水泥胶结测井技术介绍

水泥胶结测井技术介绍中国石油集团测井有限公司华北事业部一、公司及事业部基本情况二、优质服务措施和经验三、水泥胶结测井技术介绍四、胶结测井在华北及其他油田的应用情况五、需要油公司协助解决的问题六、不同测井方法评价固井质量状况的统计汇报内容CPLCPL中国石油集团测井有限公司（CPL）于2002年12月6日成立。公司下设长庆事业部、华北事业部、吐哈事业部、青海事业部、塔里木事业部和测井技术中心。公司已经形成了装备研发和技术服务一体化的结构。现有职工3300多人，技术人员占职工总数的46%。现有总资产10.5亿元，拥有160多个测井作业队伍，具有在各种井型条件下的资料采集能力和各种地质条件下的资料解释能力。中国石油集团测井有限公司华北事业部即原华北石油管理局测井公司，成立于1979年，是我国石油行业最早步入专业化发展的测井施工企业,是技术和人才密集型企业，是综合性的生产与科研实体，能够为石油勘探与开发提供测井、射孔、井壁取芯和测井解释评价服务。华北事业部先后通过了ISO19001质量体系认证和HSE/OSH管理体系认证。华北事业部现有职工1229人，其中大中专以上毕业554人，高级工程师68人，工程师189人。

共有48个测井小队，通过股份公司资质认证的甲级队有11个、乙级队有37个。主要测井设备ECLIPS-5700设备2套，EXCELL-2000设备2套，CLS-3700测井设备7套，CSU设备1套，DDL-Ⅲ设备3套，国产综合数控仪33套。CPL服务地区及人员、装备情况

华北事业部测井服务区域服务的油田大庆、辽河二连、冀东南阳、中原胜利、江苏广东、海南山西、陕西青海、长庆吐哈、塔里木国内反承包蒙古国、朝鲜新区事业部伊朗C区从80年代开始走出油田市场服务于全国各大油田并逐步走向国际市场华北事业部下属的解释计算中心是一个生产与科研紧密结合的实体。装备有SUN服务器、ULTRA60工作站和微机工作站，拥有Geofram、RM、eXpress、FORWARD、WATCH以及自行开发研制的多井解释等软件系统。能够根据用户的要求提供各种测井解释和地层评价服务。CPL3700-6队自组建以来，除在华北油田服务以外，还先后服务于吐哈、青海等油田、美国ARCO公司、TAXCO公司的煤层气项目、以及大港地下储气库工程。在为TAXCO公司淮北煤层气项目服务过程中，以优质高效的服务赢得了外方监督吉姆先生的赞誉，并专门致信表达希望今后继续合作的意愿。

二、优质服务措施和经验CPL队伍及业绩

2000年和2003年该队参加了大港地下储气库建设工程和扩建工程，该工程也是我国西气东输工程的重要组成部分，3700-6队的全体人员严格按照行业标准施工，严把质量关，积极主动的配合甲方监理工作，克服困难，安全优质的完成了测井施工任务，取得了齐全优质的各项资料，得到甲方好评。CPLCPLCPL3700-6队人员情况序号姓名职务

职称

工作简历1周国政队长工程师1991年7月毕业于石油大学地质专业，具有8年的现场工作经验。2刘伟操作工程师兼技术监督工程师1995年毕业于石油大学石油工程专业,具有6年现场工作经验。3陈江操作工程师工程师1993年７月毕业于华北电力学院计算机专业，具有9年现场工作经验。4刘金海绞车工高级技师具有２７年现场工作经验。5张进魁仪修工程师兼HSE监督高级工程师1983年7月毕业于大庆石油学院物理专业，曾先后两次在西仪厂培训学习3700井下仪器的维修。并获结业证书，具有16年现场工作经验。CPL测井解释人员情况CPL测井施工进度安排中途完井CPL工程测井CPL完井测井CPL

说明：（1）以上测井次序安排是按该井钻井地质设计要求的测井项目及测量井段所作的设计，具体施工以现场甲方要求为准。（2）仪器组合和下井顺序，可根据现场情况，在确保安全和资料质量的情况下进行调整。CPL（一）施工技术措施1、生产准备2、现场施工措施3、技术措施（二）安全生产措施（三）测井资料解释方案（四）组织管理措施（五）环境保障措施CPL完成本项任务的主要措施1、生产准备

