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同时反演泥浆与环空介质声阻抗的超声脉冲回波固井质量评价方法

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地球物理学报 2023年第10期66卷 4370-4385页

作者：杨耿骁王华电子科技大学资源与环境学院成都611731 电子科技大学(深圳)高等研究院广东深圳518110

固井质量评价是石油勘探开发过程中极为重要的一个环节,对油气资源勘探开发效益以及油气资源安全生产和环境保护都有十分重要的意义.超声脉冲回波技术可以计算套管和地层间环空介质(水泥)声阻抗,从而判断环空材料的种类以评价固井质量.... 详细信息

固井质量评价是石油勘探开发过程中极为重要的一个环节,对油气资源勘探开发效益以及油气资源安全生产和环境保护都有十分重要的意义.超声脉冲回波技术可以计算套管和地层间环空介质(水泥)声阻抗,从而判断环空材料的种类以评价固井质量.传统的水泥声阻抗计算方法将井筒内的泥浆声阻抗看作是在环向上和轴向上均匀不变的值,会导致计算的水泥声阻抗不准.为了解决这一问题,本文利用多层介质模型的模拟数据研究了水泥声阻抗、泥浆声阻抗与脉冲回波波形在时域共振波区间内变换后的拟合直线的特征斜率与特征截距的变化规律,提出了同时反演水泥声阻抗和泥浆声阻抗的方案.通过比较模拟数据、刻度井测量数据中的特征斜率和截距,并构造迭代公式不断迭代水泥声阻抗、泥浆声阻抗,形成了同时得到水泥声阻抗和泥浆声阻抗值的数据处理流程.数据处理流程经过等比刻度井数据测试,反演结果与模型井实际情况一致,证明了本文提出的数据处理流程的正确性.最后将本文的数据处理方法应用在某油田实测数据中,并与传统数据处理结果进行了对比.

关键词：固井质量评价超声脉冲回波声阻抗反演

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低密度水泥固井质量评价方法的改进

天然气工业 2012年第10期32卷 59-62,114页

作者：罗勇宋文宇步玉环王美洁中海石油(中国)有限公司上海分公司上海市200030 中国石油大学(华东)石油工程学院

为了防止低压易漏地层发生固井液漏失并有效保护油气层,固井过程中经常采用低密度水泥浆体系。由于低密度水泥浆体系中密度减轻剂的使用,其水泥环的声阻抗值较之常规密度水泥环的声阻抗存在差异,若采用常规密度水泥的固井质量评价标准... 详细信息

为了防止低压易漏地层发生固井液漏失并有效保护油气层,固井过程中经常采用低密度水泥浆体系。由于低密度水泥浆体系中密度减轻剂的使用,其水泥环的声阻抗值较之常规密度水泥环的声阻抗存在差异,若采用常规密度水泥的固井质量评价标准来评价低密度水泥浆体系的固井质量,则其真实可靠性存在问题。为此,进行了3种常用低密度水泥浆体系的水泥石抗压强度与声阻抗实验,分别测定了水泥石养护时间24h和48h的抗压强度和声阻抗值。结果表明,不同类型不同密度的低密度水泥石24h和48h条件下的抗压强度与声阻抗具有良好的线性关系,由此得出了考虑第一界面胶结良好时,基于抗压强度的低密度水泥浆体系套管波声幅值计算公式,进而提出了基于低密度水泥石抗压强度的低密度固井质量评价的改进方法,为全面改进低密度水泥浆体系固井质量评价标准奠定了基础。

关键词：抗压强度声阻抗低密度固井质量评价评价标准第一界面

基于CNN-SVM和集成学习的固井质量评价方法

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吉林大学学报（理学版） 2024年第4期62卷 960-970页

作者：肖红钱祎鸣东北石油大学计算机与信息技术学院黑龙江大庆163318

为解决固井质量评价问题,提出一种基于CNN-SVM和集成学习的固井质量评价方法.首先,针对DenseNet模型采取缩减网络层数、增加多尺度卷积层、嵌入卷积注意力模块等改进措施,以提高模型的训练速度和评价准确率;其次,利用InceptionV1模块和... 详细信息

