ICS 73.020 CCS E12
中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T 6641—2025
代替SY/T 6641—2017
固井水泥胶结测井资料处理及解释规范
Specification for logging data processing and interpreting of cement bond
2025—09-28发布 2026—03-28实施
国家能源局 发 布
SY/T 6641—2025
目 次
SY/T 6641—2025
前 言
本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的 规定起草。
本文件代替SY/T 6641—2017《固井水泥胶结测井资料处理及解释规范》。与SY/T 6641—2017 相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：
a) 增加了“术语和定义”部分内容(见3.4、3.8～3.10),更改了“术语和定义”部分内容(见
3.6和3.7,2017年版的3.5和3.6);
b) 增加了“测井原始资料质量控制”的内容(见第6章);
c) 增加了“测井资料处理”的部分“分扇区声幅型水泥胶结测井”的定量解释内容(见7.2.4);
d) 增加了“超声波扫描成像测井资料处理”“超声波扫描成像测井资料解释”(见7.2.5和
7.3.6);
e) 更改了“声波变密度测井资料解释”的内容(见7.3.1.1,2017年版的6.3.1.1)。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由石油工业标准化技术委员会石油测井专业标准化委员会( CPSC/TC 11) 提出并归口。
本文件起草单位：中国石油集团测井有限公司、中石化经纬有限公司、中海油田服务股份有限公 司。本文件主要起草人：刘东明、裴阳、何旭、韩焘、齐婷婷、赵伟祥、王璇、宁卫东、戴月祥、陈 鸣、杨志强、曹孟鑫、王猛、李海龙、徐锦峰、刘恒、张宁。
本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：
——2006年首次发布为SY/T 6641—2006,2017年第一次修订;
——本次为第二次修订。
固井水泥胶结测井资料处理及解释规范
1 范 围
本文件规定了固井水泥胶结测井项目，资料收集，测井资料预处理、处理和解释及图件等技术 要求。
本文件适用于固井水泥胶结测井资料处理及解释。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适 用于本文件。
SY/T 5945 测井解释报告编写规范
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
低密度水泥浆 low density cement slurry
密度介于1.30 g/cm³~1.75 g/cm³的水泥浆。
3.2
常规密度水泥浆 standard density cement slurry
密度介于1.75g/cm³~2.10 g/cm³的水泥浆。
3.3
微间隙 micro-annulus
在套管与水泥环之间径向厚度小于0.1mm 的环形间隙。
3.4
频谱分析 frequency spectrum analysis
利用套管、地层、流体的不同声波频率特征从声波变密度中提取信息的方法称为频谱分析法。 3.5
SY/T 6641—2025
一种利用扇形分布的接收换能器，分扇区测量套管波幅度，得到水泥胶结状况的测井方法。
3.8
超声波扫描成像测井 ultrasonic scanning imaging logging
