專利名稱：一種聲速、分扇區(qū)水泥膠結(jié)測井儀聲系構(gòu)成及測井方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聲波測井領(lǐng)域，主要是一種聲速、分扇區(qū)水泥膠結(jié)測井儀聲系構(gòu)成及 測井方法。
背景技術(shù)：
勘探測井主要需要解決的問題是獲取地層的孔隙度、含油氣飽和度及滲透性問 題。目前，地層孔隙度的一個主要獲取手段是聲速測井；在油氣的指示方面尤其是氣的指示 方面，聲波測井非常靈敏；在滲透性方面，也可以通過激發(fā)斯通利波方式獲??；此外，通過 聲波還可以獲取地層應(yīng)力方向等一些地層機械特性參數(shù)，可用于指導(dǎo)鉆井。水泥膠結(jié)測井則是用以評價套管與水泥的膠結(jié)質(zhì)量和地層與水泥的膠結(jié)質(zhì)量，它 可以同時測得信號的傳播時間，以及聲波的全波列信號，是檢查固井質(zhì)量和找漏找竄等工 程測井的重要測井手段。常規(guī)的聲波測井儀器用于水泥膠結(jié)測井時，均為全向檢測套管水泥環(huán)的膠結(jié)質(zhì) 量，僅能反映所檢測的水泥環(huán)膠結(jié)質(zhì)量的平均值，不能反映水泥溝槽、部分膠結(jié)狀況或井內(nèi) 壓力等引起的檢測偏差。分扇區(qū)水泥膠結(jié)測井儀能很好地彌補這方面的不足。但當(dāng)井內(nèi)泥 漿比重過大(接近水泥比重)聲阻抗相近或過小(0. 1 1.0)聲阻抗差異很大時，光靠聲 幅，也很容易造成誤判。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是要克服上述技術(shù)的不足，而提供一種聲速、分扇區(qū)水泥膠結(jié)測 井儀聲系構(gòu)成及測井方法，本發(fā)明是聲波測井儀器的一種聲系構(gòu)成，既可在裸眼井測井時 提供高分辨率聲速時差，又可在套管井中按分扇區(qū)測量水泥膠結(jié)質(zhì)量。本發(fā)明實現(xiàn)目的所采用的技術(shù)方案。這種聲速、分扇區(qū)水泥膠結(jié)測井儀聲系構(gòu)成， 由發(fā)射探頭距發(fā)射探頭18英寸的扇區(qū)接收探頭，分別距發(fā)射探頭3英尺至5英尺間等間距 分布的5個接收探頭以及溫度探頭構(gòu)成聲系。所述的5個接收探頭為3英尺接收探頭、3. 5英尺接收探頭、4英尺接收探頭、4. 5 英尺接收探頭和5英尺接收探頭。本發(fā)明所述的聲速、分扇區(qū)水泥膠結(jié)測井儀聲系構(gòu)成的測井方法，用于水泥膠結(jié) 測井時，采用距發(fā)射探頭3英尺和5英尺的3英尺接收探頭和5英尺接收探頭來檢測聲幅 CBL、變密度VDL信號；增設(shè)一個距發(fā)射探頭18英寸的扇區(qū)接收探頭，新增的扇區(qū)接收探頭 由N個徑向探頭組成，每個探頭覆蓋套管周長的360/N度徑向范圍；增設(shè)一個溫度探頭，通 過井內(nèi)實時的溫度曲線，對膠結(jié)質(zhì)量作出精確的評估。用于勘探測井時，單發(fā)四收陣列，同 時測得深度推移井眼補償高分辨率時差A(yù)t及普通間距聲波時差ΔΤ。本發(fā)明有益的效果是本發(fā)明將高分辨率聲速測井和分扇區(qū)水泥膠結(jié)測井融為一 體，既解決了現(xiàn)有產(chǎn)品的不足，又提高了測井儀器的使用效率，降低了生產(chǎn)作業(yè)成本。附圖 說明

圖1是本發(fā)明的測試流程圖。圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖。附圖標(biāo)記發(fā)射探頭1，扇區(qū)接收探頭2，3英尺接收探頭3，3. 5英尺接收探頭4，4 英尺接收探頭5，4. 5英尺接收探頭6，5英尺接收探頭7，溫度探頭8，連接組件9，隔聲體10。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明本發(fā)明參照附圖1、2進行說明。