随钻声波测井固井质量评价理论与数值模拟研究

大斜度井、水平井的固井质量评价需求,推动了基于随钻测井仪器的固井质量评价技术的发展.本文基于弹性波传播理论,建立柱状分层介质的套管井随钻测井模型,模拟了不同水泥胶结情况的随钻声场响应,特别是其波形特征.结果表明,套管井中随钻与电缆波形特征最大的区别在于随钻波列中存在隔声衰减后的钻铤波.特别是当水泥胶结较好时,钻铤波与套管波幅度大小相近,甚至钻铤波幅度更大,而时间域上两者波形重叠,该特点使得常规电缆声波（声幅/变密度）固井质量评价方法不适用于随钻测井环境.本文考察了不同水泥胶结程度下随钻波列中套管波幅度和衰减与胶结指数的关系,形成一种同时利用幅度和衰减的随钻声波胶结指数计算方法,为随钻声波固井质量评价提供理论指导.

     

随钻划眼采集模式的过套管声波测井数值模拟与实验研究

随钻测井在高温高压井和大斜度/水平井应用广泛,在起钻或下钻的划眼过程中采集套管井段的声波数据,开展水泥胶结评价和地层评价的需求增加,因此套管井中开展随钻声场机理研究愈发重要.本文基于套管井随钻声波的柱状分层模型,利用实轴积分法对不同水泥胶结和地层软硬情况的随钻波形进行数值模拟,并进行传播速度特征研究.通过理论分析给出了...     

利用阵列声波进行固井质量定量评价的方法及其应用

声波法固井质量测井技术一般采用短源距测量方式测量套管波的幅度、衰减或套后声阻抗来进行固井质量评价,然而在油气田开发生产期间,用户往往提出地层声波信息和固井质量同时评价的要求,此时短源距测量方式已不能满足用户需求.在固井质量好的情况下,阵列声波测井能够得到地层声波信息,但对固井质量评价涉及较少.为满足客户需求,充分利用阵列波形中的信息,降低测井成本,本文基于阵列声波测井资料,开展了固井质量定量评价方法研究,首先数值模拟研究了不同固井质量情况下的阵列声波声场响应特征,然后利用阵列仪器多接收器的特点,引入了一种定量计算套管波衰减的方法,并结合常规固井质量CBL/VDL测井资料,建立了新的固井质量评价标准,实现了阵列声波固井质量的定量评价.通过处理现场测井资料,验证了该方法的正确性和有效性.     

同时反演泥浆与环空介质声阻抗的超声脉冲回波固井质量评价方法

固井质量评价是石油勘探开发过程中极为重要的一个环节, 对油气资源勘探开发效益以及油气资源安全生产和环境保护都有十分重要的意义.超声脉冲回波技术可以计算套管和地层间环空介质(水泥)声阻抗, 从而判断环空材料的种类以评价固井质量.传统的水泥声阻抗计算方法将井筒内的泥浆声阻抗看作是在环向上和轴向上均匀不变的值, 会导致计算的水泥声阻抗不准.为了解决这一问题, 本文利用多层介质模型的模拟数据研究了水泥声阻抗、泥浆声阻抗与脉冲回波波形在时域共振波区间内变换后的拟合直线的特征斜率与特征截距的变化规律, 提出了同时反演水泥声阻抗和泥浆声阻抗的方案.通过比较模拟数据、刻度井测量数据中的特征斜率和截距, 并构造迭代公式不断迭代水泥声阻抗、泥浆声阻抗, 形成了同时得到水泥声阻抗和泥浆声阻抗值的数据处理流程.数据处理流程经过等比刻度井数据测试, 反演结果与模型井实际情况一致, 证明了本文提出的数据处理流程的正确性.最后将本文的数据处理方法应用在某油田实测数据中, 并与传统数据处理结果进行了对比.

