專利名稱：套管井中的多模式聲成像的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種用于套管井的聲成像(acoustical imaging of casedwells)的方法和裝置。
背景技術(shù)：
在完井中，套管或管被設(shè)置在井筒中，一種填充物質(zhì)(通常為水泥)被注入到套管與地層之間的環(huán)空(annulus)中。這種水泥的主要目的在于使產(chǎn)油層和產(chǎn)氣層相互隔離，并與含水層(water-bearing strata)隔離。
圖1示出了套管井的示意圖。所述套管井在井筒11內(nèi)在不同物質(zhì)的接合處通常包括多個界面121、122、123。“第一界面”121處于套管14 內(nèi)的井筒流體13與套管14的接合處。套管14一般由鋼制成?！暗诙缑妗?22形成在套管14與套管14后面的環(huán)空15之間。如果水泥112適當(dāng)?shù)刂糜诃h(huán)空15中，那么“第二界面”122就會處于套管14與水泥112之間。“第三界面”123存在于環(huán)空15與地層16之間。地層16可包括多個層，例如產(chǎn)油層17、產(chǎn)氣層18和含水層19。
微環(huán)隙(micro-annulus)111可出現(xiàn)在套管14與水泥112之間的第二界面122處。微環(huán)隙111的形成是由于套管14內(nèi)壓力的變化。盡管存在微環(huán)隙111，層17、18、19還是可以被水泥112適當(dāng)?shù)孛芊狻?br> 然而，如果在套管與地層之間出現(xiàn)空隙(void)113，則水泥有可能不能提供一個層17、18、19與另一層的隔離。流體(例如，油、氣或水)會在壓力下通過空隙113從一層17、18、19移到另一層中，從而產(chǎn)生有害的情況或降低生產(chǎn)效率。尤其是某些情況下水進入到產(chǎn)油層17中可能導(dǎo)致油井不可開采。此外，油進入到含水層19中在環(huán)境上和經(jīng)濟上都是不期望的。因而，對環(huán)空成分進行成像，尤其是探測環(huán)空15與地層16之間的第三界面123對可靠地確定地層的不同層的水力隔離是重要的。
另一種對穿透套管成像(through-the-casing imaging)的需求存在于水力壓裂中，所述水力壓裂通常在井中下完套管之后進行并用于使井增產(chǎn)。通常，壓裂過程伴隨加砂，由此地層的某些層會釋放出細(xì)砂，細(xì)砂穿過套管射孔孔眼進入井中并隨后到達地面，這會損壞生產(chǎn)設(shè)備。如果能夠盡可能地探測出出砂區(qū)域，例如利用可穿過套管操作的成像技術(shù)，則這種問題就能夠被克服。
利用聲能的各種水泥評測技術(shù)(cement evaluating technique)已經(jīng)在現(xiàn)有技術(shù)中進行了應(yīng)用，其利用位于套管14內(nèi)的工具來研究對厚套管壁后面的區(qū)域的狀況。
現(xiàn)有技術(shù)中的第一種水泥評測技術(shù)圖2為第一種水泥評測技術(shù)的示意圖，其在套管24內(nèi)引入具有延伸模式(extensional mode)的聲波。第一種水泥評測技術(shù)在授權(quán)給Synott等人的美國專利No.3,401,773中進行了描述。測井儀(logging tool)21用于探測井28，該測井儀21包括常規(guī)的縱向隔開的用于發(fā)射的聲傳感器(transducer)22和用于接收的傳感器23。兩傳感器工作在約20kHz與50kHz之間的頻率范圍。填充物質(zhì)25將套管24與地層26隔離。測井儀21由電纜27懸掛在套管24內(nèi)。
用于發(fā)射的聲傳感器22利用聲波27聲穿透套管24，聲波27以延伸模式沿著套管24傳播，延伸模式的特征主要由套管的筒狀幾何形狀及其彈性波特征決定。折射波29被用于接收的傳感器23接收并將其轉(zhuǎn)換成接收到的信號。
對接收到的信號進行處理以提取出受套管24后面存在或不存在水泥25影響的信號的一部分。然后對所提取的部分進行分析，以提供其能量的測量值，作為套管24外存在或不存在水泥的指示。如果固體(例如，水泥)與套管24接觸，則以延伸模式沿著套管24傳播的聲波211的振幅局部減??；因此，接收信號的提取部分的能量相對較小。相反，如果液體(例如，泥漿)與套管24接觸，則以延伸模式沿著套管24傳播的聲波211的振幅減小得少；因此，接收信號的提取部分的能量相對較高。因而，套管24后面的物質(zhì)的狀態(tài)(例如，液態(tài)或固態(tài))可根據(jù)接收到的能量值評測出。該技術(shù)提供了有關(guān)鄰近套管24與環(huán)空之間的第二界面210存在或不存在水泥的有用信息。
然而，第一種水泥評測技術(shù)使用低頻聲波(20到50kHz)。熟知普通聲學(xué)理論、特別是聲波井筒的技術(shù)人員將理解，該套管延伸模式引入了套管24的整個筒狀結(jié)構(gòu)的振動。因此，沒有方位分辨率。結(jié)果可以僅作為深度的函數(shù)而繪制成曲線。
現(xiàn)有技術(shù)中的第二種水泥評測技術(shù)圖3為第二種水泥評測技術(shù)的示意圖，其用于研究套管32與形成在地層310中的井筒(borehole)39中的環(huán)空38之間的水泥結(jié)合的質(zhì)量。第二種水泥評測技術(shù)在授權(quán)給Mason的美國專利No.2,538,114和授權(quán)給Havira的美國專利No.4,255,798中進行了描述。這種測量根據(jù)超聲脈沖回波技術(shù)，因此安裝在測井儀37上的單一傳感器31以接近垂直的入射角聲穿透套管32并接收反射回波33。
傳感器31利用一選定頻率的聲波34聲穿透套管32，以激勵套管32的選定徑向段使其進入厚度共振(thickness resonance)。一部分聲波傳到套管中并在第一界面311與第二界面35之間反射。第一界面311存在于套管32內(nèi)的井筒流體與套管32的接合處。第二界面35形成在套管32與套管32后面的環(huán)空38之間。另一部分聲波則在第二界面35處的每次反射時損失在環(huán)空38中，從而導(dǎo)致聲波的能量損失。聲波損失能量的多少取決于套管32后面的物質(zhì)312的狀態(tài)。
