套管井测井技术及应用

中石化石油工程西南公司测井分公司石油工程西南有限公司测井分公司2008年1月套管井测井技术及应用中石化石油工程西南公司测井分公司套管井测井技术•水泥胶结评价测井技术•套损检查测井技术•流动剖面测井技术•套管井储层评价技术（剩余油监测）中石化石油工程西南公司测井分公司套管井测井一览表需解决的问题应选用的井下仪器注水井注入剖面动态情况自然伽马测井仪(同位素法)；井温测井仪；流量仪；压力仪产液剖面分层产液，液体性质等七参数组合测井仪；环空组合测井仪；中子测井仪地层剩余油饱和度参数PND-S；硼中子寿命；多功能能谱(C/O)；自然伽马能谱套管腐蚀、变形、裂缝声波电视仪；40臂井径仪；噪声测井仪射孔位置检查声波电视仪；40臂井径仪；噪声测井仪固井质量检查扇形水泥胶结测井仪；声幅-变密度测井仪检查压裂效果自然伽马测井仪(同位素示踪法)；硼中子寿命；井温管外窜槽扇形水泥胶结测井仪；声幅-变密度测井仪；声波电视仪；硼中子寿命；自然伽马测井仪(同位素示踪法)；噪声测井仪确定封割器位置自然伽马；磁定位封堵效果检测中子寿命测井仪；自然伽马测井仪(同位素示踪法)检查套管斜度及方位套管井连续侧斜仪中石化石油工程西南公司测井分公司•水泥胶结评价测井技术中石化石油工程西南公司测井分公司水泥胶结评价测井技术•声幅CBL及声幅变密度测井VDL•多扇区水泥胶结测井SBT•井周超声波扫描成像测井CAST_V•水泥密度测井-俄罗斯固井质量测井AMK-200中石化石油工程西南公司测井分公司水泥胶结测井评价技术对比分类测量内容测量方式优点缺点声波幅度声波幅度平均化测量在一定程度上快速、简单、直观用于评价一界面的固井质量不能评价二界面及高速地层固井质量声波变密度声波幅度及变密度平均化测量①可以确定一界面的胶结状况；在一界面胶结好的情况下，还可以确定二界面的胶结情况②可以评价快速地层井段的固井质量①很难区分槽道和孔洞方位②无法识别微环分区水泥胶结声波幅度、变密度及分区水泥胶结成像六或八个扇区360度成像①在垂向、径向上均具有高分辨率，提供一界面的固井质量评价；②测量结果受仪器偏心影响小，在井斜达60度的井内仍能保证测井质量，并基本上不受井内流体的影响；③温度和压力影响很小，不必进行单独刻度,仪器的测量精度高；④基本不受快速地层影响无法区分微环隙和差胶结超声成像测井声阻抗360度定向①适用于高密度水泥、低密度水泥、泡沫水泥的胶结质量评价；②不受高速地层的影响；③能够同时进行套损检查不能评价二界面的固井质量水泥密度水泥环密度周向6(或3或4)探头放射性测量①可以确定环空充填介质密度、套管程序、管外扶正器位置、套管壁厚度及套管偏心率；②不受高速地层的影响①无法单独识别微环；②不能确定槽道和孔洞方位声波变密度-水泥密度声波幅度、变密度及水泥环密度声波幅度、变密度及水泥环密度的组合测量①实现水泥密度与变密度各自在固井评价方面的作用；②区分微环与差胶结；③不受高速地层的影响分区水泥胶结-水泥密度声波幅度、变密度、分区水泥胶结成像及水泥环密度声波幅度、变密度、分区水泥胶结成像及水泥环密度的组合测量实现水泥密度与分区水泥胶结各自在固井评价方面的作用中石化石油工程西南公司测井分公司声幅及变密度测井原理套管波流体直达波地层波接收换能器输出发射换能器点火初动E1E3E2E1固定门（约50微秒）胶结差胶结良好时间声波幅度接收换能器输出发射换能器点火初动E1E3E2E1固定门（约50微秒）胶结差胶结良好时间声波幅度3英尺--CBL5英尺--VDL中石化石油工程西南公司测井分公司声幅及变密度测井应用•声幅测井可以评价碎屑岩地层段第一界面的水泥胶结质量•声幅变密度测井适用于碎屑岩和碳酸盐岩地层第一二界面水泥胶结质量评价•声幅变密度测井是目前使用广泛、经济、有效的一种固井质量检测和评价技术，但是存在一些缺陷和多解性。