采用由發(fā)射探頭I(XMIT)，距發(fā)射探頭18英寸的 扇區(qū)接收探頭2，SEC R(S1 SN)，分別距發(fā)射探頭3英尺至5英尺間等間距分布的5個接 收探頭Rl R5 (3英尺接收探頭3，3. 5英尺接收探頭4，4英尺接收探頭5，4. 5英尺接收探 頭6，5英尺接收探頭7)以及溫度探頭8 (TEMP)構(gòu)成聲系。本設(shè)計這種特殊的聲系構(gòu)成，很 好地解決了水泥膠結(jié)質(zhì)量評估時可能出現(xiàn)的各種問題。同時，它又可以為勘探測井提供具 有深度推移井眼補償?shù)母叻直媛事暡ㄐ盘枴１驹O(shè)計用于工程測井時，除了檢測常規(guī)的3英尺聲幅(CBL)、5英尺變密度(VDL) 信號外，新增的扇區(qū)接收探頭SEC R由8個徑向探頭組成，每個探頭覆蓋套管周長的45度徑 向范圍，而且距發(fā)射探頭T只有18英寸，因此，水泥環(huán)中的很小的問題都很容易被發(fā)現(xiàn)。而 新增的溫度探頭TEMP，它提供井內(nèi)實時的溫度曲線，在井內(nèi)泥漿比重處于兩種極端狀況下， CBL不能真實反映水泥膠結(jié)質(zhì)量時，借助溫度參數(shù)，就可以對膠結(jié)質(zhì)量作出較精確的評估。用于水泥膠結(jié)測井時，距發(fā)射探頭3英尺和5英尺的3英尺接收探頭3(R1)和5 英尺接收探頭7 (R5)用以檢測聲幅(CBL)、變密度(VDL)信號。CBL反映的是第一界面(套 管與水泥)的膠結(jié)質(zhì)量；VDL是斯通利波的強度曲線，它可以定性分析反映第二界面(水泥 與地層)膠結(jié)質(zhì)量好壞。CBLWDL提供的均為井周360度范圍的聲幅平均值，不能精確提供 某個局部出現(xiàn)的膠結(jié)質(zhì)量問題。為了解決這一問題，增設(shè)一個距發(fā)射探頭18英寸的扇區(qū)接 收探頭2SEC R(S1 SN)。由于新增的扇區(qū)接收探頭2由N個徑向探頭組成，每個探頭覆蓋 套管周長的360/N度徑向范圍，且距發(fā)射探頭XMIT只有18英寸，因此，每個探頭所對應(yīng)的 水泥環(huán)中的很小的問題(如空洞、裂縫)都很容易被發(fā)現(xiàn)。當(dāng)井內(nèi)泥漿比重過大(接近水泥比重)聲阻抗相近，即使這個層位沒有水泥，僅憑 聲幅，會誤以為膠結(jié)良好；泥漿比重過小(0. 1 1.0)聲阻抗差異很大時，即便膠結(jié)良好，光 憑聲幅，很容易造成誤判。而為了解決這個問題，增設(shè)一個溫度探頭8，新增的溫度探頭8， 它提供井內(nèi)實時的溫度曲線，在井內(nèi)泥漿比重處于兩種極端狀況下，通過增設(shè)的溫度探頭 TEMP,能很好地解決這個問題。水泥膠結(jié)測井是在灌注水泥后24小時 48小時內(nèi)完成，由 于水泥在凝固過程中會釋放熱量，井溫隨之升高，水泥越多，釋放熱量越多。當(dāng)井內(nèi)泥漿比 重處于兩種極端狀況下，CBL不能真實反映水泥膠結(jié)質(zhì)量時，借助溫度探頭8提供的井內(nèi)實 時的溫度曲線，就可以對膠結(jié)質(zhì)量作出精確的評估。本設(shè)計用于勘探測井時，單發(fā)四收陣列，可同時測得深度推移井眼補償高分辨率 時差A(yù)t及普通間距聲波時差ΔΤ。四接收陣列Rl R4 (3英尺接收探頭3，3. 5英尺接收 探頭4，4英尺接收探頭5，4. 5英尺接收探頭6)中各換能器的間距為6" (15.24cm)，預(yù)期對0. Im的薄層有明顯反應(yīng)，能較好地劃分0. 2m以上的薄層，因而具有更高的地層縱向分層能力。參照附圖3進行說明。聲系外面是刻槽外殼?？滩弁鈿?nèi)含發(fā)射探頭1 (即發(fā)射 換能器部件)，它是由兩個徑向極化的全電極換能器構(gòu)成；換能器下方用來減震、隔聲的一 個0型圈，用于發(fā)射換能器的透聲罩以及緊固件構(gòu)成。源距為18英寸的扇區(qū)接收探頭2 (即 扇區(qū)接收換能器部件)，是由具有N對切向極化電極的換能器及緊固件構(gòu)成；定義換能器支 撐軸上4個M6螺紋孔中任何一個為1，將扇區(qū)1換能器的位置和1對準(zhǔn)，然后裝入絕緣套和 鎖緊螺母，壓緊換能器使之不能旋轉(zhuǎn)，換能器下方有用來減震、隔聲的一個0型圈，用于扇 區(qū)換能器的透聲罩以及緊固件構(gòu)成。