（1）针对西气东输金坛盐穴地下储气库金资1井钻井工程设计，结合测井施工内容，按公司16／HSE5.2《测井射孔过程控制程序》要求进行准备，对所需井下仪器全部重新进行保养，并按实际测井的连接方式，全部硬连接，进行地面的配接检查，做好各项刻度，并记录好。

（2）施工小队各个岗位（如操作岗、绞车岗、井口地面岗），针对本岗位对所属设备进行全面的检查、保养。操作岗重点检查主控计算机、3752与3764的各个插板、绘图仪、检查刻度器具；绞车岗重点检查动力、滑环、传动、制动和液压系统；井口地面岗重点检查电极、吊环、深度传动系统、指重计、天地滑轮、电极电缆马笼头。生产准备结果由生产协调部、华北事业部储气库项目组和一分公司生产组进行检查验收，并填写16／HSE5.2-01《测井小队生产待令安全检查记录》。（一）施工技术措施CPL2、现场施工措施

（1）每次测井时，华北事业部储气库项目组经理到现场指挥，负责与甲方及相关单位的联系与协调工作，由一分公司负责现场具体施工组织，解释中心派出资料解释人员根据甲方要求进行必要的现场测井资料解释。（2）施工小队在接到储气库项目组的通知后，将提前赶到金坛，在井场附近住下，同时对所属仪器设备进行全面检查,确认无误后方可待令;在接到上井通知后,按甲方要求提前4小时赶到井场。（3）小队到达井场后，施工负责人详细了解井下情况、井身结构、泥浆性能，认真核对测量井段、井深、套管、钻头，以及在钻井施工过程中有无严重垮塌、井漏等情况；小队应立即对仪器设备进行通电检查，并进行相应的三级刻度与校验；测井前，要召开施工班前会，进行施工交底，责任落实到人，安排测井顺序和提出施工要求、注意事项及应急预防措施，并划出测井施工区域。CPL(4)接井口后，施工小队按施工程序进行测井作业。绞车工在测井时严格执行起下过程中的三慢（出井口100米、出套管前100米、离井底100米），仪器下速不得超过1000米／小时；每次测井的每趟仪器下井应以不超过3000米／小时；井口工在进行井口安装、装卸放射性源或其它井口作业时，要盖好井口，严禁在转盘上摆放工具或其他物品。测井过程中，绞车岗、操作岗要注意防阻、防卡，在仪器起下过程中注意速度，观察张力变化及仪器、电缆的运行情况，防止电缆打纽，仪器在裸眼井段严禁停留，绞车尾部严紧站人；各岗位要密切配合，注意各个环节的衔接，确保施工过程科学有序。(5)测井队长和操作工程师对现场资料采集质量共同负责。操作工程师把好测井资料第一关，如发现曲线异常或曲线形状与岩性不符，相关曲线对应差以及认识不清的曲线，应考虑下第二只仪器证实，直到取劝取准各项资料为止，并交现场验收人员。所有施工必须在得到甲方、监理认可后，施工小队方可结束测井。CPL3、技术措施

为了保证井径测量的精度，我们将采取以下技术措施：（1）采用地层倾角仪器进行双井径的测量。并在后期蠕变监测施工中使用同一只仪器进行数据采集。（2）事业部质检中心将在测井施工前对井径刻度环进行检测标定，以保证井径数值的精度。（3）加强仪器维护保养，确保仪器工作正常。（4）做好仪器的主刻度、主校验及测前、测后校验。CPL为了保证施工中的安全生产，我们制定了以下措施：1、测井小队队长全面负责本项目施工中除设计内容以外的所有生产、设备及人身安全。2、测井小队按照HSE管理体系的要求，提供HSE管理体系文件，包括《HSE项目工作计划书》、施工队伍有关安全的资质证明、设备的配备安装与定期校检、规章制度的建立与完善、事故应急处理方案等，供甲方审查。3、测井小队按SY5225-2994《石油与天然气钻井、开发、储运防火防爆安全生产管理规定》和HSE管理体系的要求，配备、维护好安全装备和设施，落实各项安全措施。（二）安全生产措施CPL4、对测井小队队长、技术员、安全员、操作工等岗位人员进行了安全教育及培训5、小队所有人员严格执行当地政府规定的各项安全、环保规定，做到文明施工、安全施工。6、在作业过程中严格执行安全交接验收制度，未进行验收或验收不合格不得进行下一步作业。7、发生事故时，必须立即组织抢救，防止事故扩大，并及时报告甲方。CPL

