俄罗斯MAK2-SGDT测井仪原理与应用经验分享.doc

俄罗斯MAK2 - SGDT测井仪
原理与应用经验分享
23155队 戴威 张国良
2010年10月，做为华北事业部生产测井项目部两名技术人员，我们被派往长庆事业部跟随其一线队伍完成了一口运用俄罗斯MAK2一SGDT测井仪的施工任务，对于这套引进设备的原理应用和测量方法进行了接触和学习，现将实际测井与学习过程中得到的认识和经验总结为几个方面分享如下：
一、仪器原理介绍
俄罗斯MAK2一SGDT测井仪器与目前常用的声幅一变密度(CBL—VDL)固井质量评价方法相比，它除了提供I、Ⅱ界面胶结情况外，还能提供套管偏心、套管厚度及环空水泥环平均密度值，因而，在斜井中、水泥返高至地面的稠油井中评价结果更加准确可靠。
MAK2一SGDT测井仪器无需进行空套管刻度；MAK2测井资料可以定量评价I、Ⅱ界面胶结情况；SGDT测井资料可以计算套管偏心、环空水泥环平均密度以及套管厚度，两种资料综合运用可以较为准确地评价出固井质量。
1.MAK2声波测井原理：
MAK2声波测井仪采用单发双收声系，发射探头T是磁致伸缩探头，接受探头R1和R2是压电陶瓷探头。T和R1之间的距离是1 m，R1和R2之间的距离是0．5 m。测井时，发射探头T发射15 kHz的声脉冲经套管、水泥环、地层、泥浆传播被R1和R2两个探头接受，从而得到两个全波列图。地面仪将两个全波列图转变成两个变密度灰度图。MAK2声波测井的原理与变密度测井原理基本一致，所不同的是，MAK2声波测井不提取首波绝对幅度的大小，而是研究首波的幅度衰减和时间特性。为此，从两个全波列中提取以下6条参数曲线：
T1——首波到达R1的时间；T2——首波到达R2的时间； kT——首波时差；dH——R1记录的首波衰减；I——记录的首波衰减；a——首波的衰减系数。
用以上6个参数与刻度数值进行比较分析，可得出I、Ⅱ界面的水泥固井质量评价结果。

图1 MAK-2声波变密度仪器结构示意图
2.SGDT伽马密度厚度仪测井原理：
SGDT伽马密度厚度仪有一个250 mCi的铯137伽马射线源，在其周围附近的介质有井液、套管、水泥及地层，在源距为0．24 m位置设置套管壁厚探测器，在源距为0．40 m的位置设置了6个不同方位均匀分布的水泥厚度探测器，还有1个自然伽马探测器，分别探测来自套管、水泥环、泥浆液介质产生非弹性碰撞的次生伽马射线记数，进而计算出水泥环平均密度、套管厚度、套管偏心。利用SGDT测井可以获得以下8条参数曲线：
GK—— 自然伽马计数曲线；TI——套管壁厚计数曲线；S1~S6— —水泥密度计数曲线。
将上面8条曲线结合裸眼井径和地层密度等资料，利用SGDT伽马密度评价系统，通过模拟井解释模型，给出充填介质平均密度、套管壁厚度和套管偏心率。可评价水泥胶结质量、水泥返高、套损位置、套管程序等。该套仪器声波能量大，无需套管刻度。SGDT与MAK2测井可直接直观判断第1或第Ⅱ界面串槽、水泥空隙、套管、水泥脱落及定性识别微环等。

图2 SGDT伽马厚度仪器结构示意图
二、固井质量评价方法
1、MAK2声波固井质量评价
根据T1、T2、△T、dId、 、 参数间的关系，应用MAK2声波固井质量评价系统可有4种结论：
(1)自由套管；
(2)判别I界面部分胶结，Ⅱ界面不确定；
(3)判别I界面完全胶结，Ⅱ界面完全胶结；
(4)判别I界面完全胶结，Ⅱ界面部分胶结。
2、SGDT伽马密度厚度仪固井质量评价
在MAK2声波固井质量评价结论基础上，利用伽马密度处理出的充填介质平均密度、套管壁厚度和套管偏心率来给出固井质量的综合评价结果。在声波资料指示为自由套管或I界面完全胶结的井段，根据相应的伽马密度资料只指出处理曲线数值即可。
KN——套管厚度曲线；EX——套管偏心曲线；p1—— 选择道水泥密度曲线；p2— —水泥环平均密度曲线。
MAK2一SGDT固井质量综合评价Ⅱ界面固井质量综合评价标准
第一界面胶结质量 Ⅱ界面固井质量评价 Ⅱ界面解释结论

第一界面胶结中等或差
平均水泥环密度中等偏大，地层波信号强 良好
平均水泥环密度偏小，甚至接近于钻井液 差
密度，地层波信号弱
平均水泥环密度中等 中等或差

第一界面胶结好
平均水泥环密度较大，甚至接近水泥密度 良好
地层波信号强
平均水泥环密度较小，地层波信号弱 差
高自然伽马值 中等
低自然伽马值 差

三具体资料分析

图3 MAK2-SGDT串槽和微间隙处资料指示

图4 MAK2-SGDT微间隙处资料指示

图5 MAK2-SGDT微环空处资料指示

图6 MAK2-SGDT水泥缺失处资料指示

图7 MAK2-SGDT仪器在长庆X19-18井实际应用测井图

图8 MAK2-SGDT仪器在长庆X19-18井实际应用测井图
四、仪器主要优点及不足
俄罗斯MAK-2及SGDT的组合测井方式与传统的CBL/VDL测井方式相比较有以下优点：
1、可以确定环空充填介质密度、套管程序、管外扶正器位置、套管壁厚度及套管偏心率；
2、不受高速地层的影响。
3、结合俄罗斯MAK-2测井资料可判定水泥环内的微环，环空，窜槽及当一界面部分胶结时，二界面胶结的状况，为用户进行以后的井下作业提供了真实的固井状况判定资料。
4、声波测井仪器发射能量较强，对于特殊套管固井的情况，比常规VDL测井更能准确，真实的反应水泥胶结状况。
5、在垂向上和径向上都具有高分辨率。
6、测量结果受仪器偏心影响小。资料质量基本不受井内流体影响。
同时与分区水泥胶结SBT测井方式相比较，能够更好地区分微环隙和差胶结，但是在成本和价格上要比SBT测井低得多。
俄罗斯MAK-2及SGDT的组合测井仪也存在一些不足之处，例如和其它类似的固井质量测井相比，俄罗斯MAK-2及SGDT的组合测井仪需要使用一个250mci伽马源，对人体有一定照射伤害。俄罗斯MAK-2及SGDT组合测井仪仪器内部探头晶体较多，运输使用过程中对仪器的防震性要求较高等等。