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基于超声Lamb波的固井质量评价新技术与应用

王明辉 李进 韩耀图 李疾翎 刘汇鑫

王明辉,李进,韩耀图,等. 基于超声Lamb波的固井质量评价新技术与应用[J]. 钻井液与完井液,2023,40(4):519-526 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2023.04.015
引用本文: 王明辉,李进,韩耀图,等. 基于超声Lamb波的固井质量评价新技术与应用[J]. 钻井液与完井液,2023,40(4):519-526 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2023.04.015
WANG Minghui, LI Jin, HAN Yaotu, et al.A new technology for evaluating job quality of well cementing based on ultrasonic lamb wave and its application[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2023, 40(4):519-526 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2023.04.015
Citation: WANG Minghui, LI Jin, HAN Yaotu, et al.A new technology for evaluating job quality of well cementing based on ultrasonic lamb wave and its application[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2023, 40(4):519-526 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2023.04.015

基于超声Lamb波的固井质量评价新技术与应用

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2023.04.015
基金项目: 中国海洋石油集团公司十四五重大项目课题“测录试关键技术与装备”(KJGG-2022-1401)。
详细信息
    作者简介:

    王明辉,工程师,1984年生,2012年毕业于西南石油大学油气安全工程专业,主要从事超声测井技术研究。电话 (010)84522824;E-mail:wangmh18@cosl.com.cn。

  • 中图分类号: TE256

A New Technology for Evaluating Job Quality of Well Cementing Based on Ultrasonic Lamb Wave and Its Application

  • 摘要: 为了解决传统的CBL/VDL声波测井、扇区水泥胶结测井以及超声脉冲回波测井均不能准确评价轻质水泥固井质量的难题,提高低密度轻质水泥固井质量评价的准确性,基于超声“脉冲-回波”检测原理,研制超声Lamb波固井质量评价测井仪,建立弯曲型Lamb波衰减率、垂直回波共振效率与套管外介质声阻抗之间的关系模型,构建固液气三相介质评价图版,结合轻质水泥刻度井测试,建立了基于超声Lamb波的固井质量评价新方法。该方法可有效评价低密度轻质水泥固井质量和检测确定水泥返高位置,解决了轻质水泥固井质量评价难题。应用表明,该技术为低密度轻质水泥固井质量检测与评价提供了新思路,同时超声Lamb波固井质量评价测井仪还可以实现套管居中度和套损检测评价,可为固井质量评价和井筒完整性检测提供依据,应用前景广阔。

     

  • 图  1  超声Lamb固井质量评价测井仪

    图  2  超声Lamb固井质量评价测井仪测量示意图

    图  3  Lamb波在不同介质中的衰减示意图

    图  4  不同套管厚度下Lamb波衰减率与套管外液体声阻抗的关系

    图  5  不同套管厚度下Lamb波衰减率与套管外水泥声阻抗的关系

    图  6  共振效率与套管内外介质阻抗的关系曲线(套管壁厚为10.36 mm)

    图  7  气液固评价图版的建立过程

    注:图中依据颜色体现分区,红色区域代表气体,绿色区域代表液体,蓝色区域代表固体。

    图  8  轻质水泥刻度井测量结果

    图  9  渤海某井测井解释成果图

    图  10  南海某井测井成果图

    表  1  不同介质和声阻抗条件下的垂直回波共振效率测试结果

    介质Zout/
    MRayls
    不同套管内介质声阻抗Zin下垂直回波共振效率
    1.0
    MRayls
    1.5
    MRayls
    1.8
    MRayls
    2.0
    MRayls
    气体016.4018.9621.4023.30
    液体113.1215.7217.6319.25
    1.511.7014.2615.9417.00
    1.811.0013.4415.0016.43
    2.79.4011.2212.4513.70
    47.308.649.5410.59
    56.107.177.928.87
    固体65.206.006.707.40
    74.305.115.606.20
    83.604.404.805.20
      注:采用4#探头进行测试实验。
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-01-12
  • 修回日期:  2023-02-22
  • 刊出日期:  2023-07-30

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