工程测井技术

1、工程测井技术工程测井技术 目录o概述概述o工程测井技术工程测井技术o井径测井系列井径测井系列-X-Y-X-Y井径测井资料解释井径测井资料解释 - -十六臂井径测井十六臂井径测井 - -四十独立臂井径仪（四十独立臂井径仪（MIT)MIT)o方位系列仪器方位系列仪器- -方位方位- -井径测井井径测井o磁测井系列仪器磁测井系列仪器- -磁性定位器磁性定位器o声波测井系列声波测井系列- -声波变密度测井声波变密度测井 - -扇区水泥胶结测井扇区水泥胶结测井概述o油、水井是油田生产最重要的基础设施。其油、水井是油田生产最重要的基础设施。其井身结构是依据油田开发的需要，在钻井和井身结构是依据油田开发的需

2、要，在钻井和完井中设置的，其井身技术状况的好坏，影完井中设置的，其井身技术状况的好坏，影响着油田开发方案的正常实施。响着油田开发方案的正常实施。概述技术术语技术术语o裸眼井裸眼井：指未下入套管的井。o套管井套管井：是指已经下入套管的井。o完井方式完井方式:指井内生产层或探测目的层位所采用的井身结构方式。一般有套管完井、裸眼完井、衬管完井、填砾完井等。o套管完井套管完井：钻穿目的层后，下套管注水泥将目的层封固，然后下入射孔器将套管水泥环射穿，为油、气流入井底打开通道，这种完井方式叫套管完井，亦叫射孔完井。概述套套管管井井井井身身结结构构正常压力系统下的井通常仅下三层套管：导管、表层套管和生产套管

3、。根据地下地质情况的复杂程度和钻井技术水平,技术套管可以不下,或下一层甚至几层。导管的作用是在钻表层井眼时将钻井液从地表引导到钻井装置上来。表层套管一般在30m150m，通常水泥浆反至地表。用来加固井口,防护浅水层污染，封隔浅层流沙、砾石层及浅层气。概述1 1、钻井符合要求、钻井符合要求2 2、套管损坏、套管损坏3 3、固井质量、固井质量套套管管井井井井身身可可能能出出现现的的问问题题工程测井的检测内容包括套管接工程测井的检测内容包括套管接箍和内径、射孔位置、管柱及管箍和内径、射孔位置、管柱及管外工具深度、井眼斜度和方位、外工具深度、井眼斜度和方位、套管损坏情况以及固井质量检查套管损坏情况以及

4、固井质量检查等。等。概述o工程测井方式工程测井方式 利用电缆把仪器放入利用电缆把仪器放入井下，并把检测结果井下，并把检测结果传输到地面。传输到地面。用于油、水井井身状况检查的测井仪用于油、水井井身状况检查的测井仪器种类有很多，可分为机械井径测井器种类有很多，可分为机械井径测井系列、井温测井系列、声波测井系列、系列、井温测井系列、声波测井系列、电磁测井系列和斜度、方位测井系列电磁测井系列和斜度、方位测井系列以及其它一些辅助方法，这些测井技以及其它一些辅助方法，这些测井技术从不同侧面反映了井身状况。术从不同侧面反映了井身状况。概述o 工程测井工程测井又称套管井井身状况测井，它是生产测井的重要内容，

5、其目的目的是为油水井正常生产提供套管、水泥环技术状况信息，指导指导射孔、修井等作业施工，延长延长油水井使用寿命，提高提高油田开发的效益。o 提供套管井井身状况参数提供套管井井身状况参数：套管接箍和内径、射孔位置、管柱及管外工具深度、井眼斜度和方位以及套管损坏情况。o 固井质量检查：固井质量检查：水泥环胶结状态工工程程测测井井检检查查目目的的工程测井技术井径系列井径系列声波测井系列声波测井系列方位、井斜测井系列方位、井斜测井系列磁测井系列磁测井系列其他辅助测井系列其他辅助测井系列工程测井技术o井径测井系列井径测井系列井径系列仪器测井原理（接触式）井径系列仪器测井原理（接触式） 通过测量臂与套管内

