徑測(cè)井是測(cè)量井眼直徑大小的一種測(cè)井方法。在裸眼井中，井壁地層受鉆井液沖洗、浸泡和鉆頭的碰撞，使得井眼直徑與鉆頭直徑往往不同;地層巖性、物性、機(jī)械強(qiáng)度的不同，造成井眼直徑也不同。在套管井中，套管長(zhǎng)期與地層水接觸，具有腐蝕性的地層水將對(duì)套管管壁造成損害，套管壁厚發(fā)生變化;不同方向的地應(yīng)力差異，也會(huì)使套管發(fā)生形變，引起套管內(nèi)徑變化。

測(cè)量井眼直徑的變化，是用井徑儀來(lái)完成的。井徑儀的種類(lèi)很多，在裸眼井中通常使用單臂、雙臂、3臂和4臂井徑儀;油田套管井常用的有微井徑儀、過(guò)油管2臂井徑儀、8臂井徑儀、X－Y井徑儀、10臂井徑儀、12臂井徑儀、16臂井徑儀、2傳感器40臂井徑儀、6傳感器36(60)臂井徑儀、40傳感器40獨(dú)立臂井徑儀以及方位井徑儀等。

1 井徑測(cè)井基本原理

通常使用的井徑儀，從儀器結(jié)構(gòu)看，主要有兩種形式:一種是進(jìn)行單獨(dú)井徑測(cè)量的張臂式井徑儀;另一種是利用某些測(cè)井儀器(如密度儀、微側(cè)向儀等)的推靠臂，在這些儀器測(cè)井的同時(shí)進(jìn)行井徑測(cè)量。

不論哪種井徑儀，它們的測(cè)量原理基本相同，比較簡(jiǎn)單。現(xiàn)以張臂式井徑儀為例，介紹井徑測(cè)井的基本原理。

實(shí)際進(jìn)行井徑測(cè)量時(shí)，將儀器下入井預(yù)計(jì)的深度上，然后通過(guò)一定的方式打開(kāi)井徑臂，于是互成90°的四個(gè)井徑腿便在彈簧力的作用下向外伸張，其末端緊貼井壁。隨著儀器的向上提升，井徑臂就會(huì)由于井徑的變化而發(fā)生張縮，并帶動(dòng)連桿作上下運(yùn)動(dòng)。連桿與一個(gè)電位器的滑動(dòng)端相連，于是井徑的變化便可轉(zhuǎn)換成電阻的變化。當(dāng)給該可動(dòng)電阻上通以一定強(qiáng)度的電流時(shí)，可動(dòng)電阻的某一固定端與滑動(dòng)端之間的電位差將隨著其間電阻值的變化而變化。于是，測(cè)量這一電位差，便可間接反映井徑的大小。

為了建立所測(cè)電位差與井徑值之間的關(guān)系，可作如下簡(jiǎn)單推導(dǎo)。

假定井徑值為某一初始井徑d0時(shí)，可動(dòng)電阻的滑動(dòng)端M與某一個(gè)固定端N(見(jiàn)圖4.1.2)之間的電阻rMN=0，即ΔUMN=0，則當(dāng)井徑值變?yōu)閐時(shí)，有:

地球物理測(cè)井教程

式中:β為比例系數(shù)。

由于:

地球物理測(cè)井教程

因此:

地球物理測(cè)井教程

令c=1/β，稱(chēng)為儀器常數(shù)，則:

地球物理測(cè)井教程

通過(guò)對(duì)儀器的校驗(yàn)，可以求得儀器常數(shù)c和ΔUMN=0時(shí)的初始井徑值d0。按式(4.1.4)對(duì)儀器進(jìn)行刻度后，測(cè)量時(shí)可記錄一條隨井深變化的井徑曲線(xiàn)。

需要說(shuō)明的是，井徑儀雖然都是測(cè)量井眼直徑，但它們反映的特征都不大一樣。例如，2臂井徑儀得到的是井眼的直徑;3臂井徑儀得到的是井眼的平均直徑;4臂井徑儀常給出井眼的和最小兩條直徑;40獨(dú)立臂井徑儀甚至可得到40條井徑曲線(xiàn)，通過(guò)處理能夠生成套管壁圖像。

2 井徑測(cè)井的應(yīng)用

2.1 劃分地層剖面和識(shí)別巖性

井眼直徑的變化，也是巖石性質(zhì)的一種間接反映，主要體現(xiàn)在

1)泥巖層和某些松散巖層，常常由于鉆井時(shí)泥漿的浸泡和沖刷造成井壁坍塌，使實(shí)際井徑大于鉆頭直徑，出現(xiàn)井徑擴(kuò)大。

2)滲透性巖層，常常由于泥漿濾液向巖層中滲透，在井壁上形成泥餅，使實(shí)際井徑小于鉆頭直徑，出現(xiàn)井徑縮小。

3)在致密巖層處，井徑一般變化不大，實(shí)際井徑接近鉆頭直徑。

因此，通常將井徑曲線(xiàn)作為一種輔助資料，與自然伽馬和自然電位曲線(xiàn)相配合，綜合劃分地層剖面和識(shí)別巖性。

2.2 用于其他測(cè)井曲線(xiàn)的井眼影響校正

在油氣層井段的組合測(cè)井中，井徑測(cè)量是*的。它可用在定量解釋中配合某些測(cè)井資料進(jìn)行井眼影響校正。

2.3 工程中的應(yīng)用

井徑測(cè)量資料對(duì)于計(jì)算固井所需水泥量也是的。套管外徑與井徑之間環(huán)形空間的體積就是固井水泥用量，工程上一般采用體積法計(jì)算:

地球物理測(cè)井教程

式中:V為固井水泥用量，m3;h為固井段長(zhǎng)度，m;d'為套管外徑，m;d為平均井徑值，m。

井徑曲線(xiàn)在固井工程上提供的固井段平均井徑通常是采用算術(shù)平均法求取的。先在每隔50m或25m(或更短一些的井段上)求該段井徑的平均值，然后再將各段井徑的平均值相加除以段數(shù)，即得平均井徑值。

2.4 在套管井中用于套損檢測(cè)

在套管井中進(jìn)行井徑測(cè)量，一般輸出和最小兩條套管內(nèi)徑曲線(xiàn)。若兩條套管內(nèi)徑曲線(xiàn)近似相等，則表明套管沒(méi)有腐蝕變形;若曲線(xiàn)有明顯差別，則表明套管發(fā)生了腐蝕變形。某些多臂井徑儀能夠輸出多條井徑曲線(xiàn)，其檢測(cè)效果更好。

特點(diǎn)

高分辨率

緊湊抗沖擊設(shè)計(jì)

尺寸輕

高溫應(yīng)用

可靠性軟件