     

声波测井中的纵波和横波

充流体井中声传播理论是声波测井的理论基础。Blot（1952）绘出了充流体井中简正模式和斯通利波的频散曲线,White等（1968）首先计算了合成全波列波形,Peterson（1974）和余寿绵（1984）导出了简正模式和斯通利波的振幅表达式。余寿绵还预言纵波和横波是一种共振现象,为沿轴向传播存在特征频率的不衰减波。但是,现行理论认为纵     

声波測井,伽（亻马）-伽（亻马）測井在检查固井质量方面的应用

本文根据大量实际资料,肯定了声波测井、伽（亻马）-伽（亻马）测井在检查固井质量方面的应用效果,并对有关问题作了讨论. 应用声波测井和伽（亻马）-伽（亻马）测井的方法来检查固井质量,已得到普遍的应用,取得了良好的效果.     

声波測井,伽（亻马）-伽（亻马）測井在检查固井质量方面的应用

本文根据大量实际资料,肯定了声波测井、伽（亻马）-伽（亻马）测井在检查固井质量方面的应用效果,并对有关问题作了讨论. 应用声波测井和伽（亻马）-伽（亻马）测井的方法来检查固井质量,已得到普遍的应用,取得了良好的效果.     

含偏心钻铤充液井孔中正交偶极子声波测井的数值模拟研究

采用三维有限差分方法模拟了正交偶极子声源在含偏心钻铤的充液井孔中激发的声场,研究了钻铤偏心对模式波的种类、激发幅度、以及频散特征的影响.研究结果表明,钻铤偏心导致偶极子声源激发的声场的模式不唯一,观察到了除偶极模式外的单极模式波和四极模式波;钻铤偏心导致偶极模式波出现分裂现象,尤其是快速地层F2模式和慢速地层弯曲波的稍高频率的部分,且快、慢波所对应的两个方位为偏心的方位和与偏心方位垂直的方向;井孔折射横波以及快速地层F2模式的低频部分的慢度基本未受到钻铤偏心的影响,仍然能够正确反映地层的横波慢度及各向异性;对于本文研究的慢速地层井孔模型,当偏心距离l小于等于0.01 m时,弯曲波的慢度和激发幅度受钻铤偏心的影响很小,从快、慢弯曲波中提取的快、慢横波慢度基本能够反映地层的各向异性特征.     

利用随钻正交偶极子声波测井评价地层各向异性的数值研究

在随钻测井条件下,由于钻铤占据了井孔内的大部分空间,充液井孔中沿着井轴方向传播的模式波的特性与电缆测井非常不同.本文建立了随钻正交偶极子测井声学模型,采用三维有限差分方法模拟了偶极子声源在随钻条件下各向异性地层井孔内激发的声场,研究了地层的声学各向异性在随钻正交偶极子声波测井中的响应特征.数值模拟结果表明,在随钻测井条件下,对于井轴同TI地层对称轴垂直的情况,弯曲波分裂现象仍然存在,通过正交偶极子测量方式和合适的反演算法能够准确有效地确定地层的快横波方位角,可以考虑采用同正演理论相结合的反演算法来获得地层的快、慢横波速度及声学各向异性信息;对于井轴同介质对称轴呈一定夹角的TI地层井孔,情况变得非常复杂,不同井斜倾角下弯曲波的速度的变化趋势并非同对应的地层横波速度的变化趋势完全一致,不过在一定的频段内,地层横波速度仍然是弯曲波的最主要控制因素.对于本文研究的模型,当井轴同介质对称轴的夹角大于大于60°时,此时获得的弯曲波的各向异性值基本能够反映对应角度下地层横波速度的各向异性信息.     

苏北平原井下摆观测效果的讨论

文章以江苏省大丰台、盐城台、淮阴台、海安台，射阳台井下摆观测为例。比较它们的观测结果，分析认为井下摆的观测效果不仅与地面复盖层的厚度有关，而且与井下摆周围的环境干扰，观测用井的质量有关。为了提高井下摆观测效果，应尽量减少环境干扰，并注意井的垂直度和固井，文章还指出，沿海地区井下摆受海浪干扰相当显著的。     

长源距声波测井资料分析处理

本文对长源距声波测井记录的波列特征进行分析,综述时域及频域处理信号的方法.阐明首波检测法、波形相似相关法、直接相位法的特点.讨论“软”、“硬”地层的不同特点,研究相应纵波、横波、管波的特征及其提取方法.并对“软”地层中管波速度反演横渡速度的模型进行了讨论.