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第 38 卷 第 3 期 牛德成等： CBMT 第二界面成像理论和实验研究 425

表 2 实验模型井及主要参数
Table 2 Experimental model wells and main parameters

实验 套管实验 (套管尺寸/壁厚)/ 水泥环 地层 第二界面胶结情况
模型 模型类型 (in/mm) 厚度/mm 声阻抗
扇区大小/( ) 流体环个数 流体环厚度/mm
◦
1 周向分辨率研究模型井 7/10 24 地层 2 0, 20, 40, 60, 180 1 2
2 径向探测深度研究模型井 7/10 10/24/40 地层 2 60 1 2

3 地层条件变化模型井 7/10 24 地层 1, 2 180 1 2

2 mm 10 mm 2 mm 10 mm
24 mm 200 mm 24 mm 200 mm 10 mm
7 in
7 in
ืʹࡏ 24 mm 200 mm
ืʹࡏ ืʹࡏ 7 in
̌ߘ ̌ߘ ̌ߘ ݓኮ
ݓኮ ݓኮ
ඵซࡏ ඵซࡏ ඵซࡏ
20O
ڡࡏ ڡࡏ ڡࡏ
60O
1.2 m 1.2 m

(a) ևՔѬᣲဋᆑቃ (b) य़Քଊ฾ງएᆑቃ (c) ˀՏڡࡏ౎͈
图 6 实验模型井
Fig. 6 Experimental model wells
2.2 实验结果分析 表 2 中 1 号和图 6(a) 的模型井。通过对比不同扇区

模型下测量的波形 (图 7(a)) 可见，首先到达的套管
2.2.1 周向分辨率研究
波，其幅度和到时均一致，来自第二界面的反射波明
周向分辨率是指在发射和接收所覆盖的扇区， 显不同，随着胶结差扇区逐渐变大，反射波的幅度逐
水泥环和地层界面胶结差的扇区大小变化时的响 渐增强，变化趋势与数值计算的结果是一致的；通过
应特征，在实验室制作了水泥环第二界面存在 0 、 对图 7(a) 矩形框内波形取平方根，对比了反射波幅
◦
20 、40 、60 和 180 扇区胶结差的套管井模型，如 度与水泥缺失角度的关系(图7(b))。
◦
◦
◦
◦
0.03 1.5
ᑛፇݞ
20Oᑛፇࣀ
0.02 40Oᑛፇࣀ 1.4
60Oᑛፇࣀ
0.01 180Oᑛፇࣀ ࣨएᄊॆʷӑඋϙ 1.3
ࣨए 0 1.2

-0.01 1.1

-0.02 1.0
20 40 60 80 100 120 140 0 20 40 60 180
௑ᫎ/ms ඵซᎥܿᝈ/(O)
(a) ࠄᰎ฾᧚־ऄฉॎ (b) ᑟ᧚ᬤ੡ӝᎥܿᝈएᄊԫӑ
图 7 周向分辨率研究模型井结果分析
Fig. 7 Analysis of model well results of circumferential resolution research