一种通过声阻抗或声阻抗与挠曲波衰减率交会识别环空物质固液气相态、窜槽、微间隙和水泥充 填程度的测井方法。
3.9
第 一 界面(1界面) first interface
套管与水泥环之间的胶结面。
3.10
第二界面(Ⅱ界面) second interface
水泥环与地层(或外层套管)之间的胶结面。
4 固井水泥胶结测井项目
主要包含以下测井技术：
a) 声波变密度测井;
b) 伽马一伽马密度测井;
c) 分扇区衰减型水泥胶结测井;
d) 分扇区声幅型水泥胶结测井;
e) 超声波扫描成像测井。
5 资料收集
5.1 区域资料
区域资料应包括地理位置、构造井位图、地质设计任务书。
5.2 工程资料
主要包含以下内容：
a) 钻井及地质数据;
b) 套管程序(包括套管的外径、壁厚、材质及下深)和井下工具;
c) 固井时间、候凝时间、设计水泥浆密度及注入量和注入井段、预计水泥返高和水泥塞深度;
d) 固井和测井时井内液体性质、井内压力、井底温度、带压情况等;
e) 井下施工作业相关资料。
5.3 测井资料
主要包含以下内容：
a) 测井时间、测井仪器类型及型号;
b) 裸眼井和固井的测井资料及解释成果。
6 测井原始资料质量控制
6.1 声波变密度测井
6.1.1 测井时间应根据所使用的水泥浆性质确定，常规密度水泥固井应在固井24h 后测井，低密度 水泥固井应在固井72h 后测井。
SY/T 6641—2025
6.1.2 声幅在井筒自由套管井段刻度。井筒无自由套管声幅应采用车间刻度或邻井同规格自由套管刻度。
6.1.3 声幅重复曲线有效长度不应小于50m, 与主曲线对比重复相对误差不应大于10%。
6.1.4 声幅与变密度套管波首波灰度应有良好的对应性。自由套管段声幅在非套管接箍处数值接近声 幅刻度工程值，变密度灰度图套管波相线清晰、平直。声幅数值越低，变密度套管波相线灰度越弱， 反之越强。
6.2 分扇区声幅型水泥胶结测井
6.2.1 声波变密度测井部分按6.1的规定执行。
6.2.2 井筒内存在自由套管，应在自由套管段刻度各扇区声幅;无自由套管，应在同井筒套管规格一 致的刻度器中进行扇区声幅刻度。
6.2.3 自由套管或车间刻度各扇区与平均声幅相对误差不应大于10%。
6.2.4 扇区成像图色标颜色级别应根据声幅评价标准分级。
6.3 分扇区衰减型水泥胶结测井
6.3.1 声波变密度测井部分按6.1的规定执行。
6.3.2 选择管外环空介质均匀的深度段作为仪器刻度段，刻度时仪器旋转一周以上，深度采样点不应 少于1600个。
6.3.3 同一深度点扇区套管波时差差异应小于19.68 μs/m( 除套管接箍处);自由套管井段，平均衰 减率与最小衰减率差值应小于3.28 dB/m; 衰减率曲线无负值(除套管接箍处)。
6.3.4 扇区成像灰度图在自由套管、水泥胶结良好、水泥胶结差井段有明显变化，图形清晰，窜槽段 方位清晰;测量重复曲线50m 以上，与主曲线对比，重复相对误差不应大于10%。
6.4 伽马一伽马密度测井
6.4.1 自由套管井段计数率在统计涨落范围内应保持一致，扇区密度平均值与自由套管实际值绝对误 差应小于±0.15 g/cm³, 套管壁厚测量值的绝对误差应小于±0.45 mm。
6.4.2 在自由套管井段或完全充填井段，水泥密度计数率平均值与最大、最小密度计数率的相对误差 不应大于5%。
6.4.3 密度计数率曲线在自由套管、水泥充填良好、水泥充填差井段有明显变化，测量值符合井下实 际情况。
6.4.4 套管厚度计数率曲线随套管程序变化而变化，曲线稳定且套管接箍明显。
6.5 超声波扫描成像测井
6.5.1 井筒有自由套管时，应在自由套管段进行挠曲波衰减率刻度;否则，测井前应在车间进行衰减 率刻度。
6.5.2 胶结良好段声阻抗值应能准确反映套管环空水泥的声学特性。
7 测井资料处理及解释
7.1 测井资料预处理
