[发明专利]一种获取胶结率的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及测井技术，尤指一种获取胶结率的方法和装置。

背景技术

物质的密度与声波纵波速度的乘积叫声阻抗。流体的水泥浆、水与固结后的水泥石具有不同声阻抗。用声波可以测量套管外水泥的胶结状况，对固井质量评价。

水泥胶结率是套管外表面固井水泥占据的面积与总面积的比例，简称胶结率。用胶结率评价固井质量，可以定量描述固井水泥胶结情况，从上世纪50年代至今，人们开发了诸如声幅测井仪(CBL，Cement Bond Log)、变密度测井仪(VDL，Variable Density Log)、用这类仪器的测井资料可以获得水泥胶结率，但这类仪器的测量范围较大，一般为1米井段内水泥胶结面积的平均值，影响因素较多，求得的水泥胶结率精度不高。

脉冲超声回波测井仪器，可以较准确测量套管外物质的声阻抗，其测量范围小，能准确测量3厘米(cm)范围内的套管外物质的声阻抗，因此可以精细描述固井质量。最早的井下脉冲超声测井仪器出现在1962年，20世纪90年代开始出现第二代超声波成像测井仪器。斯伦贝谢(Schlumberger)公司的超声成像仪(USIT，Ultralsonic Imager Tool)、哈里伯顿(Halliburton)公司的井周声波扫描仪(CAST-V，Circumferential Acoustic Scanner Tool)和中海油服的多功能超声成像测井仪(MUIL，Multifunction Ultrasonic Imaging Logging Tool)均属于脉冲超声波成像测井，这三种仪器主要对发射探头激励产生一个超声波脉冲信号，超声波脉冲信号在套管内流体和套管之间的界面、套管和水泥环之间的界面、水泥环和地层之间的界面进行多次反射，在每一个界面，都有一些能量被反射，一些能量传播出去，传播出去的能量大小取决于界面两边的两种材料的声阻抗的差异。通过测量超声波脉冲信号的回波就能够获得声阻抗。不同声阻抗反映套管外不同物质，如果套管外物质是水泥并且固井质量好，则管外物质的声阻抗高；如果套管外物质是流体(比如水)或者固井质量不好，则管外物质的声阻抗很低。也就是说，如果获得的管外物质的声阻抗较大，则固井质量好；如果获得的管外物质的声阻抗较小，则固井质量差。

然而，采用脉冲超声回波测井仪器进行测量时，由于在水泥密度较低时，水泥的声阻抗与流体阻抗接近，直接采用声阻抗并不能很好地进行固井质量的评价，而现有技术中尚未给出根据声阻抗来获取胶结率的有效方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种获取胶结率的方法和装置，能够根据声阻抗获取胶结率，且保证精度。

为了达到上述目的，本发明提出了一种获取胶结率的方法，包括：

获取同一深度的所有采样点的声阻抗；

对于每一个采样点，判断出采样点的声阻抗小于第一预设阈值，根据采样点的声阻抗获取采样点的声阻抗差值；

根据获得的所有采样点的声阻抗和声阻抗差值计算该深度的胶结率。

优选地，该方法还包括：

根据所述胶结率评价所述深度的固井质量。

优选地，所述获取同一深度的所有采样点的声阻抗包括：

对于所述深度的每一个采样点，从采样点的回波中获取共振区域的稳定部分；

将获得的共振区域的稳定部分划分为两个或两个以上区域；

根据各区域的共振波计算每一个区域对应的声阻抗；

根据各区域对应的声阻抗计算采样点的声阻抗。

优选地，所述根据各区域的共振波计算每一个区域对应的声阻抗包括：

按照公式计算第i个区域对应的声阻抗；

其中，Z_i为第i个区域对应的声阻抗，b2为第i个区域的共振波幅度和反射波幅度之间的比值，B2为参考点回波中的中间区域或第i个区域的共振波幅度和反射波幅度之间的比值。

优选地，所述根据各区域对应的声阻抗计算采样点的声阻抗包括：

按照公式计算所述采样点的声阻抗；

其中，Z_p为所述采样点的声阻抗，Z_i为第i个区域对应的声阻抗，N为区域数。

优选地，所述根据采样点的声阻抗获取采样点的声阻抗差值包括：

按照公式计算所述采样点的声阻抗差值；

其中，P_d为所述采样点的声阻抗差值，Z_i为第i个区域对应的声阻抗，N为区域数，Z_0i为第i个区域对应的基准声阻抗。