6、壁接触，将套管内径的通过测量臂与套管内壁接触，将套管内径的变化转为井径测量臂的径向位移；通过井径变化转为井径测量臂的径向位移；通过井径仪内部的机械结构及传递，变为推杆的垂直仪内部的机械结构及传递，变为推杆的垂直位移；带动线形电位器的滑动键垂直位移，位移；带动线形电位器的滑动键垂直位移，或通过钢丝绳和滑轮组带动拉杆电位器变化，或通过钢丝绳和滑轮组带动拉杆电位器变化，或通过涡轮涡杆使电位器变化，最终以电信或通过涡轮涡杆使电位器变化，最终以电信号（电位差、频率）输出。号（电位差、频率）输出。井径测井系列井径测井系列通过电阻变化把井径变化转变为电信号变化，对电通过电阻变化把井径变化转变为电信号变化，对

7、电信号进行记录，从而得到井径。信号进行记录，从而得到井径。)(0ddIRIVIVKdIVdd001井径测井系列井径测井系列o井径测井技术术语 套损类型： 描述套管损坏程度的一种表达方式。一般地，按照套管损坏部位的形状、大小、成因，可分为五种类型：腐蚀、变形、破裂、错断、外漏。井径测井系列井径测井系列 井径系列仪器技术指标测井仪器名称 测量范围(mm) 外径(mm) 耐温() 耐压MPa 主要用途 x-y井径仪 90180 50 80 30 测量相互垂直的两个方向的套管内径（直径） 十六臂井径仪 74188 70 125 60 测量16条半径曲线，给出套管内径的最大值、最小值和平均值，通过成像给

8、出直观的套管变形情况三十六臂井径仪 74188 89 175 125 测量36条半径曲线，给出套管内径的最大值、最小值和平均值，通过成像给出直观的套管变形情况 四十臂井径仪 76190 70 150 100 检查套管破损、变形及内壁腐蚀，检测射孔孔眼位置和相位，给出三维成像图，清晰、直观显示套损。并可在小于70的斜井中测量 X-Y井径测井资料解释井径测井资料解释X-Y井径测井仪，有4条互成90夹角的测量臂，在套管同一截面内，记录互相垂直的两个套管内径值，确定套管截面的椭变程度。目前，多与方位仪组合成方位井径仪使用。X-Y井径测井资料验收标准井径测井资料验收标准oX-Y井径曲线始末应有刻度线，刻

9、度线长2cm以上（139.7mm套管用120mm和140mm套管刻度规刻度），刻度值与套管刻度规内径值的误差小于1mmoX和Y方向测量井径值应与被测井径值吻合，正常井段最大误差不应超过2mmo两条井径曲线相距不少于2cm，采用1：1曲线记录o测速选800m/h，横向比例一般采用2mm/格，深度比例为1：200，非目的井段深度比例可选用1：500o异常井段应重复测量（一般要求50m），重复曲线与主曲线致，重复误差不大于2mmX-Y井径测井资料应用井径测井资料应用第一次修井前、后井径第二次修井前、后井径 为修井未达到预定目标而采取补救措施提供依据为修井未达到预定目标而采取补救措施提供依据左图给出了

10、某井第一次补前、补后X-Y井径测井成果，套补前的测井资料显示879m左右套管扩径损坏，需要进行修井作业。套管补贴后再进行测井，资料表明，在比套损部位浅20m处进行了补贴，而真正应该补贴的套损部位未被补贴上，即发生了补贴错位现象。修井队根据测井资料反映的情况及时采取了补救措施，把错位的补贴管磨洗掉，再实施补贴。右图给出了第二次补贴前、后的X-Y井径测井成果，可以看出，错位的补贴管被完全清除，第二次补贴位置正确。十六臂井径测井十六臂井径测井MSC-16多臂井径测井仪，资料解释处理软件除显示十六条井径曲线外，还分别计算出最大井径、最小井径及平均井径曲线，同时可处理出套管内壁结构状况图以及内壁彩色成像