为解决固井质量评价问题,提出一种基于CNN-SVM和集成学习的固井质量评价方法.首先,针对DenseNet模型采取缩减网络层数、增加多尺度卷积层、嵌入卷积注意力模块等改进措施,以提高模型的训练速度和评价准确率;其次,利用InceptionV1模块和扩张卷积构建一个模型复杂度相对较小且评价准确率相对较高的Inception-DCNN模型;再次,优选3个经典的卷积神经网络模型(ResNet50,MobileNetV3-Small, GhostNet),利用卷积神经网络强大的特征提取能力及支持向量机的结构风险最小化能力,将上述模型分别与支持向量机组合成新的CNN-SVM模型,以提升模型的泛化能力;最后,采用Bagging方式将5个新的CNN-SVM模型集成为一个强学习器,从而提升评价结果的准确度,增强模型的抗干扰能力.实验结果表明,该方法对测试集中的3类评价样本的准确率为97.69%,与单个模型和其他方法相比提升了1~9个百分点,验证了采用基于CNN-SVM和集成学习的方法进行固井质量评价是切实可行的.

关键词：固井质量评价扇区水泥胶结测井集成学习卷积神经网络支持向量机

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多层套管固井质量评价数值模拟研究

多层套管固井质量评价数值模拟研究

作者：陈旭中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

在石油勘探开发过程中,需要在套管-地层之间或套管-套管之间的环形空间中填充水泥来进行固井。随着石油勘探开发技术的不断发展,深井及超深井多采取多层套管的固井模式。因此,本文利用数值模拟算法,研究了阵列声波测井仪器在不同地层条... 详细信息

在石油勘探开发过程中,需要在套管-地层之间或套管-套管之间的环形空间中填充水泥来进行固井。随着石油勘探开发技术的不断发展,深井及超深井多采取多层套管的固井模式。因此,本文利用数值模拟算法,研究了阵列声波测井仪器在不同地层条件下的测量响应特征,分析了阵列声波测井仪器在多层套管井中探测的可行性。本文工作有助于解决多层套管井井孔中声场探测问题,为后续多层套管井井孔中声场的研究提供理论依据。本文分别推导了适用于井孔声场数值模拟的二维直角坐标系有限差分算法和二维柱坐标系有限差分算法。通过有限差分数值模拟方法对不同胶结状况的多层套管井井孔中轴对称声场和不同角度窜槽的套管井井孔中声场进行模拟,分析了窜槽长度、窜槽厚度、窜槽位置和窜槽角度对套管-水泥复合模式波的幅度、到时和传播速度的影响。研究结果表明,多层套管井的井孔中声场更为复杂,但和单层套管井有诸多相似之处。多层套管井由内到外各个界面逐个出现胶结差时的套管-水泥复合模式波的幅度依次减小、到时依次增大、传播速度依次减小、相速度依次减小;在窜槽厚度相同时,随着窜槽长度的增加,各个界面胶结差的套管-水泥复合模式波的幅度增加、到时减小、传播速度增加;在窜槽长度相同时,随着窜槽厚度的增加,各个界面胶结差的套管-水泥复合模式波的幅度增加、到时减小、传播速度增加。在各个界面均胶结良好时,随着套管层数的增加,套管波的幅度增加、到时减小。随着窜槽角度的增加,多层套管井胶结差时的首波的幅度减小、到时增大;当窜槽的角度相同时,随着套管层数的增加,首波的幅度减小、到时增加。

关键词：固井质量评价多层套管井有限差分水泥胶结

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随钻声波测井固井质量评价方法研究

随钻声波测井固井质量评价方法研究

作者：林剑松中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

固井是石油工业中必不可少的环节,关乎油、水井的完整性与油气开采的可持续性,因此固井质量评价尤为重要。随着勘探环境日益复杂,深水、深层钻井逐渐增多,常规电缆固井质量检测技术成本高,难度大且大量占用井架时间;对于大斜度(大位移)... 详细信息

