密度测井（共8篇）
密度测井 篇1
1 概述
声波变密度测井技术由三大部分组成, 分别是磁定位、自然伽马仪以及声波变密度仪, 该技术可以帮助操作人员下一次井就能够将这三大部分的数据检测出来, 并绘制成组合曲线。而声波发射器将声音通过泥浆传入到套管, 从而形成了套管波。而套管波就会利用最短路径来传播, 并再次射入到泥浆中。负责接收声波的接收器会将第一波声波的幅度经过电子线路将其转化为电压值记录下来。在井下的时候可以通过超声成像测井仪把井内的情况直接成像出来, 操作人员就可以很直观的了解到哪里有裂缝, 哪里有溶洞等等, 还能够对一些套管进行检测, 查看它们是否被腐蚀, 被变形。该仪器在实际测井应用中取得了非常大的成功, 各项测井数据资料都被有效收集。
我国有远探测声波反射成像测井技术, 该技术在我国得到广泛应用, 它是将井外地层中的辐射波作为入射波, 对井旁的裂缝以及小构造通过声波来进行了解。再利用探测仪器将所有的声波信号接收到, 这样就让操作人员仿佛有了千里眼、顺风耳一样, 各种数据统统了解。因此远探测声波反射成像测井技术具备了方便、快速、时效性高、性能卓越等特征。目前我国较为多见的测井系统有5700测井系统, 该系统可以和远探测声波反射成像测井技术一起使用, 这样就可以将原本的测井深度从短短的3米扩大到10米, 而源距离则可以不改变, 这是其他测井方法所无法相提并论的。远探测声波反射成像测井技术在我国首次被使用是在2009年, 是对塔里木中的油田进行检测, 利用该技术发现井壁储层在没有发育的情况下形成了井旁裂缝性储层, 而发现的该油被高度认可并使用在高产工业中。这次测井的应用取得很好的成果, 因此在之后的应用多被多次使用, 同样也取得很好成果, 发现很多优质油, 受到广大油田用户的喜爱与信任。
2 分析应用声波变密度测井技术的重要意义
通过以上概述, 对声波变密度测井技术应该有了一定的认识, 了解到该技术在石油天然气开采中应用广泛, 它可以帮助企业对地层中存在的各项数据进行随时收集分析, 还能够将所收集到的数据进行分析后应用到实际开采当中, 比如钻头工作时的运行轨迹, 及时调整以确保其顺着目标方向进行钻进, 该技术可以在十分复杂的油井下获得井内的全部资料, 还能够对油田下的油进行评断, 看其价值如何。由此可见, 声波变密度测井技术在油田开采中十分重要, 意义重大。
3 声波变密度测井的应用
3.1 检查固井质量
3.1.1 套管外无水泥的情况。
套管处于这种情况的时候, 对声波的反射能力特别的好, 而且由于地波比较弱甚至是没有, 所以带来的影响很少, 变密度的相线基本上没有什么差别, 分布很平均, 而得出的数据中固井声幅是高幅值且套管的接箍显著。
3.1.2 水泥、套管与地层胶结不错的情况。
出现这种情况主要是由于套管与水泥之间的区别不大, 声波传播到地层后, 造成套管波的波幅比较弱, 而地层波则较强的情形, 得出的固井声幅与上述相比为低幅值。
3.1.3 第三种情况与第二种是呈现相反的结果, 但是最终的固井声幅却与第二种情况得出的结果一样是低幅值。
该情况产生的声波不是从套管界面中反射出去, 而是从水泥环中进入, 而水泥环会给声波带来很大影响, 将声波能量降低, 因此传播到地层时的声波能量就比较小, 造成套管波和地层波一样的弱。
3.1.4 水泥和套管胶结的结果一般。
处于这种情况的套管会把绝大部分的声波给重新反射回去, 最终只有一小部分的声波能力能够传播到地层, 给套管波和地层波都带来一定的幅度。
3.2 提高试油质量与施工效率, 从而提升对油田的开发程度。
窜槽现象会影响最终的试油结果, 因此在对试油、射孔制定层段时要有效规避该现象, 减少其带来的影响造成的经济损失, 特别是油田生产上的损失。并且收集到的资料数据中明确了解地层中储层的性质, 根据各项数据对储层性质做出科学合理的评价, 这样对未来油田开发能够起到积极有效的作用。经过不断的尝试与研究, 声波变密度测井技术已经被广泛应用在各种井中, 比如生产井、侧钻井、水平井等等。
4 经济效益分析
研发声波变密度测井技术从根本上讲的目标就是希望能够提高经济效益。而该技术所富含的技术水平十分高, 对各种出现的问题能够有效解决, 所以解决问题的能力十分高。另外, 使用该技术还能够促进施工效率的提升, 将原本较长的施工周期在一定程度上缩短, 让投资方能够在较短时间内看到投资效果。而被被投资方的施工单位来说, 施工效率提升就将劳动强度减弱, 从而令劳动成本降低, 让经济效益变得更加显著。
参考文献
[1]夏播.声波变密度测井技术的应用探析[J].技术研究.
[2]付冰.声波变密度测井技术的应用研究[J].中国新技术新产品, 2012, (21) :18.
[3]邱广军.声波变密度测井技术及其应用[J].内蒙古石油化工, 2010.8 (1) :102-103.
[4]杨志邦.浅析声波变密度测井仪的改进及应用[J].中国石油和化工标准与质量, (3) :89.