7.1.1 深度校正
测井曲线经过深度校正后，各曲线深度误差不应大于0.2m。
SY/T 6641—2025
7.1.2 环境影响校正
根据地层的岩性、物性、井眼几何尺寸、管柱结构和井内流体类型等选择适当方法对所测项目进 行环境影响校正。
7.2 测井资料处理
7.2.1 声波变密度测井资料处理
7.2.1.1 声幅资料处理
将以毫伏(mV)为单位的声幅曲线转换成以自由套管井段数值为100%的声幅相对幅度曲线， 计算方法见公式(1):
…………………………………………
(1)
式中：
K——相对幅度，用百分数表示;
A——声幅曲线数值，单位为毫伏(mV);
A₀——自由套管井段声幅曲线数值，单位为毫伏(mV)。
7.2.1.2 变密度资料处理
7.2.1.2.1 在自由套管或一界面胶结差井段选择长源距(1.524 m)波形第一周期的起始位置作为套管 波首周前沿。
7.2.1.2.2 在自由套管或一界面胶结差井段选择长源距(1.524m)波形第一周期的结束位置，也是套 管波第二周期的起始位置，作为套管波首周后沿。
7.2.1.2.3 在自由套管或一界面胶结差井段选择长源距(1.524 m)波形第二周期的结束位置作为套管 波次周后沿。
7.2.1.2.4 在胶结良好井段，选择小波分解尺度值。
7.2.1.2.5 根据地层波首波来选择地层波第一周的起止时间。
7.2.1.2.6 根据检测区间始、止选择地层纵波的检测起止时间。
7.2.1.2.7 I界面胶结指数、Ⅱ界面胶结指数及声波水泥充填率的计算分别见公式(2)、公式(3)和 公式 ( 4):
式中：
FD——I界面胶结指数，无量纲;
AM——套管波均方根幅度，单位为毫伏(mV);
AM——自由套管井段套管波均方根幅度，单位为毫伏(mV);
SY/T 6641—2025
AM,——完全胶结井段套管波均方根幅度，单位为毫伏(mV);
SD——Ⅱ 界面胶结指数，无量纲;
COR——地层波相似检测指数，无量纲;
COR——完全胶结井段地层波相似检测指数，无量纲;
COR,——自由套管井段地层波相似检测指数，无量纲;
FL——声波水泥充填率，用百分数表示;
SHN——套管波自回归系数熵值，无量纲;
SHN—— 完全胶结井段套管波自回归系数熵值，无量纲;
SHN。—— 自由套管井段套管波自回归系数熵值，无量纲。
7.2.2 伽马一伽马密度测井资料处理
7.2.2.1 确定套管壁厚度
7.2.2.1.1 选择解释井段使用的套管参数。
7.2.2.1.2 选择套管标准厚度计数值。
7.2.2.1.3 将套管壁厚度计数值曲线转换为套管壁厚度值曲线，图版参见图A.1。
7.2.2.1.4 计算的套管壁厚度值与标准井段的套管壁厚度值绝对误差应不大于0.5 mm, 否则应重新选 择标准井段的套管壁厚度值进行计算。
7.2.2.2 计算环空充填介质平均密度及套管偏心率
7.2.2.2.1 根据解释井段井径或钻头直径确定参数的数值。
7.2.2.2.2 根据解释井段使用的套管外径确定参数的数值。
7.2.2.2.3 根据钻井提供的套管标准厚度值确定参数的数值。
7.2.2.2.4 根据钻井提供的水泥浆密度的平均值确定参数的数值。
7.2.2.2.5 选择完全胶结井段平均密度计数曲线值作为参数的值。
7.2.2.2.6 根据解释井的钻井液密度和水泥浆密度确定环空充填介质密度上、下限值。
7.2.2.2.7 若解释井段内存在外层套管的套管鞋，应给出该套管鞋影响的深度范围。
7.2.2.2.8 根据图版计算环空充填介质平均密度，图版参见图B.1。
7.2.2.2.9 在自由套管井段，环空充填介质平均密度数值应与环空流体密度数值相符;在靠近井底胶 结好的井段，环空充填介质平均密度数值在固井使用的水泥浆密度值范围内变化。
7.2.2.2.10 套管偏心率的计算见公式(5):