固井是石油工业中必不可少的环节,关乎油、水井的完整性与油气开采的可持续性,因此固井质量评价尤为重要。随着勘探环境日益复杂,深水、深层钻井逐渐增多,常规电缆固井质量检测技术成本高,难度大且大量占用井架时间;对于大斜度(大位移)井和水平井,由于井斜太大轨迹太深,电缆测井很难甚至无法进行测量。随钻测井可在下放或上提仪器时进行多次测量,既保证测井数据质量,又能提高时效且节约经济成本,适合深水、深层的环境;随钻测井仪器的特点也可弥补大斜度井和水平井中电缆测井爬行器无法深入测量的不足。目前,主要有斯伦贝谢公司开展了随钻声波测井在套管井水泥检测方面的研究工作。但其研究主要参照了常规电缆固井质量评价方法,并未从理论上深入分析随钻声波测井在套管井中的声场响应特征。本文从弹性波传播理论出发,详细分析了套管井随钻声波测井的声场响应特征,并将模拟结果应用于实际数据的处理与解释,为随钻固井质量评价提供了理论指导。主要分为以下三个部分:第一部分基于弹性波传播理论,建立了柱状分层弹性介质的套管井随钻声波测井模型,导出了套管井随钻声波测井的井孔声场表达式,研究了套管波和钻铤波的频散特性,并利用实轴积分方法模拟了随钻测井环境下套管与地层在不同胶结情况下的声波响应,结合慢度-时间相关方法,分析了套管波、钻铤波和地层波的到时及幅度特征。第二部分分析了套管井随钻声波阵列的影响因素,主要包括微环厚度的变化和水泥环声学参数的变化,发现通过改变水泥环剪切模量能更好地模拟随胶结程度变化的波形响应。参考常规的固井质量评价方法,在特定时间窗内计算套管波幅度(能量)和衰减,统计了幅度和衰减随胶结质量变化的规律。第三部分数值模拟并对比不同水泥胶结程度下随钻与电缆测井的套管波幅度和衰减与胶结指数的关系,形成了一种同时利用套管波幅度和衰减的随钻声波测井水泥胶结指数计算方法,实现了随钻条件下各种胶结指数的划分,并引用现场随钻声波测井固井质量评价实例验证了理论计算的正确性,取得了良好的应用效果。

关键词：随钻声波测井固井质量评价套管波钻铤波综合胶结指数

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固井质量评价测井影响因素分析

西部探矿工程 2023年第11期35卷 92-94页

作者：潜晓晨中海油服油田技术事业部塘沽作业公司天津300450

当前我国固井质量评价工作开展中,主要依靠声幅变密度及声幅方式测井,为提升固井质量评价的准确性,需要针对固井质量的影响因素开展分析评估,其中,以水泥浆配方、地层岩性、套管型号、测井时间及仪器偏心等影响因素为主,所以就天然气固... 详细信息

当前我国固井质量评价工作开展中,主要依靠声幅变密度及声幅方式测井,为提升固井质量评价的准确性,需要针对固井质量的影响因素开展分析评估,其中,以水泥浆配方、地层岩性、套管型号、测井时间及仪器偏心等影响因素为主,所以就天然气固井常用水泥浆配方的最佳测井时间开展研究,以此为提升固井质量评价准确度奠定基础。

关键词：固井质量评价测井影响因素

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固井质量评价技术发展及其对油田开发的影响

测井技术 2019年第4期43卷 339-343页

作者：谢荣华刘继生李晓伟大庆油田有限责任公司

随着油田开发技术发展,固井质量评价技术中的检测参数逐步全面,井眼周向测量分辨率渐进提高。通过阐述固井质量检测技术的发展,分析了目前常规声波变密度测井和日臻成熟的扇区水泥胶结测井、声波伽马密度测井的技术特点。设计技术对比方... 详细信息

随着油田开发技术发展,固井质量评价技术中的检测参数逐步全面,井眼周向测量分辨率渐进提高。通过阐述固井质量检测技术的发展,分析了目前常规声波变密度测井和日臻成熟的扇区水泥胶结测井、声波伽马密度测井的技术特点。设计技术对比方案,对大量现场实测资料进行统计分析发现,在声波变密度测井评价为好或中等的某些井段,扇区水泥胶结和声波伽马密度测井反映存在水泥局部缺失等窜流隐患,表明常规声波变密度检测精度和分辨能力不能完全适应现阶段油田的需求,有必要发展更精细的固井评价技术在油田推广应用。

