[发明专利]一种超声波成像测井方法

说明书

本发明公开一种超声波成像测井方法，将旋转探头与换能器连接，通过旋转探头驱动换能器进行旋转；在换能器旋转过程中激励一个超声波脉冲信号对待测油井360°扫描，使超声波脉冲信号在待测油井的流体中传播并入射到油井套管内壁；测量从套管外部和内部界面反射的超声波波列，根据接收的超声波波列的回波时间获取套管内径信息，根据套管的共振波频率获取套管内壁的厚度信息及共振波首波幅度获取环空的声阻抗信息。通过一次性下井，评价水泥胶结、套管质量，缩短了措施周期，并降低了作业成本。可对固相水泥、液相水、未胶结微隙、气体做出准确的判断，更加直观认识环空相态。可识别套管内外径/壁厚、腐蚀情况，对套管腐蚀情况做出定量判断。

技术领域

本发明实施例涉及石油测井技术领域，具体涉及一种超声波成像测井方法。

背景技术

目前，在油田开发进入中后期阶段，由于地层应力的各向异性、人工注水及井内外液体的化学腐蚀等作用的长期影响，油水井套管破损、变形、腐蚀等现象日益突出。因此套损检测为油气的稳产增产起着重要作用。利用超声脉冲反射法可以很好地探测套管壁厚信息，同时可以精确评价固井质量。

传统技术方案中，固井质量评价以CBL和VDL为主，其中，CBL(cement bondlogging)水泥胶结测井，VDL(variable density log)变密度测井。但随着完井方式不同、井况复杂程度加大，使得传统的测井技术无法满足工程需求。进入21世纪后固井质量评价技术得到一定的发展，以扇区水泥胶结测井为代表，例如：六扇区SBT、八扇区RIB等测井技术。目前，尚未有测井技术可以同时测量解决水泥胶结和套管质量测量难题。常规测井技术利用声幅变密度方法，进行多扇区水泥胶结测井技术评价固井质量和胶结情况；利用电磁法和多臂机械法评价套管壁厚和内径，需要进行多次井下测量，周期长，作业成本高，不能实现一次下井同时测量水泥胶结和套管质量。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种超声波成像测井方法，通过一次性下井获得多种测量数据，同时评价水泥胶结和套管质量，缩短测量周期，降低作业成本。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种超声波成像测井方法，包括以下步骤：将旋转探头与换能器连接，通过所述旋转探头驱动所述换能器进行旋转，在所述换能器旋转过程中激励一个250～450kHz的超声波脉冲信号对待测油井进行扫描，使所述超声波脉冲信号在待测油井的流体中传播并入射到油井套管内壁，测量从套管外部和内部界面反射的超声波波列，根据接收的所述超声波波列的回波时间获取套管内径信息，根据所述套管的共振波频率获取套管内壁的厚度信息，根据所述套管的共振波首波幅度获取环空的声阻抗信息。

作为超声波成像测井方法的优选方案，所述旋转探头在电机的带动下使换能器连续旋转扫描油井井壁，当覆盖待测油井套管表面一周后形成油井一周的幅度图和到时图。

作为超声波成像测井方法的优选方案，当所述旋转探头扫描待测油井时，所述旋转探头持续向上运动使所述换能器的空间轨迹为一个螺旋线。

作为超声波成像测井方法的优选方案，所述超声波脉冲信号在流体中传播后入射到套管内壁，进入套管的超声波脉冲信号在套管与水泥环和套管与地层表面之间进行多次反射，根据超声波脉冲信号的声阻抗获取传播介质的密度，评价所述水泥环内水泥比及胶结情况。

作为超声波成像测井方法的优选方案，将超声波成像测井的图像从左到右分十二道；

第一道为磁定位、自然伽马、探头转速和仪器偏心曲线；

第二道为测量深度；

第三、四道为回波幅度曲线，反应套管内壁情况；

第五、六道为套管内半径最小值、最大值及平均值，套管外半径平均值；

第七道为套管内径值减平均值成像曲线，通过颜色渐变反应套管内壁腐蚀、划痕、结垢情况；