Page 31 - 《应用声学》2020年第1期
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第 39 卷 第 1 期            胡文祥等： 套管井超声导波成像系统开发与工程应用研究                                           27


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                                      ZIMPAVG  ATTNAVGENV
                                     0  MRayls 8  0  dB/cm  1
                                     0  ZIMP  8  0  ATTN  1 0  SLG  2  0HYDROCOM 0
                                                                      SBT         VDL
                                     0  MRayls 8  0  dB/cm  1  0  2  1  0



                                 360








                                 370




                                                 图 13  实际井测量与成像结果
                             Fig. 13 The measuring and imaging results in a cased borehole in an oilfield

             信号采集、处理等电路装置，检测与成像软件，垂直                           成像结果是定量、直观的，且有明确的周向位置，比
             收发脉冲回波测量探头，A 0 模激发与接收探头 (一                        传统的CBL-VDL以及SBT结果明显优越。实际工
             发二收)，以及上位计算机组成。同时基于工程化考                           程应用时，可以综合集成脉冲回波、A 0 弯曲波与传
             虑，超声探头均满足耐温耐压和宽带收发等特性，电                           统的CBL测量方式，进行综合成像分析。
             路系统亦满足耐温耐压要求。                                         利用上述的泄漏导波模式在环形空间岩石壁
                 所研制的基于导波方式的套管井超声检测与                           (二界面)的反射，通过周向扫描方式，还可进一步进
             成像仪器系统在中海油田服务股份有限公司多个                             行井眼形状的成像、钢套管在井内相对位置的成像
             模型井以及陆上与海上实际井进行了测试，获得良                            等，该结果不在此一一给出。
             好效果。图 12 所给出的是其中一个典型模型井的
             成像结果。其套管外环形空间材料沿深度方向设置                            4 结论
             不同周向角度范围缺失 (填充近于液体的低特性阻
             抗仿体材料) 通过声阻抗率成像结果，A 0 模泄漏衰                            研究表明，传统 CBL与超声脉冲回波测井技术
             减结果图像获得很好体现。其中所得到的水泥声阻                            都可归于钢套管壁内导波模式的利用。为了解决现
             抗约4 MRayls，泄漏A 0 模平均衰减约0.77 dB/cm，                有技术无法有效检测轻质水泥条件下的套管井水
             符合轻质水泥较大衰减的特征。由二者综合给出的                            泥胶结质量问题，同时进一步对管外环形空间内的
             管外介质材料分类也得到了较为满意的结果，表明                            材料性质进行定征，成像井眼形状及其中套管的相
             了方法的有效性与系统开发与工程应用的实用性。                            对位置，可基于已有的多功能超声成像扫描成像测
                 图 13 给出了实际井测量和成像结果。除了给                        井仪，进一步增加 A 0 弯曲波模式的激励和检测方
             出声阻抗率图像、弯曲波 A 0 模衰减成像、环形空间                        式。综合的多模式导波检测与成像方法，可以较为
             介质固 -液 -气分类结果外，进一步给出了据此得到                         全面解决目前套管井检测与评价所遇到的问题。在
             的环形空间水力联通图像。该结果可以提供给工程                            泄漏 A 0 模式性质分析和实验模型测试研究的基础
             人员形象的 “窜槽” 指示，有非常实际的工程价值。                         上，开发相应的超声检测换能器、电路与软件系统，
             图 13 同时给出了传统的 CBL-VDL 与扇区水泥检                      实现了套管井综合的多模式超声导波成像系统。通
             测仪器SBT结果，以作为对照。显然，所开发的导波                          过中海油田服务股份有限公司在其模型井与陆地
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