不同胶结状况对固井质量测井影响的模拟实验研究

针对固井质量评价中可能出现的几种典型胶结状况,制作了10∶1的小型模型井并进行了模拟测量,探讨了首波到时、首波能量与发射、接收探头之间的自由套管面积之间的关系.实验结果表明,首波到时、首波能量与发射接收探头之间的自由套管面积之间有很好的相关关系.结合首波到时和能量信息可以更好地评价小型模型井的不同胶结状态.     

套管外水气窜槽对首波的影响

讨论了形状相同、几何尺寸相同条件下含不同性质流体介质(水介质和气介质)的窜槽对声波测井的响应,以及首波能量与发收探头之间自由套管的面积之间的关系.实验结果表明,在形状、尺寸相同条件下,套管外为水窜槽时的首波幅度、首波能量随发收探头之间自由套管面积变化曲线的斜率都低于套管外为气窜槽时的幅度和斜率,而首波到达时间基本相同;套管外同时存在水气窜槽时,套管外为水时的首波幅度约为套管外为空气时幅度的0.8倍.     

声幅测井的理论研究

水泥胶结测井主要是运用声波在界面处的折算和反射、声波在介质传播过程中的衰减及声波在套管井中传播来测量固井质量,声波探头接收到的声波的信号强度与界面两端介质的声阻抗值有关,当两者声阻抗值越接近,接到的声波的信号就越强,幅度值就越小;介质的声阻抗相差越大,接收到的声波信号强度就越弱,幅度值就越大。而固井质量的好坏与套管波的首波幅度与自由套管井段套管波的首波幅度的相对大小有关,相对声幅值越大,固井质量越差;相对声幅值越小,固井质量越好。     

套管井声波测井中首波幅度衰减研究

讨论了套管波首波幅度关于源距衰减变化随着激发声源中心频率的变化而变化的关系.通过考察套管波首波幅度衰减快慢随声源中心频率变化规律,在理论上利用这些规律区分套管井第Ⅰ、Ⅱ界面均胶结良好和自由套管井2种情况,为实际固井质量定量解释提供一定的参考依据.对在不同声源中心频率作用下的套管首波的不同波峰幅值、不同波谷幅值和波峰-波谷峰峰值进行计算研究,为分析实际测井波形,以合适的幅度为更加准确地表征首波衰减提供了基础参数.认为当声源中心频率从低到高变化时,第Ⅰ、Ⅱ界面均胶结良好的套管井中首波幅度随源距的衰减系数的变化相差不大,但是在自由套管井中首波幅度随源距的衰减其系数有着明显的变化.     

偏心声源激发的声波实验

扇区水泥胶结图像测井SBT圆周方向的分辨率主要由井内偏心声源激发的三维声场分布决定。文章为此设计了一个实验,用一段充满硅油的套管,固定发射和接收探头之间的距离z,水平移动接收探头,得到了不同位置的声波波形。分析这些声波波形发现：源距z为20cm时,不同水平位置的接收波形的首波到达时间有比较明显的差异,源距增加到30cm时,该差异减小。同时,z不同时,接收到的声波波形的幅度随水平位置变化比较大,而接收波形的主频则变化很小。     

一种声波阵列发射探头的设计

本文论述了用地层的声波速度来自动控制阵列发射探头发射的声束偏转方向的基本原理.在测井过程中,这种阵列发射探头发射的波束能量分布能够始终处于最佳方向角,使接收的纵波首波信号大大增加,从而解决了由于源距长而造成的接收纵波首波信号过小的这一关键性问题.     