………………………………
(5)
式中：
EXX——套管偏心率，无量纲;
Jmn— 最小密度计数曲线值，单位为脉冲计数每分钟( imp/min);
Jmx— 最大密度计数曲线值，单位为脉冲计数每分钟( imp/min);
d.——井径，单位为厘米 (cm);
d ——套管外径，单位为厘米 (cm);
P:——地层密度，单位为克每立方厘米 (g/cm³);
DEN——环空充填介质平均密度，单位为克每立方厘米 (g/cm³)。
SY/T 6641—2025
7.2.2.3 计算水泥密度充填率
对环空充填介质平均密度曲线选择完全胶结井段数值作为最大值，选择自由套管井段数值作为最 小值，根据公式(6)计算水泥密度充填率：
………………………………………
式中：
HL——水泥密度充填率，无量纲;
DEN 一完全胶结井段环空充填介质平均密度，单位为克每立方厘米(g/cm³);
DEN——自由套管井段环空充填介质平均密度，单位为克每立方厘米(g/cm³)。 7.2.3 分扇区衰减型水泥胶结测井资料处理
7.2.3.1 根据解释井的套管外径、套管壁厚、水泥抗压强度对胶结图像进行预处理。
7.2.3.2 变密度测井资料处理执行7.2.1.2的规定。
7.2.4 分扇区声幅型水泥胶结测井资料处理
7.2.4.1 扇区声幅第一界面资料处理
7.2.4.1.1 计算扇区衰减率
扇区声波衰减率的计算见公式(7):
ATC=A+K×(ATCp+ATCR)……………………………………(7)
其中，ATCp、ATCR见公式(8)和公式(9):
式中：
……………………………………
……………………………………
(8)
(9)
ATC—— 扇区声波衰减率，单位为分贝每米 (dB/m);
A、K——测井仪器的频率标定系数，无量纲;
ATCp— 平均声波衰减率，单位为分贝每米 (dB/m);
ATCR—— 差异衰减率，单位为分贝每米 (dB/m);
a——声波变密度测量单元0.914 m 探头的一致性标定系数，无量纲;
AM₃、AM₅——分别为仪器0.914 m 探头、1.524m 探头的声波幅度，单位为毫伏(mV); AP——扇区平均声波幅度，单位为毫伏(mV);
L——扇区探头的源距，单位为米(m);
X——第i 个扇区的一致性标定系数，无量纲;
AS;——第 i 个扇区的声波幅度，单位为毫伏(mV)。
7.2.4.1.2 计算水泥环视水泥抗压强度
水泥环视水泥抗压强度计算见公式(10):
式中：
CMT——视水泥抗压强度，单位为兆帕( MPa);
t——套管厚度，单位为毫米(mm);
AT——目的层的声波衰减率，单位为分贝每米(dB/m)。
7.2.4.2 变密度第二界面信息处理
7.2.4.2.1 变密度测井资料处理按照7.2.1.2的规定执行。
7.2.4.2.2 第二界面评价也可采用频谱分析法，参见C.1。
7.2.4.3 层间封隔性资料处理 参见C.2。
7.2.5 超声波扫描成像测井资料处理
7.2.5.1 根据超声脉冲回波计算套管壁厚、套管内径，反演环空物质声阻抗。
7.2.5.2 根据固-液一气( SLG) 三相图，利用声阻抗与挠曲波衰减率交会确定环空物质相态，如图1 所示。
声 阻 抗 ，Mral
图 1 固 一 液 一 气(SLG) 三相示意图
7.2.5.3 根据环空物质相态分布获取固体、液体、气体和不确定物质占比。
7.3 测井资料解释
7.3.1 声波变密度测井资料解释
7.3.1.1 声幅测井资料解释见表1。
表1声幅测井资料解释
SY/T 6641—2025
7.3.1.2 变密度测井资料解释见表2。
表2变密度测井资料解释
7.3.2 伽马一伽马密度测井资料解释
伽马一伽马密度测井资料解释见表3。根据水泥填充率，结合套管后环空内窜槽有无、大小、密 度及连通情况，将固井质量分为三类解释结论：
