一种简易声速测井仪检验、标定及刻度方法.pdf

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1、10申请公布号CN101942987A43申请公布日20110112CN101942987ACN101942987A21申请号201010253866522申请日20100813E21B47/00200601E21B47/14200601E21B49/0020060171申请人中国海洋石油总公司地址100010北京市东城区朝阳门北大街25号申请人中海油田服务股份有限公司72发明人刘西恩卢涛张海澜陈德华74专利代理机构北京安信方达知识产权代理有限公司11262代理人胡剑辉王漪54发明名称一种简易声速测井仪检验、标定及刻度方法57摘要本发明提供了一种简易声速测井仪刻度检验方法，包括以下步骤1根据待。

2、测地层声波传输速度，选取与相应地层具有相近声波传输速度的模拟管材；2分别在相应模拟管材内填充流体；3将声速测井仪放置在相应模拟管材内；4使用声速测井仪中发射换能器向相应模拟管材内发射声波；5使用声速测井仪中接收换能器接收相应模拟管材中声波信号，并将该信号发送到数据处理系统；6数据处理系统接收到接收换能器发送来的声波信号，与相应模拟管的声波相应特性参数进行比对，从而检验声速测井仪的性能。本发明采用具有确定声波传输速度的管材模拟不同地层井眼，性能稳定、且结构简单、制作成本低廉，并且维护便捷。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图2页CN10194。

3、2993A1/1页21一种简易声速测井仪检验、标定及刻度方法，其特征在于，包括以下步骤1选取两个以上具有明显声速差异的待测地层，并根据每个待测地层声波传输速度，分别制作与相应地层声波传输速度接近差距在5以内的管材，用于模拟相应地层岩石；2分别在相应模拟管材内填充可模拟井眼中泥浆的流体；3将声速测井仪放置在相应模拟管材内；4使用声速测井仪中发射换能器向相应模拟管材内发射声波；5使用声速测井仪中接收换能器接收相应模拟管中声波传播信号，将该信号采集并发送到数据处理系统；6数据处理系统接收到接收换能器发送来的声波信号，经波形数据分析处理后获取所测管材声波传播速度，与相应模拟管的标准声波传播速度比对，从。

4、而验证声速测井仪在相应地层井眼中的测量准确性，该标准声波传播速度值可作为声速测井仪的标准刻度值。2如权利要求1所述的简易声速测井仪检验、标定及刻度方法，其特征在于所述步骤1中，采用金属长圆管模拟高速地层井眼，采用水泥长圆管模拟中速地层井眼，采用高分子长圆管模拟低速地层井眼。3如权利要求2所述的简易声速测井仪检验、标定及刻度方法，其特征在于所述金属长圆管为钢管或铝管。4如权利要求2所述的简易声速测井仪检验、标定及刻度方法，其特征在于所述高分子长圆管为有机玻璃管或PVC管。5如权利要求14任一所述的简易声速测井仪检验、标定及刻度方法，其特征在于所述步骤2中的流体为水。权利要求书CN10194298。

5、7ACN101942993A1/4页3一种简易声速测井仪检验、标定及刻度方法技术领域0001本发明涉及一种简易声速测井仪检验、标定及刻度方法。背景技术0002在油田测井中，为了对测井仪器进行测试、标定和刻度，需要建立测井仪器的标准测试系统，称为标准井或刻度井。随着测井仪器的不断引进和仪器国产化水平的提高，刻度井的作用越来越重要。对于一般声速测井仪器来说，刻度与检验用刻度井结构如图1所示。0003刻度井通常由井眼11、井眼围岩12、井眼地面保护层13及大地14组成。0004井眼11直径根据实际油井井眼尺寸设计，可阶梯设计不同直径以满足实际声速测井仪器刻度检验需要，下部留有“鼠洞”以满足不同仪器长。