密度测井 篇2
MAK-II声波和СГДТ-НВ水泥密度-套管壁厚度（简称伽马密度）组合测井仪是从俄罗斯引进的。
MAK-II声波和伽马密度固井质量评价系统是针对俄罗斯MAK-II声波和伽马密度测井仪编制的，集数据采集、数据处理、解释评价为一体的测井解释评价系统。其中包括测井、格式转换、数据查看、校深、波形校正、解释评价、原始数据及解释成果打印等。输出成果为一、二界面的水泥胶结情况的评价结果以及套管与地层间环空中充填介质的密度、套管壁的厚度、套管偏心率等。
该评价系统的运行环境是：硬件－586以上的IBM-PC兼容机、彩色显示器；软件－MS-DOS6.0以上版本操作系统，中文操作系统
MAK-II声波测井仪采用单发双收声系，发射探头是磁致伸缩探头，接收探头是压电陶瓷探头。耐温可达120 ℃，耐压80 MPa，外径有73mm和100mm两种，测速为1000m/h。该仪器一次下井可同时记录变密度、首波到达R1的时间、波到达R2的时间、首波时差、R1记录的首波衰减、R2记录的首波衰减、首波的衰减系数等曲线。通过解释分析，可以评价一、二界面胶结情况。
СГДТ-НВ伽马密度测井仪的发射探头选用137Cs伽玛源，源强为240毫居里。密度探头由沿周向排列的6个小探头构成。其耐温可达120 ℃，耐压60 MPa，外径100mm，测速600m/h。适用于在套管壁厚度小于15 mm，固井用水泥密度在1.0~2.0 g/cm3之间的井中测量。
测井时，仪器在套管内居中，伽玛源向周围介质发射0.662Mev的伽玛射线，射线与套管内介质、套管、水泥环以及地层中的物质发生康普顿散射、瑞利散射和光电吸收等作用，各接收探头接收经过散射的能量下降的射线，从而可得到套管壁厚计数曲线、6条密度计数曲线、综合密度计数曲线及自然伽玛计数等曲线。再通过计算，可以得到充填介质平均密度、套管壁厚度及套管偏心率曲线。
通常，在利用MAK-II声波评价固井质量的基础上，参照伽马密度处理结果来给出固井质量及管柱技术状况的综合评价结果。这样可以很好的解决常规固井检查方法中在界面胶结不好的情况下不能判别井下固井情况的问题。该套仪器主要功能及优点如下： •评价水泥胶结质量。
•可以确定自由套管、水泥返高及混浆带。•确定环空充填介质的密度。•区分水泥缺失与微间隙。
•确定套管壁厚度并以此作为套管原始档案，为今后套管腐蚀检测提供依据。
补偿密度测井仪器刻度原理及应用 篇3
地层密度对于地层评价是一个非常有用和具有特征的参数,密度测井在石油勘探中具有非常重要的意义,是必不可少的一种测井方法。密度测井的主要用途是判断岩性和求孔隙度,和其他测井资料结合起来,对地层的含油情况做出正确的评价,它还应用于地层压力预测和地震地层学的研究方面。了解其技术原理、掌握刻度方法,对仪器的正确使用是非常重要的。
1 补偿密度测井仪的工作原理
补偿密度测井仪的基本结构都是由推靠器、探头、电路组成。仪器的放射源和探测器装在探头上,在测井时,在推靠器的作用下,探头紧靠井壁,放射源向地层发射伽马射线,密度测井仪选用的是Cs137源,它发射的伽马射线能量为0.662MeV,这些射线和地层物质发生康普顿散射,被散射的伽马射线被探测器记录。记录值经过适当的标定,根据探测器的读数就可以确定地层的密度值。
为了补偿泥饼对读数的影响,探头中设置了长、短探测器,为了避免泥浆对读数的影响,探头部分由推靠器推向井壁。在短源距的探测器上贴有镉片,用于过滤低能伽马射线,使肋线的直线性更好。探头内的屏蔽体是为了避免接收来的来自源的直接伽马射线和来自背面泥浆柱散射的伽马射线。
2 补偿密度测井仪刻度的原理
在密度测井仪中,对于选定的Cs137放射源,光子和地层的相互作用中康普顿占绝对优势,当源强和源距选定后,地层的密度越大,探测器接收的伽马射线越少,计数率就越小。地层的密度越小,探测器接收的伽马射线越多,计数率就越大。
在实际测井中,由于井壁不规则和推靠等因素,仪器测得的密度值(称为视密度)ρa,不仅与地层密度ρb有关,而且还与泥饼的厚度和密度及平均原子序数有关,所以为了消除泥饼的影响,使用双源距补偿的办法来求得地层密度。使用双源距补偿的办法,可以由长、短源距的计数率直接给出地层的密度值,而不用考虑泥饼的影响。
根据康普顿效应原理,可以得出双源距密度测井的补偿方程:
在式(1)中RL为长源距;L,S分别为长短源距计数值;α,β分别为脊角和肋角。几种补偿密度仪器的工作原理基本相同,下面就以2218密度仪刻度为例来说明其刻度过程。
3 补偿密度测井仪的刻度方法及常见问题
3.1补偿密度测井仪的刻度方法
几种补偿密度仪器的工作原理基本相同,下面就以2218密度仪刻度为例来说明其刻度方法。
刻度第一步:用镁块刻度。令ρ=ρ1,Δρ=0。其中ρ1=ρmg=2.2。由补偿方程(1)可得ρ1=(T-lnL1),(T-lnL1)-tgα(T-lnS1)=0。
刻度第二步:用铝块刻度。令ρ=ρ2,Δρ=0。其中ρ2=ρal=2.8。
由补偿方程(1)可得ρ2=(T-lnL2)(2)
上述两点刻度后,就可在脊肋图中确定脊线和脊角。
刻度第三步:用反镁块刻度。令ρ=ρ3,Δρ=0.2。其中ρ3=ρ反mg=2.48。由补偿方程(1)可得
由上式(2)、(3)、(4)可得:
由第三步得出的(5)式和(7)式,可确定肋线、肋角,如下图1所示:
