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                                                               利用 SBT 贴壁波形数据尝试半定量评价自建实验
             0 引言
                                                               井水泥环第二界面胶结状况，取得初步效果                     [1] 。这
                                                               表明，水泥环外测反射波具有评价第二界面的可能
                 固井评价的核心是水泥环层间封隔评价。只
                                                               性。当时并未将这方面的研究继续下去，其原因是，
             有当水泥环的第一界面和第二界面都胶结良好时，
                                                               SBT 实际测井没有贴壁波形记录通道，无法用于第
             才能保证层间封隔。第二界面是水泥环封隔系统
                                                               二界面评价。
             的最薄弱环节，一直是固井评价的重大难点                     [1] 。长
                                                                   CBMT (Cement bond mapping tool) 仪器是
             期以来，测井中主要利用声波法探测水泥环第一界
                                                               中海油田服务股份有限公司于 2008 年自主研制成
             面进而评价固井质量及层间水泥封隔性。20 世纪
                                                               功的分扇区水泥胶结成像测井仪器。该仪器测井原
             50 年代开始推出的水泥胶结测井 (Cement bond-
                                                               理与阿特拉斯公司扇区水泥胶结仪器 SBT类似，均
             ing logging, CBL)，通过声幅测量评价水泥环第
                                                               采用贴井壁定向发射分扇区衰减率测量方式，来评
             一界面。70 年代出现的水泥胶结/声波变密度测井
                                                               价第一界面水泥胶结状况和固井质量，同时具备采
             (Cement bonding logging/variable density logging,
                                                               集6 扇区贴壁全波波形的能力。本文尝试采用中海
             CBL/VDL) 可同时探测第一界面和定性评价第二
                                                               油服 CBMT 仪器激发和接收的贴井壁测量的全波
             界面水泥胶结，这种测井仪器在世界范围内得到
                                                               波形，通过系统的数值模拟和模型井实验相结合的
             广泛应用，但 CBL/VDL 测井测得的物理量是井周
                                                               研究思路，分析了来自于水泥环外侧反射波与第二
             物理响应的平均结果，无法识别井周环向上水泥
                                                               界面水泥环胶结状况的关系，为进行水泥环第二界
             沟槽。阿特拉斯 (Atlas) 公司和桑戴斯 (Sondex) 公
                                                               面胶结成像可行性奠定了理论和实验基础。
             司于 90 年代分别推出分扇区探测套管波衰减率的
             固井质量测井仪器 SBT(Segmented bond tool) 和
                                                               1 水泥环第二界面成像的贴壁声场研究
             RBT(Radial bond tool)，能探测圆心角不小于 20           ◦
             的水泥沟槽      [1] 。近年来推出的超声成像测井仪器                    1.1  CBMT数值模拟研究模型
             (斯仑贝谢公司的 Ultra sonic imaging tool，简称                  CBMT 仪器主要由 6 个推靠臂组成 (如图 1(a)
             USIT仪器；中海油服的Multi-functional ultrasonic           所示)，每个推靠臂上都安装一个声波发射换能器
             imaging logging tool，简称MUIL仪器)利用超声换               (T)和一个声波接收换能器(R)。滑板编号为奇数者
             能器快速旋转发射高频声波脉冲，测量反射回波的                            (1、3、5) 比偶数者 (2、4、6) 高出半个滑板长度            [4−5] ，
             方式，大大提高了水泥胶结不均匀环向评价的详细                            测井时，发射器依次发射，可建立 T 1 (R 2 、R 3 )T 4 、
             程度，斯伦贝谢推出的水泥封隔成像测井 (Imaging                       T 2 (R 3 、R 4 )T 5 、T 3 (R 4 、R 5 )T 6 、T 4 (R 5 、R 6 )T 1 、
             behind the casing, IBC) 利用脉冲回波与套管中弯               T 5 (R 6 、R 1 )T 2 、T 6 (R 1 、R 2 )T 3 共 6 个扇区的双发
             曲型 Lamb波技术结合不仅可评价低密度水泥第一                          双收测量，得到第1、2、3、4、5、6 扇区的衰减率测量。
             界面的固井质量        [2−3] ，还可进行管外气、液、固分布               CBMT 仪器可同时记录每个发射器发射、不同接收
             评价。但尽管如此，目前声波法固井质量测井的关                            器接收的 12 道 (每个扇区 2 道，共 6 个扇区) 贴壁全
             键测井响应套管波幅度、套管波衰减率和管外环空                            波波形，与衰减率测量同步进行。
             介质的声阻抗都是通过探测第一界面胶结或环空                                 为模拟CBMT测井仪器的响应特征，结合实际
             水泥分布状况，间接反映管外环空的水力封隔                       [1] 。  固井作业模型，建立了柱状分层介质套管井理论模
             迄今为止，还未见水泥环第二界面胶结成像及定量                            型 [6−7] ，其俯视图如图 1(b) 所示，图中深蓝色区域
             评价的报道，水泥环第二界面成像一直是固井质量                            代表井内泥浆，浅蓝色区域为套管，淡绿色区域为水
             测井追求的目标。                                          泥环，红色区域代表地层。根据图 1(a) 所示 CBMT
                 从1997年5月到1999年底，中国海洋石油测井                      仪器 6 扇区发射和接收装置分布特征，在套管内壁
             公司通过理论分析、正演模拟以及自建大厂实验井                            上每隔 60 放置一个与套管材质一样的弧形钢条，
                                                                        ◦
             的测量分析，发现阿特拉斯公司扇区水泥胶结仪器                            声源位于钢条和套管内壁之间                [6] 。如图 1(b) 所示，
             SBT 6 个扇区的贴壁全波波形中，携带了能反映对                         发射器位于符号 T的位置，近接收换能器位于 R60，
             第二界面胶结状况较为敏感的反射波信息，并据此                            远接收换能器位于 R120。在数值模拟时，模拟自由
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