多扇区水泥胶结固井技术在克拉玛依油田的应用

摘要：多扇区水泥胶结测井技术是目前评价固井质量非常有效的技术，能检测水泥胶结质量以及探测固井水泥中存在的孔穴孔道。该仪器一次入井能测量多个扇区套管水泥分布图、3ft声幅曲线、5ft声波变密度图。不受重泥浆、油基泥浆、井内套管壁厚的影响。能评价第一界面存在的窜槽通道，孔道的位置，通过胶结成像图能判断出孔道大小及分布，在新疆的沙北油田和陆东油田的应用中取得了良好的效果。

关键词：多扇区；固井质量；水泥胶结

【中图分类号】P631.8

0 引 言

新井完井过程中的固井作业是非常重要的一次性工程，若出现失误往往难以补救。有时候即使补救也只能局限于有限的井段。目前在新疆油田分公司辖区对套管井水泥固井质量评价的主要仪器是单发单收的声幅测井（CBL）或者声幅-声波变密度测井（CBL-VDL）等传统仪器。多扇区仪器克服了声幅测井和声波变密度测井不能识别套管周边未胶结的缺点。它是近几年发展起来的新一代径向固井质量评价测井仪器，它能沿着套管圆周纵向、横向测量水泥胶结质量，用水泥胶结成像灰度图形象直观的显示套管和水泥环（第一界面）胶结状况，准确评价第一界面存在的孔道大小、位置分布情况，广泛适用于新老井固井质量评价，应用前景广阔。

1 仪器结构以及测井原理

1.1仪器结构

多扇区水泥胶结测井仪是从纵向和横向（沿套管圆周）两个方向测量套管周围水泥胶结质量。八扇区水泥胶结测井仪探头包括多个压电陶瓷全向发射器和8个压电陶瓷全向接收器，发射器和接收器间距2ft（1ft=304.8mm）一一对应。每组发射接收覆盖45°范围。每组发射探头发射100KHz的声脉冲。接收探头和3ft源距接收器一样先接收到首波的幅度。8对发-收换能器阵列来测量套管周围8个45°区块的声幅，根据多个扇区的声幅可做出套管外水泥胶结剖面图；并计算出多个扇区的平均声幅、最大声幅、最小声幅和胶结指数。同时提供标准3ft源距声波幅度和5ft源距全波列检测。其特点是由于采用较短源距减少了声波传输衰减，测量结果基本不受快速地层的影响；声波能量的定向发射突出水泥与地面界面的效应，不受井内流体特别是重泥浆和含气液的影响，同时使套管效应减至最小，可以测到小于15°的窜槽；最主要是克服了普通声波变密度测井的多解性。在小井眼内，受仪器偏心影响小。

除此之外，多扇区水泥胶结测井仪还包含有磁性定位（CCL） 和自然伽玛（GR）。用于深度校正和射孔定位。

1.3井下刻度

为了保证测井曲线的准确性真实的反映固井质量信息，需对仪器进行刻度。在空气中进行仪器零刻度，再将仪器下至水泥返高，向上测量至少50m，找出一个远离接箍的声幅最高点，然后将仪器停至最高点，将3ft声幅刻度值设置为72mV，多扇区声幅刻度值设置为90mV，经信号调整后，进行正刻度，刻度后的数据用来测井，在实际测井中会遇到没有自由套管，在水泥返高以上全是混浆成分，此时必须在全井段寻找声幅值最大点进行刻度。

2多扇区水泥胶结测井仪测量的主要曲线

多扇区水泥胶结测井仪正常下井测量的曲线有17条：CCL、GR、AMP3ft、AMP5ft、AMPMAX、AMPAVG、AMPMIN、AS1、AS2、AS3、AS4、AS5、AS6、AS7、AS8、CEMC、VDL。用于解释的主要曲线如下：

1、声幅曲线（3 ft） 声幅曲线是由3ft的接收器测得的，选择3ft接收器，是因为通常情况下，这个源距的套管波是与地层波分离开的。声幅曲线是用来评价第一胶结情况的方法之一，声幅值越大说明胶结越差，反之说明胶结好。