第一界面311和第二界面35處的反射產(chǎn)生了傳送到傳感器31的反射波33。接收到的相應(yīng)于反射波33的信號具有隨時間衰減的振幅。對該信號進行處理以提取出振幅衰減率的測量值。根據(jù)該振幅衰減率，可計算出套管32后面的物質(zhì)的聲阻抗值。水的阻抗值接近1.5MRayl，而水泥的阻抗值一般會更高(例如，G級水泥的阻抗值接近8MRayl)。如果計算出的阻抗低于預(yù)設(shè)的閾值，那么就認(rèn)為所述物質(zhì)為水或泥漿。如果計算出的阻抗高于預(yù)設(shè)的閾值，那么就認(rèn)為所述物質(zhì)為水泥，并且水泥與套管之間的結(jié)合質(zhì)量是令人滿意的。
第二種水泥評測技術(shù)使用了超聲波(200到600kHz)。熟知普通聲學(xué)理論的技術(shù)人員將理解，所激勵的套管厚度模式(excited casing thickness mode)引入了限制在方位角范圍的套管段的振動。因而，與第一種水泥評測技術(shù)不同，第二種水泥評測技術(shù)提供了空間分辨率。
阻抗值可作為深度和方位角的函數(shù)被繪制成圖?？煞謩e在第一軸和第二軸上繪制深度和方位角。阻抗值可用顏色表示。
然而，第一種水泥評測技術(shù)和第二種水泥評測技術(shù)僅主要提供了位于第二界面35處的物質(zhì)的狀態(tài)的信息。
授權(quán)給Birchak等人的美國專利No.5,763,773披露了一種多部分的測井設(shè)備，該測井設(shè)備包括脈沖回波和斜度捕獲傳感器(pitch-catch transducer)，用于探測套管外的水泥。斜度捕獲系統(tǒng)指的是利用單獨的發(fā)射和接收傳感器，所述發(fā)射和接收傳感器的相對于套管法線的排列角度不為零(即，非垂直的入射角)。其中披露的內(nèi)容教導(dǎo)技術(shù)人員以相對于套管內(nèi)壁的法線成角度地排列所有的斜度捕獲傳感器，所述角度小于套管與其中的流體(例如，油或氣)之間的第一界面的橫波臨界角。此外，還披露了一種評價水泥密封特性的方法。該方法依賴于確定傳感器之間能量傳播的衰減。
現(xiàn)有技術(shù)中的第三種水泥評測技術(shù)第三種水泥評測技術(shù)在授權(quán)給Zeroug的美國專利No.6,483,777中描述。圖4示出了第三種水泥評測技術(shù)。測井儀41包括安裝在其中的用于發(fā)射的聲傳感器42和用于接收的聲傳感器43，該測井儀41用于對井411進行探測。用于發(fā)射的傳感器42和用于接收的傳感器43以角θ排列。角θ是相對于套管局部內(nèi)壁的法線N測量的。角θ大于套管44與流體47(例如，油或氣)之間的第一界面46的橫波臨界角。因此，通過用以角θ排列的激勵(excitation)聲穿透套管44，用于發(fā)射的傳感器42在套管44內(nèi)激發(fā)彎曲波A，其中角θ大于第一界面46的橫波臨界角。
彎曲波A在套管44內(nèi)傳播并將能量散發(fā)到套管44內(nèi)的流體47以及套管44后面的填充物質(zhì)45。一部分彎曲波B在環(huán)空410內(nèi)傳播并可在第三界面412處折回?；夭?9由用于接收的傳感器43記錄。從用于接收的傳感器43輸出的相應(yīng)于回波49的信號中可提取出傳播時間的測量值。
如果已知環(huán)空410的厚度，則波在環(huán)空410內(nèi)的速度就可由傳播時間計算出。波的速度取決于聲波在環(huán)空內(nèi)的性質(zhì)，而其又取決于填充物質(zhì)的特性(quality)。
如果在用于接收的聲傳感器43上方、在測井儀上的一位置處設(shè)置有用于接收的附加傳感器(圖中未示出)，那么就可在用于接收的附加傳感器的輸出結(jié)果中產(chǎn)生附加信號。從所述信號和附加信號中可提取出彎曲波的衰減。彎曲波的衰減取決于環(huán)空410內(nèi)的填充物質(zhì)的特性。
套管44后面的水泥的特性可由波在環(huán)空410內(nèi)的速度和/或彎曲波的衰減評測出。所述特性(例如，物質(zhì)的狀態(tài))可作為深度和方位角的函數(shù)繪制在圖上。
由于部分彎曲波B在環(huán)空410內(nèi)傳播，因此相應(yīng)的信號提供關(guān)于環(huán)空410內(nèi)的全部物質(zhì)的信息，即在套管44與第三界面42隔開的全部距離上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一方面提供一種對井筒套管后面的區(qū)域的狀況(description)進行成像的方法，所述方法使用可定位在套管內(nèi)的測井儀，所述測井儀承載有多個聲傳感器，所述方法包括利用所述多個聲傳感器中的用于發(fā)射的第一聲傳感器以第一聲波聲穿透所述套管，第一聲波具有第一模式，所述第一模式可以是如下定義的一組模式中的任何模式延伸模式、厚度模式、彎曲模式。在所述多個傳感器中選擇至少一個用于接收的第一聲傳感器，所述用于接收的第一聲傳感器具有適于接收相應(yīng)于第一聲波的第一回波的位置。在所述用于接收的第一聲傳感器處接收第一回波，并產(chǎn)生第一信號。從第一信號中提取第一測量值(measurement)。該方法還包括利用所述多個傳感器中的用于發(fā)射的第二傳感器以第二聲波聲穿透所述套管，第二聲波具有第二模式，該第二模式可以是所述一組模式中的任何模式。第二模式不同于第一模式。在所述多個傳感器中選擇至少一個用于接收的第二聲傳感器，所述用于接收的第二聲傳感器具有適于接收相應(yīng)于第二聲波的第二回波的位置。在所述用于接收的第二聲傳感器處接收第二回波，并產(chǎn)生第二信號。從第二信號中提取第二測量值。結(jié)合第一測量值和第二測量值評測井筒套管后面的區(qū)域的狀況。
在第一優(yōu)選實施例中，套管后面區(qū)域的狀況表征為設(shè)置在套管與地層之間的環(huán)空中的填充物質(zhì)的特性。
在第二優(yōu)選實施例中，第一模式為彎曲模式，第二模式為厚度模式。
在第三優(yōu)選實施例中，第一測量值為傳播時間的測量值，第二測量值為隨時間變化的振幅衰減率的測量值。