偏心声源激发的声波实验

扇区水泥胶结图像测井SBT圆周方向的分辨率主要由井内偏心声源激发的三维声场分布决定。文章为此设计了一个实验,用一段充满硅油的套管,固定发射和接收探头之间的距离z,水平移动接收探头,得到了不同位置的声波波形。分析这些声波波形发现:源距z为20cm时,不同水平位置的接收波形的首波到达时间有比较明显的差异,源距增加到30cm时,该差异减小。同时,z不同时,接收到的声波波形的幅度随水平位置变化比较大,而接收波形的主频则变化很小。     

用地层声速自动控制声束偏转的声波阵列发射探头

本文研究了用地层的声波速度来自动控制阵列发射探头发射的声束方向的基本原理。在测井过程中这种阵列发射探头发射的波束能量的分布始终能够处于最佳的方向角,使得接收的声波首波信号大大增强,从而解决了由于源距长而造成的接收声波首波信号过小的这一关键性问题。     

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     

套管直径对套管井声波测井的影响

用有限元方法研究了自由套管井中不同直径的套管对声波测井的影响.数值计算例子表明,当套管直径增大时,套管波的幅度减小,视到时增大,主频有明显的降低.在设计和使用套管井中的声波测井仪器时,应尽量使用宽频带声波换能器,以适应于在各种直径套管的套管井中进行测井.     

Experimental Investigation of Second Interface Cement Bond Evaluation

Cement bond model wells (1:10 scaled-down) were made with a gradually degrading cement annulus for cement bond evaluation of the first interface (between the casing and the cement annulus) and the second interface (between the cement annulus and the formation). Experimental simulation on cement bond logging was carried out with these model wells. The correlation of acoustic waveforms, casing wave energy and free casing area before and after cement bonding of the second interface was established. The experimental results showed that the arrival of the casing waves had no relationship with the cement bonding of the second interface, but the amplitude of the casing head wave decreased obviously after the second interface was bonded. So, cement bonding of the second interface had little effect on the evaluation of the cement bond quality of the first interface by using casing head wave arrivals. Strong cement annulus waves with early arrivals were observed before the second interface was bonded, while obvious "formation waves" instead of cement annulus waves were observed after the second interface was bonded.     

薄水泥环套管井碳酸盐岩地层中合成波形分析

针对碳酸盐岩地层的薄水泥环套管井情形，计算了声波合成波形，着重讨论了一界面和二界面流体环隙宽度变化的声波波形特征。合成波形及其频谱分析表明，套管波幅度、地层波幅度和波列后续波的持续时间均与流体环隙宽度有关。     

套管-水泥界面微间隙的检测方法及应用

声幅及变密度测井检测油、水固井质量中、套管-水泥界面微间隙与窜槽两种胶结状态在测井资料上表现出相似的特征，即套管波具有中等幅度。为了找出两种胶结状态在套管波幅度上的特征和差别，进而将其区分开，在套管与水泥环间存在不同厚度的流体环的情况下，对井孔声场及套管波幅度进行了理论研究，提出了利用声波测井资料、伽马密度测井资料对套管-水泥界面微间隙进行综合评价的解释方法；编写了相应的解释软件。实验结果表明，套着-水泥界面存在的流体环随着其厚度的增加，套管波幅度逐渐升高；水泥缺失和窜槽将导致伽马密度测井探测到的套管外介质密度值降低，而套管-水泥环间存在微间隙的情况下，其测量的密度值仍然是正常的水泥密度。在水泥胶结模拟井中进行了室内实验，在大庆油田的4口井中进行了现场实验，应用效果良好。     

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。     

套管井短源距全波测井实验研究

针对短源距固井质量评价方法开展了实验模拟研究。物理模型按１０：１缩小，并制作了相应的缩小换能器。实验结果表明，当一界面存在流体环隙时，相对自由套管情形，套管波在幅度减弱的同时，频率显著增大；一，二界面水泥胶结的缺陷或环空水泥的缺失均导致后续导波的持续振荡；而环空水泥的缺失量的大小与套管波幅度最为密切，二者为三次函数关系，研究结果认为，在一定的井眼和套管尺寸条件下，用套管波幅度评价环空水泥缺失量是恰     

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。     

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.     

轻质水泥浆固井质量测井评价标准构建

为了给测井评价轻质水泥浆固井质量提供理论依据与标准,基于高温声特性试验及数值模拟结果,分析了水泥浆密度、水泥环厚度、第一界面胶结质量等因素对常规固井质量测井的影响,分析得到:受套管外径和壁厚的影响,随水泥浆密度降低,套管波相对幅度的差异越来越明显;在套管与水泥环之间存在微环隙时,随着水泥环厚度增大,套管波幅度单调增大,...