关键词：固井质量评价统计分析声波变密度测井扇区水泥胶结测井声波伽马密度测井

基于水泥石声学特性的固井质量评价标准改进研究

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基于水泥石声学特性的固井质量评价标准改进研究

作者：宋文宇中国石油大学（华东）

学位级别：硕士

随着油气田勘探和开发向深井、低孔低渗、高温高压、深水和低地层破裂压力等困难领域进军及固井新材料、新技术的广泛应用，固井质量评价工作面临着更加严峻的挑战，现有的固井质量评价标准针对一些特殊情况已经不再适用，因此对固井质... 详细信息

随着油气田勘探和开发向深井、低孔低渗、高温高压、深水和低地层破裂压力等困难领域进军及固井新材料、新技术的广泛应用，固井质量评价工作面临着更加严峻的挑战，现有的固井质量评价标准针对一些特殊情况已经不再适用，因此对固井质量评价标准进行改进研究具有重要意义。通过对套管波传播过程及套管波能量衰减过程的分析，建立了套管波井下声场模型，该模型可以分析水泥本身性质及第一界面胶结状况对固井质量评价测井响应的影响，为改进固井质量评价标准奠定了理论基础。根据对不同条件下的水泥石声学特性和强度特性的测量结果分析，发现温度和缓凝剂会影响水泥石早期声速的发展，但对水泥石中后期声速发展的影响不大;对于在同一养护条件下的同一水泥浆配方来说，水泥石纵波声速和抗压强度呈指数型关系;减轻剂对水泥石声学特性和强度特性影响较大，且不同低密度水泥浆体系之间声学特性差别也较大。将井下声场模型和实验所得结果联合分析，得出不同胶结状态下需改进条件下的套管波首波声幅值与常规固井条件下套管波首波声幅值的大小，进而通过对比分析，可以进行固井质量评价标准的改进研究。对比结果发现，温度和缓凝剂对固井质量评价指标的影响不大，减轻剂对固井质量评价标准影响较大。并且改进后的固井质量评价可以更加准确地评价不同密度条件下、不同类型低密度水泥浆体系的固井质量评价标准。同时分析了候凝时间对固井质量评价标准的影响，据此制定了最佳测井时间确定方法。得出温度和缓凝剂是影响最佳测井时间的重要因素，且受缓凝剂和温度影响的水泥浆稠化时间、初凝时间、和终凝时间也与最佳测井时间有一定的正相关关系。

关键词：固井质量评价胶结状况套管波幅度抗压强度胶结指数最佳测井时间

基于改进DenseNet的固井质量评价新方法

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计算机技术与发展 2024年第1期34卷 193-199页

作者：肖红钱祎鸣东北石油大学计算机与信息技术学院黑龙江大庆163318

为解决固井质量评价效率低、准确率不高的问题,提出一种基于改进的DenseNet卷积神经网络的评价方法。该方法通过增加多尺度卷积层可以同时获取固井质量特征图的大尺度和小尺度特征,从而提高感受野的覆盖范围,增强模型对不同尺度的适应能... 详细信息

为解决固井质量评价效率低、准确率不高的问题,提出一种基于改进的DenseNet卷积神经网络的评价方法。该方法通过增加多尺度卷积层可以同时获取固井质量特征图的大尺度和小尺度特征,从而提高感受野的覆盖范围,增强模型对不同尺度的适应能力;通过嵌入CBAM机制使模型在空间和通道两个维度上充分提取对评价任务有用的信息,增强模型对特征的关注能力和感知能力,提升评价结果的准确度以及模型的鲁棒性;同时,通过缩减网络层数减少模型参数的数量,提升模型的计算效率以及泛化能力。实验结果表明,测试集中的3类评价样本的准确率为95.86%,相比DenseNet-121提升了4.9百分点左右,且参数量显著减少;相比BP神经网络和支持向量机均提升了9百分点左右。从而揭示出,采用改进DenseNet模型实施固井质量评价的研究方案不仅是可行的,而且优于同类机器学习方法。

关键词：固井质量评价 DenseNet 多尺度特征提取 CBAM 扇区水泥胶结测井