11、成果图，套管内壁结构可在360范围内旋转。为地质学家提供了全面、准确的用于诊断套管变形，如错断、弯曲、孔洞和腐蚀等资料。十六臂井径测井十六臂井径测井原始资料质量及评价原始资料质量及评价o施工要求 测井前及测井后均记录两种套管规范刻度线；深度比例1：200，测井速度限制在600m/h800m/h；深度比例1：500，测井速度限制在1000m/h以内。十六臂井径测井十六臂井径测井原始资料质量要求原始资料质量要求o图头内容：井号、测井项目、测井日期、测井小队、测井班长、测井操作员、测井单位、套补距。与本次测井相关的内容填写在技术栏内。o曲线首位分别记录测前、测后刻度值（139.7mm套管用120mm

12、、140mm标准刻度规），刻度误差要求不超过标准套管刻度规内径的1mm,曲线长度记录4cm以上。 o井径曲线应以半径输出，116井径臂的测井曲线摆放在右图区，最大 、最小和平均井径曲线摆放在左图区。测井输出19条曲线，分别为116个井径臂的测井曲线，以及最大 、最小和平均井径值曲线。 十六臂井径测井十六臂井径测井原始资料质量要求原始资料质量要求o出图时的深度比例：常规为1：200；也可根据现场验收人员的要求调整深度比例。 o除遇阻等井况原因，测量井段不得漏测或少测。 o正常套管井段，16条井径测井曲线测量值之间误差不得超过2 mm。不同次测井曲线深度误差不超过0.2m。 十六臂井径测井十六臂井

13、径测井原始资料质量要求原始资料质量要求o节箍显示明显、清楚，平均井径曲线反映的节箍信号，不得连续丢失两处，全井不得丢失三处。o重复测井井段在100m以上，重复60m，重复测井井段在100m以内整条曲线重复。 o曲线连续记录，无抖动、跳动。如测量曲线出现异常，则异常部位必须重复测量。 十六臂井径测井十六臂井径测井解释及出图要求解释及出图要求 o图头数据填写齐全、准确。 o最大、最小、平均井径曲线摆放在第一轨，深度及射孔层位在第二轨，116井径臂的测井曲线摆放在第三轨，多臂立体图放在第四轨，井径成像视图摆放在第五轨。 十六臂井径测井十六臂井径测井解释及出图要求解释及出图要求 o在非射孔井段，井径曲

14、线变化超过标准尺寸2mm以上解释为变形；在射孔井段，井径曲线变化超过标准尺寸4mm以上解释为变形。o给出变形井段的深度及最大、最小直径值。遇阻井应解释出遇阻深度。十六臂井径测井十六臂井径测井解释方法解释方法 首先确定解释深度依据，根据测井目的不同，对深度要求不同，在解释报告中写清该资料解释深度依据。例如，解释深度以前磁深度（或测井电缆深度）为准。十六臂井径测井十六臂井径测井解释方法解释方法 o针对139.7mm套管井，第一轨中最大、最小、平均井径曲线的左右刻度一般定为左刻度100mm，右刻度160mm。解释时解释时在解释软件中点中异常井段，软件自动算出变形井段最大井径值、最小井径值，保留小数点

15、后两位。解释结果解释结果自动输在图下方解释成果表中，需注意需注意读值时避开正常接箍位置，以免误把接箍值当成最大井径值读出。测井中发现发现的特殊情况写在技术说明中 十六臂井径测井十六臂井径测井解释方法解释方法套管结垢十六臂井径测井十六臂井径测井存在的问题存在的问题 oMSC-16 多臂井径成像仪的扶正器相对较软，在有斜度的井中会有不同程度的仪器偏心现象，在资料解释时，要考虑到这种影响因素，分辨出真正的套管变形。o由于井径腿的数量有限，在检测套管射孔质量时，不能检测射孔孔眼数。 四十独立臂井径仪（MIT)o井径测井是目前套管变形检测的最常用方法，井径测井是目前套管变形检测的最常用方法，四十独立臂四

16、十独立臂井径成像仪井径臂多、分辨率较高，测井解释成果可视化井径成像仪井径臂多、分辨率较高，测井解释成果可视化强，有连续、旋转动画显示强，有连续、旋转动画显示。o四十独立臂四十独立臂井径成像测井解释结果，可以帮助用户详细、井径成像测井解释结果，可以帮助用户详细、全面地进行套损分析，特别是与方位井径仪组合，可以判全面地进行套损分析，特别是与方位井径仪组合，可以判断套损的受力方位。断套损的受力方位。o四十独立臂四十独立臂井径成像仪的外径较小（井径成像仪的外径较小（70mm），适合测），适合测量套管变形及内表面腐蚀井，适合进行多井点区域地应量套管变形及内表面腐蚀井，适合进行多井点区域地应力力套管变形时

