[發(fā)明專利]在聲波幅度測井中對聲波環(huán)境壓力進行矯正的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110264505.5
• 申請日: 2011-09-07
• 公開（公告）號: CN102330551A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鮑雪山;桑強;肖加奇;白慶杰;潘良根;陶鈞
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油集團長城鉆探工程有限公司
• 主分類號: E21B47/14
• 分類號: E21B47/14;E21B49/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉春元;李家麟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于在聲波幅度測井中對聲波環(huán)境壓力進行矯正的方法和系統(tǒng)，其中所述環(huán)境壓力表示隨測井深度變化的施加在測井裝置上的壓力。

背景技術(shù)

對聲波幅度信息的提取和利用在現(xiàn)代測井技術(shù)中占有非常重要的地位，在套管井測井（例如水泥膠結(jié)CBL、變密度測井VDL、固井聲波成像等）和裸眼井測井（例如聲波全波列測井、偶極和多極陣列聲波測井、聲波井下電視和超聲成像測井、聲波層析成像等）中都有應(yīng)用。而聲波幅度信息的提取往往又是通過對首先到達的聲波（稱為“首波”）的第一個波峰或者波谷的測量來實現(xiàn)的。

在<<聲波測井原理與應(yīng)用>>一文中[參見中國國家圖書館,京ICP備0501420號,網(wǎng)址:http://res4.nlc.gov.cn/home/pdfRead.trs?marcid=MDA0MTMyNjcz&channelid=2&bookid=01090489_54&dataid=cnbook&currentpage=1&pathinfo=933_200&top=&type=first&subchannel=0&ifPdfReader=0&jumpType=0&filenameSize=5&part=0],講述了聲波測井的主要方法,具體講述了聲波速度測井方法、套管井中聲波測井、聲波全波列測井、以及其它聲波測井方法。該文章的全部內(nèi)容在此被引作參考。

聲波從發(fā)射換能器出發(fā)，直到被接收換能器捕獲，造成聲波幅度變化的影響因素有很多。其主要因素是井壁情況，套管井中表現(xiàn)為套管—水泥，以及水泥—地層的兩個界面的膠結(jié)程度；裸眼井中主要表現(xiàn)為地層巖性特征。聲波測井方法就是通過測量記錄聲波，分析其傳播時間、幅度衰減和頻率變化信息來判斷固井情況或巖性和儲集層孔隙度及巖層彈性力學性質(zhì)。但是，我們同時應(yīng)該看到對聲波造成影響除了上述主要因素之外還包括發(fā)射電路和接收電路的電聲/聲電轉(zhuǎn)換效率、泥漿比重、井徑、深度等。而這些因素對聲波的影響同樣會被反映在接收到的聲波信號上.在實際測井時，這些因素千差萬別，只有把測井數(shù)據(jù)都校準到一個標準環(huán)境下之后，這些數(shù)據(jù)才具有可比性。譬如在測井隊在方圓數(shù)公里的范圍內(nèi)進行測井并對測井數(shù)據(jù)進行比較時，只有通過將不同地點的測井數(shù)據(jù)校準到標準環(huán)境下，提高可比性，才能準確客觀地實現(xiàn)測井數(shù)據(jù)比較，幫助決策最佳的采油地點和出油深度。

從聲波發(fā)射和接收傳播路徑來分析。原始電信號首先通過發(fā)射電路和換能器晶體的電聲轉(zhuǎn)換、以波動的形式傳遞到晶體外的介質(zhì)中，再通過硅油—橡膠皮囊—泥漿的聲阻抗匹配（耦合效果的好壞會影響聲波透射效率），將聲波透射到泥漿中去；聲波在泥漿中傳播，到達套管，一部分被反射回泥漿，一部分會透射到水泥中并在水泥和地層中傳播，還有一部分滿足臨界條件，形成套管波，如果是裸眼井，聲波除了在泥漿—地層界面的反射、透射，同樣會在臨界條件下，形成滑行波。最后，一些聲波在經(jīng)過泥漿、透過橡膠皮囊和硅油之后到達接收換能器晶體界面，最后通過晶體和接收電路的聲電轉(zhuǎn)換，被采集記錄下來。

如前所述，一些儀器工作環(huán)境因素也會影響聲波幅度。它們包括：聲波發(fā)射電壓的大小、電聲轉(zhuǎn)換性能、聲耦合效果、井徑大小、泥漿比重、套管材質(zhì)和厚度，水泥標號等等。其中，在對聲波幅度信息利用的典型應(yīng)用CBL（水泥膠結(jié)聲波測井）測量中，人們就是利用套管材質(zhì)、尺寸、壁厚、水泥標號和水泥環(huán)厚度等因素對聲波幅度的影響，進而計算不同情況下聲波幅度的相對比值，達到判斷水泥膠結(jié)狀況的目的。

但是目前為止，CBL測量和其他聲幅測井中，尚未有人對發(fā)射換能器發(fā)射電壓波動和環(huán)境壓力進行過聲波幅度的矯正。

發(fā)明人通過多次實驗發(fā)現(xiàn)，加載在發(fā)射換能器上的發(fā)射電壓的波動，以及泥漿環(huán)境壓力對聲波幅度的影響也很大。測井中，聲波測井儀的纜軸電壓會有波動；即使井場設(shè)備供電電壓穩(wěn)定，但是不同時間的、不同測試小隊在井場測量時使用的電源可能不同，通過電壓矯正，可以把所有批次的測量數(shù)據(jù)校準在同一個參考電壓下，對井場測量的可重復(fù)性具有意義。另外，測量深度的變化會導(dǎo)致環(huán)境壓力的不同，而這種變化反映在首波幅度上，如果不予以矯正，這種幅度變化與由于套管和套后水泥膠結(jié)狀況、以及地層巖性引起的首波幅度變化交織在一起，會影響測量的準確性。所以泥漿環(huán)境壓力的矯正也是有必要的。

發(fā)明內(nèi)容