套管和水泥环尺寸对CBL/VDL测井套管波的影响研究

作     者：朱雷 潘金林 陈雪莲 马锐 田隆梅 周浩栋 ZHU Lei;PAN Jinlin;CHEN Xuelian;MA Rui;TIAN Longmei;ZHOU Haodong

作者机构：中国石油塔里木油田勘探开发研究院新疆库尔勒841000 中国石油集团超深层复杂油气藏勘探开发技术研发中心新疆库尔勒841000 深层油气全国重点实验室(中国石油大学(华东))山东青岛266580 中国石油塔里木油田油气田产能建设事业部新疆库尔勒841000 

出 版 物：《石油钻探技术》 (Petroleum Drilling Techniques)

年 卷 期：2025年第53卷第1期

页      面：136-143页

学科分类：081801[工学-矿产普查与勘探] 081802[工学-地球探测与信息技术] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目“滑移界面表征的固井声波测井理论与实验研究”(编号:42374156) 中国石油天然气股份有限公司重大专项“塔里木盆地大油气田增储上产关键技术研究与应用”(编号:2018E-18)联合资助 

主　　题：套管波 水泥环厚度 频散 衰减 灵敏度 

摘      要：深井超深井厚套管、薄水泥环等复杂井况下利用CBL/VDL测井评价固井质量时,是利用测量的套管波幅度或衰减评价水泥环的胶结状况。但截至目前,对套管中模式波传播机理的研究较少,精细固井质量评价缺乏理论支撑。为此,建立了柱状多层介质的套管井模型,计算得到了套管模式波的相速度、衰减及灵敏度曲线,研究了非胶结因素、套管直径及水泥环尺寸等对套管波衰减的影响。计算结果表明:在CBL/VDL测井频段内存在3~4阶轴向振动模态的套管波,套管外径越大,振动模态越多;套后胶结水泥时,套管波幅度随着套管壁厚增厚明显增大,但自由套管的套管波幅度基本不变;灵敏度曲线表明,套管波衰减对水泥横波速度的灵敏度明显高于纵波,说明单极子声源激发的套管波主要通过剪切耦合向水泥环泄漏能量;另外,地层中纵横波声场快照表明,套管波沿着套管传播时还会向地层中泄漏能量,使水泥环厚度和岩性等的变化也影响套管波幅度。研究结果为复杂井况下固井质量的精细评价及套管波幅度校正图版的绘制奠定了理论基础。