令ΔL=lnL1-lnL2,则有eΔL=L1/L2,L1/L2即为刻度摘要中长短源距镁铝计数之比值。若在某种情况下,刻度出仪器的长源距正常而短源距镁铝比值偏小,则对应于脊线II的情况,这时计数S1,S2分别变为S1′,S2′。由图中可以看出ln S1′-ln S2′=ln(S1′/S2′)
3避雷网和避雷带避雷网和避雷带主要用于工业和民用建筑物h0=ph4-对其它密度仪器,其工作原理基本相同,刻度时比如2227和2228等都是四点刻度,但其刻度原理都基本类似。[)31)12)(23(321]ρρρρρρ---**SSSLn由第三步得出的(5)式和(7)式,可确定肋线、肋角,如下图1所示:
3.2补偿密度测井仪刻度时的常见问题及解决方法
在维修保养密度仪器时，长短源距信号必须调节到符合要求。可是由于示波器，探针或经验等问题造成了密度信号的偏差从而导致在刻度密仪器时，刻度值超出允许范围。
理解了上述刻度原理，我们就可以很快发现原因并找到对策。假如某支仪器刻度时如上所属，长源距政策，短源距比值偏低。短源距比值偏低说明In(S1/S2)偏低，脊角增大，则S1,S2计数都偏低。发生这种情况有下面几种原因：一是探测电路门槛过高;二是探测器性能降低;三是高压偏低。要解决上述问题就只需从上述三个方面入手，检查哪一项不符合要求，或偏低门槛值或更换探测器或使高压正常，从而解决问题。如果在实验室内检查上述三项都正常，可仪器短源距比值仍然偏低，那就会判断出短源距的探测器的位置不准确，要重新调节，因为，若RS偏小，就会使变大，造成上述结果。同理，长源距比值超范围，解决思路与上述基本相同。
4结论
深刻理解了密度仪器的刻度原理,我们就能对密度仪器刻度中出现的问题比如刻度偏大或偏小等做到心中有数,对于发生问题的原因才能够迅速做出判断,对症下药,对相关的电路参数进行调节,从而快速解决问题,大大提高了工作效率。
摘要：密度测井的主要用途是判断岩性和求孔隙度,在石油测井领域具有非常重要的意义。本文介绍了补偿密度测井仪器的工作原理,详细阐述了密度测井仪器刻度的原理及刻度方法,分析了刻度时常见问题并提出了解决方案。
关键词：地层密度,补偿密度测井,探测器,刻度,解决方法
参考文献
[1]胡澍.地球物理测井仪器[M].北京:石油工业出版社,1990.
[2]张利光.补偿密度测井仪的刻度及适用条件[J].核电子学与探测技术,2003(5).
密度测井 篇4
关键词：测井,岩性密度测井仪,高压,窗口,计数率
530岩性密度测井仪由装在液压推靠器的密度探头和电子线路NEC组成。经过一段时间的总结,仪器最常见的故障是提供给井下光电倍增管的高压稳不住,即长道或短道高压值一直搜寻高压,高压标志位始终为零,或者经常“0”、“1”两个状态位之间跳变。此时无法进行正常测井。
1 仪器测量原理
测井时仪器探头段紧贴井壁地层,仪器中的1.5居里的铯137伽马源向地层发出伽马射线,伽马射线与地层物质发生康普顿散射,经历复杂的过程后,方向改变,能量降低。当能量低于100 ke V以下时,发生强烈的光电吸收。仪器有长、短两个不同源距的探测器测量到达其位置的伽马射线,其中含有有关地层的信息。仪器有长、短两个不同源距的探测器测量到达其位置的伽马射线,其中含有有关地层的信息。从放射源发出662k e V的伽马射线,而探测到的是0~662 k e V的复杂能谱。在实际仪器中,对不同的谱段采取设置窗口的办法。长源距测量用于获得求取密度、岩性所需数据,短源距测量主要用于泥饼补偿。测井示意图如图1。
2 设置稳谱窗口
为了知道加到光电倍增管上的高压是否正确,在紧靠晶体端面的地方,放了一个单一能量为662 ke V的铯源。由于紧靠晶体,探测到的脉冲高度基本不受地层等环境的影响,把这个脉冲高度和已知能量的伽马输出进行比较,通过改变加到相应光电倍增管的高压可以调节输出脉冲的高度,直到它与基准脉冲高度吻合。在实际情况下,单一能量的伽马射线并不产生单一高度的脉冲,由于ke V到电压轮换中的统计起伏变化,脉冲高度聚集在一个中心平均值周围,符合高斯分布,脉冲高度的平均值应该和基准电压吻合。理论上设置的稳谱窗口为图2的稳谱窗口所示只需要两个。为了排除本底计数的影响,设置了四个稳谱窗口,分别为:N1的能量从538 ke V~600 ke V,N2的能量从600 ke V~662 ke V,N3的能量从662 ke V~724 ke V,N4的能量从724 ke V~786 ke V。N1,N2,N3,N4分别为四个稳谱窗口的计数。
3 稳压过程
岩性密度测井仪器的高压部分由高压控制部分和高压产生部分组成。高压控制电路接收高压控制指令经D/A变换后的电压信号和高压反馈信号,输出高压控制信号,送入探的高压电路来实时的控制高压从而实现稳谱。长道的高压信号HV LS DC,短道的高压控制信号是HV SS DC。我们知道,高压电源是为光电倍增管提供高压的,高压电源的输入输出关系为(以长源距为例):-HV=1700+230*LSOUT
如果由于温度或者其它原因使光电倍增管的放大倍数上升或是下降→N2-(N1-N4)/3≠N3→HV LS DC变化→LS OUT变化→HV降低或是升高→∣HV∣增大或是减小→光电倍增管的放大倍数上升或是下降。
由以上两种情况可知,地面系统的软件中判断等式:N2-(N1-N4)/3=N3是否成立,来调整光电倍增管的放大倍数,使仪器实现自动稳谱。如果达不到这个条件,高压就稳不住,地面的标志位为0,这时候的是无法进行测井的。
