一種獲取膠結(jié)率的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及測井技術(shù)，尤指一種獲取膠結(jié)率的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 物質(zhì)的密度與聲波縱波速度的乘積叫聲阻抗。流體的水泥漿、水與固結(jié)后的水泥 石具有不同聲阻抗。用聲波可以測量套管外水泥的膠結(jié)狀況，對固井質(zhì)量評價。
[0003] 水泥膠結(jié)率是套管外表面固井水泥占據(jù)的面積與總面積的比例，簡稱膠結(jié)率。用 膠結(jié)率評價固井質(zhì)量，可以定量描述固井水泥膠結(jié)情況，從上世紀(jì)50年代至今，人們開發(fā) 了諸如聲幅測井儀（CBL，CementBondLog)、變密度測井儀（VDL，VariableDensityLog)、 用這類儀器的測井資料可以獲得水泥膠結(jié)率，但這類儀器的測量范圍較大，一般為1米井 段內(nèi)水泥膠結(jié)面積的平均值，影響因素較多，求得的水泥膠結(jié)率精度不高。
[0004] 脈沖超聲回波測井儀器，可以較準(zhǔn)確測量套管外物質(zhì)的聲阻抗，其測量范圍小，能 準(zhǔn)確測量3厘米（cm)范圍內(nèi)的套管外物質(zhì)的聲阻抗，因此可以精細(xì)描述固井質(zhì)量。最早的 井下脈沖超聲測井儀器出現(xiàn)在1962年，20世紀(jì)90年代開始出現(xiàn)第二代超聲波成像測井儀 器。斯倫貝謝（Schlumberger)公司的超聲成像儀（USIT，UltralsonicImagerTool)、哈里 伯頓（Halliburton)公司的井周聲波掃描儀（CAST-V，CircumferentialAcousticScanner Tool)和中海油服的多功能超聲成像測井儀（MUIL，MultifunctionUltrasonicImaging LoggingTool)均屬于脈沖超聲波成像測井，這三種儀器主要對發(fā)射探頭激勵產(chǎn)生一個超 聲波脈沖信號，超聲波脈沖信號在套管內(nèi)流體和套管之間的界面、套管和水泥環(huán)之間的界 面、水泥環(huán)和地層之間的界面進(jìn)行多次反射，在每一個界面，都有一些能量被反射，一些能 量傳播出去，傳播出去的能量大小取決于界面兩邊的兩種材料的聲阻抗的差異。通過測量 超聲波脈沖信號的回波就能夠獲得聲阻抗。不同聲阻抗反映套管外不同物質(zhì)，如果套管外 物質(zhì)是水泥并且固井質(zhì)量好，則管外物質(zhì)的聲阻抗高；如果套管外物質(zhì)是流體（比如水）或 者固井質(zhì)量不好，則管外物質(zhì)的聲阻抗很低。也就是說，如果獲得的管外物質(zhì)的聲阻抗較 大，則固井質(zhì)量好；如果獲得的管外物質(zhì)的聲阻抗較小，則固井質(zhì)量差。
[0005] 然而，采用脈沖超聲回波測井儀器進(jìn)行測量時，由于在水泥密度較低時，水泥的聲 阻抗與流體阻抗接近，直接采用聲阻抗并不能很好地進(jìn)行固井質(zhì)量的評價，而現(xiàn)有技術(shù)中 尚未給出根據(jù)聲阻抗來獲取膠結(jié)率的有效方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種獲取膠結(jié)率的方法和裝置，能夠根據(jù)聲阻 抗獲取膠結(jié)率，且保證精度。
[0007] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提出了一種獲取膠結(jié)率的方法，包括：
[0008] 獲取同一深度的所有采樣點(diǎn)的聲阻抗；
[0009] 對于每一個采樣點(diǎn)，判斷出采樣點(diǎn)的聲阻抗小于第一預(yù)設(shè)閾值，根據(jù)采樣點(diǎn)的聲 阻抗獲取采樣點(diǎn)的聲阻抗差值；
[0010] 根據(jù)獲得的所有采樣點(diǎn)的聲阻抗和聲阻抗差值計算該深度的膠結(jié)率。
[0011] 優(yōu)選地，該方法還包括：
[0012] 根據(jù)所述膠結(jié)率評價所述深度的固井質(zhì)量。
[0013] 優(yōu)選地，所述獲取同一深度的所有采樣點(diǎn)的聲阻抗包括：
[0014] 對于所述深度的每一個采樣點(diǎn)，從采樣點(diǎn)的回波中獲取共振區(qū)域的穩(wěn)定部分；