在第四優(yōu)選實施例中，環(huán)空內(nèi)物質(zhì)的阻抗值和縱波在環(huán)空內(nèi)的速度值由傳播時間的測量值和振幅衰減率的測量值計算。環(huán)空內(nèi)物質(zhì)的密度值由計算出的聲阻抗值和計算出的縱波速度值評測出。
在第五優(yōu)選實施例中，在多個聲傳感器中選擇用于接收的附加聲傳感器(additional acoustic transducer for receiving)。用于接收的附加聲傳感器不同于用于接收的第一聲傳感器。用于接收的附加聲傳感器具有適于接收相應(yīng)于第一聲波的附加回波(additional echo)的位置。在用于接收的附加聲傳感器處接收附加回波，并產(chǎn)生附加信號(additional signal)。由第一信號提取出第一振幅測量值，由附加信號提取出附加振幅(additional amplitude)的測量值。
在第六優(yōu)選實施例中，至少由傳播時間的測量值和振幅衰減率的測量值計算出多個探測參數(shù)。確定環(huán)空內(nèi)物質(zhì)的一組特性情況。對于每種特性情況，計算出探測參數(shù)計算值的特性情況的經(jīng)驗概率。選擇出最可能的特性情況。
在第七優(yōu)選實施例中，由選擇出的特性情況以及探測參數(shù)的計算值估測多個特性參數(shù)。
在第八優(yōu)選實施例中，所述多個探測參數(shù)包括環(huán)空內(nèi)物質(zhì)的阻抗、第一聲波的表觀速度以及第一聲波沿套管的彎曲波衰減。多個特性參數(shù)包括環(huán)空內(nèi)物質(zhì)的密度、第一聲波穿過所述物質(zhì)的橫波速度以及第一聲波穿過所述物質(zhì)的縱波速度。
在第九優(yōu)選實施例中，所述第一模式為彎曲模式，所述第二模式為延伸模式。
在第十優(yōu)選實施例中，利用多個聲傳感器中的用于發(fā)射的第三聲傳感器以第三聲波聲穿透所述套管，第三聲波具有第三模式，第三模式不同于第一模式和第二模式。選擇用于接收的第三聲傳感器，用于接收的第一聲傳感器具有適于接收相應(yīng)于第三聲波的第三回波的位置。在第三聲傳感器處接收第三回波，并產(chǎn)生第三信號。從第三信號中提取第三測量值。通過結(jié)合第一測量值、第二測量值和第三測量值評測套管后面區(qū)域的狀況。
所述填充物質(zhì)優(yōu)選為水泥。
在第十一優(yōu)選實施例中，在套管內(nèi)引導(dǎo)并旋轉(zhuǎn)所述測井儀，以便在深度和方位角范圍內(nèi)評測套管后面區(qū)域的狀況。
本發(fā)明的第二方面提供一種用于對井筒套管后面的區(qū)域的成分進行成像的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括可定位在套管內(nèi)并承載有多個聲傳感器的測井儀。該系統(tǒng)還包括多個聲傳感器中的用于發(fā)射的第一聲傳感器，其用于以具有第一模式的第一聲波聲穿透所述套管，所述第一模式可以是如下定義的一組模式中的任何模式延伸模式、厚度模式、彎曲模式。該系統(tǒng)還包括多個聲傳感器中的用于發(fā)射的第二聲傳感器，其用于以具有第二模式的第二聲波聲穿透所述套管，所述第二模式可以是所述一組模式中的任何模式，并且不同于第一模式。該系統(tǒng)還包括所述多個聲傳感器中的至少一個用于接收的第一聲傳感器。該用于接收的第一聲傳感器具有適于接收相應(yīng)于第一聲波的第一回波的位置。該用于接收的第一聲傳感器產(chǎn)生第一信號。該系統(tǒng)還包括所述多個聲傳感器中的至少一個用于接收的第二聲傳感器，其具有適于接收相應(yīng)于第二聲波的第二回波的位置。該用于接收的第二聲傳感器產(chǎn)生第二信號。該系統(tǒng)還包括提取裝置，其用于分別從第一信號和第二信號中提取第一測量值和第二測量值。該系統(tǒng)還包括處理裝置，其用于通過結(jié)合第一測量值和第二測量值評測套管后面的區(qū)域的成分的特性。
在第十二優(yōu)選實施例中，用于發(fā)射的第一聲傳感器和用于接收的第一聲傳感器排列成一角度，該角度大于套管與套管內(nèi)的流體之間的界面的橫波臨界角，所述角度是相對于套管的局部內(nèi)壁的法線測量的。
在第十三優(yōu)選實施例中，用于發(fā)射的第二聲傳感器指向套管局部內(nèi)壁的法線。用于發(fā)射的第二聲傳感器具有一頻率范圍，該頻率范圍選擇為將套管的選定徑向段激勵成厚度共振。
在第十四優(yōu)選實施例中，所述系統(tǒng)還包括多個聲傳感器中的用于接收的附加聲傳感器，該附加聲傳感器具有適于接收相應(yīng)于第一聲波的附加聲波的位置。所述用于接收的附加聲傳感器不同于用于接收的第一聲傳感器。用于接收的附加聲傳感器產(chǎn)生附加信號。
在第十五優(yōu)選實施例中，所述系統(tǒng)還包括位于測井儀外圍的傳感器元件的陣列，其至少以第一聲波和第二聲波聲穿透套管，所述第一聲波和第二聲波分別以第一模式和第二模式在套管內(nèi)傳播。
本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點將從下面的描述和所述權(quán)利要求中變得明顯。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的套管井示意圖。
圖2為現(xiàn)有技術(shù)的第一種水泥評測技術(shù)的示意圖。
圖3為現(xiàn)有技術(shù)的第二種水泥評測技術(shù)的示意圖。
圖4為現(xiàn)有技術(shù)的第三種水泥評測技術(shù)的示意圖。
圖5A示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的第二種水泥評測技術(shù)的聲阻抗的仿真測量圖。
圖5B示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的第二種水泥評測技術(shù)的物質(zhì)狀態(tài)的仿真評測圖。
圖6A示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的第三種水泥評測技術(shù)的聲阻抗的仿真測量圖。
