声波变密度组合测井技术在采卤井修井中的应用

声波变密度组合测井技术在采卤井修井中的应用

王宁，曹飞，

青海煤炭地质一 0五勘探队，青海 西宁

摘　要：随着生产卤井开采时间的增加，井下开采盐层溶腔不断扩大、溶采高度逐渐上升，井下技术套管脱落或损坏，导致生产出卤量减少，为了保证盐矿正常采卤生产，通常采用机械修井方法，使盐卤生产井重燃生命活力。利用声波变密度组合测井技术来了解卤井地层、地质、套管、盐溶腔高度等信息，以便为修井提供可靠的基础资料。

关键词：采卤井；修井；变密度测井；声幅测井；自然伽玛测井；磁定位测井；盐溶腔高度；割管；堆积物

0前言

随着盐岩卤井开采时间的增加，井下开采盐层溶腔不断扩大、溶采高度逐渐上升，井下套管脱落或损坏，导致生产出卤量减少，为了保证盐矿正常采卤生产，通常采用机械修井方法，使盐卤生产井重燃生命活力。在机械修井中通常采取割管技术割掉上部可采盐层处的套管，使盐层充分暴露，以便水溶进行开采。但在割管前对盐井的地层、地质、套管、盐腔溶高等情况的掌握十分关键，利用物探方法来了解盐井地层、地质、套管、盐溶腔高度等信息，以便修井打下理论基础。我们在盐井修井施工中通常采用CBL/VDL测井技术来了解采卤盐井的相关物理信息。

1理论依据

盐井成井后通常下入技术套管并用水泥浆进行固井，水泥与套管和地层胶结都良好时，由于套管和固结水泥的差别较小，所以声波大量进入地层，因而套管波很弱，地层波很强，固井声幅为低幅值，在变密度图上套管波信号很弱或不存在。当采出卤水，使开采盐层形成溶腔，开采盐层段套管处于自由套管状态，管外原固井水泥可能脱落无水泥，形成溶腔后，地层波较弱或没有，界面波阻抗差别大，所以套管波反射很强，因而变密度相线的差别很大，套管接箍也能反映出来；声幅为高幅值，且在节箍处有明显负异常；自然伽玛值与完井前所测的自然伽玛曲线值相比较幅值低至基本为零。

2测井方法参数及测井原理

声波变密度组合测井常用的测井参数有：声幅测井（CBL）、变密度测井（VDL）、自然伽玛测井（GR）、磁定位测井(CCL)。

2.1声波变密度测井原理和特点

变密度仪器采用一个发射晶体和两个不同源距的接收晶体来组成声系，相距三英尺的晶体用来接收第一界面的声波幅度，相距五英尺的晶体用来接收第二界面的声波幅度。接收的变密度测井(VDL)测井曲线包含套管波、水泥环波及地层波，可以检查套管井第一、第二界面的胶结程度。在盐井修井中可用来确定溶腔高度。

2.2声幅测井原理和特点

声幅测井(CBL)又称水泥胶结测井。是测量声波在井内传播时，遇到不同界面后反射回来的声波幅度的大小，来判断界面胶结程度的一种仪器，测井仪的声系由两个压电晶体组成，一个发射，一个接收。声源的工作频率为20KHZ,重复频率15-20HZ，测井时声源发出的声脉冲在井内各个方向传播,当声波传播到两种介质的交界面时,会发生声波的反射和折射，当水泥与套管的胶结良好时，界面上的声波损失较小，若界面胶结不好时，界面声阻抗变大,反射的声波幅度较大。声幅测井就是根据这个原理,测量沿套管传播(称之为滑行波)的首波幅度大小,来判断套管与水泥环的胶结状况,测得的曲线叫CBL曲线，也叫水泥胶结比。用此种方法可以准确判断第一界面的胶结质量，检查套管外串通情况，判断套管与水泥面的微环空，还可以用来判断管外出气层的位置。在盐井修井中可用来确定溶腔高度。

