胜利测井公司资料解释研究中心王斌
摘要：固井质量的好坏直接影响油田的开发水平。目前用测井资料评价固井质量在方法和手段上存在一定的局限性，本文以胶结比代替声幅数值反映水泥胶结情况，以水泥环有效封隔长度反映水泥封隔能力，在深度和广度两方面加强了固井质量评价，达成了对固井质量的精细化解释。
关键词：固井；胶结比；有效分隔长度；声幅
1固井质量测井仪器和解释方法
固井是钻井过程中的重要作业。在钻井作业中一般至少要有两次固井（生产井），多至4~5次固井（深探井）。最上面的固井是表层套管固井，它起的是“泥浆通路，油气门户”的作用。固井质量的好坏是直接影响油田开发水平的因素：。好的固井质量，为油、水井的射孔、压力、酸化作业及正常生产提供层间的液封能力；而差的固井质量将不能起到保护井壁、提供层间封隔能力等作用。因此，必须对固井质量进行检测和评价，在此基础上制定射孔、压裂、酸化及套管保护等方案，保证油田开发方案的顺利实施.目前应用最普遍的就是声幅变密度测井仪器。该仪器的声系由发射器和接收器组成。源距一般为3英尺和5英尺；发射器每秒发射20次声波频率为23khz的声脉冲，接收器谐振频率为20khz。如果套管与水泥胶结良好，在套管外固结有水泥环，套管波通过水泥环传播的能量大，到达接受器的套管波能量小，声幅值就低；如果套管与水泥胶结不好，套管外有泥浆存在，套管与泥浆的声藕合较差，套管波的能量不易通过管外泥浆传播，接受器接收到的声幅就大。
用声幅变密度测井仪采集到的测井资料，普遍直接以声幅百分比（相对幅度法）来定量解释第一胶结面的固井质量，但对判断固井好坏的声幅百分比油田略有区别，测井公司使用的是一种结合了时间因素的判别方法。
2用胶结比解释固井质量
用（声波）相对幅度法评价第一胶结面简单、快速、易行，在油田使用几十年，为评价固井质量作出了很大贡献。但该方法在理论上是不完善的，因为声幅数值是反映测量对象物理性质的一种参数，该测量对象是一包含地层、套管、水泥环的复合体，在声幅测量信息中不仅包含了水泥胶结信息，也包含了水泥浆密度、套管尺寸甚至测井仪器（源距、偏心情况）等其它信息，不排除这些信息的干扰，就避免不了测井解释中的多解性。例如同样的低CBL值既可由水泥胶结良好引起，也可由仪器偏心、套管壁薄、或测量源距偏大引起。实践也证明相对幅度法的应用有一定的前提条件，它适用于典型水泥胶结状况（水泥候凝时间足够，套管-水泥环之间界面的剪切胶结强度反映水泥环分隔能力，壁厚0.408in外径7in的套管固井）和理想固井质量测井条件（仪器居中，没有快速地层和外层套管的干扰，CBL测量源距为3ft，水泥密度为1.9g/cm3左右，水泥环厚度19mm以上），与这些条件相差越远，上述指标就越不适用。既然用声幅百分比直接解释固井质量存在较大的局限，我们就要象对储集层的油气评价一样将物理信息转换成固井信息，将声幅数值转换成能。反映水泥胶结状况的数值如胶结比或胶结指数，用胶结比取代声幅数值来评价固井质量。胶结比的定义：胶结比是扣除套管影响后，相对于当次固井井段中水泥环完全胶结井段的声波衰减率之比。实验证明，胶结比与水泥充填率接近，所以胶结比也表示水泥环中胶结部分占其圆截面的比值。确定胶结比的方法：胶结比的大小可由声幅数值推算而来，方法有二：其一为图表法，通过查阅有关图板确定胶结比。比如某井在自由套管段的声幅测井值Afp为100（%或mV），而胶结最好井段的声幅值Ag为1.5（%或mV），在图版上确定两点坐标分别为A（0，100）、B（1，1.5），A、B两点之间的连线就描述了该井的声幅曲线与胶结比之间的转换关系。例如，当CBL=8%时，查出其胶结比为0.6。计算胶结比的第二种方法为公式法，即由下式计算胶结比：
式中：BR—胶结比；CBLfp—自由套管声幅值，通常为当次测井的最高值，单位为%或mV；CBL—声幅值，单位为%或mV；CBLg—当次固井水泥胶结最好井段的声幅值，通常在当次整个测井井段中声幅最低，单位为%或mV。由声幅数值计算出胶结比后，再结合一定的评价指标，就可对第一胶结面的胶结情况作出评价，用胶结比评价固井质量的指标。用胶结比解释第一胶结面应用实例：根据声幅转换胶结比的公式结合评价指标，编制了相关解释程序挂靠在FORWARD测井解释软件系统中，利用该程序对某井固井质量测井资料进行了处理，其部分解释成果与相对幅度法解释可见，胶结比曲线与声幅曲线具有极好的相关性，由胶结比解释的第一胶结面固井质量与声幅基本相似，但胶结比曲线反映的响应变化明显增大，更容易区分不同的水泥胶结状况，所解释的胶结情况也略差于声幅解释情况。
3水泥环层间分隔性能评价
提供层间封隔能力是生产井固井的主要目的，水泥环层间封隔能力评价也是后期测试人们关注的焦点。根据研究，水泥环层间封隔能力的评价可由水泥环有效封隔长度结合第一、二胶结面结论综合作出。水泥环有效分隔长度是纵向上达到层间分隔要求的水泥胶结比指标的水泥环长度，一般取CBL稳定低值井段的连续长度或累加长度。最小有效分隔长度由图板（求出，如对139.7mm外径的套管当BR≥0.8时，最小封隔长度为1.5m；当BR=0.6时，最小封隔长度为2m；当BR在0.6-0.8之间时，可通过在两点间的内插得出最小有效封隔长度；当BR<0.6时，水泥环层间封隔的可能性很小。水泥环层间封隔评价结论分为“不窜”、“不窜的可能性大”、“窜通的可能性大”和“窜通”四个级别。如果第一界面或第二界面胶结差，或者水泥沟槽井段把两段相邻地层连通起来，那么评价结论可定为“窜通”。如果水泥胶结“优”，实际有效封隔长度大于由图板确定的最小有效封隔长度，那么水泥环层间封隔能力足够，可评价为“不窜”。其余情况视水泥胶结程度和有效封隔长度而变。
4结束语
引进胶结比与有效封隔长度概念分别评价第一胶结面及水泥环层间封隔能力；其中胶结比与套管尺寸、测井仪器源距、水泥密度等无关，能单纯地体现水泥胶结情况，避免了测井解释中的多解性；并且以胶结比解释胶结情况，所反映的响应变化明显增大，更容易区分不同的水泥胶结状况。有效封隔长度则对水泥环层间封隔能力作出了评价，深化了测井解释内涵，丰富了测井评价内容，改变原来单一的评价指标。实现对固井质量更精确、细致的评价。
参考文献：
[1]薛梅等.对固井质量解释评价若干问题的探讨.测井技术，2000，24，6：470-473.