1、质量控制解释计算中心抽调一批技术骨干组成金资1井测井解释项目组，由解释计算中心主任担任组长，质检工程师随小队现场把关，严格按照行业标准《测井原始资料质量要求》进行质量控制，确保测井原始资料的齐全准确、真实可靠。在资料处理时执行石油行业《探井测井处理解释技术规范》，保证解释成果准确实用。(三)测井资料解释方案CPL2、资料处理与解释（1）根据解释图版对原始测井资料进行予处理和环境校正。（2）根据本地区的地质特点，选择合理的测井解释模型和处理程序。（3）提供孔隙度、渗透率、泥质含量及岩层厚度等有关岩石物性参数。（4）提供盐岩层、顶底板层及夹层的岩石力学参数。CPL3、综合评价（1）岩性分析评价A、精细划分岩性剖面；B、分析评价盐岩层的岩性特征及品位；C、分析评价顶底板层及夹层岩性特征。（2）物性综合分析评价A、盐岩层裂缝孔洞的识别，及储集物性评价；B、顶底板层泥质粉砂岩，砂岩储集物性分析评价；（3）盐岩层、夹层及顶底板层岩石力学特性分析（4）固井质量评价4、提供成果按照甲方的要求及时提供全套的测井成果和数据盘。CPL中国石油集团测井有限公司华北事业部在技术、质量、安全管理上各有一套完整的管理体系。事业部一级有技委会、质委会、标准化委员会和安委会，负责制定各种规程及标准，监督规程及标准的实施，对违犯规程及标准的问题做出处理决定。每月召开会议研究技术、质量、安全方面的事项，保证测井生产任务的完成。（四）组织管理措施CPL我们一贯坚持“超前准备、精细解释、跟踪查访”的方针为甲方服务。我们一直遵循“七分准备，三分测井”的准备原则。一旦中标后,我们将超前作好各种施工准备，主要措施有:1、成立专门的储气库测井项目组，组长由事业部副经理孙德生同志担任,全面负责该项目的组织协调工作。

2、生产组织协调由生产协调部胡守根同志负责，队伍教育及市场协调工作由现场项目经理马辉同志负责。各生产分公司领导负责组织安排测井施工准备及施工各个环节。资料解释方面由事业部总工程师杨林同志负责。CPL4、所用车辆全部进厂检修。所用下井仪器重新在任91井标准剖面井中刻度、校验。5、队伍搬迁及施工全过程中，严格执行行业和企业安全操作规程，把好健康、安全、环保和质量关。6、仪修工程师跟队上井，供应站和仪修班组备好各种设备的配件及消耗材料，为顺利完成施工任务作好充分后勤保障。7、全部施工将严格执行总公司制定的各种技术标准，达到总公司行业标准所要求的各项指标。我公司一贯坚持“狠抓队伍作风，提高服务质量”的方针，最近又开展了“测井小队施工服务承诺”活动，主动提高测井服务水平，为甲方提供满意服务。CPL（五）环境保障措施HSE监管员负责测井小队的健康、安全、环境保护工作。