4 仪器维修实例
4.1 长道高压稳不住
检查发现,长道高压LSHV稳不住且无计数,通过调换仪器探头,确定问题出现在探头部分,拆卸探头检查,长道光电倍增管无输出,更换后正常。
4.2 测井时井时短道高压稳不住,时好时坏
查仪器在故障时短道各窗口计数跳变严重,经更换仪器发现故障发生在NEC上,根据电路图查看NEC的A2板模块,确定A2板窗口模块坏,更换后正常。
4.3 长短道高压均不稳
查长短道各窗口计数均为0,无信号上传。高压标志位一直为零,高压从低往高不停的循环往复的搜索,通过测井探头高压处实际高压为零,检查为高压电路出现故障,高压输出的滤波电容被击穿,导致高压短路无输出,使得实际没有高压加到光电倍增管上。
4.4 测井时长短道高压均稳不住
长道高压值从低到高循环变化,不能稳定。观察长道四个通道的值,只有在高压达到很高时,LITH窗口才有少量脉冲信号,说明井下高压达不到预定值。查探头部分振荡管正常,变压器正常。把振荡器输出和长短道的倍压电路对调,依然是长道高压值低。判断是长道倍压电路故障。更换高压总成后仪器工作正常。
5 结论
从以上仪器的产生故障可以看出,很多故障都可能表现为高压不稳,测井过程中的井下高压故障,可能是由于仪器的一个或者多个电路出现故障造成的,若出现高压稳不住的情况,应考虑以下几个方面的情况:
(1)首先用替换法确定是电子线路部分、探头部分(液压推靠器和岩性密度探头)出现故障。
(2)如果是探头部分出现故障,一般为高压电路本身出现故障,逐一检查高压部分各测试点即可。如果高压正常,还需继续检查脉冲输出放大部分电路。
(3)如果NEC线路部分出现故障,主要是A2板能谱窗口或者计数部分出现故障,对照各测试点测量,推荐使用电路板替换法确定故障所在电路板。
参考文献
[1]北京环鼎科技有限公司.岩性密度测井仪530数控测井,仪器使用维修手册.2007(资料)
用声波变密度测井识别微环的影响 篇5
关键词：声波密度测井,微环,影响
1 微环简介
微环是指套管外壁与水泥之间存在极其微小的环形空间, 一般直径在0.1mm左右。但微环之间是不连通的, 它与串槽一定要区别开来, 微环不影响固井质量和采油生产, 而串槽则影响采油和注水工作。微环形成的原因有:固井时注入水泥的压力不均;水泥凝固时套管热膨胀;固井后钻水泥塞、通井等作业撞击套管使水泥环受到震动;套管外壁上的涂漆或油脂等造成水泥脱落;固井前后井内静液柱的压力等。
2 解决办法
固井资料解释工作中对于存在微间隙影响的确认与评价方法。
工作中常见的微间隙有下面的情况: (1) 下面通过对发FX井进行两次变密度测井, 并将两次测井资料进行对比, 清楚地发现微环对变密度测井值的影响是不可忽视的。
该井第一次 (试压前) 声波变密度测井图如图1所示, 第二次 (试压后) 声波变密度测井图如图2所示。第二次测井, 测井资料显示:声波幅度值在100%左右;固井段 (与上次相同井段) 声波幅度值大大降低到10%左右, 地层波清楚, 且与完井声波时差曲线和第一次声波变密度测井资料有良好的对应关系。试压前后这两次测井图对比表明, 试压前显示固井质量差, 试压后显示固井质量比较好, 两次测井资料异常, 其原因完全是微环的影响。由此看来用声波变密度测井来识别微环的影响是一种可行的方法。
(2) 老井工程存在微间隙。随着油田生产进入中后期, 老井挖潜工作的需要势必需要经常对老井进行固井质量复查。这类测井资料中经常遇到在已经投产的井段以前固井质量好, 新的资料中却没有明显的地层波。遇有这种情况, 如果单纯就眼前的资料显示进行分析或者解释软件分析都会评价为固井质量差。而当我们参考老井固井资料, 通过对比分析, 就可以确定是否为井眼各种施工工艺造成的微间隙导致了新资料中地层波的缺失、甚至套管波严重, 进而给出更契合实际的评价解释结论。
(3) 存在微间隙的新井。在一些新井的固井资料中也会经常遇到微间隙的影响。但是由于没有老资料可以参考, 在实际工作中, 我们常常会与相关施工部门进行确认, 如果在固井施工中没有遇到固井水泥的漏失, 而且保证了可计算的固井水泥量的前提下出现了固井质量差的资料显示, 对于重要井段我们建议加测水泥密度资料对变密度分析结论加以认证, 以求避免变密度评价结果与实际情况不符, 造成工程上时间和成本的浪费。
图3中可见在2210米上下和2230-2240米井段变密度波形和声幅结论都是中等偏差, 后加测水泥密度结果显示, 这两段的水泥密度值都高于2220米处, 可见是由于微间隙影响了声波变密度的测井结果。该井段固井质量要评价为好。 (该井平均水泥密度1.88g/cm3)
3 经验总结
(1) “微环空”的存在明显增大了套管与水泥环之间的声阻抗, 造成测井与纯泥浆或胶结不好的响应一致。影响了固井质量解释。
(2) 微小间隙, 它使胶结好井段的套管波幅度显示为中等, 地层波显示为胶结不好或中等。微间隙使套管波幅度变大, 地层波强度变弱, 表现为水泥环胶结不好。
终上所述, 微环对声波变密度测井的影响如此之大, 需要我们在声波变密度测井解释中, 把微环的影响因素考虑进去, 对于无资料对比的情形建议用户加测水泥密度来甄别, 客观地综合评价固井质量, 使我们在生产中少走弯路。
参考文献
[1]库克.郝俊芳, 李自俊, 等译.国外完井技术丛书 (02) -固井[M].北京:石油工业出版社, 1997.
