收藏本站
《华南理工大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

套管井内声波的径向传播特征及其工程应用

沈永进  
【摘要】:在裸眼井中放置一个套管,在套管与井壁之间用水泥胶结构成套管井。从套管井中心沿半径方向依次是井内液体、套管、水泥环和地层。位于套管井中的超声波换能器激发的大功率径向振动沿半径方向传播时要经过井内液体、套管和水泥环后才能进入地层。在相邻介质的圆柱形界面上声波被透射、反射。由于套管和水泥环的厚度远小于声波波长,所以透射到地层的声波能量随频率变化。本文研究那些能够通过套管井进入地层的声波频率和透射幅度。 为了便于比较,本文首先研究了厚度与井内液体、套管和水泥环一致的一维杆模型。其波函数是指数函数,声波的振动位移和应力均由透射波和反射波组成,振动是伸缩方式。然后研究圆柱状的套管井模型,波函数是贝塞尔函数,声波的振动位移与一维杆一致,但是应力表达式中包含了伸缩和弯曲两部分;伸缩部分与一维杆一致;弯曲部分则与半径成反比,半径越小,弯曲部分对应力的影响越大。 本文用一维杆和圆柱状的液-固-液三层模型对比了弯曲部分的影响。当圆柱的半径比较大时,两种模型所得到的透射幅度曲线的极大值位置一致。但是,在低频段,圆柱模型的透射幅度有多个极大值集中在一起。随着半径的减小,这些极大值逐渐分开,这些低频的极大值是弯曲部分造成的,是圆柱模型整体弯曲振动模式对透射幅度的贡献。 从套管井的几何尺寸和声学参数知道:实际应用的20kHz附近的声波频率远远小于厚度振动的频率,圆柱整体弯曲振动模式在该频率附近能够导致透射幅度曲线出现尖锐的极大值。这些极大值的数值比较大,所对应频率的振动能量能够穿过井内液体、套管和水泥环进入地层。这些尖锐的极大值曲线所对应的频率范围比较窄,是超声波作业选择的频率。本文具体计算了声源半径、套管半径改变时,这些极大值及其频率的变化。为探头频率设计和施工作业提供了具体的参数。 当声波能量不能够进入地层时,大量能量会积蓄在套管和水泥环中,对水泥环造成比较大的损伤,本文还讨论了探测水泥环质量的扇区水泥胶结测井仪,给出了有关源距和原始波形实验结果,研究了水泥胶结图像的线性和非线性生成方法。 本文从理论上发现了20kHz附近的径向振动能够透过套管井进入地层,是圆柱整体弯曲振动的结果,其透射幅度曲线在该频率处尖锐,频率范围比较小。实际施工时应该根据具体的地层和井眼条件选择频率,这样作业才能够有效果。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:P631.81

