井孔周围轴对称声电耦合波:声电效应测井数值模拟(Ⅱ)

胡恒山 ,王克协 .井孔周围轴对称声电耦合波 :声电效应测井数值模拟 ( ) .测井技术 ,2 0 0 0 ,2 4(1) :3～ 13在流体饱和的孔隙介质中存在声电耦合现象。作者已导出了井中点声源激发时井内、外声场和电磁场的表达式 [1 ] ,在此基础上给出数值算例 ,说明转换电磁场的基本特性 ,分析部分介质参数对声电转换波的影响。当位于井轴上的声源激发声波时 ,在流体饱和的孔隙地层中将不仅产生声波 ,而且产生与之耦合的电磁场。在井中 ,不仅可以接收到来自地层的声波 ,还可以接收到以电磁波速度传播、几乎同时达到不同源距的接收器的“电磁首波”和伴随声波的电磁场。井中接收到的转换电场的强弱 ,不仅取决于地层动电耦合系数 ,还取决于波的传播特性 ,特别是井孔的波导效应。文章考察了电声比与频率、接收位置、孔隙度、渗透率、井内外矿化度等的关系。当从接收声压曲线上可分辨出纵波、横波、斯通利波时 ,从转换电磁场也可以分辨出相应的波包。就电声比而言 ,纵波最大 ,斯通利波次之 ,横波最小。由于低频时动电耦合系数较大 ,更由于低频时斯通利波的激发强度显著增大 ,频率为 1k Hz时斯通利波转换电场的幅度约等于频率为 10 k Hz时幅度的 10 0倍 ,频率为 1k Hz时斯通利波的电声比约等于频率为 10 k Hz时的 5倍。

水泥石渗透率对胶结质量影响的数值模拟

固井胶结质量的好坏直接关系到油井安全、稳产,固井质量评价则是正确使用油井和采取措施保护油井的依据。开展固井胶结质量数值模拟系统的研究,把理论计算与模拟实验紧密结合起来,必将有益于固井胶结质量正确评价。通过数值模拟计算得出固井水泥石不同渗透率时的声波检测结果,找出水泥石渗透率对胶结质量检测结果影响规律。结果表明,随着水泥石的渗透率的增大,首波幅值也随着变大,声波检测结果固井质量变差。即当水泥石为高孔高渗孔隙介质时,即使水泥骨架与套管胶结良好,也会出现与一界面窜槽相似的较强的套管波。同时,在地下动态地层水的淋滤、腐蚀作用下,水泥石渗透率增大,从而影响了延时测井条件下声波检测结果变差。

不同密度水泥石和微环尺寸情况下的套管波特征

利用声波变密度测井评价固井质量时,掌握不同情况下套管波的特征有助于套管波的分析和剔除,提高固井质量评价的精度。利用实轴积分法模拟分析了不同密度水泥石、不同微环尺寸情况下的套管波时域和频谱特征。结果表明:对于正常密度水泥石,第一、二界面完全胶结时,无套管波;第一界面存在不同尺寸微环时,套管波出现且套管波频率相同,但幅度差别不大。对于低密度水泥石,第一、二界面完全胶结时,出现较小幅度套管波,且水泥石密度越低,套管波幅度越大;第一界面存在不同尺寸微环时,套管波出现且各套管波频率相同,但幅度差别不大。对于同一套管,不同密度水泥石、不同微环尺寸情况下套管波具有相同的频率。