偶極子聲波測井在雙層套管井中激發的聲場特征

作者：陳雪蓮,唐曉明

摘要：多層套管井中的套管-水泥以及水泥-地層在徑向上的分布較單層套管井界面多且徑向分布范圍更深.目前還未有針對多層套管井固井質量評價的有效方法,偶極子陣列聲波測井具有工作頻率低徑向探測深的優勢,本文通過實軸積分和三維有限差分計算了偶極子聲源在不同膠結狀況的雙層套管井中激發的聲場,旨在探討偶極子陣列聲波在雙層套管井中評價外層套管和地層之間膠結狀況的可行性.計算結果表明,在兩層套管之間充填泥漿時,全波波形中可明顯觀測到地層彎曲波和套管彎曲波,若外層套管和地層之間充填水泥套管彎曲波的慢度明顯高于充填泥漿時的慢度值;在外層套管和地層之間膠結的水泥出現缺失,套管彎曲波的頻散曲線會處于完全膠結與完全無膠結之間,其變化量與水泥在外層環空的占比近似成線性關系,幾乎不受水泥缺失的徑向位置影響.由于偶極子聲源的指向性,套管彎曲波的響應特征主要受與聲源振動指向的方位扇區膠結狀況的影響;在兩層套管之間充填水泥時,若外層套管和地層之間充填泥漿,仍可觀測到套管彎曲波,模擬波列提取的套管彎曲波的頻散曲線與解析解計算的頻散曲線吻合,兩層套管通過水泥膠結在一起,其彎曲振動的傳播速度稍有增加,類似單層套管厚度加厚的響應特征.兩種模擬方法得到的結果均表明套管彎曲波對外層套管和地層之間的充填介質敏感,驗證了偶極子陣列聲波測井在雙層套管井固井質量評價中應用的可行性.

發文機構：中國石油大學（華東）地球科學與技術學院 中國石油大學（華東）深層油氣重點實驗室

關鍵詞：雙層套管井偶極子聲源套管彎曲波頻散水泥膠結Double-casing wellDipole acoustic sourceCasing flexural waveDispersionCement

分類號： P631[天文地球—地質礦產勘探]