一种第Ⅱ界面固井胶结质量评价方法与流程

本发明涉及油气勘探开发技术领域，具体地说，涉及一种第ⅱ界面固井胶结质量评价方法。

背景技术：

声辐变密度测井是目前常规的固井质量测井方法，但以目前的行业标准来看，第ⅱ界面的评价往往停留在定性方面，是一个非常主观的评价体系，定量评价固井第二界面仍然是一个难题。一些研究人员也提出了相应的第ⅱ界面的评价方法(例如裸眼时差与地层波结合法等方法)，但这些方法并没有得到很好的应用了普及。

目前主流的第ⅱ界面量化评价方法为能量谱法，这种方法主要对变密度测井全波形数据进行傅里叶变换，在频率域区间内捕捉到地层波与套管波的能量，进而利用它们之间的比例实现定量评价第ⅱ界面的目的。但该方法的前提是必须精确获知地层波与套管波的频率范围，而这往往是很难以实现的。在某些工区地层波与套管波的频率范围也有明显的重叠，这会严重影响评价的准确性。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种第ⅱ界面固井胶结质量评价方法，所述方法包括：

步骤一、利用预设小波基函数对获取到的变密度测井全波列信号进行小波变换时频分解，得到全波列波形的时频信息；

步骤二、基于所述全波列波形的时频信息，结合所获取到的地层波与套管波所对应的时间域和频率域的分布范围，分别确定地层波和套管波的能量值；

步骤三、根据所述地层波和套管波的能量值确定第ⅱ界面固井胶结状态。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤一中，根据如下步骤确定所述预设小波基函数：

分别计算各个候选小波基函数重构出的全波列波形与原始变密度波形之间的误差，得到各个候选小波基函数所对应的重构误差；

选取取值最小的重构误差所对应的候选小波基函数，得到所述预设小波基函数。

根据本发明的一个实施例，根据如下表达式确定所述重构误差：

其中，e表示重构误差，s表示原始变密度波形，s1表示重构出的全波列波形，n表示离散信号的长度。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤一中，通过平移小波和改变小波尺寸伸缩系数获取所有尺度的连续小波系数，进而捕捉得到全波列波形的时频信息。

根据本发明的一个实施例，确定所述地层波所对应的频率域的分布范围的步骤包括：

在同一口井具有岩性代表意义的地层深度段选取具有代表意义的全波列信号；

对所选取的全波列信号进行傅里叶变换分析，根据得到的频谱图和地层波清晰度段的变密度全波列信号中的周期，确定所述地层波所对应的频率域的分布范围。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤二中，根据所获取到的空套管标定数据确定套管波所对应的频率域的分布范围。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤二中，根据所获取到的建模数据或是人工标定数据确定地层波和套管波所对应的到时范围，得到所述地层波和套管波所对应的时间域的分布范围。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤二中，在地层波和套管波所对应的时间域和频率域的分布范围内，基于所述全波列波形的时频信息分别对时频分析能量谱结果进行积分，对应得到地层波和套管波的能量值。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤三中，

根据所述地层波和套管波的能量值分别获取待分析深度点处套管波的总能量和地层波的总能量；

根据所述待分析深度点处套管波的总能量和地层波的总能量确定第ⅱ界面固井胶结状态量化参数，其中，所述第ⅱ界面固井胶结状态量化参数的取值越大表征第ⅱ界面固井胶结质量越高。

根据本发明的一个实施例，根据如下表达式确定所述第ⅱ界面固井胶结状态量化参数：

其中，bi2表示第ⅱ界面固井胶结状态量化参数，ef表示待分析深度点处套管波的总能量，ec表示待分析深度点处地层波的总能量。

本发明所提供的第ⅱ界面固井胶结质量评价方法能够实现对第ⅱ界面固井胶结质量的量化评价。相较于现有技术，本方法的实现方式更加简单、快速，其所得到的结果也更加准确，因此也就更加适用于生产的需求。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：

图1是根据本发明一个实施例的第ⅱ界面固井胶结质量评价方法的实现流程示意图；

图2是根据本发明一个实施例的变密度测井全波形数据图；

图3是根据本发明一个实施例的候选小波基函数的数据图；

图4是根据本发明一个实施例的变密度测井全波形数据的时频分解图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本发明实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。

另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

针对现有技术所存在的问题，本发明提供了一种新的第ⅱ界面固井胶结质量评价方法，该方法基于时频分解来对第ⅱ界面固井胶结质量进行量化评价，从而提高第ⅱ界面固井胶结质量评价的准确性。

图1示出了本实施例所提供的第ⅱ界面固井胶结质量评价方法的实现流程示意图。

如图1所示，本实施例所提供的第ⅱ界面固井胶结质量评价方法会在步骤s101中利用预设小波基函数对获取到的变密度测井全波列信号进行小波变换时频分解，这样也就可以得到全波列波形的时频信息。

具体地，本实施例中，在确定步骤s101中所需要使用到的上述预设小波基函数时，本方法优选地首先会分别计算各个候选小波基函数重构出的全波列波形与原始变密度波形之间的误差，从而得到各个候选小波基函数所对应的重构误差。随后，本方法会从所得到的多个重构误差中选取取值最小的重构误差所对应的候选小波基函数，这样也就得到了上述预设小波基函数。