圖6B示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的第三種水泥評測技術(shù)的物質(zhì)狀態(tài)的仿真評測圖。
圖7提供了根據(jù)本發(fā)明的對環(huán)空成分進行成像的示例性方法的流程圖。
圖8A示出了根據(jù)本發(fā)明的作為彎曲波衰減的仿真測量值的函數(shù)的聲阻抗的仿真測量圖。
圖8B示出了根據(jù)本發(fā)明的狀態(tài)的仿真評測圖。
圖9示出根據(jù)本發(fā)明的示例性裝置。
圖10示出了本發(fā)明的第二示例性實施例。
具體實施例方式
綜述現(xiàn)有技術(shù)的每種水泥評測技術(shù)提供了一種或多種不確定性相對較高的測量結(jié)果。當(dāng)由測量結(jié)果評測出環(huán)空內(nèi)填充物質(zhì)的狀態(tài)時，可能出現(xiàn)誤差。
圖5A示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的第二種水泥評測技術(shù)的聲阻抗值的仿真圖。提供了對應(yīng)于多種物質(zhì)的多組特征。對于確定的一組特征，計算出聲阻抗值。從而在圖5A的圖中繪制出多個聲阻抗值。對于相應(yīng)于流體狀態(tài)物質(zhì)的確定的一組特征用圓圈繪制。對于相應(yīng)于固態(tài)物質(zhì)的確定的一組特征用十字繪制。
從圖5A的圖可以看出，固態(tài)物質(zhì)的一組特征可具有較低的聲阻抗，如在1MRayl與2MRayl之間。這些值位于與液態(tài)物質(zhì)所具有的多個聲阻抗值相同的值范圍。從相應(yīng)計算出的阻抗的確定值評測物質(zhì)的狀態(tài)可能會產(chǎn)生誤差。
圖5B示出了根據(jù)第二種水泥評測技術(shù)的狀態(tài)的仿真評測圖。對于相應(yīng)于一種確定物質(zhì)的一組確定特征，計算出聲阻抗的相應(yīng)值，如圖5A所示。根據(jù)相應(yīng)的聲阻抗計算值，可評測出物質(zhì)處于液態(tài)的概率。多個處于液態(tài)的概率值作為仿真聲阻抗的函數(shù)被繪制。對于確定的液態(tài)物質(zhì)的確定的一組特征用圓圈繪制。對于確定的固態(tài)物質(zhì)的確定的一組特征用十字繪制。
從圖5B的圖可以看出，相應(yīng)于固態(tài)物質(zhì)的一組特征可提供高于0.5的處于液態(tài)的概率。此外，對應(yīng)于固態(tài)物質(zhì)的一組特征和對應(yīng)于液態(tài)物質(zhì)的一組特征可具有非常接近的處于液態(tài)的仿真概率?？梢源_定混合區(qū)51，所述混合區(qū)包括對應(yīng)于液態(tài)物質(zhì)的標(biāo)示位置(plot)和對應(yīng)于固態(tài)物質(zhì)的多個標(biāo)示位置。在混合區(qū)內(nèi)評測具有相應(yīng)標(biāo)示位置的確定物質(zhì)的狀態(tài)可能不可靠。
圖6A示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的第三種水泥評測技術(shù)的彎曲波衰減值的仿真圖。根據(jù)相應(yīng)于多種物質(zhì)的多組特征計算出多個彎曲波衰減值。將多個彎曲波衰減值繪制在圖6A的圖上。對于相應(yīng)于流體狀態(tài)的確定物質(zhì)的確定的一組特征用圓圈繪制。對于相應(yīng)于確定固態(tài)物質(zhì)的確定的一組特征用十字繪制。
類似地，從圖6A中可以看出，相應(yīng)于固態(tài)物質(zhì)的一組特征可提供較低的彎曲波衰減值，例如低于1dB/cm，類似于液體的衰減值。根據(jù)相應(yīng)的仿真彎曲波衰減值評測確定物質(zhì)的狀態(tài)可能會產(chǎn)生誤差。
圖6B示出了多個處于液態(tài)的概率值的圖示。對于確定的一組特征，處于液態(tài)的概率值由相應(yīng)的彎曲波衰減值得出。對于處于流體狀態(tài)的確定物質(zhì)的確定的一組特征用圓圈繪制。對于確定的固態(tài)物質(zhì)的確定的一組特征用十字繪制。
從圖中可以看出，對應(yīng)于固態(tài)物質(zhì)的一組特征可具有高于0.5的處于液態(tài)的概率?？梢源_定混合區(qū)61，所述混合區(qū)包括對應(yīng)于液態(tài)物質(zhì)的標(biāo)示位置和對應(yīng)于固態(tài)物質(zhì)的多個標(biāo)示位置。在混合區(qū)內(nèi)評測具有相應(yīng)標(biāo)示位置的確定物質(zhì)的狀態(tài)可能不可靠。
此外，一種密度比常規(guī)水泥的密度低的新水泥已經(jīng)被研制出并逐漸用于填充套管后面的環(huán)空。由于密度較低，新水泥具有可大致等于3MRayl的相對較低的聲阻抗。該聲阻抗值較為接近水的聲阻抗值。與第一種水泥評測技術(shù)和第二種水泥評測技術(shù)中的聲阻抗有關(guān)的不確定性使得，物質(zhì)狀態(tài)的評測可能比使用阻抗為8MRayl的常規(guī)水泥更不可靠。
本發(fā)明提供一種提高評測套管后面的區(qū)域的狀況的可靠性的方法和裝置。
圖7示出了一種根據(jù)本發(fā)明的對井筒套管后面的區(qū)域進行成像的示例性方法的流程圖。該方法使用一種可位于井筒套管內(nèi)的測井儀。所述測井儀帶有多個聲傳感器。多個傳感器中用于發(fā)射的第一聲傳感器以第一聲波聲穿透72套管。第一聲波以預(yù)定的頻率并相對于套管法線成一預(yù)定角度發(fā)射，以便以第一模式在套管內(nèi)傳播。所述第一模式可以是按如下定義的一組模式中的任意模式延伸模式、厚度模式、彎曲模式。在多個傳感器中選擇71至少一個用于接收的第一聲傳感器。用于接收的第一聲傳感器具有適于接收對應(yīng)于第一聲波的第一回波的位置。用于接收的第一聲傳感器記錄73第一回波并在輸出端產(chǎn)生第一信號。
用于接收的第一聲傳感器的輸出端的信號為電信號，該電信號的振幅是用于接收的第一聲傳感器所探測到的回波的聲振幅的函數(shù)。