[2]常子恒.石油勘探开发技术[M].北京:石油工业出版社, 2001.
密度测井 篇6
1.1 声波变密度测井的原理
以HC-SGC声幅变密度自然伽马节箍组合测井仪为例, 这是一种单发双收的声波测井仪, 主要分为地面仪和井下仪两部分。
首先, 地面仪能够同步记录CBL声幅曲线和VDL变密度曲线, 这两种曲线用来测量和判断第一胶结面和第二交界面的固井质量, 也就是水泥和套管与水泥和底层之间的固井质量。地面仪所收录的四种测井曲线分别是CBL, VDL, 伽马线和磁定位。
其次, 井下仪可以分为两个主要部分, 一个用于发射信号, 一个用于接收信号, 即声系部分和电子电路部分。当声源的频率达到20KHZ的时候, 传播到两种介质的交界面就能够发生发射和折射, 不同的探头接受到这一声波信号, 经过输入变压器耦合、放大模拟, 最终送入电缆得到地面接收。
1.2 微环以及微环形成的原因
所谓“微环”, 是指的油井作业中套管外币与水泥之间形成的、微小的环形空间, 其直径一般在0.1毫米左右;这种级别的微环是不影响固井质量的, 也不会对采油过程产生影响。但是, 即便是微环之间不存在联通的状态, 也会严重影响串槽采油注水工作。采油注水工作室确保采油速度的关键, 为了充分保持油层能量和开采, 必须消除微环的影响。
微环形成的原因有以下几种:
1.2.1 在水泥凝固之前, 套管内释放了井口压力;
1.2.2 水泥凝固的过程中, 套管由于受热膨胀, 导致气流间隙;
1.2.3 固井后钻水泥塞作业或通井作业导致撞击套管, 造成水泥环的震动, 从而形成微环;
1.2.4 作业过程中套管的外部漆层或者污垢影响, 造成水泥脱落;
1.2.5 固井前后由于井内静液柱压力变化较大造成。
2 影响声波变密度测井值的因素
能够对声波变密度井值造成影响的因素很多, 例如:水泥环的厚度、水泥浆液密度、泥浆气体侵入、固井检测的时间等等。其中微环的影响是最严重的, 而且会存在长期隐患。
K6-116典型固井资料的收集工作先后经历两次完成, 将两次资料进行对比之后分析微环;自由套管井是指的在固井上部的部分, 该井段不涉及油或水的正常操作, 主要用来操作刻度仪器、制定评价标准等。
第一次, 固井测试资料显示, 自由套管的接箍明显, 声波幅度数值在非接箍处达到了100%, 同时在固井段有大段的声幅, 峰值达到50%;固井段长度为30-40米左右, 变密度波列的变化显示节箍信号良好, 地层波也很清晰, 与完井波时差曲线有良好的对应关系;K6-116井在使用声波幅度评价过程汇总, 发现固井质量等级为中级别, 也就是说从变密度波列分析, 第一胶结面和第二胶结面质量中等 (或下等) ;综上所有分析结果, 在排除其他意外因素的干扰下, 认定是微环的负面影响造成的, 因此可以绝对对该古井施压, 以改善两个胶结面的水泥胶结情况。
第二次 (与第一次相隔48小时以上) , 在进行加压调试之后, 声幅横波数值套在非接箍处达到100%。自由套管接箍的位置明显, 同一个固井段的声波幅度值降低到10%一下, 地层波也很清楚;同时发现完井声波时差曲线和第一次声波密度测井中发现的关系有良好对应, 效果也十分明显, 即在进行施压之前古井的质量明显比施压之后的质量差, 由此可以看出通过声波变密度测井, 可以非常清晰定位微环的影响, 并作为一种可行的识别方法。
3 水泥胶结质量评价
要明确的一点是, 在利用声波幅度进行固井质量检测的过程中, 相对幅度越大, 就说明固井质量越差;声幅和水泥胶结质量的关系是如下:
3.1 当声幅小于10%的时候, 说明水泥胶结质指数大于0.6, 这种状态下的水泥胶结质量最好;
3.2 当声幅在10%到30%之间, 说明水泥胶结指数在0.3-0.6, 这种状态下的水泥胶结质量可视为中等;
3.3 当声幅在30%以上, 说明水泥胶结指数在0.3以下, 这种状态下的水泥胶结质量可视为差等。
以声波变密度测井曲线和套管波信号以及底层波的信号强弱变化, 可以对第一胶结面和第二胶结面进行定性分析。
当声波变密度测井曲线显示, 只有较强的套管波信号, 为没有地层波信号, 则可以说明该井段为空套管;
当声波变密度测井曲线显示, 既没有套管波信号, 也没有地层波信号, 说明两个胶结面的水泥胶结质量很好;
当声波变密度测井曲线显示, 没有套管波信号, 但是有底层波信号, 说明第一胶结面的水泥胶结质量好, 而第二界面则比较差;
当声波变密度测井曲线显示, 存在套管波较强, 但是地层波信号很弱, 说明两个水泥胶结的质量一般。
4 结语
声波研究理论不断发展已经出现了声波全波列测井, 能够对水泥和地层的胶结情况进行分析评价, 适应的环境也更多。声波变密度测井是检验固井方法的一种, 在测量时, 主要依据套管波和地层波, 当存在井段比较长的时候, 微环或者其他因素的影响就比较明显, 因此要对多种情况实现领会应对。
参考文献
[1]王天波, 刘正锋, 张小晓等.声幅变密度测井定量评价固井质量的研究.测井技术.2002, 26 (1) :55-59.