[0015] 將獲得的共振區(qū)域的穩(wěn)定部分劃分為兩個或兩個以上區(qū)域；
[0016] 根據(jù)各區(qū)域的共振波計算每一個區(qū)域?qū)?yīng)的聲阻抗；
[0017] 根據(jù)各區(qū)域?qū)?yīng)的聲阻抗計算采樣點(diǎn)的聲阻抗。
[0018] 優(yōu)選地，所述根據(jù)各區(qū)域的共振波計算每一個區(qū)域?qū)?yīng)的聲阻抗包括：
[0019] 按照公式
【主權(quán)項】
1. 一種獲取膠結(jié)率的方法，其特征在于，包括： 獲取同一深度的所有采樣點(diǎn)的聲阻抗； 對于每一個采樣點(diǎn)，判斷出采樣點(diǎn)的聲阻抗小于第一預(yù)設(shè)闊值，根據(jù)采樣點(diǎn)的聲阻抗 獲取采樣點(diǎn)的聲阻抗差值； 根據(jù)獲得的所有采樣點(diǎn)的聲阻抗和聲阻抗差值計算該深度的膠結(jié)率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法還包括： 根據(jù)所述膠結(jié)率評價所述深度的固井質(zhì)量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述獲取同一深度的所有采樣點(diǎn)的聲 阻抗包括： 對于所述深度的每一個采樣點(diǎn)，從采樣點(diǎn)的回波中獲取共振區(qū)域的穩(wěn)定部分； 將獲得的共振區(qū)域的穩(wěn)定部分劃分為兩個或兩個W上區(qū)域； 根據(jù)各區(qū)域的共振波計算每一個區(qū)域?qū)?yīng)的聲阻抗； 根據(jù)各區(qū)域?qū)?yīng)的聲阻抗計算采樣點(diǎn)的聲阻抗。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)各區(qū)域的共振波計算每一個區(qū) 域?qū)?yīng)的聲阻抗包括： 按照公式Z, = 1.5-計算第i個區(qū)域?qū)?yīng)的聲阻抗； d1 其中，Zi為第i個區(qū)域?qū)?yīng)的聲阻抗，b2為第i個區(qū)域的共振波幅度和反射波幅度之 間的比值，B2為參考點(diǎn)回波中的中間區(qū)域或第i個區(qū)域的共振波幅度和反射波幅度之間的 比值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)各區(qū)域?qū)?yīng)的聲阻抗計算采樣 點(diǎn)的聲阻抗包括： 按照公式
計算所述采樣點(diǎn)的聲阻抗； 其中，Zp為所述采樣點(diǎn)的聲阻抗，Zi為第i個區(qū)域?qū)?yīng)的聲阻抗，N為區(qū)域數(shù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)采樣點(diǎn)的聲阻抗獲取采樣點(diǎn) 的聲阻抗差值包括： 按照公式
計算所述采樣點(diǎn)的聲阻抗差值； 其中，Pd為所述采樣點(diǎn)的聲阻抗差值，Zi為第i個區(qū)域?qū)?yīng)的聲阻抗，N為區(qū)域數(shù)，Zm為第i個區(qū)域?qū)?yīng)的基準(zhǔn)聲阻抗。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)獲得的所有采樣點(diǎn)的聲阻抗 和聲阻抗差值計算該深度的膠結(jié)率包括： 按照公式
其中，IJL為所述膠結(jié)率，G1為所述聲阻抗大于或等于第一預(yù) 設(shè)闊值的采樣點(diǎn)的數(shù)量，G2為所述聲阻抗小于第一預(yù)設(shè)闊值且聲阻抗差值大于或等于第二 預(yù)設(shè)闊值的采樣點(diǎn)的數(shù)量，M為所述深度的采樣點(diǎn)數(shù)量。
8. -種獲取膠結(jié)率的裝置，其特征在于，至少包括： 第一獲取模塊，用于獲取同一深度的所有采樣點(diǎn)的聲阻抗； 第二獲取模塊，用于對于每一個采樣點(diǎn)，判斷出采樣點(diǎn)的聲阻抗小于第一預(yù)設(shè)闊值，根 據(jù)采樣點(diǎn)的聲阻抗獲取采樣點(diǎn)的聲阻抗差值； 計算模塊，用于根據(jù)獲得的所有采樣點(diǎn)的聲阻抗和聲阻抗差值計算該深度的膠結(jié)率。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，還包括： 評價模塊，用于根據(jù)所述膠結(jié)率評價所述深度的固井質(zhì)量。