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