[2]王冠贵, 声波测井理论基础及其应用, 石油上业出版社, 1988, 123-142.
[3]楚泽涵, 声波测井原理, 石油上业出版社, 1987, 129-144.
密度测井 篇7
密度测井仪主要是用仪器自带的铝块进行校准,这就存在仪器测量准确度不够的问题,只能作为一种定性仪器来大致划分岩性。由于油井与铀井在地质和工程参数、仪器尺寸及测量对象等方面有大的区别,不能简单地把石油部门的密度测井仪校准方法照搬到铀矿勘测中使用。因此,进行密度测井仪在铀矿勘查中的校准技术研究十分必要。
1 密度测井仪的基本工作原理①
密度测井仪的基本结构由推靠器、探头、电路段组成。仪器的放射源和探测器装在探头上( 也称滑板) ,测井时,在推靠器的作用下,探头紧靠井壁,放射源向地层发射 γ 光子。密度测井仪选用的是137Cs源,它发射的 γ 射线能量为0. 662Me V,这就排除了形成电子对的可能性。如果适当选择探测器的阈值,即可最大限度地避免光电吸收效应的影响,这样探测器记录的只是那些经与地层发生的一次或多次康普顿散射的 γ 射线,经过适当的校准,根据探测器的读数就可以确定地层的密度值。
在实际测井中,由于井壁不规则、推靠等因素,不可避免地在滑板和地层之间夹带泥饼,这时仪器测得的密度值( 称为视密度) 不仅与地层密度有关,还与泥饼的厚度、密度、平均原子序数有关。为此,在探头中设置长源距探测器和短源距探测器,常使用双源距补偿方法求得地层密度,双源距密度测井如图1 所示。
双源距密度测井的体积密度 ρb的计算式为:
式中AL———长源距灵敏度;
BL、BS———长、短源距的截距;
NL、NS———长、短源距的计数率;
α、β ———仪器脊角、肋角。
式( 1) 中,AL、α、β、BL、BS都可以由校准得到。
2 密度测井仪的校准技术
2. 1 校准装置选择
密度测井仪是利用康普顿散射原理测量地层密度的,康普顿散射的强弱与介质的电子密度有关,电子密度和体积密度成比例,所以岩石的种类对测量精度的影响很大。对于与校准模型岩性相同或者接近的岩石,密度测井仪测得的密度值( 称为视密度)ρa近似等于其体积密度 ρb,对于与校准模型岩性不同的岩石,ρb- ρa有时能超过仪器的测量精度[4]。所以密度测井仪校准时,应尽量选择与测量对象岩性相同或者相近的校准模型[2,5]。
随着铀矿找矿和采冶技术的发展,砂岩型铀矿已成为我国当前铀矿勘查的主攻类型,为减少物质成分差异对密度测量带来的影响,建议铀矿勘查中密度测井仪的校准采用砂岩制作的标准模型装置。
2. 2 校准参数
根据JJG 42-2014《密度测井仪检定规程》、SY / T 6579-2003《密度测井仪校准方法》和《天然放射性仪器检定规程通则》,结合密度测井仪在铀矿勘查中实际工作的要求,确定校准项目包括外观、正常工作性、密度示值误差、脊肋角、灵敏度、重复性及稳定性等。其中,脊肋角是补偿密度测井仪校准的重点与难点。
2. 3 校准方法
选择两种不同密度的校准模型,根据仪器在两种校准模型上的长、短源计数率值,计算出长源灵敏度AL、短源灵敏度AS、长源截距BL、短源截距BS,并计算出相应的脊角 α,在其中一块标准模型上加模拟泥饼,得到有泥饼情况下的计数率,根据该计数率作出肋线,并得到相应的肋角 β。有了参数AL、AS、BL、BS、α、β 后,就可以按式( 1) 计算密度值了。现以SYSTEM Ⅵ密度测井仪为例,探索铀矿勘查中的密度测井仪校准技术。
2. 3. 1 外观和正常工作性
检查仪器有无影响正常工作的损伤和缺陷,是否有型号、出厂编号和制造商名称,外观应整洁,有完好的密封圈,各处紧固件无松动,附件和资料齐全,特别是推靠臂能够正常使用,密度探管必须贴井壁测量,这样能消除泥浆对密度测井的影响。
2. 3. 2 重复性
重复性是密度测井仪的核心技术参数,是评价其质量优劣的主要指标。重复性是指在相同测量条件下,重复测量同一个被测量,仪器提供相近示值的能力。
密度测井仪长短源距探测器计数率的重复性检定按以下步骤进行:
a. 选取某一密度标准模型,将密度测井仪伽玛源到长源距探测器中心点连线的中点置于模型中心点;
b. 打开推靠臂,使伽玛源和探测器一侧的探管壁紧贴模型孔壁,测量次数不少于10 次。
密度测井仪长、短源距探测器计数率的重复性VL、VS的计算式如下:
式中n ———测量次数;
———n次测量长源距探测器计数率的算术平均值,s-1;
NLi———第i次测量长源距探测器的计数率,s-1;
———n次测量短源距探测器计数率的算术平均值,s-1;
NSi———第i次测量短源距探测器的计数率,s-1。