多個傳感器中用于發(fā)射的第二聲傳感器以第二聲波聲穿透74套管。所述第二聲波以預(yù)定的頻率并相對于套管法線成一預(yù)定角度發(fā)射，以便以第二模式在套管內(nèi)傳播，該第二模式可以為所述模式組中的任意模式。第二模式不同于第一模式。選擇79至少一個用于接收的第二聲傳感器。用于接收的第二聲傳感器具有適于接收對應(yīng)于第二聲波的第二回波的位置。用于接收的第二聲傳感器接收第二回波并在輸出端產(chǎn)生75對應(yīng)于第二聲波的第二信號。
對第一信號和第二信號進行分析從第一信號中提取76第一測量值，從第二信號中提取77第二測量值。
結(jié)合第一測量值和第二測量值評測出78對套管后面的區(qū)域的狀況。對區(qū)域的狀況可以表征為設(shè)置在環(huán)空內(nèi)的填充物質(zhì)(例如，水泥)的特性。填充物質(zhì)的特性取決于環(huán)空內(nèi)物質(zhì)的狀態(tài)如果物質(zhì)為流體狀態(tài)，那么水泥可能包含空隙和漏隙。
在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的方法中，填充物質(zhì)的特性僅由單一測量值或由從相應(yīng)于單個波的單個信號中提取的多個測量值評測出。由于根據(jù)從多個聲波得到的多個測量值進行單一評測，因此根據(jù)本發(fā)明的方法提供了對環(huán)空內(nèi)物質(zhì)的狀態(tài)更可靠的評測。
圖8A示出了根據(jù)本發(fā)明的作為仿真聲阻抗值的函數(shù)的彎曲波衰減值的仿真圖。提供了相應(yīng)于多種物質(zhì)的多組特征。對于每組特征，將彎曲波衰減的仿真值繪制為相應(yīng)的聲阻抗仿真值的函數(shù)。對于相應(yīng)于流體狀態(tài)的物質(zhì)的確定的一組特征用圓圈繪制。對于相應(yīng)于固態(tài)物質(zhì)的確定的一組特征用十字繪制。
比較圖5A和圖6A，可以看出對應(yīng)于液態(tài)物質(zhì)的標(biāo)示位置比現(xiàn)有技術(shù)的圖示中更加偏離對應(yīng)于固態(tài)物質(zhì)的標(biāo)示位置。
圖8B示出了從圖8A的多組特征仿真出的、所評測出的處于液態(tài)的概率圖。對于每組特征，相應(yīng)物質(zhì)處于液態(tài)的概率由彎曲波衰減的相應(yīng)仿真值和聲阻抗的相應(yīng)仿真值評測出。對于相應(yīng)于流體狀態(tài)的物質(zhì)的確定的一組特征用圓圈繪制。對于相應(yīng)于固態(tài)物質(zhì)的確定的一組特征用十字繪制。
比較圖5B和圖6B的圖示，可以看出，僅有少數(shù)相應(yīng)于固態(tài)物質(zhì)的標(biāo)示位置表現(xiàn)出高于0.5的處于液態(tài)的概率。此外，相應(yīng)于液態(tài)物質(zhì)的標(biāo)示位置比現(xiàn)有技術(shù)的圖示中更加偏離相應(yīng)于固態(tài)物質(zhì)的標(biāo)示位置?？梢源_定液態(tài)區(qū)81，所述液態(tài)區(qū)僅包括相應(yīng)于液態(tài)物質(zhì)的標(biāo)示位置。因此，使用本發(fā)明的方法評測套管后面的物質(zhì)的狀態(tài)比使用現(xiàn)有技術(shù)的方法更加可靠。
第一示例實施例圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性裝置。通過估測套管92與地層之間的環(huán)空內(nèi)的填充物質(zhì)的特性來評測出對套管92后面的區(qū)域的狀況。測井儀97設(shè)置在井910的套管92內(nèi)。測井儀97包括用于發(fā)射的第一傳感器93和用于接收的第二傳感器94。
所述測井儀可沿著垂向軸線在套管內(nèi)運動，并且可圍繞所述垂向軸線旋轉(zhuǎn)，從而在深度和方位角范圍內(nèi)評測出對套管后面的區(qū)域的狀況。
用于發(fā)射的第一傳感器93用第一聲波聲穿透套管92。在該示例實施例中，第一聲波相對于套管92的法線成θ角發(fā)射，角θ大于第一界面91的橫波臨界角。因此，第一聲波主要以彎曲模式在套管92內(nèi)傳播。第一聲波的部分能量被傳遞到環(huán)空95。另一部分能量在套管92內(nèi)折射。
用于接收的第一傳感器96a和用于接收的附加傳感器96b相應(yīng)于第一聲波分別接收第一回波并分別產(chǎn)生第一信號和附加信號。用于接收的第一傳感器96a和用于接收的附加傳感器96b可位于測井儀97的垂向軸線上。
緊接著第一聲波，用于發(fā)射的第二傳感器94以第二聲波聲穿透套管92。在該示例實施例中，用于發(fā)射的第二傳感器94可用作用于接收的第二傳感器94。用于發(fā)射的第二傳感器94基本上指向套管92的法線，并且第二聲波具有一頻率，該頻率選擇為將套管92的選定徑向段激勵為厚度共振。
用于接收的第二傳感器94接收相應(yīng)于第二聲波的第二回波。
在第一種可選擇的實施例中，用于發(fā)射的第二傳感器可以以第二聲波聲穿透套管，所述第二聲波具有延伸模式或不同于第一模式的任意模式。
在第二種可選擇的實施例中，第一和第二聲波分別從用于發(fā)射的第一和第二傳感器同時發(fā)射出來。用于接收的第一傳感器記錄第一原始信號。第一原始信號可以表示為分別相應(yīng)于第一聲波和第二聲波的第一信號和第二信號的和。對第一原始信號進行處理以便將第一信號與第二信號分離。在第二種可選擇的實施例中，用于接收的第一傳感器可用作用于接收的第二傳感器。將第一信號和第二信號從記錄在用于接收的單一第一傳感器處的單一第一原始信號中提取出來。
在第三種可選擇的實施例中，第一聲波和第二聲波分別從用于發(fā)射的第一和第二傳感器同時發(fā)射出來。用于接收的第一傳感器不同于用于接收的第二傳感器。用于接收的第一傳感器和用于接收的第二傳感器分別記錄第一和第二原始信號。第一和第二原始信號都可表示為分別相應(yīng)于第一和第二聲波的第一和第二接收到的信號的加權(quán)和。對第一和第二原始信號進行處理以便分離第一和第二接收到的信號。因此，所述處理提供了四個信號來自用于接收的第一傳感器的分離出來的第一信號，來自用于接收的第一傳感器的分離出來的第二信號，來自用于接收的第二傳感器的分離出來的第一信號以及來自用于接收的第二傳感器的分離出來的第二信號。第一信號由來自用于接收的第一傳感器的分離出來的第一信號值和來自用于接收的第二傳感器的分離出來的第一信號值產(chǎn)生。類似地，第二信號由來自用于接收的第一傳感器的分離出來的第二信號值和來自用于接收的第二傳感器的分離出來的第二信號值產(chǎn)生。第三種可選擇的實施例與第二種可選擇的實施例相比，提供了對第一和第二信號更為可靠的評測。
