专利名称：在声波幅度测井中矫正声波环境压力的设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种用于在声波幅度测井中对声波环境压力进行矫正的设备，其中所述环境压カ表示随测井深度变化的施加在测井装置上的压力。
背景技术：
对声波幅度信息的提取和利用在现代测井技术中占有非常重要的地位，在套管井测井(例如水泥胶结CBL、变密度测井VDL、固井声波成像等)和裸眼井测井(例如声波全波列测井、偶极和多极阵列声波测井、声波井下电视和超声成像测井、声波层析成像等)中都有应用。而声波幅度信息的提取往往又是通过对首先到达的声波(称为“首波”)的第一个波峰或者波谷的測量来实现的。 在〈く声波测井原理与应用 >> 一文中[參见中国国家图书馆，京ICP备0501420号，网址http://res4. nlc. gov. cn/home/pdf Read, t r s mar c i d=MDA0MTMy N jcz&channelid=2&bookid=01090489_54&dataid=cnbook¤tpage=l&pathinfo=933_200&top=&type=first&subchannel=0&ifPdfReader=0&jumpType=0&filenameSize=5&part=0],讲述了声波测井的主要方法，具体讲述了声波速度测井方法、套管井中声波测井、声波全波列测井、以及其它声波测井方法。该文章的全部内容在此被引作參考。声波从发射换能器出发，直到被接收换能器捕获，造成声波幅度变化的影响因素有很多。其主要因素是井壁情况，套管井中表现为套管一水泥，以及水泥一地层的两个界面的胶结程度；裸眼井中主要表现为地层岩性特征。声波测井方法就是通过測量记录声波，分析其传播时间、幅度衰减和频率变化信息来判断固井情况或岩性和储集层孔隙度及岩层弹性力学性质。但是，我们同时应该看到对声波造成影响除了上述主要因素之外还包括发射电路和接收电路的电声/声电转换效率、泥浆比重、井径、深度等。而这些因素对声波的影响同样会被反映在接收到的声波信号上.在实际测井时，这些因素千差万別，只有把测井数据都校准到一个标准环境下之后，这些数据才具有可比性。譬如在测井队在方圆数公里的范围内进行测井并对测井数据进行比较时，只有通过将不同地点的测井数据校准到标准环境下，提高可比性，才能准确客观地实现测井数据比较，帮助决策最佳的采油地点和出油深度。从声波发射和接收传播路径来分析。原始电信号首先通过发射电路和换能器晶体的电声转换、以波动的形式传递到晶体外的介质中，再通过硅油一橡胶皮囊ー泥浆的声阻抗匹配(耦合效果的好坏会影响声波透射效率)，将声波透射到泥浆中去；声波在泥浆中传播，到达套管，一部分被反射回泥浆，一部分会透射到水泥中并在水泥和地层中传播，还有一部分满足临界条件，形成套管波，如果是裸眼井，声波除了在泥浆一地层界面的反射、透射，同样会在临界条件下，形成滑行波。最后，ー些声波在经过泥浆、透过橡胶皮囊和硅油之后到达接收换能器晶体界面，最后通过晶体和接收电路的声电转换，被采集记录下来。如前所述，一些仪器工作环境因素也会影响声波幅度。它们包括声波发射电压的大小、电声转换性能、声耦合效果、井径大小、泥浆比重、套管材质和厚度，水泥标号等等。其中，在对声波幅度信息利用的典型应用CBL (水泥胶结声波测井)測量中，人们就是利用套管材质、尺寸、壁厚、水泥标号和水泥环厚度等因素对声波幅度的影响，进而计算不同情况下声波幅度的相对比值，达到判断水泥胶结状况的目的。但是目前为止,CBL测量和其他声幅测井中，尚未有人对发射换能器发射电压波动和环境压力进行过声波幅度的矫正。发明人通过多次实验发现，加载在发射换能器上的发射电压的波动，以及泥浆环境压カ对声波幅度的影响也很大。测井中，声波测井仪的缆轴电压会有波动；即使井场设备供电电压稳定，但是不同时间的、不同测试小队在井场测量时使用的电源可能不同，通过电压矫正，可以把所有批次的測量数据校准在同一个參考电压下，对井场测量的可重复性具有意义。另外，測量深度的变化会导致环境压カ的不同，而这种变化反映在首波幅度上，如果不予以矫正，这种幅度变化与由于套管和套后水泥胶结状况、以及地层岩性引起的首波幅度变化交织在一起，会影响测量的准确性。所以泥浆环境压カ的矫正也是有必要的。