本实施例中，该方法优选地根据如下表达式确定候选小波基函数所对应的重构误差：

其中，e表示重构误差，s表示原始变密度波形，s1表示重构出的全波列波形，n表示离散信号的长度。其中，原始变密度波形s即为变密度测井全波列信号。

例如，变密度测井全波形数据如图2所示，候选小波基函数包括db函数、moret函数以及sym函数三种函数。利用表达式(1)，如图3所示，db函数所对应的重构误差为56，moret函数所对应的重构误差为52，而sym函数所对应的重构误差则为87。因此也就可以选取moret函数来作为步骤s101中所使用到的预设小波基函数。

当然，在本发明的其他实施例中，根据实际需要，该方法还可以采用其他合理方式来确定所需要使用的预设小波基函数，本发明对此并不进行限定。

本实施例中，该方法在步骤s101中优选地会通过平移小波和改变小波尺寸伸缩系数获取所有尺度的连续小波系数，进而捕捉得到全波列波形的时频信息。其中，图4示出了本实施例中所得到的变密度测井全波形数据的视频分解图。

当然，在本发明的其他实施例中，该方法根据实际需要还可以采用其他合理方式来对对获取到的变密度测井全波列信号进行小波变换时频分解，本发明同样不限于此。

再次如图1所示，本实施例中，在得到全波列波形的时频信息后，该方法优选地会在步骤s102中基于步骤s101中所得到的全波列波形的时频信息，结合所获取到的地层波与套管波所对应的时间域和频率域的分布范围来分别确定地层波和套管波的能量值。

通过研究发现，对与频率域而言，套管波频率范围与所用仪器声波频率有关，并且当所用仪器确定后频率范围基本固定。因此，本实施例中，该方法优选地可以根据所获取到的空套管标定数据确定套管波所对应的频率域的分布范围。例如，套管波所对应的频率域的分布范围多在10000hz至20000hz之间。

对于地层波来说，其所对应的频率域与岩性有关。因此，本实施例中，该方法优选地会在待分析的第ⅱ界面固井胶的同一口井具有岩性代表意义的地层深度段选取具有代表意义的全波列信号，随后通过对所选取的全波列信号进行傅里叶变换分析，以此来根据得到的频谱图和地层波清晰度段的变密度全波列信号中的周期，确定地层波所对应的频率域的分布范围。例如，地层波所对应的频率与的分布范围可以在5000hz至9000hz之间。

而对于时间域而言，本实施例中，该方法优选地会根据所获取到的建模数据或是人工标定数据确定地层波和套管波所对应的到时范围，从而得到地层波和套管波所对应的时间域的分布范围。需要指出的是，在确定地层波和套管波所对应的到时范围时，优选地需要考虑岩性的影响。

当然，在本发明的其他实施例中，根据实际情况，该方法还可以采用其他合理方式来获取地层波与套管波所对应的时间域和/或频率域的分布范围，本发明对此并不进行限定。

本实施例中，在步骤s102中，该方法优选优选地会在所获取到的地层波和套管波所对应的时间域和频率域的分布范围内，基于全波列波形的时频信息分别对时频分析能量谱结果进行积分，对应得到地层波和套管波的能量值。

如图1所示，在得到地层波和套管波的能量值后，该方法优选地会在步骤s103中根据步骤s102中所得到的上述地层波和套管波的能量值来确定第ⅱ界面固井胶结状态。

本实施例中，该方法在步骤s103中优选地通过计算第ⅱ界面固井胶结状态量化参数的取值来反应第ⅱ界面固井胶结状态。其中，第ⅱ界面固井胶结状态量化参数的取值越大，则表征第ⅱ界面固井胶结质量越高。

具体地，本实施例中，在计算第ⅱ界面固井胶结状态量化参数的取值时，该方法优选地首先会根据步骤s102中所得到的地层波和套管波的能量值分别获取待分析深度点处套管波的总能量和地层波的总能量，随后再根据待分析深度点处套管波的总能量和地层波的总能量确定第ⅱ界面固井胶结状态量化参数。

本实施例中，该方法可以根据如下表达式确定所述第ⅱ界面固井胶结状态量化参数：

其中，bi2表示第ⅱ界面固井胶结状态量化参数，ef表示待分析深度点处套管波的总能量，ec表示待分析深度点处地层波的总能量。

例如，本实施例中，以图2所示的变密度测井全波形数据为例，该方法在步骤s102中所确定出的地层波的能量值为57.19，套管波的能量值为230.27。其中，地层波的能量值可以作为待分析深度点处套管波的总能量，而地层波的能量值同样也可以作为待分析深度点处地层波的总能量。因此，根据表达式(2)，最终也就可以确定出待分析深度点的第ⅱ界面固井胶结状态量化参数的取值为0.2。其中，取值0.2的第ⅱ界面固井胶结状态量化参数表征胶结状态较差。

从上述描述中可以看出，本发明所提供的第ⅱ界面固井胶结质量评价方法能够实现对第ⅱ界面固井胶结质量的量化评价。相较于现有技术，本方法的实现方式更加简单、快速，其所得到的结果也更加准确，因此也就更加适用于生产的需求。

应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构或处理步骤，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

虽然上述示例用于说明本发明在一个或多个应用中的原理，但对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的原理和思想的情况下，明显可以在形式上、用法及实施的细节上作各种修改而不用付出创造性劳动。因此，本发明由所附的权利要求书来限定。