cbmt成像理論

1、CBMT第二界面成像的理論和實(shí)驗(yàn)研究,中國石油大學(xué)（華東）唐曉明 陳雪蓮,目錄,一、本課題研究的目的和意義二、研究目標(biāo)、內(nèi)容和技術(shù)路線三、提交的科研成果四、研究基礎(chǔ)與工作條件五、研究計(jì)劃六、研究人員七、經(jīng)費(fèi)預(yù)算八、致謝,反射PP波,一、本課題研究的目的和意義,背景：中海油服原技術(shù)中心研制成功了與SBT測井原理相同的CBMT測井儀，而且可以記錄貼壁聲波波形。 目的：深入對CBMT貼壁聲源激發(fā)的波形進(jìn)行理論研究

2、，探討利用該儀器井下采集的貼壁探頭接收的聲場信息進(jìn)行水泥環(huán)第二界面成像的可行性，是非常有意義的。,二、研究目標(biāo)、內(nèi)容和技術(shù)路線,1 、研究的目標(biāo)揭示CBMT儀器在第二界面不同膠結(jié)狀況下激發(fā)的聲場特征；給出利用CBMT儀器進(jìn)行套管井第二界面膠結(jié)成像的可行性；在第二個(gè)目標(biāo)肯定的條件下給出利用CBMT儀器進(jìn)行第二界面成像的方法。,二、研究目標(biāo)、內(nèi)容和技術(shù)路線,2、研究的內(nèi)容 (1) 薄板分層介質(zhì)中的聲波導(dǎo)理論研究；

3、 (2) CBMT貼壁聲源激發(fā)聲場的數(shù)值研究； (3) CBMT貼壁聲源激發(fā)聲場的實(shí)驗(yàn)研究； (4) 對數(shù)值計(jì)算獲得的貼壁波形、實(shí)驗(yàn)波形進(jìn)行對比分析，研究CBMT第二界面成像的可行性； (5) 研究不同井液密度和套管壁厚條件下自由套管的CBMT聲波衰減率的變化規(guī)律； (6) CBMT儀器進(jìn)行第二界面成像的方法研究。,二、研究目標(biāo)、內(nèi)容和技術(shù)路線,3、技術(shù)路線(1)CBMT貼壁聲源

4、聲場的理論研究和數(shù)值模擬軟件編制；(2)貼壁聲源聲場中對第二界面敏感聲波波型的響應(yīng)規(guī)律研究；(3)利用CBMT測井資料分析第二界面成像的可行性研究；(4)不同井液密度條件下自由套管衰減率變化規(guī)律研究；(5)以第二界面成像為目標(biāo)的貼壁聲波激發(fā)頻率以及接收源距優(yōu)選；(6)CBMT第二界面膠結(jié)狀況信息提取方法研究。,,,3、技術(shù)路線,薄板中的聲傳播,,Lamb波（蘭姆波）,,3、技術(shù)路線,薄板中的聲傳播,,,,,,,,,,，,,3、

5、技術(shù)路線,薄板中的聲傳播,,,,,結(jié)論： (1) 水平分層計(jì)算模型代替徑向分層模型是可行的。 (2) 100kHz是最佳選擇主頻;,頻散曲線(圓管),頻散曲線（平板）,,3、技術(shù)路線,薄板中的聲傳播,,,,,,,,在套管井固井后，薄板的一側(cè)是井內(nèi)流體，而另一側(cè)是固井水泥，Lamb的振動(dòng)模式會(huì)發(fā)生變化，即與固體接觸的表面上，振動(dòng)受到抑制，整個(gè)Lamb的幅度會(huì)有明顯的降低，這是利用Lamb(套管波)評價(jià)固井膠結(jié)質(zhì)量

6、的出發(fā)點(diǎn)。,3、技術(shù)路線,薄板中的聲傳播,P—SV波系統(tǒng),利用套管波之后的后續(xù)波識別水泥環(huán)第二界面的膠結(jié)好壞。,,3、技術(shù)路線,CBMT貼壁聲源激發(fā)聲場的數(shù)值研究－聲源模擬方式,,,,,CBMT貼壁聲源激發(fā)聲場的數(shù)值研究－聲源模擬方式,3、技術(shù)路線,加載兩個(gè)聲源的目的:(1) 改變輻射方向；(2) 在輻射方向上，聲壓幅度是原來的2倍，聲波能量是原來的4倍。,CBMT貼壁聲源激發(fā)聲場的數(shù)值研究,3、技術(shù)路線,,,,,,,,CBMT貼壁聲