现场施工作业人员严格遵守国家和当地的环保法律、法规和规定。具体操作按甲方要求和我公司HSE《健康、安全、环保规范》执行。CPL完

成

本

项

目

的

组

织

保

障

体

系

合同结束后，对项目组和项目经理及测井全过程进行质量、服务、安全、环保等多方面的总结检查和考评，落实奖罚信息反馈项目经理部负责人:孙德生(事业部副经理)生产配套组负责单位：安全技术质量管理部、生产协调部、供应站、勘探测井一分公司测井市场协调组负责单位：市场开发部项目组负责测井施工全过程生产组织协调组负责单位：生产协调部、勘探测井一分公司测井资料解释组负责单位：安全技术质量管理部、解释计算中心、质检中心施工教育组负责单位：市场部、安全技术质量管理部、人事劳资部、教培中心CPL三、水泥胶结测井技术介绍

CPL1、水泥胶结测井方法原理

1）声幅—变密度（CBL/VDL）测井

利用3ft源距接收探头，接收记录信号首波幅度，它反映套管和水泥胶结的情况，第一界面的解释。利用5ft源距接收探头接收延套管滑行和地层反射的全波列信号。

随时间先后顺序到达接收器的是套管波、水泥波、地层波、泥浆波。CPLCBL/VDL仪器刻度刻度实例路37X声幅测井

仪器刻度在自由套管的声波幅度信号（设此时的声幅信号幅度值为100%，实际是96%）以每次60%的衰减率依次进行刻度，衰减到1%为止。以保证CBL从100%到1%之间的线性工作精度。

QB

华北石油管理局企业标准

Q/HB****-1999-----------------------------------------------

声幅（CBL）、声波变密度（VDL）原始测井资料质量规范

（审批稿）

1999-**-**发布1999-**-**实施---------------------------------------------------------------------

华北石油管理局发布CBL程序用户手册华北石油管理局

QB

华北石油管理局企业标准

Q/HB****-1999------------------------------------------------

声幅（CBL）、声波变密度（VDL）水泥胶结测井解释规范

（审批稿）

企业标准CPL固井质量评价标准

第一界面水泥胶结程度的解释标准水泥胶结程度: 水泥胶结指数（BI）声幅 水泥胶结良好: >0.6 <10%水泥胶结中等: 0.6—0.3 10-30%水泥胶结差: <0.3>30% LogCBLmax—LogCBLBI=———————————LogCBLmax—LogCBLminCPL第二界面的解释通过VDL进行解释。套管波的特征：传播时间基本不变，到达的时间是已知的，信号有规律的出现。地层波的特征：纵向上是连续的,到达时间是变化的,与裸眼井声波曲线反向变化趋势一致流体波的特征：相对恒定的传播时间；相对恒定的传播时间，信号一般很弱，信号有规律的出现，到达时间是已知的。

CPL固井质量评价标准CPLCPL解释标准图例解释标准图例解释标准图例解释标准图例解释标准图例解释标准图例解释标准图例解释标准图例解释标准图例解释标准图例解释标准图例解释标准图例解释标准图例从纵向和横向（延套管圆周）两个方向测量水泥胶结质量。有六个滑板，每个滑板分别有一个发射和一个接收高频定向换能器，源距是15.2cm，发射频率为100KHz，紧贴井壁测量周围60°范围的区块，从而覆盖整个井眼，并且不受重泥浆、泥浆中气体、快速地层和仪器偏心的影响。CPL2）分区水泥胶结测井SBT基本原理

从原理上说，测量的衰减信号是完全补偿性的，SBT不需要刻度。但考虑到以下情况，有必要对SBT进行刻度：(1)换能器所固有的不同方向的性能差异；(2)由于机械误差导致的扇形间隙的不同。CPL分区水泥胶结测井SBT

SBT测井包含了CBL/VDL测井信息，增加了环井周六个扇区的6条声幅衰减系数、平均、最小衰减系数曲线，以及声幅衰减系数环井周的灰度图象等资料。与常规CBL/VDL测井相比，SBT测井最大的技术优势是声幅衰减成象可以直观反映一界面在井周六个扇区的水泥胶结状况，确定了沿纵向和井周方向上一界面水泥胶结的非均质性。

CPL分区水泥胶结测井SBT

SBT测井解释方法及其固井质量评价方法是基于CBL/VDL固井质量评价方法的基础之上，综合声幅衰减井周成象的直观显示，精细地划分和评价一界面水泥胶结状况，可具体确定沿某个或多个方向，一界面存在间隙或水泥缺失的状况。二界面水泥胶结质量评价主要依靠VDL资料和一界面分区胶结图象，在一界面胶结良好或部分胶结（胶结中等）的条件下，