17、间推移监测，为套损预测提供资料。套管变形时间推移监测，为套损预测提供资料。四十独立臂井径仪（MIT)仪器的技术指标长度：1500mm外径：70mm耐温：150C耐压：100MPa(15000psi)测量精度：套管内径1mm适应管柱直径：100165mm四十独立臂井径仪（MIT)资料解释深度依据应射井段、实射井段、 应实射井段、应射孔数、实射孔数情况对射孔质量进行评价四十独立臂井径仪（MIT)多臂井径成像为套损分析预测提供信息多臂井径成像为套损分析预测提供信息四十独立臂井径仪（MIT)拉12-3066井为采油六厂的一口油井，进行套损检查，发现在970-1000m井段有变径，其最大内径值为170.

18、9mm，最小内径值93.1mm。判断为扭曲破漏。后本井报废。MIT测井仪器因其有斜度计在内，且软件内有居中校正功能，故可在斜度不大于70井中进行测量。解决了斜井中测量的问题。 井径测井资料解释报告应包括o资料解释深度依据；o测量井段套管内径变化情况。o套管损坏部位及最大井径值、最小井径值。如果可以分析套损类型应提供分析结果；o若有方位，提供椭圆变形的受力方位；o若用于射孔质量检查，对射孔质量进行评价。方位系列仪器方位系列仪器斜 度 方 位 测 井 仪541567040确 定 倾 斜 角 、 套 管 变 形 方 位方 位 井 径 测 井 仪5427612530确 定 套 管 变 形 及 损 坏

19、方 位方 位 成 像 测 井 仪9059012560确 定 套 管 变 形 及 损 坏 方 位方位系列仪器方位系列仪器o方位方位井径测井仪井径测井仪由XY井径仪和陀螺方位仪组合而成，同时测量井径和方位，主要用于测量套管损坏和受力方位。o斜度斜度方位测井仪方位测井仪采用伺服重力加速度计测量井眼倾斜角度，用陀螺仪测量井眼倾斜方位，可在裸眼井、套管井以及地磁场异常地区均可进行测量。o方位方位成像测井仪成像测井仪的功能短节为方位仪和超声成像测井仪。方位仪可提供套损方位，超声成像仪可直观显示套管内壁的自然状况，同时可检测套管内径。测井解释结果能准确地指示出井身状况及套损方向，可为油、水井套损机理、预防、

20、修井、报废等提供详实的资料。方位井径测井测量原理o方位测量主要利用陀螺的定轴方位测量主要利用陀螺的定轴性，陀螺启动后，转子轴的方性，陀螺启动后，转子轴的方向不变，连接在陀螺仪外框架向不变，连接在陀螺仪外框架轴上的方位电刷也相对陀螺转轴上的方位电刷也相对陀螺转子轴的方向不动，而方位电位子轴的方向不动，而方位电位器的线绕电阻固定在仪器外壳器的线绕电阻固定在仪器外壳上，当井下仪器转动时，方位上，当井下仪器转动时，方位电刷相对方位电位器线绕电阻电刷相对方位电位器线绕电阻划过一定角度，这一角度即为划过一定角度，这一角度即为仪器旋转的角度。仪器旋转的角度。o方位仪与井径仪定位连接方位仪与井径仪定位连接,

21、即即方位仪母线与方位仪母线与X 井径的一条腿井径的一条腿在一条直线上。这样方位仪测在一条直线上。这样方位仪测得的母线方位就是得的母线方位就是X 井径一条井径一条腿的方位。当井径仪测出套管腿的方位。当井径仪测出套管变形时变形时, 即可即可同时测出同时测出X井径、井径、Y井径的方位。井径的方位。方位井径测井测量原理与井径仪定位连与井径仪定位连接的方位仪跟踪接的方位仪跟踪一个井径臂并测一个井径臂并测量其方位，得到量其方位，得到套管变形井段的套管变形井段的变形程度和变形变形程度和变形方位。方位。方位井径测井应用实例方位井径测井评价标准n方位井径中的X-Y井径测井曲线应符合X-Y井径测井要求n方位曲线横

