声幅变密度测井.docx
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声幅变密度测井
声幅-变密度测井
（张智勇编辑整理）
一、测井原理
声幅-变密度测井是由磁定位（CCL）、自然伽马仪（GR）和声幅-变密度仪（CBL-VDL）组成，能够实现一次下井，测出CCL、GR、CBL-VDL等多条组合曲线。
声幅-变密度（CBL-VDL）井下仪包括电子线路和声系两大部分，其中声系包括一个发射器和两个接收器，源距分别为3英尺和5英尺。
对于3英尺源距接收器，声波发射器发射声脉冲，经过泥浆（或井液）折射入套管，产生套管波。
套管波沿最短路径传播，折射入井里泥浆（或井液）。
接收器接受声波波列中首波的幅度。
经过电子线路把他转换为相应的电压值予以记录。
当仪器沿井身移动时，就测出一条随井深变化的声幅曲线。
并通过声幅曲线值的高低对比来确定套管与水泥环胶结的好坏。
对于5英尺源距接收器，接受到的是声波的全波列，分为三个部分，即套管波、地层波、直达波（泥浆波和井液波），接收电子线路把信号转换为与其幅度成正比的点信号，经电缆传至地面，检波后只保留其正半周部分，这部分电信号加到示波器或显象管上，调制其光点亮度。
波幅大，电压高，光点就亮，测井图上显示条带为黑色。
而光点亮度低时，测井图上显示为灰色条带。
负半周电压为零，光点不亮，测井图上显示为白色条带。
变密度测井图就是黑（灰）白色相见的条带，以其颜色的深浅表示接收到的信号的强弱，通过对变密度测井图上显示的套管波、地层波和直达波（泥浆波和井液波）的强弱程度分析，来确定套管与水泥环和水泥环与地层胶结质量的好坏。
※仪器测井原理（CBL）
1、声波发射器发射声脉冲被3英尺源矩接收器接收，经井液折射入套管，产生套管波；
2、套管波沿最短路径传播，折射入井液；
3、接收器接收声波波列中首波的幅度；
4、幅度到达电子线路被转换为相应的电压值并予以记录；
5、当仪器沿井身移动时，就测出一条随井深变化的声幅曲线；
6、通过声幅曲线值的高低对比来确定套管与水泥环胶结的好坏。
※仪器测井原理（VDL）
1、声波发射器发射声脉冲被5英尺源矩接收器接收声波全波列（套管波、地层波、泥浆和井液波）；
2、线路把信号转换为与其幅度成正比的电信号，经电缆传至地面；
3、电信号在显像管上被调制其光点亮度，根据其波幅大小和电压高低在测井图上显示成黑白相间的条带；
4、测井图黑（灰）白相间的条带，以其颜色的深浅表示接收到信号的强弱；
5、通过对全波列的强弱程度分析，确定套管与水泥环、水泥环与地层的胶结质量。
也可以用下图加以解释，全部波列形成亮暗条纹显示在胶片上，对比度取决于正峰幅值。
波列的不用部分可以在VDL测井图上被区分开来。
套管波信号显示了很有规律的条纹，而地层波的条纹显得更为扭动。
二、测井资料质量控制
自由套管：
未胶结的套管。
第一胶结面：
套管与水泥的胶结。
第二胶结面：
水泥与地层的胶结。
声幅曲线要根据套管外径尺寸的大小在自由套管处进行刻度检查，且有30－50米连续曲线，曲线变化平稳，符合质量要求，声幅重复曲线误差小于10％。
不同套管外径刻度值如下：
套管外径（英寸）
声幅值（mV）
4
89
41/2
81
5
76
51/2（常用）
69-72（常用71）
7
62
75/8
59
95/8
51
103/4
48
133/8
42
变密度门坎合适，灰度清晰，在第一、第二交接面均好的井段，波列变化与岩性具有相关性；
测速1800ft/h；
变密度曲线在自由套管处应反映出套管波信号，呈现一条条黑白相见的直条带；
声幅-变密度测井时，必须带扶正器，以保证仪器居中；
测井一般在固井后36－48小时进行。
三、测井资料解释方法
1、定性解释
固井质量情况
声幅曲线（CBL）响应特征
变密度曲线（VDL）响应特征
“自由套管”即未胶结的套管，出现在水泥返高以上的井段，大部分声能将通过套管传到接收器，而很少投射到地层中去。
（如下图）
幅度高且较稳定，套管接箍处幅度显示明显。
套管波很强，为黑白相间的直条带，黑白线条是平行的，如显现摆动则说明仪器居中不佳。
几乎不出现地层波（甚至没有），套管接箍处出现人字纹。
套管与水泥、水泥与地层胶结都好（即第一、第二胶结面都好）套管与水泥胶结良好，并且水泥与地层胶结也良好的情况下，声能将会极有效地由套管传到水泥环再传到地层。