6、度需要，井眼内充满流体通常为水。0005井眼围岩12由多层圆柱状不同声速的天然岩石组成，较高的声速岩石有灰岩，白云岩等，较低声速岩石有泥岩，砂岩等，考虑到声速测量仪器声学换能器工作频率，围岩直径通常要求大于5米。0006在实际刻度井设计中，一直存在以下几个突出的问题，使得刻度井建设费用高，困难大。00071、可作为刻度标准的岩石模块获取困难，以直径5米，厚度05米记，如此巨大的岩石模块开采和加工非常困难，很难保证内部岩石声速均匀，也不能保证内部岩石微空隙均匀。00082、岩石声速标定困难，购买岩石模块价格昂贵，采用天然岩石制作刻度井投资巨大。00093、由于围岩尺寸大，需要多层岩石模块层层垒叠。

7、构建，施工难度大。00104、岩石长时间存放后会风化老化，声速会有变异，监测困难，刻度井维护费用大。发明内容0011本发明要解决的技术问题是提供一种性能稳定、成本低廉且便于维护的声速测井仪刻度检验方法。0012为了解决上述问题，本发明提供了一种简易声速测井仪刻度检验方法，包括以下步骤0013选取两个以上具有明显声速差异的待测地层，并根据每个待测地层声波传输速度，分别制作与相应地层声波传输速度差距在5以内的管材，用于模拟相应地层岩石；00142分别在相应模拟管材内填充可模拟井眼中泥浆的流体；00153将声速测井仪放置在相应模拟管材内；00164使用声速测井仪中发射换能器向相应模拟管材内发射声波；。

8、00175使用声速测井仪中接收换能器接收相应模拟管中声波传播信号，将该信号采说明书CN101942987ACN101942993A2/4页4集并发送到数据处理系统；00186数据处理系统接收到接收换能器发送来的声波信号，经波形数据分析处理后获取所测管材声波传播速度，与相应模拟管的标准声波传播速度比对，从而验证声速测井仪在相应地层井眼中的测量准确性，该标准声波传播速度值可作为声速测井仪的标准刻度值。0019进一步，所述步骤1中，采用金属长圆管模拟高速地层井眼，采用水泥长圆管模拟中速地层井眼，采用高分子长圆管模拟低速地层井眼。0020进一步，所述金属长圆管为钢管或铝管。0021进一步，所述高分子长。

9、圆管为有机玻璃管或PVC管。0022进一步，所述步骤3中的流体为水。0023本发明具有如下优点00241、本发明采用具有确定稳定声波传输速度的管材模拟不同地层井眼，性能稳定、且结构简单、制作成本低廉，并且维护便捷。00252、本发明采用钢管、铝管、有机玻璃管、PVC管及水等容易获得材料，获取方便，且成本及其低廉，另外，其声波传输速度特性稳定，便于获得。附图说明0026下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明0027图1示出了目前使用的刻度井结构示意图；0028图2示出了本发明中模拟管材使用状态示意图；0029图3示出了本发明中模拟管材结构示意图；0030图4示出了本发明中单极子发射、单极子接。

10、收所得到的测量波形图。具体实施方式0031本发明中模拟管材结构如图2所示，本发明的实现包括以下步骤00321根据高速地层、中速地层及低速地层声波传输速度，分别选取与该高速地层、中速地层及低速地层声波传输速度相近差距在5以内的金属长圆管、水泥长圆管及高分子长圆管模拟高速地层、中速地层及低速地层。0033金属长圆管、水泥长圆管及高分子长圆管的结构均如图3所示，为长、圆、薄壁结构，壁厚为外径的1/101/2，长度为外径的3倍以上。该金属长圆管6具有密封底面，上部开口。0034由于金属长圆管、水泥长圆管及高分子长圆管具有确定的声波传输速度，而且该声波传输速度是容易获知的，所以将金属长圆管、水泥长圆管及。

11、高分子长圆管的声波传输速度分别输入并存储到数据处理系统5中。00352分别在金属长圆管、水泥长圆管及高分子长圆管内填充流体1，模拟相应地层井眼中与该流体声学特性相近的泥浆。在金属长圆管、水泥长圆管及高分子长圆管内填充满该流体。00363将需检测的声速测井仪2放置相应模拟管材6内，并可采用推靠装置7居中设置在相应模拟管材6中，以保证测试的声波数据的准确性。由于该模拟管包括金属长圆说明书CN101942987ACN101942993A3/4页5管、水泥长圆管及高分子长圆管三种，可将声速测井仪2依先后次序分别在金属长圆管、水泥长圆管及高分子长圆管中进行测量。00374分别使用声速测井仪2中发射换能器。