a) 充填好：环空内充填介质密度在固井使用的水泥浆密度范围内，水泥密度充填率大于或等于
0.9,零星液体点孤立分布，无连续沟通的窜槽;
b) 充填中等：环空内充填介质密度大于固井液密度且小于固井使用的水泥浆密度，水泥密度充填 率介于0.7～0.9,液体点较多但横纵向不连续，存在长度和宽度较小且分布密度不大的窜槽;
c) 充填差：环空内充填介质密度在固井液密度范围内，水泥密度充填率小于或等于0.7,存在连 通的一条或多条长度大于2m 且宽度大于20%的窜槽。
表3伽马一伽马密度测井资料解释
7.3.3 分扇区衰减型水泥胶结测井资料解释
变密度测井资料的解释执行7.3.1.2的规定，其他资料解释见表4。
SY/T 6641—2025
表4分扇区衰减型水泥胶结测井资料解释
7.3.4 分扇区声幅型水泥胶结测井资料解释
7.3.4.1 第一界面解释
依据视水泥抗压强度(CMT)、声波衰减率最大值(ATMX)、声波衰减率最小值(ATMN), 结合 一界面水泥胶结解释情况：
a) 当ATMX-ATMN≥6.56 dB/m且CMT≤1.72 MPa, 连续厚度大于2m, 评价为水泥沟槽;
b) 当1.72 MPa
c) 当3.45 MPa
d) 当 CMT>13.79 MPa,连续厚度大于2m, 评价为水泥胶结好。
7.3.4.2 第二界面解释
依据第二界面胶结指数BI₂ 解释。
常规密度水泥固井第二界面解释标准见表5。
表5常规密度水泥固井第二界面解释标准
低密度水泥固井第二界面解释标准见表6。
表6低密度水泥固井第二界面解释标准
7.3.4.3 层间封隔性解释
依据水泥环层间封隔性能指数LH、封隔性指数评价界限阈值LH1 、LH2 、LH3、视水泥抗压强度 CMT、视水泥抗压强度评价界限阈值CMT1、CMT2、CMT3 解释层间封隔性见表7。
表7扇区声幅层间封隔性解释
7.3.5 伽马一伽马密度与声波变密度测井资料综合解释
依据声波变密度解释结论和伽马一伽马密度解释结论进行综合解释，见表8。
表8伽马一伽马密度与声波变密度测井资料组合解释
7.3.6 超声波扫描成像测井资料解释
7.3.6.1 SLG图上凡是连续2m 井段出现的流体区域，都被保留显示在水力连通图上。
7.3.6.2 根据管外环空介质分布及流体沟通情况，可将固井质量分为如下几种：
a) 环空内基本为水泥，无窜槽，则固井质量“优”;
b) 分布纵向连通长度小于2m 小窜槽，宽度小于20%圆周，但没有连通，则固井质量“中等”;
c)SLG 图上有大于或等于2m 的连续蓝色流体(窜槽),宽度大于20%圆周，则固井质量 “差”;
d) 当超声波扫描成像测井测量井段还测有变密度时，可按7.3.4.2并结合SLG 三相图解释成果 综合评价第二界面胶结状况，见表9。
表9套后声波成像测井资料评价水泥环层间封隔
8 图件
对应不同的测井项目，提供1:20 0 或 1 :500固井质量解释(或综合解释)成果图。
9 解释报告编写
执行SY/T 5945的规定。
SY/T 6641—2025
附 录 A
( 资料性)
套管壁厚度计算图版
图A.1 给出了常见的套管壁厚计数数值曲线转换为套管壁厚曲线的计算图版。
TLU TL。 TUTL
a) 适用于外径为139.7 mm的套管 b) 适用于外径为177.8mm的套管
标引序号说明：
——套管壁厚度，单位为毫米 (mm);
TL/TL₀——其中IZ 为套管壁厚度计数曲线值，TL。为套管壁厚度标准计数值，单位均为脉冲计数每分钟(imp/min)。 注 ：刻度曲线中的数字表示刻度装置中标准套管壁厚值。
图A. 1 套管壁厚度计算图版
1
附 录 B
( 资料性)
环空充填介质平均密度计算图版
图B.1 给出了由水泥密度测井计数数值曲线转换为环空充填介质平均密度曲线的计算图版。
d— 井径，单位为厘米(cm);
d ——套管外径，单位为毫米 (mm);
