專利名稱：利用頻散校正提取套管波衰減率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于應(yīng)用地球物理測(cè)井領(lǐng)域，具體地，涉及一種提取套管波衰減率的方法；用于消除套管中頻散效應(yīng)對(duì)波形幅度造成的影響，準(zhǔn)確獲得套管與水泥環(huán)膠結(jié)狀況所對(duì)應(yīng)的衰減率。
背景技術(shù)：
在固井質(zhì)量評(píng)價(jià)方面,扇區(qū)水泥膠結(jié)測(cè)井儀(SBT, Segmented Bond Tool)測(cè)量系統(tǒng)以環(huán)繞方式在包括整個(gè)井眼的6個(gè)角度區(qū)塊定量測(cè)量水泥膠結(jié)情況。核心部件由六個(gè)滑板組成，每個(gè)滑板上都安裝一個(gè)聲波發(fā)射換能器(T)和一個(gè)聲波接收換能器(R)，共同組成6個(gè)扇區(qū)螺旋線狀排列的雙發(fā)雙收補(bǔ)償式套管波衰減率測(cè)量系統(tǒng)。利用聲波經(jīng)過(guò)兩個(gè)聲波接收換能器之間空間的能量損失，實(shí)現(xiàn)衰減率測(cè)量。扇區(qū)水泥膠結(jié)測(cè)井儀計(jì)算的衰減率結(jié)果排除了聲波發(fā)射換能器發(fā)射強(qiáng)度和聲波接收換能器靈敏度的影響，但計(jì)算得到的衰減率和真實(shí)衰減率之間存在較大誤差，造成這種誤差的原因是上述的處理方法沒(méi)有考慮聲波沿套管傳播過(guò)程中的頻散效應(yīng)。扇區(qū)水泥膠結(jié)測(cè)井儀(SBT)在套管中產(chǎn)生·的初至波是一種拉伸波(或叫做對(duì)稱型Lamb波)，在儀器的工作頻段內(nèi)有較強(qiáng)的頻散現(xiàn)象，而這種頻散效應(yīng)使波幅因波形彌散而降低，產(chǎn)生表觀波幅的衰減。因此，應(yīng)該把接收器接收到的波形因頻散作用導(dǎo)致波形幅度衰減的部分去掉，才能真正獲得套管與水泥環(huán)膠結(jié)情況所對(duì)應(yīng)的衰減率。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)研制的扇區(qū)水泥膠結(jié)測(cè)井儀器(簡(jiǎn)稱CBMT,Cement Bond Mapping Tool)可以記錄貼井壁的全波波形,為本發(fā)明提供了對(duì)波形做頻散校正的原始數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種利用頻散校正提取套管波衰減率的方法，消除套管中頻散效應(yīng)對(duì)波形幅度的影響，排除頻散現(xiàn)象引起的表觀波幅衰減部分，獲得套管與水泥環(huán)膠結(jié)情況所對(duì)應(yīng)的衰減率。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種利用頻散校正提取套管波衰減率的方法，其特征在于，包括如下步驟:步驟一，計(jì)算套管波理論頻散曲線步驟二，對(duì)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行扇區(qū)水泥膠結(jié)測(cè)井，獲取每個(gè)扇區(qū)對(duì)應(yīng)的波形數(shù)據(jù)步驟三，對(duì)聲波發(fā)射接收的波形數(shù)據(jù)進(jìn)行頻散校正步驟四，提取頻散校正后波形的衰減率步驟五，重復(fù)步驟二、步驟三及步驟四，獲得測(cè)量點(diǎn)每個(gè)扇區(qū)的衰減率。優(yōu)選地，步驟一具體如下:(I)、根據(jù)泥漿、套管、水泥和地層參數(shù)建立套管井模型根據(jù)生產(chǎn)油井的泥漿、套管、水泥和地層介質(zhì)的聲學(xué)參數(shù)和厚度，建立平界面分層介質(zhì)的套管井模型
(2)、采用牛頓-拉夫森迭代方法，計(jì)算平界面分層介質(zhì)套管井模型的套管波理論頻散曲線。優(yōu)選地，步驟二具體如下:根據(jù)扇區(qū)水泥膠結(jié)測(cè)井測(cè)量的波形數(shù)據(jù)，獲取測(cè)量點(diǎn)上每個(gè)扇區(qū)相對(duì)應(yīng)的波形數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，步驟三如下:利用步驟一計(jì)算的套管波理論頻散曲線，對(duì)步驟二中處理得到的一個(gè)扇區(qū)上的四列波形數(shù)據(jù)進(jìn)行頻散校正:分別針對(duì)上行發(fā)射器發(fā)射，遠(yuǎn)、近源距接收器接收的波形數(shù)據(jù)和下行發(fā)射器發(fā)射，遠(yuǎn)、近接收器接收的波形數(shù)據(jù)的進(jìn)行頻散校正；頻散校正的實(shí)質(zhì)就是把波以ν(ω)傳播產(chǎn)生的相位變化校正到以Vtl傳播時(shí)的情況中去，得到校正后的波譜為:
權(quán)利要求