12、3向相应模拟管材6内发射声波，该声波通过流体1及相应模拟管材6管壁进行传播。由于相应模拟管6包括金属长圆管、水泥长圆管及高分子长圆管，该金属长圆管、水泥长圆管及高分子长圆管均具有确定的声波传输速度，通过理论计算可以获得，所以对于确定的声波仪器会有确定的声波传播速度测量值，这里使用声速测井仪2真实的声波传播速度测量数值与理论声波传播速度值进行比较，可以检验得到该声速测井仪2的测量性能。00385使用声速测井仪2中接收换能器4分别接收相应模拟管材6中声波传播信号，并将该信号发送到数据处理系统5。接收换能器4与数据处理系统5之间通过连线与接口进行通讯。00396数据处理系统5接收到接收换能器4发送来。

13、的声波传播信号。模拟管材6为金属长圆管时，与该数据处理系统5中输入的金属长圆管声波特性参数进行比对，检验声速测井仪2在高速地层井眼中的测量指标。0040模拟管材6为水泥长圆管时，与该数据处理系统5中输入的水泥长圆管声波特性参数进行比对，检验声速测井仪2在中速地层井眼中的测量指标。0041模拟管材6为高分子长圆管时，与该数据处理系统5中输入的高分子长圆管声波特性参数进行比对，检验声速测井仪2在低速地层井眼中的测量指标。0042这样就分别检验了声速测井仪2在高速、中速及低速地层井眼中的测量指标，综合声速测井仪2在以上三种不同模拟声速地层井眼中刻度，可通过计检验、标定及刻度该声速测井仪2。0043本。

14、发明采用具有确定稳定声学特性的管材模拟不同地层井眼，性能稳定、且结构简单、制作成本低廉，并且维护便捷。0044本发明中，步骤1中的金属长圆管6可以采用钢管或铝管。步骤1中的高分子长圆管6可以采用有机玻璃管或PVC管。步骤2中的流体1可以采用水。0045本发明采用钢管、铝管、有机玻璃管、PVC管及水等容易获得材料，获取方便，且成本及其低廉，另外，其声波传输速度稳定，参数便于获得。0046本发明中，金属长圆管、水泥长圆管及高分子长圆管在使用时垂直放置，管外为空气或水。0047圆管长度的选择应满足不同单极、偶极声速测井仪标定的最大长度需要；壁厚的选择应满足承压需要，主要考虑管内所需承受的流体压力管外。

15、为空气时和标定刻度操作过程中所形成的机械压力。0048圆管直径及材料对应不同声学参数的选择应保证仪器标定过程中在目标频率段内对应仪器工作频率激发出较强的声场能量，以便于声速测井仪性能的评估；另外，壁厚有限的长圆管中通过声速测井仪器所测得的声波时差值声波速度的倒数不同于管材介质本身的声波时差值，需要针对不同的声速测井仪类型进行校正。0049下面给出一个测试实例。图4是单极子发射、单极子接收所得到的测量波形，接收探头为4组，波形幅度较大的部分进行了饱和处理。测试过程中，管材选用的是铝管，其壁厚为10毫米，管长为8米，内径015米。说明书CN101942987ACN101942993A4/4页600。

16、50通过波形处理，可得首波传播时差为57微秒/英尺，即首波传播速度为5347米/秒。而对金属材料铝来说，其纵波声速为6420米/秒马大猷等，声学手册修订版，2004。实测结果表明，单极子声波测井仪在有限壁厚管材中测得的首波传播速度比无限大铝制材料中的纵波声速要低得多，这主要是由于波导结构的影响，使得首波存在频散现象。因此，在声波测井仪器的实际刻度过程中，需要根据仪器的频率进行不同频散校正。0051偶极子声波测井仪的测试过过程和结果与单极子声波测井仪类似，在此不重复再给出。0052综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。说明书CN101942987ACN101942993A1/2页7图1说明书附图CN101942987ACN101942993A2/2页8图2图3图4说明书附图CN101942987A。