22、向比例为20/格n方位刻度曲线偏移18cm，误差不大于2mmn曲线始末零线处要标注始末方位，始末井径值n方位曲线抖动幅度不超过5mmn深度比例：200时，测速为800m/h，深度比例1：500时，测速为1000m/h磁测井系列仪器磁测井系列仪器测井仪器名称外径mm长度cm耐温耐压Mpa用途磁性定位器30408016起定位作用管子分析仪111777175140探测套管内壁及厚度变化射孔孔眼检查仪10238812550确定射孔部位、检查孔眼数量磁测井系列仪器磁测井系列仪器磁性定位器由两块永久磁钢和一个线圈构成仪器的主体，当仪器沿井身移动时，由于仪器周围介质的磁阻发生变化，使通过线圈的磁力线重新分布

23、，磁通密度发生变化，于是线圈中产生感应电动势，它的大小与介质磁阻的变化、测速、磁场的感应强度及线圈尺寸有关。通过记录线圈闭合回路中感应电流产生的电位差，即可得到套管接箍、油管管柱接箍工具配件的位置。磁性定位器磁性定位测井评价标准o磁性定位曲线变化显示清楚，干扰信号幅度小于有用信号幅度的四分之一，测速800m/h。o对于接箍深度磁性定位曲线，必须是双峰，若出现单峰不得连续出现三个，整条曲线单峰不得超过三分之一。o检查措施管柱及井下工具深度测井，深度比例应为1：50，要求工具特征明显，磁性定位曲线与深度记号线相距2cm-3cm，均布于原图中间位置。深度记号峰和磁性定位曲线尖峰相对。磁性定位磁性定位

24、井下工具实测曲线实例井下工具实测曲线实例如果用于检查井下工具下入位置，应给出工具下入深度，并说明给出的深度是工具顶（底）界位置。磁测井系列仪器磁测井系列仪器磁测井系列仪器磁测井系列仪器磁性定位仪器在注入剖面组合测井中的应用声波测井系列测井仪器声波测井系列测井仪器90 420 125 60 井壁超声成像 测井仪 46 320 125 60 检查套管变形、错断、内壁腐蚀及射孔质量 90 726 125 40 声波水泥胶结 测井仪 43 493 150 120 评价油、水井固井质量 扇区水泥胶结 测井仪 70 313 175 137 评价油、水井固井质量、检测水泥环周向局部窜槽 水泥环密度套管壁厚测

25、井仪 110 530 120 60 检测水泥环密度和套管壁厚及套管偏心 自然噪声测井仪 43 166 149 69 判断管漏和窜槽部分 声波测井术语及基本概念声波测井术语及基本概念 o源距：源距：发射换能器到接受换能器之间的距离。o首波：首波：声波测井中，从发射换能器出发经传播路径后最先到达接受换能器的纵波。o纵波：纵波：又称压缩波，波的传播方向与质点的位移方向平行。o横波：横波：又称剪切波，波的传播方向与质点的位移方向垂直。o套管波：套管波：声波测井过程中，发射器发射的声波经过井液到达套管时，沿着套管传播后又经过井液被声波接收器接收的那部分波。在声波变密度（VDL）测井记录上，套管波总的传播时间不随井深变化而变化，显示为平行的黑白直线o地层波：地层波：声波测井过程中，发射器发射的声波经过井液到达套管时，穿透套管和水泥环后到达地层，并在地层内传播，返回时又透过水泥环和套管、井液后被接收器接收的那部分波。由于地层波传播时间与岩性有关，所以随着井深变化，声波变密度图上地层波呈不规则的摆动曲线。声波测井术语及基本概念声波测井术语及基本概念 o直达波：直达波：声波测井过程中，发射器发出的声波经井液直接到达接收器的波，又称泥浆波或液体波。o固井：固井：石油钻井达到预定深度后，为了工程需要，按地质的要求将套管下入井中，并用水