2. 3. 3 稳定性
稳定性是密度测井仪的核心技术参数,是评价密度测井仪质量优劣的主要指标。稳定性指仪器保持计量特性随时间恒定的能力。
稳定性用首次测量和重复测量( 重复测量与首次测量的时间间隔为4h,测井仪保持持续通电) 的长短源距探测器的计数率相对变化来描述。
密度测井仪长短源距探测器计数率的稳定性检定按以下步骤进行:
a. 将密度测井仪伽玛源到长源距探测器中心点连线的中点置于模型中心点;
b. 打开推靠壁,进行稳定性首次测量,要求长短源距探测器的累积计数不低于9 × 104;
c. 在其他检定项目完成后,再将密度测井仪放入同一密度模型的中心点,进行稳定性重复测量。
长短源距探测器计数率稳定性 δNL、δNS的计算式如下:
式中NL1———首次测量长源距探测器的计数率,s-1;
NL2———重复测量长源距探测器的计数率,s-1;
NS1———首次测量短源距探测器的计数率,s-1;
NS2———重复测量短源距探测器的计数率,s-1。
2. 3. 4 脊肋角和灵敏度
泥饼是钻井液在失水后固体颗粒在井壁形成的不同厚度的泥饼环。
在无泥饼影响的条件下,地层密度 ρ 与密度测井仪长短源距探测器计数率的对数ln NL、ln NS的关系曲线为一条直线,即为“脊线”; 在有泥饼影响时,长短源距探测器计数率的对数在图上的交会点会偏离脊线( 偏离的方向与泥饼的厚度、密度有关) ,这些受泥饼影响的曲线称为“肋线”,各条“肋线”近似平行,如图2 所示。计算密度时,根据长短源距探测器计数率N,可在脊肋图的肋线上找到一个点,沿该点所在的肋线找到与脊线的交点,脊线上该点的数值即为地层密度。根据两点确定一条直线的原则,确定“脊线”至少需要两种密度值模型,确定一组“肋线”至少需要一块泥饼[6]。
选取密度 ρ1= 2. 170g / cm3、ρ2= 2. 640g / cm3的标准模型和模拟泥饼一块,就可以利用它们获得仪器的“脊肋图”,如图3 所示,为减少“脊线”作图误差,所选的两点不能太近,即要求用于确定“脊线”的高低密度标准模型,其标称密度差值应不小于0. 4g /cm3,具体数据见表1。
由脊线上的两点求得长源距灵敏度AL=(ln NL2-ln NL1)/(ρ2-ρ1)=-1.39929,短源距灵敏度AS=(ln NS2-ln NS1)/(ρ2-ρ1)=-0.38426。
由,推得脊角,即有BL=-ρ1AL+ln NL1=-ρ2AL+ln NL2;BS=-ρSAS+ln NS,即有BS=-ρ1AS+ln NS1=-ρ2AS+ln NS2;肋角。
2. 4 密度值相对示值误差测试
密度测井仪确定了参数AL、AS、BL、BS、α、β后,按式( 1) 计算或根据仪器“脊肋图”确定密度值。选择标称密度 ρb' = 2. 295g / cm3的密度模型。将密度测井仪置于密度- 孔隙度测井模型标准中,打开推靠臂,在模型中心点定点测量。采集时间应能保证长短源距探测器的累积计数不低于9 × 104[7]。测试结果为: 测量值2. 309g /cm3与标称值2. 295g /cm3相对偏差为0. 6% ,符合通用放射性仪器相对示值误差小于5. 0% 的要求[8],说明仪器校准合格。
3 结论
3. 1 铀矿密度测井和油气密度测井都属于地层密度测井,测井工作极为相似,在仪器的一些测量校准技术上可以互相通用。
3. 2 铀矿井和油气井在地质、工程参数及测量对象等方面有大的区别,二者必然在仪器灵敏度、仪器尺寸、性能取舍及校准装置选择等具体技术细节上存在一些差异。因此铀矿密度测井必须符合铀矿测井的通用要求。如铀矿密度测井仪的校准建议选用砂岩制作的密度- 孔隙度测井模型标准,以减少密度测井仪测得的视密度值与体积密度值的差别。
参考文献
[1]李莉,刘秀琴,贾玉明.地下水封石洞油库工程潜油泵的控制方案设计[J].石油化工自动化,2015,51(1):14~17.
[2]高玉龙,朱迅,于占海,等.气田智能化气井监控系统研究[J].石油化工自动化,2015,51(1):25~28.
[3]贝纳德R W.直接测铀的瞬发裂变中子测井的解释[J].物探与化探,1980,(2):58~60.
[4]张利光.补偿密度测井仪的刻度及适用条件[J].核电子学与探测技术,2003,23(5):486~489.
[5]洪有密.测井原理与综合解释[M].东营:石油大学出版社,1998:222~228.
[6]黄隆基.放射性测井原理[M].北京:石油工业出版社,1985.
[7]SY/T 6579-2003,密度测井仪校准方法[S].北京:国家经济贸易委员会,2003.