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 唐宇;王小宁;;储层监测测井技术(1)[J];测井技术;2011年03期
2 刘存辉;赵成忠;胡玲妹;修春红;;PNN饱和度测井技术在套管井中识别气层的应用[J];长江大学学报(自然科学版);2011年07期
3 ;统一软件LEAD3.0[J];测井技术;2011年02期
4 苏大明;;XMAC测井资料评价水力压裂效果的应用分析[J];国外测井技术;2011年03期
5 仇傲;陈洪海;李源;王亮;;基于光纤陀螺的方位测井仪设计[J];电子质量;2011年07期
6 罗来军;赵广平;;RMT和TMD-L在海拉尔油田的应用[J];石油仪器;2011年03期
7 ;[J];;年期
8 ;[J];;年期
9 ;[J];;年期
10 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 马俊;王克协;李刚;刘金霞;谢荣华;刘继生;吕秀梅;;套管井应力诱导各向异性井孔声场的三维SV-FD数值模拟[A];中国地球物理学会第二十届年会论文集[C];2004年
2 李俊;乔文孝;车小花;;固井水泥环周向不均匀性对套管井中单极源声场的影响[A];2008年全国声学学术会议论文集[C];2008年
3 邱长春;张玉君;崔志文;王克协;;倾斜井轴入射的平面P波与套管井的耦合[A];2008年全国声学学术会议论文集[C];2008年
4 邱长春;张玉君;张碧星;;套管井对平面SV波的声散射[A];2009年度全国物理声学会议论文集[C];2009年
5 车小花;李俊;乔文孝;;固井水泥环周向不均匀性对套管井中偶极源声场的影响[A];2008年全国声学学术会议论文集[C];2008年
6 刘继生;张碧星;王克协;;均匀固体地层套管井中多极声场的分波分析[A];1996年中国地球物理学会第十二届学术年会论文集[C];1996年
7 谢进庄;杨景海;宋延杰;;一种评价套管井浅层气层的新方法[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
8 蔡昌新;林其伟;;CPLD在套管井水泥固井质量检查中的应用[A];中国地球物理.2003——中国地球物理学会第十九届年会论文集[C];2003年
9 宋若龙;刘金霞;韩炜;王克协;;扇区水泥缺失的非轴对称套管井3D声场并行计算[A];中国地球物理学会第二十四届年会论文集[C];2008年
10 刘金霞;王克协;曹正良;谢荣华;刘继生;吕秀梅;;套管井孔应力集中对诱导井周各向异性速度场分布的影响[A];中国地球物理.2003——中国地球物理学会第十九届年会论文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 张立岩通讯员 韩维东;套管井水平井施工如虎添翼[N];中国石油报;2007年
2 刘军青;七一九所研制出新型测井牵引器[N];中国船舶报;2007年
3 宋春华;走出稠油开采的“成本困境”[N];中国石化报;2005年
4 记者 张立岩通讯员 张萍;长城测井研制套管水平井牵引器应用成功[N];中国石油报;2008年
5 本报记者 李祖诗;确定剩余油饱和度的有效手段[N];中国石化报;2007年
6 通讯员 翟爽波崔新 张萍;长城测井新技术创造高价值[N];中国石油报;2008年
7 本报记者 李兵;高点起步[N];中国石油报;2001年
8 记者 师啸;吐哈工程技术研究院小直径膨胀式封隔器工艺管柱应用成功[N];中国石油报;2008年
9 记者 丁建国通讯员 李俊林;大港测井向单项技术要精细度[N];中国石油报;2007年
10 通讯员 杨颖 张胜文 韩维东;练就“破门”之功[N];中国石油报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 李刚;套管井正交偶极声测井异常地应力正、反演研究[D];吉林大学;2005年
2 林伟军;带扇形窜槽的非轴对称固井声场研究[D];中国科学院研究生院(声学研究所);2004年
3 程希;套管井电阻率测井技术研究及在油藏监测中的应用[D];西北大学;2009年
4 栗建军;井间电磁测井原理、方法及套管对井间电磁测井影响规律的研究[D];中国海洋大学;2004年
5 宋若龙;非轴对称套管井声场并行计算及声波固井质量评价理论与方法研究[D];吉林大学;2008年
6 杜永军;套损的影响因素地层的流体压力与地应力研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
7 吴飞鹏;高能气体压裂过程动力学模型与工艺技术优化决策研究[D];中国石油大学;2009年
8 艾池;套管损坏机理及理论模型与模拟计算[D];大庆石油学院;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 沈永进;套管井内声波的径向传播特征及其工程应用[D];华南理工大学;2011年
2 张绍亮;井间电磁测井影响因素研究[D];中国海洋大学;2005年
3 韦丹宁;低密度水泥固井时井内声场的数值模拟[D];大庆石油学院;2006年
4 许菁;倾斜井轴入射的平面SV波与套管井的耦合[D];吉林大学;2009年
5 田霖;过套管技术在深井地层探测系统中的应用研究[D];武汉理工大学;2009年
6 邱长春;Biot介质中平面P波与套管井的耦合[D];吉林大学;2008年
7 肖勇;套管损坏机理、检测方法和套损预测研究[D];大庆石油学院;2007年
8 张中明;钢套管井中测量地层电阻率方法研究[D];吉林大学;2009年
9 钱小平;气液混输管道声学检测及安全运行研究[D];中国石油大学;2010年
10 刘克辉;声波水泥胶结测井信号多重分形特征参数提取及应用研究[D];中国石油大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026