[發(fā)明專(zhuān)利]一種陣列聲波測(cè)井評(píng)價(jià)固井二界面膠結(jié)質(zhì)量的方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011483259.8
• 申請(qǐng)日: 2020-12-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112593922B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李盛清;張淼鶴;張廣棟;蘇遠(yuǎn)大;唐曉明
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類(lèi)號(hào): E21B47/00
• 分類(lèi)號(hào): E21B47/00;E21B47/18;E21B33/13
• 代理公司: 北京萬(wàn)科園知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11230
• 代理人: 杜澄心;張亞軍

1.一種陣列聲波測(cè)井評(píng)價(jià)固井二界面膠結(jié)質(zhì)量的方法，包括步驟如下：

步驟一、對(duì)陣列波形進(jìn)行預(yù)處理，還原波形曲線，獲取陣列聲波的全波列數(shù)據(jù)并根據(jù)需求進(jìn)行濾波處理，保留套管波主要成分；

步驟二、利用時(shí)間-慢度相關(guān)法STC提取套管波時(shí)差，根據(jù)套管波慢度和陣列接收器的源距，計(jì)算套管波波至；

步驟三、根據(jù)套管波至?xí)r間提取時(shí)窗內(nèi)套管波幅度，并由自由套管數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行標(biāo)定，得到相對(duì)幅度曲線；

步驟四、綜合套管波波至與相對(duì)幅度曲線合成一條新型固井質(zhì)量評(píng)價(jià)曲線，即IV曲線；

步驟五、固井質(zhì)量評(píng)價(jià)，根據(jù)固井質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)IV曲線對(duì)固井二界面膠結(jié)質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)；

步驟六、判斷是否處理完所有深度點(diǎn)，若是則結(jié)束處理，否則重復(fù)步驟二至五，直至處理完所有深度點(diǎn)；

所述步驟四具體為：

當(dāng)套管井的固井一界面膠結(jié)良好，二界面膠結(jié)差時(shí)，套管-水泥系統(tǒng)相當(dāng)于一個(gè)等效波導(dǎo)，此時(shí)陣列波形中的首波為在等效波導(dǎo)中傳播的波，也稱(chēng)作套管波；通過(guò)在水泥與地層之間設(shè)置微流體環(huán)來(lái)模擬二界面膠結(jié)差的情況，與自由套管和固井一界面膠結(jié)差時(shí)相比，二界面膠結(jié)差時(shí)套管波到時(shí)明顯滯后且幅度降低，而當(dāng)水泥膠結(jié)良好時(shí)，其全波波形沒(méi)有套管波；

通過(guò)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)公式將套管波到時(shí)和幅度二者合成為一條曲線，稱(chēng)之為評(píng)價(jià)指標(biāo)IV；

當(dāng)固井二界面膠結(jié)差，此時(shí)固井一界面膠結(jié)良好時(shí)，其全波波形中套管波到時(shí)明顯滯后即時(shí)差增大且幅度降低，因此考慮將二者相除，放大其變化特征；具體可表示為：

或

其中AMP為根據(jù)自由套管井段數(shù)據(jù)標(biāo)定后的套管波幅度數(shù)據(jù)，TTCS為套管波到時(shí)，DTCS為套管波時(shí)差。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陣列聲波測(cè)井評(píng)價(jià)固井二界面膠結(jié)質(zhì)量的方法，所述步驟二具體為：利用時(shí)間-慢度相關(guān)法提取陣列波形中的套管波時(shí)差DTCS，并根據(jù)公式1，確定套管波的到時(shí)TTCS：

TTCS＝DTCS·TR (3)

其中TR表示各接收器到發(fā)射器之間的距離。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陣列聲波測(cè)井評(píng)價(jià)固井二界面膠結(jié)質(zhì)量的方法，所述步驟三具體為：

根據(jù)確定的套管波到時(shí)TTCS，在全波列中確定相應(yīng)的套管波時(shí)窗，利用公式2計(jì)算時(shí)窗內(nèi)第n個(gè)接收器接收到的套管波幅度，即平均能量A_n：

其中W_n為接收到的波形數(shù)據(jù)，T_w為時(shí)窗長(zhǎng)度，T為時(shí)窗開(kāi)始的時(shí)間。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陣列聲波測(cè)井評(píng)價(jià)固井二界面膠結(jié)質(zhì)量的方法，所述步驟五具體為：

當(dāng)固井一界面膠結(jié)良好，二界面膠結(jié)差時(shí)，套管波到時(shí)明顯滯后且幅度降低，此時(shí)相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)值較大；當(dāng)固井一界面膠結(jié)中等時(shí)，其評(píng)價(jià)指標(biāo)值與前者相比有所降低；當(dāng)固井一界面膠結(jié)差時(shí)，其評(píng)價(jià)指標(biāo)值最低；由此可在固井一界面膠結(jié)良好的情況下判斷固井二界面的膠結(jié)質(zhì)量。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陣列聲波測(cè)井評(píng)價(jià)固井二界面膠結(jié)質(zhì)量的方法，所述獲取陣列聲波的全波列數(shù)據(jù)并根據(jù)需求進(jìn)行濾波處理是去除波列中低頻的斯通利波和高頻的測(cè)井噪聲。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陣列聲波測(cè)井評(píng)價(jià)固井二界面膠結(jié)質(zhì)量的方法，通過(guò)在水泥與地層之間設(shè)置2mm厚的微流體環(huán)來(lái)模擬二界面膠結(jié)差的情況。

7.一種陣列聲波測(cè)井評(píng)價(jià)固井二界面膠結(jié)質(zhì)量的裝置，其特征在于，實(shí)現(xiàn)上述權(quán)利要求1-6所述方法的一種陣列聲波進(jìn)行固井質(zhì)量評(píng)價(jià)處理裝置，包括：

波形預(yù)處理模塊，使用數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)采集陣列波形進(jìn)行濾波；

時(shí)差提取模塊，利用時(shí)差-慢度相關(guān)法對(duì)濾波后波形進(jìn)行處理，得到套管波時(shí)差和波至曲線；

幅度計(jì)算模塊，根據(jù)套管波慢度與波至，開(kāi)窗計(jì)算波形能量，得到多個(gè)接收器上套管波幅度；

評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算模塊，根據(jù)套管波波至與相對(duì)幅度相除得到評(píng)價(jià)指標(biāo)曲線。