PS系列固井質(zhì)量檢查測(cè)井儀在煤層氣測(cè)井中的應(yīng)用

摘 要：本文對(duì)固井質(zhì)量檢查測(cè)井儀在測(cè)井中的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行了如實(shí)詳盡的介紹，同時(shí)和石油固井檢查儀的測(cè)井資料進(jìn)行了簡(jiǎn)單對(duì)比和評(píng)價(jià)，為以后測(cè)井工作提供參考。

關(guān)鍵詞：固井；自然伽馬；磁定位；聲幅；變密度

中圖分類號(hào)：P631 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

本文在長(zhǎng)期應(yīng)用與研究的基礎(chǔ)上，對(duì)PS系列測(cè)井儀器在固井質(zhì)量檢測(cè)中的實(shí)際問(wèn)題，通過(guò)具體實(shí)例進(jìn)行研究分析，讓使用者了解該儀器在測(cè)井中常遇的各種問(wèn)題，為以后測(cè)井服務(wù)。

一、自然伽馬

在煤田測(cè)井中，自然伽馬已是成熟的方法，在裸眼井中儀器接受的是地層中所含天然放射物質(zhì)所發(fā)出的射線，而固井質(zhì)量檢查測(cè)井中，儀器所接受的是經(jīng)過(guò)套管屏蔽后衰減的射線，射線強(qiáng)度已經(jīng)有所降低，所以曲線的幅度比裸眼井也要低，但形態(tài)與裸眼井完全一致。這方面，PS系列固井質(zhì)量檢查測(cè)井儀沒(méi)有任何問(wèn)題，自然伽馬測(cè)量是其成熟技術(shù)。

二、磁定位

磁定位是測(cè)量套管連接部位對(duì)磁場(chǎng)產(chǎn)生影響變化的測(cè)井參數(shù)。儀器中有磁鋼，在周圍形成電磁場(chǎng)，儀器在井中上下運(yùn)動(dòng)，就是套管相對(duì)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，切割磁力線，產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，儀器連續(xù)記錄，形成曲線，在套管連接處由于壁厚發(fā)生變化，所以在曲線相應(yīng)深度位置產(chǎn)生異常。這方面該儀器在曲線上反應(yīng)靈敏，套管有多種型號(hào)，直徑有大有小，直徑小的套管異常幅度大，直徑大的套管異常相應(yīng)小。有的生產(chǎn)井中煤層段開(kāi)始使用玻璃鋼，儀器也能靈敏的反應(yīng)出，由于在鋼制套管中，即使在均勻的每節(jié)套管中部，曲線由于儀器的運(yùn)動(dòng)，曲線也有微弱的波浪線反應(yīng)，而在玻璃鋼的部位，由于無(wú)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的物質(zhì)，曲線是平直線，且與鋼管連接處，由于物質(zhì)反差巨大，所以曲線相應(yīng)處反應(yīng)明顯，借此可以區(qū)分所下套管種類和節(jié)箍位置。如圖1。曲線680米處對(duì)應(yīng)為玻璃管，其上下所對(duì)應(yīng)異常為玻璃管連接節(jié)箍，663米所對(duì)應(yīng)的異常為鋼管間的節(jié)箍。

三、聲幅

聲幅是檢測(cè)固井質(zhì)量的重要參數(shù)，針對(duì)是套管和水泥的膠結(jié)面，也就是常說(shuō)的第一界面。聲幅接受的是縱波的滑行波，測(cè)得是首波幅度值。它能反應(yīng)水泥和套管凝結(jié)程度，在煤層氣測(cè)井中，由于套管外水泥凝結(jié)不一致，聲幅幅度變化也不一樣，一般自由套管聲幅最大，固井質(zhì)量好井段聲幅最小。（見(jiàn)圖2）

在自由套管段，聲波信號(hào)從發(fā)射器發(fā)出經(jīng)過(guò)套管到接收器，由于套管外無(wú)水泥，信號(hào)幾乎不衰減，所以聲幅大。當(dāng)?shù)竭_(dá)固井段，由于套管外有水泥，滑行波將通過(guò)水泥將聲波能量傳入地層，所以聲幅幅度將有所衰減，水泥越少，衰減越少。據(jù)此可判斷套管外水泥返高界面，水泥返高界面應(yīng)該在固井聲幅曲線由低幅度到高幅度過(guò)渡的半幅點(diǎn)處。如圖3水泥返高在228.5附近，上聲幅曲線幾乎是百分百，其下明顯低下來(lái)。

一般對(duì)固井質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)以固井段的聲幅占自由套管的百分比來(lái)評(píng)價(jià)，具體如下：