2、VDL变密度图像 变密度图像也就是声波全波列测井图，既能评价第一胶结面还能评价第二胶结面的胶结情况，主要用来评价第二胶结面。图像中的地层波越强、越连续，表明第二胶结面胶结越好；地层波越弱、越不连续，表明第二胶结面越差。5ft的接收器的信号探测深度较大，其信号产生VDL变密度图像。

3、水泥胶结图（CEMC）水泥胶结图是由3ft接收器的各扇区接收到的信号构成的井周360°展开图像，图为彩色或者灰度图。当套管与水泥胶结良好时，水泥胶结图显示为均匀的暗色；相反，当套管与水泥胶结差或没有时，水泥胶结表现为均匀的亮色；有窜槽出现时，只有部分扇区图像显示为亮色；仪器偏心时，水泥胶结图会不再均匀。

3多扇区水泥胶结测井仪器的优势

1、扇区接收器嵌在仪器内，缩小仪器内径，与原极板式相比，大大提高了测试成功率。

2、能够以图像形式直观的显示第一界面槽道和孔道位置、大小及分布情况。

3、仪器稳定性高，有很高的的耐温耐压性。适用高温油气井。

3 资料解释方法

多扇区水泥胶结测井解释方法分5级刻度，以分区声幅的相对幅度E为标准：当E值在20%-0%之间，灰度为黑色，表示水泥胶结良好；当E值在40%-20%之间，灰度颜色为深灰，表示水泥部分胶结；当E值在60%-40%之间，灰度颜色为中灰，表示水泥部分胶结；当E值在80%-60%之间，灰度颜色为浅灰，表示水泥部分胶结；当E值在100%-80%之间，灰度颜色为白色，表示水泥没有胶结或自由套管。

水泥胶结成像图显示：从左边界到右边界为环井筒360°的展开图像，利用5级灰度显示套管外水泥胶结的不同状况。

多扇区平均声幅解释，根据平均声幅的幅度值评价固井质量：当平均声幅值≤20mV时，评价为胶结良好；当平均声幅值在20-30mV时评价为胶结中等；当平均声幅值≥30mV时，评价为胶结差。

4 多扇区水泥胶结测井解释实例分析

2011年7月在克拉玛依油田共完成38井次的八扇区水泥胶结固井质量评价。现以典型实例分析如下：

实例1：克拉玛依油田6579井

6579是一口注水井，于2009年酸化后，注水压力由酸化前的8MPa下降至酸化后3.5MPa。怀疑套管漏失，经过多次查窜找漏，发现原本吸水较弱的第一层射孔井段强吸水，结合关井井温曲线，同位素曲线，最终确定2422-2445.5管外窜槽。

经过以上成果，进行封窜施工，挤堵漏3.5方，施工后2周进行多扇区固井质量评价，封堵效果合格。评价后一周回复注水，测试吸水剖面未发现窜槽现象。多扇区固井质量评价结果与吸水剖面结果一致。

实例2：克拉玛依油田L6019井

L6019是一口注水井，两级两层偏心分注井，该井分层系统试井，上下层结论一致，怀疑封隔器失效（新修井）。2011年8月5日吸水剖面测试，测前第二级配水器为死水嘴，测井结果显示射孔井段隔层存在窜槽，而非封隔器失效。

依据以上结论上提管柱，进行封窜作业，挤堵漏剂3.5方，两周后进行多扇区固井质量评价，评价结果目的井段合格。

实例3：克拉玛依油田L1104井

L1104是一口注水井，2011年3月30日吸水剖面资料看，射孔井段下部存在管外窜槽现象。流温、静温、同位素曲线均表现出窜槽特征，根据该结论，2011年11月对该井实施挤堵漏剂措施。措施后10天进行多扇区固井质量评价，目的井段措施后评价为合格。

5 结论与建议

5.1结论

多扇区水泥胶结固井质量测井技术能够解决常规CBL和声波变密度所不能发现的固井质量问题，能直观显示第一界面存在的孔洞，槽道位置及大小，使用该解释方法，提高了解释精度。避免在可能存在窜槽部位射孔造成水淹。对存在管外窜槽的油水井也是很好的二次固井评价方法。

参考文献：

[1]. 魏涛著，固井质量评价测井技术，北京：石油工业出版社，2010.10：1-48

[3]郭海敏：生产测井导论.石油工业出版社.2003.4，587-588