ps系列固井质量检查测井仪在煤层气测井中应用

'PS系列固井质量检查测井仪在煤层气测井中应用　　摘要：本文对固井质量检查测井仪在测井中的各个参数进行了如实详尽的介绍，同时和石油固井检查仪的测井资料进行了简单对比和评价，为以后测井工作提供参考。关键词：固井；自然伽马；磁定位；声幅；变密度中图分类号：P631文献标识码：A本文在长期应用与研究的基础上，对PS系列测井仪器在固井质量检测中的实际问题，通过具体实例进行研究分析，让使用者了解该仪器在测井中常遇的各种问题，为以后测井服务。一、自然伽马在煤田测井中，自然伽马已是成熟的方法，在裸眼井中仪器接受的是地层中所含天然放射物质所发出的射线，而固井质量检查测井中，仪器所接受的是经过套管屏蔽后衰减的射线，射线强度已经有所降低，所以曲线的幅度比裸眼井也要低，但形态与裸眼井完全一致。这方面，PS系列固井质量检查测井仪没有任何问题，自然伽马测量是其成熟技术。二、磁定位6 磁定位是测量套管连接部位对磁场产生影响变化的测井参数。仪器中有磁钢，在周围形成电磁场，仪器在井中上下运动，就是套管相对磁场运动，切割磁力线，产生电动势，仪器连续记录，形成曲线，在套管连接处由于壁厚发生变化，所以在曲线相应深度位置产生异常。这方面该仪器在曲线上反应灵敏，套管有多种型号，直径有大有小，直径小的套管异常幅度大，直径大的套管异常相应小。有的生产井中煤层段开始使用玻璃钢，仪器也能灵敏的反应出，由于在钢制套管中，即使在均匀的每节套管中部，曲线由于仪器的运动，曲线也有微弱的波浪线反应，而在玻璃钢的部位，由于无产生电动势的物质，曲线是平直线，且与钢管连接处，由于物质反差巨大，所以曲线相应处反应明显，借此可以区分所下套管种类和节箍位置。如图1。曲线680米处对应为玻璃管，其上下所对应异常为玻璃管连接节箍，663米所对应的异常为钢管间的节箍。三、声幅声幅是检测固井质量的重要参数，针对是套管和水泥的胶结面，也就是常说的第一界面。声幅接受的是纵波的滑行波，测得是首波幅度值。它能反应水泥和套管凝结程度，在煤层气测井中，由于套管外水泥凝结不一致，声幅幅度变化也不一样，一般自由套管声幅最大，固井质量好井段声幅最小。（见图2）6 在自由套管段，声波信号从发射器发出经过套管到接收器，由于套管外无水泥，信号几乎不衰减，所以声幅大。当到达固井段，由于套管外有水泥，滑行波将通过水泥将声波能量传入地层，所以声幅幅度将有所衰减，水泥越少，衰减越少。据此可判断套管外水泥返高界面，水泥返高界面应该在固井声幅曲线由低幅度到高幅度过渡的半幅点处。如图3水泥返高在228.5附近，上声幅曲线几乎是百分百，其下明显低下来。一般对固井质量评价标准以固井段的声幅占自由套管的百分比来评价，具体如下：U=A/Afp*100%A-计算深度点的声幅值，单位为毫伏（mV）Afp-自由段套管的声幅值，单位为毫伏（mV）U-相对声幅值，单位为分数（%）目前煤层气中对固井第一界面评价标准如表1。有一点另外，在高速地层，往往声幅较大，高速地层一般有石灰岩，火成岩等，由于岩石特性硬度大，强度高，声波虽然传入地层，但衰减较少，声速比钢管还快，地层波先到达接收器或重叠在套管波之上，所以声幅较高，但比自由套管声幅低，这时会认为固井质量差，其实不是这样的。尤其在山西大面积煤层气井中，二叠系中有稳定的灰岩层。固井质量还要参考全波列。如图4，声幅高的和自然伽马低的部位即为灰岩。6 我国西南地区固井常用低密度矿渣水泥，密度低，所以声波通过水泥向地层传输的能量相对少些，曲线声幅相对高，随着水泥密度增加，声幅值减小。而低密度水泥固的井，声幅值偏大，易造成把固井好的井段认为不好，水泥密度大于1.89g/cm3时，声幅曲线能完全反应固井的好坏，质量评价标准就相对低些，一般石油系统评价标准如表2，对于密度大于1.30g/cm3、小于1.75g/cm3的低密度水泥，可以用胶结比评价水泥胶结质量。另外，仪器在井内偏心对所测声幅曲线影响较大，声幅不稳定，会将固井好的地方反应成不好。在使用中经过多次对比，如果不居中曲线反差极大，甚至不能用。所以固井仪器的扶正器要求严格，使仪器尽可能居中。测井时间对固井质量测井也有要求，测井早了，水泥尚未凝结，抗压强度低，与套管耦合差，使套管幅度变大，把胶结好的井段误认为胶结不好。如果等的时间过长，浪费钻机成本，现在煤层气测井中一般在固井完成后48小时测井。PS系列固井质量检查测井仪在使用中都符合这些规律。但与石油系统固井质量检查仪器有所不同，那就是在固井段套管接箍的部位，石油仪器声幅曲线不会有明显的变化，PS系列固井仪器声幅曲线会有明显变化；在自由套管段都一样，套管接箍都有明显反应。6 四、全波列。全波列是评价水泥和地层胶结质量的重要参数，也就是固井第二界面质量，同时它对第一界面有相关反应。在自由套管段，套管外无水泥，都是泥浆，声波能量与地层耦合差，全波列反应都是套管波。当第一界面良好的情况下，在固井质量好的地方，套管外水泥与地层胶结良好，声波能量从发射器发射后，经过地层到达接收器，全波列无套管波，只出现地层波，地层波是连续变化的黑条带波纹；当固井差的时候，因水泥与地层胶结不好，中间加有泥浆，耦合不好。声波经过水泥后，再到地层，因为中间加有泥浆，能量从泥浆传入接收器，全波列显示为泥浆波或不清晰的地层波。当第一界面不好的情况下，地层波也会受到耦合因素的影响而变差。煤层气第二界面评价标准如表3。如图5，右侧为全波列。462米以上全波列左侧黑直条带为套管波，只能评价为不合格和自由套管；而以下左侧则因为有了水泥而无套管波，则第一界面良好，但地层波较弱，几乎不能辨认，评价为不合格。而图6，全波列无套管波，且地层波强且清晰，可评价为优。五、研究结论PS系列固井质量检查测井仪全波列显示图形清晰，波列整齐，资料结果可靠。但在使用中应注意仪器的局限性和使用条件，如仪器在套管中的居中；声幅在快速地层的反映，低密度水泥对曲线的影响等。只要注意这些，就能达到需要目的。6 参考文献[1]何建新，不同密度水泥固井质量评价的实验研究[J].测井技术，2009，08.[2]于兰.声波变密度水泥胶结测井解释及固井质量评价方法[J].国外测井技术，2008，08.6'