7、源激發(fā)聲場的數(shù)值研究,3、技術(shù)路線,,給出水泥環(huán)II評價(jià)的可行性并進(jìn)一步展開數(shù)值計(jì)算。,CBMT貼壁聲源激發(fā)聲場的數(shù)值研究主要考慮的因素為：測量源距、聲源頻譜、水泥環(huán)厚度、水泥聲波速度、水泥密度、套管尺寸和第二界面尺寸；模型：自由套管、膠結(jié)良好、不同的第一界面膠結(jié)狀況－第二界面充流體（油、氣、水）縫隙小至0.5mm。不同井液密度條件下自由套管衰減率變化規(guī)律研究的技術(shù)要求： （1）井液密度變化范圍為1.0?2.5g/cm3；

8、 （2）套管壁厚變化范圍為5?30mm。,3、技術(shù)路線,,CBMT貼壁聲源激發(fā)聲場的實(shí)驗(yàn)研究,3、技術(shù)路線,,,實(shí)驗(yàn)裝置示意圖,實(shí)驗(yàn)測量系統(tǒng),,,,CBMT貼壁聲源激發(fā)聲場的實(shí)驗(yàn)研究 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ桶ǎ鹤杂商坠芩喹h(huán)第一界面和第二界面均膠結(jié)好水泥環(huán)第一界面膠結(jié)好、第二界面膠結(jié)差,3、技術(shù)路線,,,,,,給出CBMT儀器可評價(jià)套管井第二界面膠結(jié)狀況可行的理論依據(jù)；提出第二界面探測的最佳參數(shù)（頻率和源距）；給出CBMT儀器不

9、同測試條件下的測井響應(yīng)特征；提供CBMT儀器對套管井第二界面成像的方法及相應(yīng)的軟件模塊；以研究報(bào)告、學(xué)術(shù)論文等形式提交研究成果。,三、提交的科研成果,,擬本課題組的是以“千人計(jì)劃”入選者唐曉明教授為首的研究團(tuán)隊(duì)，目前有教授1人、副教授1人、講師3人、博士研究生3人、碩士研究生10余人，一直致力于彈性及孔隙地層井孔聲場的理論研究和聲波資料處理方法研究。曾先后承擔(dān)了國家自然科學(xué)基金和國家級、省部級等重大科技攻關(guān)項(xiàng)目，并與中海油等單位開

10、展多項(xiàng)科研合作項(xiàng)目。經(jīng)過10多年的積累，在套管井及裸眼井等聲學(xué)計(jì)算、實(shí)驗(yàn)室物理模擬以及聲波數(shù)據(jù)處理方法等方面形成了自己的特色，在基礎(chǔ)理論研究、測井軟件和儀器開發(fā)中取得許多有價(jià)值的成果?，F(xiàn)有40余篇論文發(fā)表在Geophysics、聲學(xué)學(xué)報(bào)、地球物理學(xué)報(bào)、中國石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)、測井技術(shù)等期刊和SPWLA會(huì)議上，10余篇被SCI、EI檢索。,四、研究基礎(chǔ)與工作條件,,本課題組是中國石油天然氣集團(tuán)公司測井重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和中國石油大學(xué)“2

11、11”重點(diǎn)建設(shè)的實(shí)驗(yàn)室—多井物理場測井實(shí)驗(yàn)室的主體部分，已經(jīng)具備良好的實(shí)驗(yàn)設(shè)備條件和人才資源條件，實(shí)驗(yàn)室的研究條件已達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平，為本課題的研究提供了有力的保證。實(shí)驗(yàn)室擁有多臺(tái)SUN工作站、高性能計(jì)算機(jī)等，提供了良好的文獻(xiàn)資源和數(shù)值計(jì)算條件；另外已擁有由計(jì)算機(jī)統(tǒng)一控制的HP VXI 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和高精度定位系統(tǒng)，擁有HP54504A數(shù)字存儲(chǔ)示波器、Tek數(shù)字存儲(chǔ)示波器、 PANAMETRICS 5800型和5058型超聲波分析儀、