（如下图）
幅度低，随深度有所变化。
套管波弱，为灰白色相见条带，有时甚至缺失；而地层波较强，呈现清晰地黑白相见地波状条带。
快速地层胶结，即水泥与套管和地层胶结都好，只是地层波传播速度快。
（如下图）
幅度较高，这是由于套管外地层岩性致密引起的。
显示为明显的波纹条带状的地层波，缺少套管波。
套管与水泥胶结良好，而水泥与地层胶结不好。
（即第一界面胶结好，第二界面胶结差）（如下图）
幅度低。
套管波微弱或缺失，记录的地层波极弱或根本没有，最右边出现直条带的泥浆直达波。
微环胶结，即水泥和地层胶结良好，套管和水泥之间存在微小空隙。
但能封住液体运移，只有气体能通过。
（如下图）
幅度较高（相当于胶结中等）。
显示出套管波，地层波也较明显。
局部胶结，即套管、水泥、地层相互之间只有一部分胶结，而一部分没有胶结，在实际测井中常常遇到。
（如下图）
幅度略低于自由套管幅度值，即幅度值较高，且不稳定。
套管波比自由套管时显示的弱，能显示出一些地层波信息。
套管与水泥胶结不好，水泥与地层胶结好。
即第一胶结面胶结差，第二交接面胶结好。
这种情况目前在测井资料上还很那难解释分析清楚，因第一胶结面不好，大部分声能留在套管中，直接传到接收器，投射到地层的很少，这就给测井资料认识带来困难。
实际中以为套管与水泥胶结不好，就已直接造成上下段串通。
（如下图）
幅度为高值。
出现明显的套管波，而地层波呈现出较难辨认的现象。
2、定量解释
①根据声幅曲线的幅度值，采用相对幅度法评价第一胶结面的固井质量。
即：
相对幅度C=（目的层段的声幅值/自由套管井段的声幅值）*100%
当相对幅度≤20%时，确定为胶结良好；
当相对幅度20-30%时，确定为胶结中等；
当相对幅度≥30%时，确定为胶结差。
②根据变密度图上套管波显示的强弱来确定第一胶结面的胶结级别，套管波信号微弱或缺失定为第一胶结面胶结良好；套管波显示清晰，曲线粗而黑，套管接箍明显，定为第一胶结面胶结差；套管波显示较弱时定为第一胶结面胶结中等。
③根据声幅－变密度测井资料解释规程，依据变密度图上显示的地层波的强弱来确定第二胶结面的胶结级别。
对同一口井的不同井段，变密度地层波显示强确定为胶结良好；地层波微弱或缺少，确定为胶结差；地层波可以辨认出，但地层波信息不清晰，确定为胶结中等。
四、补充规定
１、对于新钻井挂尾管、套损管部分悬挂小套管等测量井段内出现套管内径不同的情况，进行CBL-VDL测井时，在不同直径的套管内实行“分别刻度，分段测量”。
2、CBL刻度值必须和所在刻度井段自由套管CBL理论响应值一致。
3、若无自由套管，在进行刻度时，可以在基本无水泥胶结的CBL值的相对较高的井段进行刻度。
4、对于全井段悬挂小套管且无自由套管的情况，可以在基本无水泥胶结的CBL值的相对较高的井段进行刻度。
5、“分别刻度，分段测量”时，两段都必须测量出悬挂器位置，且重复井段不得少于50米。
五、CSU配接便携式CBL-VDL测井仪
1、设备连线
测量时，便携式机箱上的接线孔下排的1、7、10分别连线对应于电缆缆芯的1、7、10，上排的10连线对应于电缆缆芯的3，未列出的接线孔没有用到。
如图：
便携式机箱
电缆各缆芯的功能如下表，未列出的没有用到：
电缆缆芯
主要功能
1、3
磁定位CCL信号
4、6
接供电器，给井下仪器供电，要快速供电170V
7
声波、GR信号
3、10
接地
2、仪器连接
电缆
扶正器
电缆头
83接头
注意：
下井前一定要检查上下扶正器的销子，防止滚轮处脱开，造成卡仪器的后果。
4、软件操作
①CCS置于测RFTA位置，启动便携式机箱的WinMe系统，进入CBL/VDL测井程序。
②填写【W井场数据表】，其中的文件名一般填井名，测井时存储文件的就为文件名.0**。
③【C仪器串选择】声波变密度VCBL。
④【O输出参数】选择第二组，深度采样率为32，太少不能保证CCL曲线的完整，太大导致测井数据量过大。
时间采样率为0.2，只是在时间驱动时有用。
横线1米，深度25米。
④【U曲线参数】输出表P，输入表I。
关于零长的计算：
⑤【D深度设置】
关于每米脉冲数的设置：
默认的393.7表示编码轮送给393.7个脉冲数，测井程序驱动1米的深度。
如果实际深度是1000米，而系统给出的深度为1005米，则需要校正每米脉冲数，此时输入脉冲数应为：