综合分析和评判二界面水泥胶结良好、中等、差、及不确定的情况。CPL分区水泥胶结测井SBTCLS3700系列CBL/VDL测井图SBT变密度图SBT声幅衰减成象图5700系列tubefree自由套管标准解释图例水泥胶结程度第一界面好，第二界好的标准解释图例1good2poor水泥胶结程度第一界面好，第二界差的标准解释图例1good2中水泥胶结程度第一界面好，第二界中等的标准解释图例1mid2mid水泥胶结程度第一界面中，第二界中等的标准解释图例1poor水泥胶结程度第一界面差的标准解释图例分区水泥胶结测井提供全方位井眼水泥胶结评价固井质量差胶结良好第一界面部分胶结侯101井胶结良好第一界面胶结良好第二界面胶结中等第一界面部分胶结侯101井第一界面未胶结胶结良好侯101井MAK-Ⅱ的基本原理包括声波—变密度和SGDT伽马密度厚度测井仪。声波—变密度测井部分采用单发双收声系，和声波—变密度原理基本一致，所不同的是MAK-Ⅱ不提取首波幅度的大小，而是研究首波衰减和时间特性。它的发射探头T是磁致伸缩探头，接收探头R1和R2是压电陶瓷探头。T和R1源距是1米，R1和R2间距是0.5米。发射15KHz的声波脉冲，R1和R2接收经泥浆、套管、水泥环、地层传播的声波，得到两个全波列信号，经处理，可转变成变密度灰度图，并能提取T1（首波到达R1的时间）、T2（首波到达R2的时间）、△T（首波时差）、dk1（R1记录的首波衰减）和αk（首波衰减系数）。MAK-Ⅱ的基本原理SGDT伽马密度厚度测井仪的密度探头对套管厚度的变化比较敏感，用于测量套管的厚度；密度探头用于测量套管与地层间的介质密度。伽马源向周围介质发射0.66Mev的伽马射线，在套管内介质、套管、水泥环和地层中发生康普顿散射、瑞利散射和光电吸收等作用，从而得到反映套管厚度的一条曲线H，反映介质密度的一条曲线Int，以及S1（R1计数率曲线）和S2（R2计数率曲线）。壁厚偏心水泥浆密度充填介质平均密度选择道介质密度2、影响测井及固井质量评价的因素仪器偏心、测井时间、套管尺寸、地层岩性、气侵、水泥环微间隔。（1）仪器偏心的影响CBL所记录的信号是各个方向的套管波的叠加，仪器偏心时，各个方向的套管波到达接收的时间不一致，叠加后，造成记录的声幅偏小，可能得出固井质量良好的结论。CPL（2）水泥侯凝时间的影响当侯凝时间较短时，水泥未完全胶结，水泥环与套管、地层的声耦合较差，声幅偏大，造成一、二界面胶结质量差的误判。当侯凝时间较长时，部分层段混有泥浆的水泥段凝结时间较长，此时声幅—变密度资料有胶结较好的反映，但它存在大量的连通孔隙，不具备封隔作用。（3）套管与仪器间隙大小和套管重量的影响

