快地层对固井声幅—变密度测井的影响

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇快地层对固井声幅—变密度测井的影响范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘 要：利用声幅-变密度测井进行固井质量的评定受到诸多因素的影响，本文就快地层岩性对声幅的影响进行论述，分析了出现负值的原因，并提出了相应的依据和建议。

关键字：套管波；地层波；快地层；慢地层

1 前言

声幅-变密度（CBL-VDL）测井时利用套管井中声波滑行测量的方法检验水泥固井的胶结质量。CBL-VDL仪器采用单发双收结构，源距分别为3ft和5ft，利用3ft源距的接收器记录套管波首波幅度（CBL）,幅度衰减程度与套管和水泥胶结的程度有关：利用5ft源距的接收器记录变密度波形（VDL）,评价水泥与地层的胶结程度。

2 快地层声幅-变密度（CBL-VDL）测井出现的问题

我们水泥胶结质量测井过程中，在太原组和马家沟组经常出现“负值”，本文所说的负值即小于基线值。

靖边气田的地层由表及里依次是延长组（T3y）、纸坊组（T2z）、和上沟组（T1h）、刘家沟组（T1l）、石千峰组（P1q）石盒子组（P2h）、山西组（P1s）、太原组（P1t）、本溪组（C2b）、马家沟组（O1m），其中，太原组、本溪组和马家沟组均有纯灰岩、白云岩和硬石膏，这些岩性组成均为快地层，如表1。

表1[2]

声幅测量值在快地层低于基线，即出现负值如图1所示。

图1 快地层声幅测井曲线

3 声波传输过程分析

由图2声波传播简图所示，在井眼规则和仪器居中的情况下，AB=EF为泥浆，BC=DE为水泥环，BE为套管，CD为地层。声波通过套管路径ABEF和地层路径ABCDEF时，时间差是在通过BE和BC+DE+CD的过程中产生的。 在此，我们假设CD =BE= AF=3ft=915mm，又知声波在套管中的传播速度为Vt=5400m/s，声波在水泥环中的传播速度Vt=3580m/s[见附录],水泥环厚约31.6mm，在快地层中的传播速度可达到 =7000m/s,于是可以算出声波通过两个路径的时间差值，计算如下：

通过BE的时间： T1=BE/ Vt

=915/5400*1000=169.44(μs)

通过BC+DE+CD的时间：T2 =2*BC/Vs +CD/ Vd

=2*31.6/3580*1000+915/7000*1000 =148.36(μs)

因此，得两个路径声波传播时间差： T=169.44-148.36 =21.08 (μs)

图2 声波传播简图

所以，地层波比套管波早到达接收晶体21.08μs。经测量，接收晶体接收的首波周期约为T=50μs（在此认为套管波和地层波首波周期相等），也就是说，地层波比套管波早到达近半个周期，如图4波列对照所示。所以，空套首波波峰对应的快地层到达时间变为波谷。

反过来，推导地层波开始影响套管波时所对应的地层声速，即地层波比套管波晚到达接受晶体T/4所对应的地层声速。

地层波传播时间：T3=T1-2*BC/Vs+T/4

=169.44-17.65+12.5=164.29(μs)

所以得地层波声速： V1=CD/T3=915/164.29*1000=5569.42(m/s)

对应声波时差：dt3=1/V1=179.55(μs/m)

图4 空套波列和高速地层波列对照

由此可见，在地层时差达到179μs/m，地层声速就有可能影响套管波首峰幅值，影响声幅测井曲线。

应该指出，在快速地层，声幅负值只有固井质量好的情况下才出现，因为固井好，套管波弱，地层波（上接第103页）强，地层波掩盖套管波，首波的总趋势以地层波为主，反之，套管波强，地层波弱，地层波不能明显影响套管波，改变不了其总趋势，也就不会出现负值。

4 结语

地层岩性在固井质量较好的情况下，对固井质量评价具有一定的影响，快地层固井质量的评价应充分考虑地层岩性作用的影响。

5 附录

由洪有密主编《测井原理与综合解释》第四章第四节可知，“套管井波列中前三个周波为套管波”，“套管井波列中第4～6周波为水泥环波，但也可能被其它波列掩盖”。于是在低速地层固井良好的套管井中量出第1和第4个周波的时间差，见图6第1、4周波时间差，便可推出声波在水泥环中的传播速度。

图6 1、4周波时间差

在此，测量了14个不同井位不同井段的变密度1、4波列的时间差如下：

134.864, 134.375, 126.543, 142.629, 140.988, 141.167, 135.071,

141.571, 132.179, 139.344, 141.485, 141.686, 142.631, 134.146

对以上数据取平均值的137.73。

于是可知水泥环波比套管波迟到T=137.73μs，又水泥环波穿过套管18.38mm需要3.40μs,所以，声波在水泥环5ft传播时间T:

T=Tt+T-3.40=291.67+137.73-3.40=426(μs)

Tt——声波在套管中传播5ft需要的时间

于是得声波在水泥环的传播速度Vs=5ft*30.5/T=3579.81(m/s)

参考文献

[1] 《测井原理与综合解释》洪有密主编，第四章第四节

[2] 《矿场地球物理》丁次乾主编，第六章