1.一種利用頻散校正提取套管波衰減率的方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一，計(jì)算套管波理論頻散曲線 步驟二，對(duì)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行扇區(qū)水泥膠結(jié)測(cè)井，獲取每個(gè)扇區(qū)對(duì)應(yīng)的波形數(shù)據(jù) 步驟三，對(duì)聲波發(fā)射接收的波形數(shù)據(jù)進(jìn)行頻散校正 步驟四，提取頻散校正后波形的衰減率 步驟五，重復(fù)步驟二、步驟三及步驟四，獲得測(cè)量點(diǎn)每個(gè)扇區(qū)的衰減率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用頻散校正提取套管波衰減率的方法，其特征在于，步驟一具體如下: (1)、根據(jù)泥漿、套管、水泥和地層參數(shù)建立套管井模型 根據(jù)生產(chǎn)油井的泥漿、套管、水泥和地層介質(zhì)的聲學(xué)參數(shù)和厚度，建立平界面分層介質(zhì)的套管井模型 (2)、采用牛頓-拉夫森迭代方法，計(jì)算平界面分層介質(zhì)套管井模型的套管波理論頻散曲線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2所述的利用頻散校正提取套管波衰減率的方法，其特征在于，步驟二具體如下:· 根據(jù)扇區(qū)水泥膠結(jié)測(cè)井測(cè)量的波形數(shù)據(jù)，獲取測(cè)量點(diǎn)上每個(gè)扇區(qū)相對(duì)應(yīng)的波形數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的利用頻散校正提取套管波衰減率的方法，其特征在于，利用步驟一計(jì)算的套管波理論頻散曲線，對(duì)步驟二中處理得到的一個(gè)扇區(qū)上的四列波形數(shù)據(jù)進(jìn)行頻散校正:分別針對(duì)上行發(fā)射器發(fā)射，遠(yuǎn)、近源距接收器接收的波形數(shù)據(jù)和下行發(fā)射器發(fā)射，遠(yuǎn)、近接收器接收的波形數(shù)據(jù)的進(jìn)行頻散校正； 頻散校正的實(shí)質(zhì)就是把波以ν(ω)傳播產(chǎn)生的相位變化校正到以Vtl傳播時(shí)的情況中去，得到校正后的波譜為: A1 '(^D1) = 4)(ω) ekoIWo = A^D1) /4A/^ )] 其中，A/ (W1D1)是頻散校正后的復(fù)波譜，Atl是接收距離D1=O時(shí)的接收波譜，i是復(fù)數(shù)虛數(shù)單位，ν(ω)是隨頻率ω變化的套管中拉伸波的頻散曲線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的利用頻散校正提取套管波衰減率的方法，其特征在于，所扇區(qū)水泥膠結(jié)測(cè)井儀器具有六個(gè)扇區(qū)螺旋線狀排列的雙發(fā)雙收補(bǔ)償式套管波衰減率測(cè)量系統(tǒng)；一個(gè)扇區(qū)上的補(bǔ)償聲系具有一個(gè)上行聲波發(fā)射換能器，一個(gè)下行聲波發(fā)射換能器，兩個(gè)聲波接收換能器；每一個(gè)扇區(qū)上的四列波形數(shù)據(jù)分別是上行聲波發(fā)射換能器發(fā)射，兩個(gè)聲波接收換能器接收到的兩列波形數(shù)據(jù)；下行聲波發(fā)射換能器發(fā)射，兩個(gè)聲波接收換能器接收到的兩列波形數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的利用頻散校正提取套管波衰減率的方法，其特征在于，在計(jì)算頻散曲線時(shí)所采用的頻率步長(zhǎng)與實(shí)際測(cè)量波形的頻譜中的頻率步長(zhǎng)相一致。
全文摘要
本發(fā)明屬于應(yīng)用地球物理測(cè)井領(lǐng)域，具體地涉及一種提取套管波衰減率的方法。利用頻散校正提取套管波衰減率的方法，包括如下步驟步驟一，計(jì)算套管波理論頻散曲線；步驟二，對(duì)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行扇區(qū)水泥膠結(jié)測(cè)井，獲取每個(gè)扇區(qū)對(duì)應(yīng)的波形數(shù)據(jù)；步驟三，對(duì)聲波發(fā)射接收的波形數(shù)據(jù)進(jìn)行頻散校正；步驟四，提取頻散校正后波形的衰減率；步驟五，重復(fù)步驟二、步驟三及步驟四，獲得測(cè)量點(diǎn)的每個(gè)扇區(qū)的衰減率。本發(fā)明具有以下有益效果能夠消除套管中頻散效應(yīng)對(duì)波形幅度造成的影響，獲得套管與水泥環(huán)膠結(jié)情況所對(duì)應(yīng)的真實(shí)衰減率，大大減少衰減率計(jì)算的誤差。
文檔編號(hào)E21B47/005GK103244104SQ20131017499
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月13日
發(fā)明者陳雪蓮, 唐曉明, 董興蒙 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(華東)