在第四種可選擇的實施例中，用于發(fā)射的第三傳感器和用于接收的第三傳感器沿著測井儀的軸線設(shè)置在兩個不同的位置上。用于發(fā)射的第三傳感器以第三聲波聲穿透套管。第三聲波以第三模式(例如，延伸模式)傳播，所述第三模式不同于第一模式和第二模式。用于接收的第三傳感器產(chǎn)生相應(yīng)于第三聲波的第三回波的第三信號。從第三信號提取出第三測量值。結(jié)合第一測量值、第二測量值和第三測量值評測填充物質(zhì)的特性。
在第五種可選擇的實施例中，用至少四種波聲穿透套管，每種波具有不同的模式。在測井儀上的多個位置處設(shè)置多個聲傳感器，每個位置取決于相應(yīng)的模式。從分別相應(yīng)于四種波的四個信號提取出至少四個測量值。結(jié)合四個測量值評測出填充物質(zhì)的特性。
處理步驟記錄并分析第一信號和第二信號。處理裝置分別從第一信號和第二信號中提取第一測量值和第二測量值。由第一測量值和第二測量值計算出多個探測參數(shù)。
在該示例實施例中，第二測量值可以是第二信號的振幅衰減率值。該振幅衰減率值提供了環(huán)空95內(nèi)物質(zhì)的聲阻抗值。
在該實施例中，附加振幅的測量值從所述附加信號中提取，第一振幅的測量值從第一信號中提取。第一聲波沿著套管92的彎曲波衰減值由附加振幅的測量值和第一振幅的測量值計算出。
第一測量值可為傳播時間值。傳播時間值能夠計算波在環(huán)空內(nèi)的表觀速度值(value of an apparent velocity)。
所述表觀速度可為橫波速度(shear wave velocity)、縱波速度(compressional wave velocity)或兩種波的混合速度。如果環(huán)空95填充有氣體，則沒有可探測到的聲波可在氣體內(nèi)傳播。如果環(huán)空95填充有液體(例如，水或泥漿)，則僅縱波可在液體內(nèi)傳播。在基于彎曲模式的測量值中，如果環(huán)空95填充有高密度水泥，則僅橫波可通過水泥物質(zhì)傳播。如果環(huán)空95填充有低密度水泥，則橫波和縱波都可通過水泥物質(zhì)傳播。
所述表觀速度僅在該后一種情況下可以為混合速度。所述混合速度對應(yīng)于橫-縱波912與縱-橫波911的混合。橫-縱波912以橫波模式(shear mode)向前傳播并以縱波模式(compressional mode)返回?？v-橫波911以縱波模式向前傳播并以橫波模式返回。橫-縱波912和縱-橫波911可到達用于接收的第一傳感器并同時產(chǎn)生信號的單一分量。由此可測得單一速度Vpssp。
對于固態(tài)物質(zhì)(例如，水泥)，縱波速度一般會遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于橫波速度。例如，縱波速度大致等于3300m/s，而橫波速度大致等于1800m/s。表觀速度(橫波、縱波或它們的混合)的性質(zhì)可直接由表觀速度值評測出。在后一種情況中，填充物質(zhì)的特性可通過估測環(huán)空內(nèi)物質(zhì)的狀態(tài)(固態(tài)或液態(tài))而評測出。
評測步驟在圖9所示的實施例中，填充物質(zhì)的特性是通過估測環(huán)空內(nèi)物質(zhì)的狀態(tài)和表觀速度的性質(zhì)來評測的。在估測環(huán)空內(nèi)填充物質(zhì)的特性之前，不能確定表觀速度的性質(zhì)。如果環(huán)空內(nèi)的物質(zhì)為流體狀態(tài)，則僅縱波可以傳播。因此，考慮包括四種特性情況的一組特性情況(a)環(huán)空內(nèi)的物質(zhì)為液態(tài)并且表觀速度為縱波速度；(b)環(huán)空內(nèi)的物質(zhì)為固態(tài)并且表觀速度為縱波速度；(c)環(huán)空內(nèi)的物質(zhì)為固態(tài)并且表觀速度為橫波速度；(d)環(huán)空內(nèi)的物質(zhì)為固態(tài)并且表觀速度為混合速度。
由于聲波幾乎不能通過氣體傳播，故不考慮氣態(tài)。
環(huán)空95內(nèi)的填充物質(zhì)的特性可通過彎曲波衰減和聲阻抗的計算值來評測。
在這個示例實施例中，從水泥灌漿的技術(shù)訣竅(know-how of cementing)進行分析可以近似得到探測參數(shù)(彎曲波衰減和聲阻抗)的概率密度函數(shù)并獲知特性情況。因此，已經(jīng)測量探測到的阻抗和探測到的彎曲波衰減的每種特性情況的經(jīng)驗概率可利用如Baye定律或任何其它的方法進行評測。
當(dāng)評測出每種特性情況的概率時，根據(jù)評測出的經(jīng)驗概率確定有關(guān)環(huán)空95內(nèi)物質(zhì)的狀態(tài)和表觀速度的性質(zhì)。
該實施例中的最后一步包括由評測出的狀態(tài)、探測到的聲阻抗、探測到的彎曲波衰減以及由表觀速度υa估多個質(zhì)量參數(shù)，例如密度ρ，橫波速度υs和縱波速度υp。
在另一實施例中，例如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可用于從提取出的測量值獲得至少一個特性參數(shù)，例如波通過環(huán)空95的表觀速度的性質(zhì)。
第二示例實施例圖10示出本發(fā)明的第二示例實施例。在該示例實施例中，測井儀100包括傳感器元件102的陣列101。每個傳感器元件102能夠根據(jù)來自電路(未示出)的指令發(fā)射信號。通過向所發(fā)射的信號施加延遲，可以實現(xiàn)預(yù)定方向的操縱。至少一個用于發(fā)射的第一傳感器元件以第一聲波聲穿透井104的套管103，所述第一聲波相對于套管的法線成一預(yù)定角度。因此，第一聲波以第一模式在套管內(nèi)傳播。所述第一模式可以為下述模式中的任一種延伸模式、彎曲模式和厚度模式。在傳感器元件102的陣列101中至少一個用于接收的第一傳感器元件記錄相應(yīng)于第一聲波的第一信號。