EXX——套管偏心率;
P ——地层密度，单位为克每立方厘米(g/cm³);
—套管壁厚度，单位为毫米(mm);
J₀—— 等于JmJ₆r, 其中J 为平均密度计数曲线值，Jr 为纯水泥井段的平均密度计数曲线值，单位均为脉冲计 数每分钟(imp/min);
DEN——环空充填介质平均密度，单位为克每立方厘米(g/cm³)。
图B.1 环空充填介质平均密度计算图版
SY/T 6641—2025
附 录 C
(资料性)
频谱分析法和层间封隔性资料处理
C.1 频谱分析法评价第二界面
C.1.1 地层波频谱计算：将声波变密度VDL波形利用傅立叶变换获取频率谱。
C.1.2 地层波频谱选取：当声源频率为20 kHz时，套管波频率为14 kHz～20 kHz,地层波频率为 11 kHz～17kHz;当声源频率变化时，套管波地层波频率相应改变。
C.1.3 利用频谱分析在声波变密度的自由套管段和完全胶结段分别提取地层波频谱，并分别求取频 谱振幅面积，将目的层段地层波频谱振幅面积通过公式(C.1)计算第二界面胶结指数BI₂ :
…………………………………
(C.1)
式中：
A——目的层地层波振幅谱的极值面积;
Amx——完全胶结段地层波振幅谱的极值面积;
Amn——自由套管段地层波振幅谱的极值面积，无自由套管条件下Am取值为1。
C.2 层间封隔性资料处理
根据裸眼井测井井径或钻头直径与套管外径差值获取环空水泥环厚度。当水泥环厚度大于或等于 19 mm,根据公式(C.2)、公式(C.3)计算层间封隔性能指数LH:
………………………………… (C.2) Z=0.9984+161.55×e-0.005775CMT …………………………………(C.3)
式中：
LH——层间封隔指数;
M——相邻两产层之间的采样点数;
RLEV——固井质量测井深度采样间隔，单位为米(m);
Z— 一个深度采样间隔最小视水泥抗压强度系数;
CMT——视水泥抗压强度，单位为兆帕(MPa)。
根据公式(C.4)计算层间封隔系数STH,根据公式(C.5)～公式(C.7)计算封隔性指数评价 界限阈值，根据公式(C.8)～公式(C.10)计算视水泥抗压强度评价界限阈值：
STH=181.3e⁰.002555H …………………………………………………(C.4) LH1=0.7+3.5e-0.03892(CMT-0.3125STH) ……………………………………(C.5) LH2=1.1+3.2e-0.005066(CMT-0.6250STH) …………………………………… (C.6) LH3=1.5+2.9e-0.005850(CMT-0.9375STE) ………………………………… (C.7) CMT1=0.3125STH-256.9373In(0.2857LH-0.2000) ………………(C.8)
SY/T 6641—2025
式中：
H——深度，单位为米( m);
STH——层间封隔系数;
LHI、LH2、LH3——封隔性指数评价界限阈值;
CMT1、CMT2、CMT3—— 视水泥抗压强度评价界限阈值，单位为兆帕 (MPa)。
当水泥环厚度小于19 mm, 根据公式 (C.11) 用扇区最大声幅值计算声波最小衰减率，由公 式 (C.12) 对最小衰减率进行校正，由公式(10)获取视水泥抗压强度，应用水泥环厚度大于或等于 19 mm 的方法评价水泥封隔性：
………………………(C.11)
………………………………………(C.12)
式中：
a ——原始声波衰减率，单位为分贝每米 (dB/m);
A——声幅曲线数值，单位为毫伏(mV);
A。——自由套管井段声幅曲线数值，单位为毫伏(mV);
do——套管外径，单位为毫米 (mm);
ac——校正后的声波衰减率，单位为分贝每米 (dB/m);
Xm——水泥环厚度，单位为毫米(mm)。
评论