1005*393.7/1000=395.67；如果系统给出的深度为990米，也需要校正每米脉冲数，此时输入脉冲数应为：
990*393.7/1000=354.33。
校正了每米脉冲数后，系统深度就和实际深度一致了。
便携系统深度长了，脉冲数需要加大，即需要更多的脉冲数才走1米；系统深度短了，脉冲数需要减小，即让更少的脉冲数才走1米；
深度信号无用。
⑥【E系统接口设置】选择磁定位、声波变密度、单芯传输、自动逻辑；不能选择电极恒流源；其他的无用。
③输出参数选择：
第二组，深度采样率应为32，时间采样率为0.1，每米脉冲数为393.8。
④接口控制选择：
磁定位，声波变密度，单芯传输，自动逻辑。
⑤给仪器供电。
通过供电器由电缆4、6芯给声幅仪器供电。
电压175-180V，电流50mA。
供电正常后关掉供电器电源，下次给仪器供电时直接开启供电器开关快速供电。
⑥仪器刻度采用“VBL测试”。
根据套管外径（英寸）选择合适的套管CBL值（mV），寻找“清水段”，即未固井段，使监视波形达到最大，可以进行“测试”，然后进行测前刻度。
⑦测试完成后，即可按照测量时的连线方式进行正常测井了。
4、测井步骤
①供电180V，电流大小视井下仪器不同而不同；
②在自由套管处刻度，声幅刻度值与套管外径（见下页）对应；
③下井过程中监视VBL值，使其不超过刻度值；
④在水泥返高处测重复曲线；
⑤下至凡尔位置，测主曲线。
关于卫古1井：
关于卫古1记号井的备忘录
卫古1井位于濮阳县柳屯公社土领大队北约300米处。
1978年3月14日开钻，1978年12月3日完钻，井深4102.51米，基础套管157毫米下至3659.02米。
套管钢级v80，厚壁10.36毫米，补心3.55米。
基础套管在3500米、3000米和2500米附近分别选4.34米、4.32米、4.34米三根短套管的底界作为标准深度。
另外在1950米附近选9.87米套管作为标准节箍，下数第四根套管底界，作为2000米附近的标准深度。
在1500米附近选9.88米套管作为1500米处的标准深度。
在1000米附近选9.01米套管底界作为1000米处的标准深度。
在520米附近选10米套管底界作为500米处的标准深度。
1982年10月22日-10月27日有三个测井队采用手工记号的方法对上述标准深度进行标定，结果如下：
卫古1记号井标准节箍及标准深度表 表１
标准深度
编号
标准深度
（米）
短节长
（米）
钻井标准
节箍深度
（米）
实际标定数据
备注
测二队
测一队
测二队
1
3503.26
4.34
3501.84
3502.84
3503.15
3503.83
2
2998.22
4.32
2996.86
2998.09
2998.35
2998.78
3
2502.70
4.34
2501.20
2502.50
2502.60
2502.96
4
2001.10
9.87
1999.74
2000.99
2001.23
2001.05
5
1496.10
9.88
1494.92
1496.09
1496.10
1496.18
6
1006.59
9.01
1005.66
1006.59
1006.60
1006.58
7
520.64
10
519.93
520.69
520.61
520.63
井口珐琅盘顶面为标准深度的起始点。
计磁器高度为：
1.95米+25米+2.6米=29.55米；
钢丝套绳为0.5米；
磁定位零长为0.4米。
现在以3500米大记号为例，说明电缆零长的计算方法。
设电缆零长为L，则：
3500+L+0.5+0.4-29.55=3481.86（由标准深度推导出的深度）
则L=3481.86+29.55-3500.9=10.51
做记号质量检查误差范围 表2
深 度
误差范围
备 注
3500-3000米
±0.15
7个标准深度推算出的
零长的算术平均值与
实量零长误差为±0.1米
2500-2000米
±0.30
1500-1000米
±0.50
500米
±0.60
说明：
计磁器高度：
1.95+25+1.1=28.05米
套绳+磁定位零长：
0.5+0.4=0.9米
零长计算：
电缆零长+0.9-28.05
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