密度测井 篇8
利用岩层对伽马射线的吸收来获取岩层密度, 测井方法有:中子测井、伽马射线测井、自然伽马测井, 这些测井都需要一个伽马射线源和伽马射线探测器 (接收器) , 对伽马射线的接收强度与源距有关, 地层致密吸收的伽马射线多, 底层疏松剩余的伽马射线多, 伽马射线与地层密度有直接关系, 通过接收剩余伽马射线来测量地层密度;适应于所有油气井测井;
1.1 基本概念
1.1.1 康普顿散射吸收系数Σ
中等能量的伽马射线和物质发生的是康普顿散射, 结果使伽马射线的强度减小。用康普顿散射吸收系数Σ表示, 与岩石体积密度有关。
1.1.2 岩石的光电吸收截面
描述发生光电效应时物质对伽马光子吸收能力的一个参数, 它是伽马光子与岩石中一个电子发生的平均光电吸收截面, 单位是b/电子。
分析表明, 能量为0.661Me V的中能伽马射线打入密度相同原子序数不同的三种地层介质时:位于光电效应区, 随着原子序数的增加而伽马计数率下降;Z相同, 密度不同时, 高能区计数率随着密度增加而下降。
1.2 密度和岩性密度测井原理
定义:密度测井是一种孔隙度测井, 它测量的是由伽马源放出的并经过岩层散射和吸收而被探测器所接收到的伽马射线强度。用来研究岩层的性质, 进行确定孔隙度的一种方法。
所选伽马源是能量范围为0.66Mev的铯等能量中等的伽马源。这时的吸收系数基本上是以康普顿效应的吸收系数μ为主的, 其它两种效应的吸收系数都可以忽略不计。
岩性密度测井在密度测井基础上发展起来的一种测井方法, 利用了伽马射线和地层介质发生的康普顿效应, 也利用了伽马射线和地层介质发生的光电效应, 即可确定地层密度、求得孔隙度, 又可确定地层岩性。
0.661Me V伽马射线通过地层介质, 高能谱段的伽马射线, 受康普顿效应散射影响, 到达探测器的伽马射线数量是地层介质电子密度的函数, 正比于地层体积密度, 计数伽马射线的计数率, 再根据计数率和介质密度的关系求出密度, 因受泥饼影响, 该密度不等于地层的体积密度, 为补偿泥饼影响, 采用长、短源距两个探测器探测得到两个计数率, 得到补偿值, 地层体积密度ρb等于ρb’+Δρ。
1.3 岩性密度测井资料的应用
(1) 、识别岩性:体积光电吸收截面U和光电吸收截面指数Pe, 可用来识别岩性。根据测井值U和其他测井得到的孔隙度Φ, 可得到岩石骨架的Uma, 因为各种岩石的Uma已知, 用该值就可识别岩性。
(2) 计算储集层的泥质含量
(3) 识别地层中的重矿物:根据Pe值的不同, 可识别重矿物。
2 岩石密度与储层的关系
每立方厘米体积岩石的质量叫岩石的体积密度, 单位是g/cm3。几种主要矿物的体积密度:石英2.654、方解石2.710、白云石2.870g/c m3。孔隙中包含流体的纯岩石的体积密度与孔隙度的关系:
特点: (1) 不同岩石的骨架密度不同, 所以在井剖面中根据密度能够把不同岩性的地层区分开。尤其是其它地球物理方法难以区分的盐岩与硬石膏、硬石膏与致密灰岩、致密灰岩与白云岩、石膏与高孔隙度灰岩等, 根.据密度的差别对将其区分开。
(2) 孔隙性地层相当于致密地层中岩石骨架的一部分被密度小的水、原油或天然气所代替, 故其密度小于致密地层。孔隙度越大, 地层的密度越小, 所以密度测井资料可用以求地层的孔隙度。
3 长6油层上覆压力的计算
3.1 垂向应力计算
(1) 利用密度测井资料计算垂向应力
七1329井长6油层深度300-400米, 利用密度测井资料可得七1329井长6油层垂向应力分布范围:
(2) 利用经验公式计算
利用上式可以计算出:七1329井的长6油藏 (井深300米处) 垂向应力分布在6.18M P a至8.25M P a之间;七1329井的长6油藏 (井深400米处) 垂向应力分布在8.24MPa至11.00MPa之间;
郭808井的长6油藏 (井深700米处) 垂向应力分布在14.42MPa至19.25MPa之间;郭808井的长6油藏 (井深800米处) 垂向应力分布在16.48MPa至22.00MPa之间;
(2) 利用经验公式计算:
最普遍的情况是, 构造应力在两个水平方向上不等。可将水平方向的两个主应力表达为:
由于该区块储层岩石波松比及水平主方向的两个构造应力系数无法得知, 故无法计算。
4 裂缝形态的判断
水力裂缝的形态 (垂直或水平裂缝) , 取决于地应力中垂向主应力与水平主应力的相对大小。裂缝方位则垂直于最小主应力轴。
4.1 水平裂缝
如果垂向主应力σz小于水平主应力σH, 将产生水平裂缝, 且裂缝方位垂直于σz值。例如, 七1329井垂向应力大约8MPa, 水平最大主应力大约28.074 MPa, 故压裂后最易形成水平裂缝。
4.2 垂直裂缝
如果垂向主应力σz大于水平主应力σH, 将产生垂直裂缝, 而裂缝方位又取决于两个水平主应力之间的大小。例如, 郭808井垂向应力大约18MPa, 水平最大主应力大约34.47M P a, 故压裂后30%易形成复杂裂缝, 70%易形成水平裂缝。
5 结论认识
通过两口井岩性密度测井资料, 可以得到该区长6浅层压裂后形成水平缝, 长6深层压裂后形成垂直缝。
摘要：密度测井技术是利用岩层对伽马射线的吸收来获取岩层密度, 通过中子源放射性测井, 完成对井身不同岩层密度的准确测量, 录取井深不同岩层密度资料。通过密度测井可以识别岩层的性质, 特别是可以利用密度测井数值计算出储层的上覆压力, 了解储层的压实效应, 进行裂缝形态研究。
关键词：密度测井,岩性密度,覆压力
参考文献
[1]郑传奎, 覃成锦, 高德利.力边界法向量在套管应力数值分析中的应用[J].天然气工业, 2006, 26 (9) :87-89.