为了更客观、准确地评价固井质量，在重点井和疑难井中需要采用更先进的固井质量检测方法中石化石油工程西南公司测井分公司SBT下井仪器简介伽马、磁定位电子线路发射换能器8扇区发射器8扇区接收器声幅接收器变密度接收器5英尺2英尺3英尺8扇区发射器8扇区接收器示意图相当于8个方向的声幅变密度测井中石化石油工程西南公司测井分公司SBT主要应用•精确评价水泥返高位置•评价第一界面水泥胶结情况•评价第二界面水泥胶结情况•SBT能准确评价第一界面存在的槽道、孔洞的位置、大小及分布情况中石化石油工程西南公司测井分公司CAST_V水泥胶结质量评价•利用声阻抗原理Z=ρ×V对高密度水泥进行水泥胶结评价，产生0-360°的声阻抗图像•声阻抗评价高比重水泥固井质量的依据Z：0.3,对象为气体；Z：0.3-2.3，对象为液体；Z：2.3-2.7，对象为液体与固体的混合物，即混浆带；Z：2.7-4.0，对象为低阻抗水泥；Z：4.0-5.0，对象为中阻抗水泥；Z：5.0，对象为高阻抗水泥。中石化石油工程西南公司测井分公司•声幅变密度测井可用于常规水泥固井质量评价，但不适用于低密度水泥、泡沫水泥的胶结评价•利用CAST-V套管井模式能够有效进行声阻抗测井，应用声阻抗差分逻辑ACE水泥评价技术可以准确确定泡沫水泥与套管的胶结情况，有效区分水泥与流体或水•CAST-V只适合评价水泥评价第一界面，不能够对第二胶结面进行评价,测井评价时需同时测量VDL•通过ACE软件的处理，可以利用FCBIDZ、FCEMBI参数和DZ、CEMT图像对低密度水泥和泡沫水泥固井进行评价CAST_V低密度水泥胶结质量评价中石化石油工程西南公司测井分公司声阻抗CAST_V水泥胶结质量评价成果图声阻抗的微分综合评价指标=ZP+DZCEMENT=0,胶结不好CEMENT=1,胶结好类似于常规的声幅曲线中石化石油工程西南公司测井分公司浅色部分反映套管外面有条状间隙套管外面基本没有水泥CAST_V水泥胶结质量评价胶结差胶结好中石化石油工程西南公司测井分公司水泥密度测井•水泥密度测井与通常的密度测井相似，利用了物质对伽玛光子的康普顿散射作用。伽玛源(铯137)向井孔外发射伽玛光子，经管外介质散射吸收后被探测到。•探测器计数率与探测距离x和物质密度ρb的基本关系是:•ln(I/I0)=−cρbxC为系数•套管井是一复杂多层介质，在套管井中进行核密度测井时探测器计数率分别受套管厚度、水泥密度、地层密度等因素的影响•代表仪器是俄罗斯的AMK-200中石化石油工程西南公司测井分公司•套损检查测井技术中石化石油工程西南公司测井分公司套损检查测井技术•40臂井径测井-内壁成像•井下声波电视测井-内壁成像•井周超声波扫描成像测井-内壁及壁厚成像CAST_V•MIT-MTT组合套损检查测井-内壁及壁厚成像中石化石油工程西南公司测井分公司四十臂井径测井检查套损及射孔效果中石化石油工程西南公司测井分公司井下声波电视测井•可以进行套管内壁成像•检查射孔效果和套管内壁破损中石化石油工程西南公司测井分公司井周超声波扫描成像测井•定量评价套管壁厚与内径的变化•提供套管壁厚和内径成像•用于套管探伤，检查和探测套管内表面腐蚀、磨损或变形情况以及射孔检查等平均内外径最大、最小、平均壁厚壁厚成像最大、最小、平均内径内径成像中石化石油工程西南公司测井分公司CAST_V套管检查与评价厚壁套管，内径变小中石化石油工程西南公司测井分公司深颜色部分反映套管壁有变薄现象接