源距為3’的3英尺接收探頭3 (即接收換能器部件) 與源距為3. 5’、4’、4. 5’、5’的3. 5英尺接收探頭4，4英尺接收探頭5，4. 5英尺接收探頭6， 5英尺接收探頭7的構(gòu)成相同，都是由8條切向極化銀電極的高溫壓電陶瓷晶體換能器，以 及緊固件構(gòu)成；一個封裝在承壓裝置內(nèi)的溫度探頭8。發(fā)射探頭1與扇區(qū)接收探頭2之間，使用軸間有隔聲體10的連接組件9 (含波紋管 的連接組件)連接。扇區(qū)接收探頭2與3英尺接收探頭3之間，以及3. 5’、4’、4. 5’、5’3. 5 英尺接收探頭4，4英尺接收探頭5，4. 5英尺接收探頭6，5英尺接收探頭7之間，均用軸間 有隔聲體10的連接組件連接，組件構(gòu)成相同，長度各異。除上述實施例外，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要 求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種聲速、分扇區(qū)水泥膠結(jié)測井儀聲系構(gòu)成，其特征是由發(fā)射探頭(1)，距發(fā)射探 頭18英寸的扇區(qū)接收探頭O)，分別距發(fā)射探頭(1)3英尺至5英尺間等間距分布的5個接 收探頭以及溫度探頭(8)構(gòu)成聲系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分扇區(qū)換能器，其特征是所述的5個接收探頭為3英尺接 收探頭( 、3. 5英尺接收探頭(4)、4英尺接收探頭( 、4. 5英尺接收探頭(6)和5英尺接 收探頭(7)。
3.一種采用如權(quán)利要求1所述的聲速、分扇區(qū)水泥膠結(jié)測井儀聲系構(gòu)成的測井方法， 其特征在于用于水泥膠結(jié)測井時，采用距發(fā)射探頭(1)3英尺和5英尺的3英尺接收探頭 (3)和5英尺接收探頭(7)來檢測聲幅CBL、變密度VDL信號；增設(shè)一個距發(fā)射探頭(1)18 英寸的扇區(qū)接收探頭O)，新增的扇區(qū)接收探頭O)由N個徑向探頭組成，每個探頭覆蓋套 管周長的360/N度徑向范圍；增設(shè)一個溫度探頭(8)，通過井內(nèi)實時的溫度曲線，對膠結(jié)質(zhì) 量作出精確的評估。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲速、分扇區(qū)水泥膠結(jié)測井儀聲系構(gòu)成的測井方法，其特征 在于用于勘探測井時，單發(fā)四收陣列，同時測得深度推移井眼補償高分辨率時差A(yù)t及普 通間距聲波時差ΔΤ。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聲速、分扇區(qū)水泥膠結(jié)測井儀聲系構(gòu)成及測井方法，由發(fā)射探頭距發(fā)射探頭18英寸的扇區(qū)接收探頭，分別距發(fā)射探頭3英尺至5英尺間等間距分布的5個接收探頭以及溫度探頭構(gòu)成聲系。本發(fā)明所述的測井方法，用于水泥膠結(jié)測井時，檢測聲幅CBL、變密度VDL信號；增設(shè)一個距發(fā)射探頭18英寸的扇區(qū)接收探頭，扇區(qū)接收探頭由N個徑向探頭組成，每個探頭覆蓋套管周長的360/N度徑向范圍；通過溫度探頭測井內(nèi)實時的溫度曲線，對膠結(jié)質(zhì)量作出精確的評估。本發(fā)明有益的效果是本發(fā)明將高分辨率聲速測井和分扇區(qū)水泥膠結(jié)測井融為一體，既解決了現(xiàn)有產(chǎn)品的不足，又提高了測井儀器的使用效率，降低了生產(chǎn)作業(yè)成本。
文檔編號E21B47/14GK102071932SQ201010619548
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者吳建農(nóng), 張佳偉, 張曉紅, 歐陽洋 申請人:杭州瑞利聲電技術(shù)公司