類似地，在記錄了第一信號之后，傳感器元件102的陣列101中至少一個用于發(fā)射的第二傳感器元件發(fā)射第二聲波。根據(jù)所發(fā)射信號的延遲確定第二聲波的方向。因此，第二聲波以第二模式在套管103內(nèi)傳播。第二模式不同于第一模式。在傳感器元件102的陣列101中至少一個用于接收的第二傳感器元件記錄相應(yīng)于第二聲波的第二信號。
之后，對第一和第二信號進行處理，以分別提取出第一測量值和第二測量值。
圍繞套管103的環(huán)空106內(nèi)的物質(zhì)105的特性(例如，物質(zhì)105的狀態(tài))，通過結(jié)合第一測量值和第二測量值評測出。
傳感器陣列不必在套管內(nèi)旋轉(zhuǎn)來提供對圍繞套管的區(qū)域的狀況的評測。通過沿陣列周向用電子學(xué)方法選擇用于發(fā)射的傳感器元件，使超聲束進行電子學(xué)上地旋轉(zhuǎn)。
在另一可選擇的實施例中，特性參數(shù)可以是環(huán)空內(nèi)物質(zhì)的密度。從第一接收到的信號提取出第一測量值。第一測量值可提供所述物質(zhì)的聲阻抗值。類似地，第二測量值可提供波通過環(huán)空的速度值。密度值可通過結(jié)合聲阻抗值和速度值來評測。密度值可以評測為等于聲阻抗值與速度值的比。
所述測量值可以是從至少一個信號中提取的任何數(shù)據(jù)，當(dāng)與其它測量值結(jié)合時，其可用于提供對井筒套管后面的區(qū)域的狀況的評測，所述測量值是例如信號波峰的幅值、傳播時間等。
探測到的參數(shù)可以是可由至少一個測量值計算出的任何參數(shù)，例如環(huán)空內(nèi)物質(zhì)的阻抗、表觀速度、彎曲波衰減等。
所述特性情況可以是能夠評測套管后面的區(qū)域的狀況的任何情況。通常，所述特性情況為環(huán)空內(nèi)物質(zhì)的狀態(tài)(固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài))。特性情況還可包括表觀速度的性質(zhì)(橫波、縱波或其混合)。
特性參數(shù)可以是表征套管外部的任何參數(shù)，例如聲波在套管后面的橫波速度、套管后面的物質(zhì)的密度等。
套管后面的區(qū)域的狀況可以是套管外部的任何特征。套管后面的區(qū)域的狀況包括填充物質(zhì)的特性。通常，填充物質(zhì)的特性取決于環(huán)空內(nèi)物質(zhì)的狀態(tài)。然而，填充物質(zhì)的特性可以表征為提供有關(guān)套管內(nèi)物質(zhì)的分隔能力的信息的任何特性參數(shù)，例如套管內(nèi)物質(zhì)的聲阻抗或密度。套管后面的區(qū)域的狀況還可表征為提供有關(guān)地層或產(chǎn)砂區(qū)域的信息的任何參數(shù)。
雖然以有限數(shù)量的實施例對本發(fā)明做了描述，但是受益于此公開的本領(lǐng)域技術(shù)人員將會明白，可以構(gòu)想出不脫離這里所公開的本發(fā)明的范圍的其它實施例。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)僅由所附權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種對井筒套管后面的區(qū)域的狀況進行成像的方法，所述方法使用可定位在套管內(nèi)的測井儀，所述測井儀承載有多個聲傳感器，所述方法包括利用所述多個聲傳感器中的用于發(fā)射的第一聲傳感器以第一聲波聲穿透(72)所述套管，第一聲波具有第一模式，所述第一模式可以是如下定義的一組模式中的任何模式延伸模式、厚度模式、彎曲模式；在所述多個傳感器中選擇(71)至少一個用于接收的第一聲傳感器，所述用于接收的第一聲傳感器具有適于接收相應(yīng)于第一聲波的第一回波的位置；在所述用于接收的第一聲傳感器處接收(73)第一回波，并產(chǎn)生第一信號；從第一信號中提取(76)第一測量值；利用所述多個聲傳感器中的用于發(fā)射的第二傳感器以第二聲波聲穿透(74)所述套管，第二聲波具有第二模式，該第二模式可以是所述一組模式中的任何模式，并且不同于第一模式；在所述多個傳感器中選擇(79)至少一個用于接收的第二聲傳感器，所述用于接收的第二聲傳感器具有適于接收相應(yīng)于第二聲波的第二回波的位置；在所述用于接收的第二聲傳感器處接收(75)第二回波，并產(chǎn)生第二信號；從第二信號中提取(77)第二測量值；結(jié)合第一測量值和第二測量值評測(78)井筒套管后面的區(qū)域的狀況。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，套管(92)后面的區(qū)域的狀況表征為設(shè)置在套管(92)與地層之間的環(huán)空(95)中的填充物質(zhì)的特性。
3.如權(quán)利要求1-2中任一項所述的方法，其中所述第一模式為彎曲模式；其中所述第二模式為厚度模式。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述第一測量值為傳播時間的測量值；所述第二測量值為隨時間變化的振幅衰減率的測量值。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，還包括由傳播時間的測量值和振幅衰減率的測量值計算環(huán)空內(nèi)物質(zhì)的阻抗值和環(huán)空內(nèi)縱波的速度值；由計算出的聲阻抗值和計算出的縱波速度值評測環(huán)空內(nèi)物質(zhì)的密度值。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，其還包括在所述多個聲傳感器中選擇用于接收的附加聲傳感器(96b)，所述用于接收的附加聲傳感器(96b)不同于所述用于接收的第一聲傳感器(96a)，所述用于接收的附加聲傳感器(96b)具有適于接收相應(yīng)于第一聲波的附加回波的位置；在所述用于接收的附加聲傳感器(96b)處接收所述附加回波，并產(chǎn)生附加信號；從所述第一信號中提取第一振幅的測量值并從所述附加信號中提取附加振幅的測量值。