实用新型内容据此，本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种用于在声波幅度测井中对声波环境压力进行矫正的设备，使得各地的测井数据或同一ロ井的不同深度段的测井数据更具可比较性。从而在提高可比较性的情况下，实现准确客观的测井数据比较，帮助决策最佳的采油地点和/或出油深度。根据本实用新型提供的用于在声波幅度测井中对环境压カ进行矫正的设备，其中所述环境压カ表示随测井深度变化的施加在测井装置上的压力，其特征在于，所述设备包括用于测量泥浆密度和测井深度以得到环境压力的环境压力測量装置，用于对环境压カ进行矫正的环境压カ矫正装置，其根据发射换能器的发射电压从第二关系曲线族中找出对应的曲线和表示该曲线的多项式系数，其中所述第二关系曲线族表示所述环境压カ与所述接收声波幅度之间的关系，并且是通过实验測量和多项式拟合针对测井时加载在发射换能器上的不同的发射电压而得到的；所述环境压カ矫正装置还用于按下式求出经环境压カ矫正之后的声波幅度pb:
权利要求1.一种用于在声波幅度测井中对环境压カ进行矫正的设备，其中所述环境压カ表示随测井深度变化的施加在测井装置上的压力，其特征在于，所述设备包括 用于测量泥浆密度和测井深度以得到环境压力Ph1的环境压力測量装置， 用于对环境压カP hi进行矫正的环境压カ矫正装置，其根据发射换能器的发射电压确定所述环境压力与接收声波幅度P1之间的关系的对应多项式系数ki，然后基于要被归ー化到的标准环境
2.如权利要求I所述的设备，其特征在于，所述发射换能器被实施为压电陶瓷晶体，和/或所述接收的声波幅度用接收声波的首波幅度来代表。
3.如权利要求I所述的设备，其特征在于，所述标准环境压力Ph2*3X105kg/m2，和/或所述环境压カ矫正装置仅在环境压カP h大于I. 2 XlOWm2的情况下才进行所述的环境压カ矫正，和/或所述声波幅度测井是采用3英尺或5英尺的发射器-接收器间隔进行的。
4.如权利要求1-3之一所述的设备，其特征在于，所述环境压カ矫正装置通过插值方法从所述关系曲线族(Bl-BlO)中找出对应的曲线，和/或n=8。
5.如权利要求1-3之一所述的设备，其特征在于，所述的环境压カ测量装置通过测量泥浆密度和测井深度来得到所述的环境压カ。
6.如权利要求I所述的设备，其特征在干，进ー步包括 发射电压测量装置，用于在所述环境压カ下现场测量所述发射换能器的发射电压V1 ; 声波幅度測量装置，用于在所述的环境压カ下现场测量接收到的声波幅度； 发射电压矫正装置，用于根据所述的环境压カ确定所述发射电压与所述接收声波幅度之间的基本呈线性的关系的对应斜率μェ，然后基于要被归ー化到的标准发射电压V2按Pil = Ih -Mifyi-V2)确定经发射电压矫正之后的声波幅度pa ； 其中所述发射电压与所述接收声波幅度之间的基本呈线性的关系是通过实验测量针对测井时不同的环境压力而事先得到的。
7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述标准发射电压V2为7000V。
8.如权利要求6— 7之一所述的设备，其特征在于，所述发射电压矫正装置通过插值方法从所述第一关系曲线族(A1-A20)中找出对应的曲线。
专利摘要本实用新型涉及在声波幅度测井中矫正声波环境压力的设备。为增强各地测井数据或者同一口井的不同深度段的测井数据的可比性，所述设备包括测量环境压力的环境压力测量装置；对环境压力进行矫正的环境压力矫正装置，其根据发射换能器的发射电压从第二关系曲线族中找出对应的曲线和表示该曲线的多项式系数；所述环境压力矫正装置还用于按下式求出经环境压力矫正之后的声波幅度:，其中p1表示接收的声波幅度，ki表示该曲线的多项式系数，ρh1表示所述的环境压力，ρh2表示要被归一化到的标准环境压力，n为自然数。通过本实用新型能实现精准的测井数据比较，帮助更准确地选择采油位置和/或出油深度。
文档编号E21B49/00GK202431268SQ20112033525
公开日2012年9月12日 申请日期2011年9月7日 优先权日2011年9月7日
发明者桑强, 潘良根, 白庆杰, 肖加奇, 陶钧, 鲍雪山 申请人:中国石油集团长城钻探工程有限公司