2.3磁定位测井原理和特点

磁定位测井应用电磁感应原理,系统主要由永久磁铁和测量线圈组成,用来探测井中套管与套管间节箍的位置,当仪器沿井筒移动时，由于井筒内套管接箍管壁厚度的变化，导致仪器周围介质磁阻的变化从而使测量线圈中的磁力线重新分布，磁通密度发生变化，在线圈两端产生感应电动势。磁通变化率越大，测量线圈中产生的感应电动势就越大。其曲线主要用来解释套管节箍的实际井深，查找井内套管情况。

2.4自然伽玛测井原理和特点

自然伽玛测井是利用荧光物质的闪烁现象来记录核辐射的一种测井方法,是测量单位时间物质所辐射的粒子个数,进而测量地层总的自然伽玛辐射。通过对自然伽玛测量结果的分析,可以获取相应的地层结构信息。其测井曲线主要是划分岩性、判断储集层、进行地层对比、求泥质含量和作为各种曲线深度取齐时的标准曲线。在卤井修井测量自然伽玛曲线，主要用来跟磁定位曲线一起对深度进行校准，同时与完井前所测自然伽玛曲线相比较，来确定溶腔的结构。

3实际应用

3.1解释溶腔高度

由于卤井的长时间开采，在开采盐层段会形成溶腔。如图1所示为江西某盐矿实际测试成果，根据测井所测声波变密度、声幅资料显示，在所测井段881.80-900.00米处，变密度图形明显有套管波，声幅曲线呈现高幅值且套管节箍处有明显负异常，显示套管外无水泥胶结，说明该段因开采形成溶腔，故解释溶腔顶部高度在881.80米处。

图1解释溶腔高度

3.2解释溶腔结构

例如；江西某盐矿实际测试成果，该井的测试前根据矿方提供信息是注采无出卤。根据测井所测自然伽玛、声波变密度、声幅曲线资料显示，在所测井段881.80-900.00米处，声幅曲线呈现高幅值，变密度图形明显有套管波，说明该段因采卤形成溶腔，溶腔顶部高度在881.80米处。在889.50-900.00米井段，自然伽玛与完井所测的自然伽玛曲线形态明显变化，下部的盐层部位反应为高伽玛，说明套管周围有高伽玛含量的物质存在，就本井而言，高伽玛含量的物质来源采卤过程中形的的跨塌或不溶物堆积，所以推断此井段因采卤跨塌或不溶物形成堆积，可能是造成堵井导致无法出卤的主要原因。（后经下钻修井验证，与测井解释提交的资料相符）

3.3解释修井割管深度

当仪器在套管里移动时，磁定位曲线受套管影响会有一定起伏，当仪器超过套管的位置时，磁定位曲线成为一条笔直的线，如图3所示为江西某矿割管前后测磁定位曲线的对比，割管后根据曲线反应割管深度在889.5m。

图2解释割管深度

4结论

在卤井修井中，由于井下地层的复杂，套管和腔体情况不可预见性，对孔内情况的充分掌握是修复卤井成败的关键，利用声波变密度组合测井技术，根据测井曲线特征分析可以准确的判断出卤井内套管、地层、盐层、溶腔等情况，为卤井修复提供最佳的处理方案。对降低修井成本、提高卤井修复率起到很好的作用。

【参考文献】

[1]声波测井原理与应用/ 章成广，江万哲，潘和平 编著[M].北京：石油工业出版社，2009.3

[2 ]地球物理测井/尉中良等编著.[M].北京：地质出版社，2005.8

[3]江西新干盐矿L14井溶腔测井技术报告/鲁辉，石冰之等主编，2014.5

[作者简介]

王宁（1988-），男，陕西渭南人，助理工程师，物探专业，现工作于青海煤炭地质一0五勘探队，主要从事测井技术工作。