泥抗压强度与声波测井响应的关系。在超声固井质量检测中，测井响应是套管井各介质及介质界面胶结状态的综合反映，对此进行了分析，为仪器刻度和测井解释提供参考。     

超声反射波频谱分析的模拟和实验研究

半波层原理和多层介质反射波理论是固井质量检测方法研究的依据。在超声固井质量检测中，套管井内的反射波受井下复合介质特性的影响很大。理论模研究的结果表明，采用满足套管谐振频率的超声反射波频谱分析技术，可以区别和提取第一界面（水泥与套管）、第二界面（水泥与地层）胶结状态的特征信息，从而达到检测水泥胶结质量的目标。根据在不同介质参数实体模型中开展的反射波实验研究，本文确立了两个界面的频谱特征区（即频域），     

超声反射波频谱分析的模拟研究

半波层原理和多层介质反射波理论是固井质量检测方法研究的依据。对套管井各介质参数进行了模拟，分析了多层介质反射波的频谱特性，研究了识别第一界面（水泥与套管）和第二界面（水泥与地层）特征信息的方法。结果表明，采用满足套管谐振频率的超声反射波频谱分析技术，可以区别和提取两个界面胶结状态的特征信息，从而达到检测水泥胶结质量的目标。     

轻质水泥固井质量声波测井评述与方法研究

传统的固井质量评价声波测井技术不再适用于日益增加的轻质水泥固井工程。通过分析各种固井质量声波评价技术所采用的模式波,利用广义反/透射系数法和传播矩阵法研究了脉冲回波技术中套管井模型各界面的响应。对零阶反对称泄漏Lamb模式波在轻质水泥固井质量评价中的应用前景进行了探讨;利用有限差分法数值模拟,分析了接收波形和波场快照。结果表明,脉冲回波技术在轻质水泥固井质量评价及第II胶结界面评价方面存在局限。将合适频率的超声波以某个合适的角度和声源频率倾斜入射时能有效识别来自第II胶结面的反射信息,并可结合声衰减及声阻抗的交会信息评价轻质水泥固井质量。给出了仪器设计时测量频率、换能器发射角、测量源距及间距选取建议。     

声波变密度测井技术及其应用

目前,胜利油田固井质量检查的主要方法是声波幅度测井和声波变密度测井。声波变密度测井是由声幅测井发展而来的,其原理是利用水泥和泥浆（或水）声阻抗的较大差异对沿套管轴向传播的声波的衰减影响,来反映水泥与套管间、套管与地层的胶结质量。井下仪器主要包括声系和电子线路两部分。声系的功能是为了进行声波测井,它包括发射探头和接收探头,仪器的源距有两种,     

双层套管固井水泥胶结质量评价效果分析

双层套管每个界面的固井质量都影响着油气井的正常生产,而常规的固井解释仅评价第一、第二界面的水泥胶结质量,因此根据声幅—变密度测井原理并通过分析各界面不同胶结状况的波形特征,提出了双层套管固井质量评价方法,在实际应用中取得了良好效果。     

地层声速对固井质量评价的影响及消除方法

分析研究表明，快速地层水泥完全胶结时的地层波与套管波的主频差别较大．套管波主频明显偏高。通过在频域内计算套管波能量，可有效消除快速地层对固井Ⅰ界面胶结质量评价的影响。另外，结合现场变密度测井资料研究发现，地层波能量不仅反映固井Ⅱ界面胶结情况且受地层声速的严重影响。Ⅰ、Ⅱ界面水泥完全胶结时地层波能量和声波时差存在一定的指数关系。考虑地层声速的影响，可定义出主要反映水泥胶结质量的Ⅱ界面胶结指数。给出了快速地层和复杂岩性地层的现场变密度资料的处理实例。处理结果表明，通过计算套管波能量和定义Ⅱ界面胶结指数基本消除了地层声速对固井Ⅰ、Ⅱ界面胶结质量评价的影响。