U=A/Afp^*100%

A-計(jì)算深度點(diǎn)的聲幅值， 單位為毫伏（mV）

Afp-自由段套管的聲幅值，單位為毫伏（mV）

U-相對(duì)聲幅值，單位為分?jǐn)?shù)（%）

目前煤層氣中對(duì)固井第一界面評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表1。

有一點(diǎn)另外，在高速地層，往往聲幅較大，高速地層一般有石灰?guī)r，火成巖等，由于巖石特性硬度大，強(qiáng)度高，聲波雖然傳入地層，但衰減較少，聲速比鋼管還快，地層波先到達(dá)接收器或重疊在套管波之上，所以聲幅較高，但比自由套管聲幅低，這時(shí)會(huì)認(rèn)為固井質(zhì)量差，其實(shí)不是這樣的。尤其在山西大面積煤層氣井中，二疊系中有穩(wěn)定的灰?guī)r層。固井質(zhì)量還要參考全波列。如圖4，聲幅高的和自然伽馬低的部位即為灰?guī)r。

我國(guó)西南地區(qū)固井常用低密度礦渣水泥，密度低，所以聲波通過(guò)水泥向地層傳輸?shù)哪芰肯鄬?duì)少些，曲線聲幅相對(duì)高，隨著水泥密度增加，聲幅值減小。而低密度水泥固的井，聲幅值偏大，易造成把固井好的井段認(rèn)為不好，水泥密度大于1.89g/cm³時(shí)，聲幅曲線能完全反應(yīng)固井的好壞，質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)就相對(duì)低些，一般石油系統(tǒng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表2， 對(duì)于密度大于1.30g/cm³、小于1.75 g/cm³的低密度水泥，可以用膠結(jié)比評(píng)價(jià)水泥膠結(jié)質(zhì)量。

另外，儀器在井內(nèi)偏心對(duì)所測(cè)聲幅曲線影響較大，聲幅不穩(wěn)定，會(huì)將固井好的地方反應(yīng)成不好。在使用中經(jīng)過(guò)多次對(duì)比，如果不居中曲線反差極大，甚至不能用。所以固井儀器的扶正器要求嚴(yán)格，使儀器盡可能居中。

測(cè)井時(shí)間對(duì)固井質(zhì)量測(cè)井也有要求，測(cè)井早了，水泥尚未凝結(jié)，抗壓強(qiáng)度低，與套管耦合差，使套管幅度變大，把膠結(jié)好的井段誤認(rèn)為膠結(jié)不好。如果等的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，浪費(fèi)鉆機(jī)成本，現(xiàn)在煤層氣測(cè)井中一般在固井完成后48小時(shí)測(cè)井。

PS系列固井質(zhì)量檢查測(cè)井儀在使用中都符合這些規(guī)律。但與石油系統(tǒng)固井質(zhì)量檢查儀器有所不同，那就是在固井段套管接箍的部位，石油儀器聲幅曲線不會(huì)有明顯的變化，PS系列固井儀器聲幅曲線會(huì)有明顯變化；在自由套管段都一樣，套管接箍都有明顯反應(yīng)。

四、全波列。全波列是評(píng)價(jià)水泥和地層膠結(jié)質(zhì)量的重要參數(shù)，也就是固井第二界面質(zhì)量，同時(shí)它對(duì)第一界面有相關(guān)反應(yīng)。

在自由套管段，套管外無(wú)水泥，都是泥漿，聲波能量與地層耦合差，全波列反應(yīng)都是套管波。當(dāng)?shù)谝唤缑媪己玫那闆r下，在固井質(zhì)量好的地方，套管外水泥與地層膠結(jié)良好，聲波能量從發(fā)射器發(fā)射后，經(jīng)過(guò)地層到達(dá)接收器，全波列無(wú)套管波，只出現(xiàn)地層波，地層波是連續(xù)變化的黑條帶波紋；當(dāng)固井差的時(shí)候，因水泥與地層膠結(jié)不好，中間加有泥漿，耦合不好。聲波經(jīng)過(guò)水泥后，再到地層，因?yàn)橹虚g加有泥漿，能量從泥漿傳入接收器，全波列顯示為泥漿波或不清晰的地層波。當(dāng)?shù)谝唤缑娌缓玫那闆r下，地層波也會(huì)受到耦合因素的影響而變差。煤層氣第二界面評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表3。

如圖5，右側(cè)為全波列。462米以上全波列左側(cè)黑直條帶為套管波，只能評(píng)價(jià)為不合格和自由套管；而以下左側(cè)則因?yàn)橛辛怂喽鵁o(wú)套管波，則第一界面良好，但地層波較弱，幾乎不能辨認(rèn)，評(píng)價(jià)為不合格。而圖6，全波列無(wú)套管波，且地層波強(qiáng)且清晰，可評(píng)價(jià)為優(yōu)。

五、研究結(jié)論

PS系列固井質(zhì)量檢查測(cè)井儀全波列顯示圖形清晰，波列整齊，資料結(jié)果可靠。但在使用中應(yīng)注意儀器的局限性和使用條件，如儀器在套管中的居中；聲幅在快速地層的反映，低密度水泥對(duì)曲線的影響等。只要注意這些，就能達(dá)到需要目的。

參考文獻(xiàn)

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