[发明专利]套管深井的超声波成象方法及其装置

权利要求书

1、用于确定一个套管深井特征的一种方法，所说套管深井包括在地层构造中钻出的一个井孔、设置在所说井孔中被流体填充的一个套管和设置在所说套管与所说构造之间环形间隙中的水泥，所说方法包括：

(i)通过用平行的脉冲声激励信号以大于所说流体-套管分界面剪切临界角的一个角度穿透所说套管在所说套管中激励产生弯曲波，所说角度是相对于所说套管局部内壁法线测得的；

(ii)接收一个或多个回波；和

(iii)分析所说回波以确定所说套管深井的特征。

2、如权利要求1所述的一种方法，它还包括：

(iv)生成所说套管深井至少一部分的图象。

3、如权利要求1所述的一种方法，其中步骤(iii)包括分析所说回波的传播时间以确定在所说环形间隙内的散射体的位置。

4、如权利要求1所述的一种方法，其中步骤(iii)包括分析所说回波包络线幅值以确定环形间隙内散射体角向和轴向尺寸的近似值。

5、如权利要求1所述的一种方法，其中步骤(iii)包括分析回波的正峰值和／或负峰值以确定环形间隙内散射体的阻抗。

6、如权利要求5所述的一种方法，其中步骤(iii)还包括确定所说散射体是否为流体填充沟槽或气体填充沟槽。

7、如权利要求1所述的一种方法，其中步骤(iii)包括分析从构造壁面反射回波的传播时间以确定井孔直径。

8、如权利要求1所述的一种方法，其中步骤(iii)包括分析从构造壁面反射回波的传播时间以确定套管偏心度。

9、如权利要求1所述的一种方法，其中步骤(iii)包括分析从构造壁面反射回波的传播时间以确定在水泥中的波速。

10、如权利要求1所述的一种方法，其中步骤(iii)包括分析从构造壁面反射回波的幅值以检测和／或识别与井孔相交的裂缝或断层。

11、如权利要求1所述的一种方法，其中步骤(iii)包括分析从构造壁面反射回波的幅值和传播时间以检测和／或识别由于崩落、冲蚀和／或空腔造成的井孔直径的扩大。

12、如权利要求1所述的一种方法，其中步骤(iii)包括分析从构造壁面反射回波的正峰值和／或负峰值以检测和／或识别构造中的倾斜层。

13、如权利要求1所述的一种方法，其中步骤(iii)包括利用一种反演变换方法，按照该方法使用有关由于在套管中传播而先期到达回波的信息近似得出传输到环形间隙中的能量分布。

14、如权利要求13所述的一种方法，其中所说分布用于构成使得回波来自环形间隙或构造壁面的探测波束的分布。

15、如权利要求1所述的一种方法，它还包括：

(iv)识别环形间隙中的散射体或构造壁面的特征物；

(v)利用一种反演变换方法求得指向所说散射体或特征物的探测波束的覆盖区域；和

(vi)利用在步骤(v)中得到的信息获得有关所说散射体或特征物大小的更加精确的信息。

16、如权利要求1所述的一种方法，它还包括：

(iv)产生环形间隙中散射体和／或构造壁面上特征物的三维图象；

(v)根据使用者指令缩放所说三维图象。

17、如权利要求1所述的一种方法，它还包括：

(iv)产生环形间隙中散射体和／或构造壁面上特征物的三维图象；

(v)重构所说三维图象以集中在三维空间的特定区域。

18、如权利要求1所述的一种方法，其中步骤(iii)包括分析先期到达反射回波以定性地评价所说套管的腐蚀和穿孔状况。

19、如权利要求1所述的一种方法，其中步骤(iii)包括分析先期到达回波以检测在套管-水泥分界面处是否存在气体物质。

20、如权利要求19所述的一种方法，其中步骤(iii)还包括确定所说先期到达回波是否类似于一个时间延续波列，如果是，则指示在套管-水泥分界面处存在气体物质。

21、如权利要求1所述的一种方法，其中步骤(iii)包括分析所说回波以给出水泥强度的定性指示值。