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的裝置，其特征在于，所述第一獲取模塊具體用于： 對于所述深度的每一個采樣點(diǎn)，從采樣點(diǎn)的回波中獲取共振區(qū)域的穩(wěn)定部分；將獲得 的共振區(qū)域的穩(wěn)定部分劃分為兩個或兩個W上區(qū)域；根據(jù)各區(qū)域的共振波計算每一個區(qū)域 對應(yīng)的聲阻抗；根據(jù)各區(qū)域?qū)?yīng)的聲阻抗計算采樣點(diǎn)的聲阻抗。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的裝置，其特征在于，所述第一獲取模塊具體用于： 對于所述深度的每一個采樣點(diǎn)，從采樣點(diǎn)的回波中獲取共振區(qū)域的穩(wěn)定部分；將獲得 的共振區(qū)域的穩(wěn)定部分劃分為兩個或兩個W上區(qū)域； 按照公式
計算第i個區(qū)域?qū)?yīng)的聲阻抗； 其中，Zi為第i個區(qū)域?qū)?yīng)的聲阻抗，b2為第i個區(qū)域的共振波幅度和反射波幅度之 間的比值，B2為參考點(diǎn)回波中的中間區(qū)域或第i個區(qū)域的共振波幅度和反射波幅度之間的 比值； 根據(jù)各區(qū)域?qū)?yīng)的聲阻抗計算采樣點(diǎn)的聲阻抗。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的裝置，其特征在于，所述第一獲取模塊具體用于： 對于所述深度的每一個采樣點(diǎn)，從采樣點(diǎn)的回波中獲取共振區(qū)域的穩(wěn)定部分；將獲得 的共振區(qū)域的穩(wěn)定部分劃分為兩個或兩個W上區(qū)域；根據(jù)各區(qū)域的共振波計算每一個區(qū)域 對應(yīng)的聲阻抗； 根據(jù)各區(qū)域的共振波按照公式
計算所述采樣點(diǎn)的聲阻抗； 其中，Zp為所述采樣點(diǎn)的聲阻抗，Zi為第i個區(qū)域?qū)?yīng)的聲阻抗，N為區(qū)域數(shù)； 根據(jù)各區(qū)域?qū)?yīng)的聲阻抗計算采樣點(diǎn)的聲阻抗。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的裝置，其特征在于，所述第二獲取模塊具體用于： 對于每一個采樣點(diǎn)，判斷出采樣點(diǎn)的聲阻抗小于第一預(yù)設(shè)闊值，根據(jù)采樣點(diǎn)的聲阻抗 按照公式
計算所述采樣點(diǎn)的聲阻抗差值； 其中，Pd為所述采樣點(diǎn)的聲阻抗差值，Zi為第i個區(qū)域?qū)?yīng)的聲阻抗，N為區(qū)域數(shù)，Zm為第i個區(qū)域?qū)?yīng)的基準(zhǔn)聲阻抗。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的裝置，其特征在于，所述計算模塊具體用于： 按照公式
其中，IJL為所述膠結(jié)率，G1為所述聲阻抗大于或等于第一 預(yù)設(shè)闊值的采樣點(diǎn)的數(shù)量，G2為所述聲阻抗小于第一預(yù)設(shè)闊值且聲阻抗差值大于或等于第 二預(yù)設(shè)闊值的采樣點(diǎn)的數(shù)量，M為所述深度的采樣點(diǎn)數(shù)量。
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種獲取膠結(jié)率的方法和裝置，包括：獲取同一深度的所有采樣點(diǎn)的聲阻抗；對于每一個采樣點(diǎn)，判斷出采樣點(diǎn)的聲阻抗小于第一預(yù)設(shè)閾值，根據(jù)采樣點(diǎn)的聲阻抗獲取采樣點(diǎn)的聲阻抗差值；根據(jù)獲得的所有采樣點(diǎn)的聲阻抗和聲阻抗差值計算該深度的膠結(jié)率。通過本發(fā)明的方案，實現(xiàn)了根據(jù)聲阻抗獲取膠結(jié)率，且保證精度。
【IPC分類】E21B47-005
【公開號】CN104790939
【申請?zhí)枴緾N201510070644
【發(fā)明人】郝曉良, 謝景平, 牛朋, 莊春喜, 楊志華, 侯振永
【申請人】中國海洋石油總公司, 中海油田服務(wù)股份有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年2月10日