7.如權(quán)利要求4或6所述的方法，其中，其還包括至少由傳播時間的測量值和振幅衰減率的測量值計算出多個探測參數(shù)；確定環(huán)空內(nèi)物質(zhì)的一組特性情況；對于每種特性情況計算對于探測參數(shù)計算值的特性情況的經(jīng)驗概率；選出最可能的特性情況。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，其還包括由選出的特性情況和探測參數(shù)的計算值估測至少一個特性參數(shù)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述多個探測參數(shù)包括環(huán)空(15，38，410，95，106)內(nèi)物質(zhì)的阻抗和第一聲波(A)沿套管(14，24，32，44，92，103)的彎曲波衰減；估測多個特性參數(shù)，所述多個特性參數(shù)包括環(huán)空(15，38，410，95，106)內(nèi)物質(zhì)的密度、第一聲波穿過所述物質(zhì)的橫波速度以及第一聲波穿過所述物質(zhì)的縱波速度。
10.如權(quán)利要求1到2中任一項所述的方法，其中所述第一模式為彎曲模式；其中所述第二模式為延伸模式。
11.如權(quán)利要求1至10中任一項所述的方法，其中，其還包括利用所述多個聲傳感器中的用于發(fā)射的第三聲傳感器以第三聲波聲穿透所述套管，第三聲波具有第三模式，該第三模式不同于第一模式和第二模式；選擇用于接收的第三聲傳感器，所述用于接收的第一聲傳感器具有適于接收相應(yīng)于第三聲波的第三回波的位置；在第三聲傳感器處接收第三回波，并產(chǎn)生第三信號；從第三信號中提取第三測量值；結(jié)合第一測量值、第二測量值和第三測量值評測井筒套管后面的區(qū)域的狀況。
12.如權(quán)利要求1至11中任一項所述的方法，其中所述填充物質(zhì)為水泥。
13.如權(quán)利要求1至12中任一項所述的方法，其中，其還包括在套管內(nèi)引導(dǎo)并旋轉(zhuǎn)所述測井儀，以便在深度和方位角范圍內(nèi)評測套管后面的區(qū)域的狀況。
14.一種用于對井筒套管(92)后面的區(qū)域的狀況進行成像的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括可定位在套管(92)內(nèi)并承載有多個聲傳感器的測井儀(97)；所述多個聲傳感器中的用于發(fā)射的第一聲傳感器(93)，其用于以具有第一模式的第一聲波聲穿透所述套管(92)，所述第一模式可以是如下定義的一組模式中的任何模式延伸模式、厚度模式、彎曲模式；所述多個聲傳感器中的用于發(fā)射的第二聲傳感器(94)，其用于以具有第二模式的第二聲波聲穿透所述套管(92)，所述第二模式可以是所述一組模式中的任何模式，并且不同于第一模式；至少一個用于接收的第一聲傳感器(96a)，其具有適于接收相應(yīng)于第一聲波的第一回波的位置，并用于產(chǎn)生第一信號；至少一個用于接收的第二聲傳感器(94)，其具有適于接收相應(yīng)于第二聲波的第二回波的位置，并用于產(chǎn)生第二信號；提取裝置，用于分別從第一信號和第二信號中提取第一測量值和第二測量值；以及處理裝置，用于通過結(jié)合第一測量值和第二測量值評測套管(92)后面的區(qū)域的狀況的特性。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，套管(62)后面的區(qū)域的狀況表征為設(shè)置在套管(62)與地層之間的環(huán)空(95)中的填充物質(zhì)的特性。
16.如權(quán)利要求14或15所述的系統(tǒng)，其中，用于發(fā)射的第一聲傳感器(93)與用于接收的第一聲傳感器(96a)排列成一角度，該角度大于套管(92)與套管(92)內(nèi)的流體之間的界面(91)的橫波臨界角，所述角度是相對于套管(92)的局部內(nèi)壁的法線測量的。
17.如權(quán)利要求14至16中任一項所述的系統(tǒng)，其中用于發(fā)射的第二聲傳感器(94)指向套管(92)的局部內(nèi)壁的法線；用于發(fā)射的第二聲傳感器(94)具有一頻率范圍，該頻率范圍選擇為將套管(92)的選定徑向段激勵成厚度共振。
18.如權(quán)利要求14至17中任一項所述的系統(tǒng)，其中，其還包括所述多個聲傳感器中的用于接收的附加聲傳感器(96b)，所述用于接收的附加聲傳感器(96b)具有適于接收相應(yīng)于第一聲波的附加聲波的位置，所述用于接收的附加聲傳感器(96b)不同于所述用于接收的第一聲傳感器(96a)，其用于產(chǎn)生附加信號。
19.如權(quán)利要求14至18中任一項所述的系統(tǒng)，其中，其還包括位于測井儀外圍的傳感器元件的陣列(101)，所述傳感器元件陣列至少以第一聲波和第二聲波聲穿透所述套管(103)，第一聲波和第二聲波分別以第一模式和第二模式在套管(103)內(nèi)傳播。
20.如權(quán)利要求14至19中任一項所述的系統(tǒng)，其中所述填充物質(zhì)為水泥。
全文摘要
第一模式的第一聲波聲穿透井筒套管，所述第一模式可以是包括延伸模式、厚度模式、彎曲模式的一組模式中的任何模式。在用于接收的第一聲傳感器處接收第一回波，產(chǎn)生第一信號并從第一信號中提取第一測量值。之后，以第二模式的第二聲波聲穿透所述套管，第二模式可以為所述一組模式中的任何模式，但不同于第一模式。在選出的用于接收的第二聲傳感器處接收第二回波，并產(chǎn)生第二信號。從第二信號中提取第二測量值。結(jié)合第一測量值和第二測量值評測出井筒套管后面的區(qū)域。
文檔編號E21B47/00GK1863986SQ200480029019
公開日2006年11月15日 申請日期2004年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月8日
發(fā)明者貝努伊特·弗羅利克, 讓-盧克·利卡爾維茲, 伊曼紐爾·萊金德里, 斯梅恩·齊魯格 申請人:普拉德研究及發(fā)展公司