[發(fā)明專利]在聲波幅度測井中對(duì)聲波發(fā)射電壓進(jìn)行矯正的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110264531.8
• 申請(qǐng)日: 2011-09-07
• 公開（公告）號(hào): CN102312670A
• 公開（公告）日: 2012-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鮑雪山;桑強(qiáng);肖加奇;白慶杰;潘良根;陶鈞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國石油集團(tuán)長城鉆探工程有限公司
• 主分類號(hào): E21B49/00
• 分類號(hào): 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(duì)聲波發(fā)射電壓進(jìn)行矯正的方法和系統(tǒng)，其中所述聲波發(fā)射電壓表示加載在發(fā)射測井聲波的發(fā)射換能器上的輸入電壓。

背景技術(shù)

對(duì)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(duì)首先到達(dá)的聲波（稱為“首波”）的第一個(gè)波峰或者波谷的測量來實(shí)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(hào),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(gè)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(shí)間、幅度衰減和頻率變化信息來判斷固井情況或巖性和儲(chǔ)集層孔隙度及巖層彈性力學(xué)性質(zhì)。但是，我們同時(shí)應(yīng)該看到對(duì)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(duì)聲波的影響同樣會(huì)被反映在接收到的聲波信號(hào)上.在實(shí)際測井時(shí)，這些因素千差萬別，只有把測井?dāng)?shù)據(jù)都校準(zhǔn)到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下之后，這些數(shù)據(jù)才具有可比性。譬如在測井隊(duì)在方圓數(shù)公里的范圍內(nèi)進(jìn)行測井并對(duì)測井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行比較時(shí)，只有通過將不同地點(diǎn)的測井?dāng)?shù)據(jù)校準(zhǔn)到標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下，提高可比性，才能準(zhǔn)確客觀地實(shí)現(xiàn)測井?dāng)?shù)據(jù)比較，幫助決策最佳的采油地點(diǎn)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(hào)首先通過發(fā)射電路和換能器晶體的電聲轉(zhuǎn)換、以波動(dòng)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(huì)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(dá)套管，一部分被反射回泥漿，一部分會(huì)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(huì)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(dá)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(huì)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(biāo)號(hào)等等。其中，在對(duì)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(biāo)號(hào)和水泥環(huán)厚度等因素對(duì)聲波幅度的影響，進(jìn)而計(jì)算不同情況下聲波幅度的相對(duì)比值，達(dá)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(duì)發(fā)射換能器發(fā)射電壓波動(dòng)和環(huán)境壓力進(jìn)行過聲波幅度的矯正。

發(fā)明人通過多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，加載在發(fā)射換能器上的發(fā)射電壓的波動(dòng)，以及泥漿環(huán)境壓力對(duì)聲波幅度的影響也很大。測井中，聲波測井儀的纜軸電壓會(huì)有波動(dòng)；即使井場設(shè)備供電電壓穩(wěn)定，但是不同時(shí)間的、不同測試小隊(duì)在井場測量時(shí)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(zhǔn)在同一個(gè)參考電壓下，對(duì)井場測量的可重復(fù)性具有意義。另外，測量深度的變化會(huì)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(huì)影響測量的準(zhǔn)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