箍以上套管壁变薄套管探伤中石化石油工程西南公司测井分公司MIT-MTT组合套损检查测井•英国SONDEX公司生产•MIT多臂成像测井仪-20/40/60臂•MTT磁壁厚测井仪-12方位的壁厚曲线•检测套管壁厚、内径变化，反映管壁腐蚀、穿孔位置及状况中石化石油工程西南公司测井分公司•流动剖面测井技术中石化石油工程西南公司测井分公司流动剖面测井技术•流量:涡轮流量计，核示踪流量计•密度：压差密度计，伽马密度计•持率：电容持水率计，核持水率计•温度：电阻温度计，热电偶温度计•压力；应变压力计，石英压力计•辅助：自然伽马仪，磁定位仪，井径仪中石化石油工程西南公司测井分公司流量测井•定性分析:确定流体产出或吸入层位判断流体性质变化估算各层流量比例•定量解释:确定视流速确定平均流速计算体积流量确定分层流量中石化石油工程西南公司测井分公司温度测井•检查水泥串槽流动井温曲线：未射孔井段有异常径向微差井温：负异常指示串槽方位•评价酸化。压裂效果酸化后测流动井温：正异常示酸化层压裂后测恢复井温：负异常示压裂层中石化石油工程西南公司测井分公司产层流体判别•压差密度计•伽马密度计•电容持水率计•核持水率计中石化石油工程西南公司测井分公司•套管井储层评价技术（剩余油监测）中石化石油工程西南公司测井分公司套管井储层评价技术•套管井的储层评价，预测产层能力和寻找新的潜力层，进行老井挖潜层位优选•套管井储层评价常用的方法：•中子寿命测井•碳氧比能谱（C/O）测井•脉冲中子衰减-能谱（PND-S）测井中石化石油工程西南公司测井分公司中子寿命测井•中子寿命测井是测量地层中热中子寿命（τ）的一种测井方法，主要作用是确定地层剩余油饱和度，它一般应用于套管井产层含油性评价•优点：探测深度较深•使用条件：地层水矿化度较高的地层中石化石油工程西南公司测井分公司碳氧比能谱（C/O）测井•C/O测井对地层中常见的四种元素C12、O16、Si28、Ca40反映敏感。这四种元素正是储层的岩性及流体的综合反映•碳氧比(C/O)测井曲线反映了地层中的含油性•俘获Si/Ca曲线和非弹性散射Ca/Si曲线用于指示地层的岩性•CI、CIM2、FCC可用于确定地层总孔隙度•优点：不受地层水矿化度的影响,可区分低矿化度水层与油层缺点：计数率低、统计误差大、受井眼影响严重、定量解释要求孔隙度大于15%中石化石油工程西南公司测井分公司脉冲中子衰减-能谱（PND-S）测井•PND-S测井方法，是在中子寿命和碳氧比测井方法的基础上发展起来的一种新型的套管井储层评价测井方法•同时测量俘获衰减（中子寿命）伽马射线和非弹性散射（C/O）伽马射线•可以评价地层总孔隙度•适用于孔隙度大于10%的地层•仪器直径只有42.8毫米，可过油管测量直径111/16（42.8mm）长度29'5(includesCCL,GR,andcableheadadapter)耐压15,000psi（103Mpa）耐温300°F（150°C）中子源输出2x108neutrons/second,constant10%dutycycle适应最小套管内径1.875”I.D（47.6mm）中石化石油工程西南公司测井分公司PND-S测井应用-孔隙度、饱和度评价VSHdec01VSANDdec01VLIMEdec01RT030RXOohmm030DSAIPNDEC0.50DSAIPDDEC0.50SPHIDEC0.50PHIEdec0.50BVWPNdec0.50BVWdec0.5020102020203020402050孔隙度饱和度中石化石油工程西南公司测井分公司PND-S测井应用-剩余油监测中石化石油工程西南公司测井分公司