在大尺寸套管中，由于泥浆对声波传播的衰减相对增大，接收的套管波和地层波幅度明显降低。CPL（4）地层岩性的影响

对于高速地层，当地层第一、二界面固井质量好时，地层波与套管波区分难度大。低速地层由于声波传播速度慢，地层波不明显，影响二界面的解释。（5）水泥微环空的影响

微环空一般存在于套管和水泥之间，并不影响套管外水泥胶结质量。套管和水泥之间存在微环空时，直接影响第一、二界面的固井质量解释。（6）气侵的影响

高压气层会使水泥发生气侵，声波—变密度测井曲线反映出类似胶结差的结果。

CPL微环空的影响加压前加压后CPL3、水泥胶结测井在多种地层中的响应特征

1）高速地层（如碳酸盐岩）的响应特征在一、二界面都胶结良好时，VDL测井接收器先接收的是地层波，地层纵波比套管波先到达，套管波迭加在地层纵波上。2）疏松地层的响应特征疏松地层一般井眼不规则，易跨塌，声速低。在一、二界面都胶结良好时，CBL曲线为低值，VDL测井的信号减小，所记录的波形弱。3）气层的响应特征若套管外有高压气层，由于气侵，在气层部位可能完全没有水泥胶结，为气体充填。因气体与套管的波阻抗差别大，折射到气体中的声波能量小，CBL曲线幅度接近没有水泥井段，VDL记录的套管波信号强。CPL四、泥胶结测井的在华北油田及其他油田的应用情况

1、水泥胶结测井方法的应用状况

上世纪八十年代中期，国内油田测井公司大都引进了美国吉尔哈特公司DDL生产测井系统，其中的CBL/VDL测井方法一直应用于油田中后期生产井的固井质量检测。九十年代末，随着国内测井技术的进步，和油田市场的需要，在国内各个油田，常规的CBL/VDL固井质量测井方法在完井阶段得到了不同程度的推广和普及，并逐步替代单发单收声幅测井。与此同时，引进的SBT新方法在油田得到了一定程度的应用。近年来，从俄罗斯引进的声波变密度-伽马密度测井（MAK-II）也在少数几个油田得到了初步应用，但该方法没有分区水泥胶结的检测功能。CPL在华北油田的探井固井质量评价中，自1998年起，采用CLS-3700系列和国产数控系列的CBL/VDL测井替代了老方法的声幅测井。显著提高了固井质量评价的可靠性，尤其是依据VDL资料对目的层油、气、水层之间水泥环封隔性的评价，成为确定完井试油方案的重要参考依据。整体上看，现阶段国内东、西部油田主流的水泥胶结测井仍采用常规的CBL/VDL和单发单收声幅测井方法，CBL/VDL测井仪器虽然出自不同生产厂家，并且配接的地面测井设备不同（主要包括斯伦贝谢公司的CSU、阿特拉斯公司的CLS-3700、以及国产数控测井系统）。但声波变密度测井原理、井下仪器结构、及固井质量评价方法是一致的。

CPL在大港储气库共钻26口井中，大张坨储气库12口井完井固井质量采用SBT仪器测井，其它14口井采用3700系列的CBL/VDL测井。3700系列的CBL/VDL与SBT测井相比较，对于直井段和正常情况，二者从资料分析上结果一致，均可以解释出气侵现象和水泥高度以及固井质量情况。对于斜井段和井下复杂情况，SBT资料可以进一步分析，SBT测井刻度准确，不受仪器偏心影响，并且测井信号在井下数字化，信噪比高。

CPLSBT测井可以准确探测水泥沟槽和空隙。在斜井段的椭圆型井眼中，水泥纵向分布和水泥环厚度不均匀的情况下。SBT对于纵向上水泥环分布和连通性解释比较直观，直接反映出纵向水泥环分布和连通性。

库6井SBT测井图CPL固井质量检测主要是基于CBL/VDL测井方法，现有新方法均是基于这一方法的扩充，决定了固井质量评价方法的一致性。

解释方法的一致性：

对于第一界面胶结质量，主要采用胶结指数法结合最小密封长度进行定量评价，可提供相对幅度、胶结指数、水泥抗压强度等定量评价参数。对于二界面胶结质量，采用定性解释，主要依据地层波强弱定性的评判胶结状况。

2、固井质量评价方法现状及存在问题

CPL固井质量评价标准基本一致。把水泥胶结状况划分为以下四种情况：1）自由套管；2）一界面水泥未胶结（胶结差），二界面不确定；3）一界面水泥部分胶结（中等），二界面胶结良好、中等或未胶结；4）一界面水泥胶结良好，二界面胶结良好、中等或差。一、二界面胶结质量定量、定性评价标准国内油田大都统一。对于一界面，主要采用首波相对幅度和胶结指数两个定量指标。对于二界面，只有统一定性评判标准，没有定量标准。

CPL二界面定量评价的局限性：国内出现利用平均能量法计算套管波和地层波能量参数，在一定程度