【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固井质量检测领域，特别是涉及一种固井质量评估方法和设备。
技术介绍
1、在钻井过程中由于钻井液对地层的侵蚀及钻头与地层之间的碰撞、摩擦等作用极易导致井孔的扩径甚至垮塌。为了减弱井孔的损坏，在钻到某一深度时，施工人员会下入一层或多层套管。接着将水泥浆沿套管注入到井下，在套管内上覆压力的作用下，水泥浆沿套管与地层之间的环形空间上返，在一段时间之后凝固，形成水泥环，依靠水泥的胶结力将套管与地层连接起来，这个过程就是固井。固井可以支撑套管，保护油气井，封隔油、气、水层。在整个油气勘探、开发和生产过程中发挥着十分重要的作用。固井质量是钻井工程的一项重要考核指标，固井质量不合格的井将会面临着高额扣款甚至会被拒绝收井，导致较大的经济损失。因此固井质量的好坏关乎油气井的顺利开采、安全生产以及整体效益(参见文献“邢凤森.浅析固井技术在钻井工程中的重要性[j].化工管理,2016,11:196”)。
2、声波测井作为最重要的固井质量检测方法之一，传统的固井质量检测方法一般使用单极子波形。在套管井中套管波的幅度最快，位于接收波形的最前面。由此专利技术了水泥胶结测井(cbl)，通过测量套管波第一正峰的幅度来判断套管井的固井质量。为了全面评价水泥环与套管和地层两个界面的胶结质量又发展了声波变密度测井(vdl)。通过声波变密度图可以定性的判断出套管井两个界面的胶结状况(参见文献“洪有密.测井原理与综合解释[m].山东:中国石油大学出版社,1998”)。但是套管波受多种因素的影响，在快速地层中地层纵波和套管波的到时接近，容易被误认为
技术实现思路
1、为解决现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种固井质量评估方法和设备。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种固井质量评估方法，所述方法包括：
4、获取不同深度的偶极子阵列声波波形；
5、采用加权频谱相干法基于所述偶极子阵列声波波形得到加权频谱图；所述加权频谱图的横轴为时间，纵轴为速度；
6、基于所述加权频谱图确定对应深度是否存在套管弯曲波；
7、当存在套管弯曲波时，确定该深度对应的套管井的胶结程度不满足设定要求；
8、确定该深度对应的套管井是否存在自由套管；
9、当该深度对应的套管井存在自由套管时，基于该深度对应的自由套管数据确定胶结指数；
10、基于所述胶结指数得到固井质量评估结果；
11、当该深度对应的套管井不存在自由套管时，确定该深度对应的套管井中套管弯曲波幅度和速度小的部分的固井质量优于弯曲波幅度和速度大的部分的固井质量；
12、当不存在套管弯曲波时，确定该深度对应的套管井的胶结程度满足设定要求。
13、可选地，所述加权频谱相干法的表达式为：
14、
15、式中，参量z＝exp(-iωsd)，*表示复共轭，s表示低于设定值的速度，d表示间距，xn(ω)表示声波的频谱，ρ(ω,s)表示相干性，ω)表示频率，n表示接收换能器的序号，n＝1,2,...,n。
16、可选地，基于所述加权频谱图确定对应深度是否存在套管弯曲波，具体包括：
17、在所述加权频谱图中确定是否存在速度低于地层弯曲波速度的模式；
18、将存在低于地层弯曲波速度的模式的深度确定为存在套管弯曲波；
19、将不存在低于地层弯曲波速度的模式的深度确定为不存在套管弯曲波。
20、可选地，当该深度对应的自由套管数据为套管弯曲波幅度时，胶结指数的确定公式为：
21、
22、式中，bi2表示自由套管数据为套管弯曲波幅度时的胶结指数，a表示解释层中的套管弯曲波的平均幅度，a自由套管表示自由套管处的套管弯曲波的平均幅度。
23、可选地，当该深度对应的自由套管数据为套管弯曲波速度时，胶结指数的确定公式为：
24、
25、式中，bi1表示自由套管数据为套管弯曲波速度时的胶结指数，v表示解释层段中的套管弯曲波速度，v自由套管表示自由套管处的套管弯曲波速度。
26、可选地，套管弯曲波速度采用波形相干叠加法获取。
27、一种固井质量评估设备，所述设备包括：阵列声波测井仪器和地面控制系统；
28、所述阵列声波测井仪器与所述地面控制系统连接；
29、所述阵列声波测井仪器用于采集不同深度的偶极子阵列声波；所述地面控制系统用于生成控制指令，并用于执行本专利技术上述提供的固井质量评估方法，得到固井质量评估结果；所述控制指令用于控制所述阵列声波测井仪器。
30、可选地，所述阵列声波测井仪器包括：偶极子声源发射器和多个等间距排列的声波接收器；
31、所述声波接收器用于接收所述偶极子声源发射器发射的声波。
32、可选地，所述偶极子声源发射器与距离最近的一个声波接收器间的间距为第一设定距离；两两声波接收器间的间距为第二设定距离。
33、可选地，所述地面控制系统为上位机或处理器。
34、根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
35、本专利技术利用偶极阵列声波波形可以定量评价套管井的胶结情况，其中，先基于得到的加权频谱图确定对应深度是否存在套管弯曲波，实现固井质量的初始判断。当存在套管弯曲波时，再以自由套管中的偶极子波形为标准，确定基于套管弯曲波数据的胶结指数，进一步实现固井质量的评估。在这一过程中，由于套管弯曲波速度较慢，受地层的影响较小，使得最终得到的评估结果更加准确、可靠。
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1.一种固井质量评估方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的固井质量评估方法，其特征在于，所述加权频谱相干法的表达式为：
3.根据权利要求1所述的固井质量评估方法，其特征在于，基于所述加权频谱图确定对应深度是否存在套管弯曲波，具体包括：
4.根据权利要求1所述的固井质量评估方法，其特征在于，当该深度对应的自由套管数据为套管弯曲波幅度时，胶结指数的确定公式为：
5.根据权利要求1所述的固井质量评估方法，其特征在于，当该深度对应的自由套管数据为套管弯曲波速度时，胶结指数的确定公式为：
6.根据权利要求5所述的固井质量评估方法，其特征在于，套管弯曲波速度采用波形相干叠加法获取。
7.一种固井质量评估设备，其特征在于，所述设备包括：阵列声波测井仪器和地面控制系统；
8.根据权利要求7所述的固井质量评估设备，其特征在于，所述阵列声波测井仪器包括：偶极子声源发射器和多个等间距排列的声波接收器；
9.根据权利要求8所述的固井质量评估设备，其特征在于，所述偶极子声源发射器与距离最近的
10.根据权利要求7所述的固井质量评估设备，其特征在于，所述地面控制系统为上位机或处理器。
...【技术特征摘要】
1.一种固井质量评估方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的固井质量评估方法，其特征在于，所述加权频谱相干法的表达式为：
3.根据权利要求1所述的固井质量评估方法，其特征在于，基于所述加权频谱图确定对应深度是否存在套管弯曲波，具体包括：
4.根据权利要求1所述的固井质量评估方法，其特征在于，当该深度对应的自由套管数据为套管弯曲波幅度时，胶结指数的确定公式为：
5.根据权利要求1所述的固井质量评估方法，其特征在于，当该深度对应的自由套管数据为套管弯曲波速度时，胶结指数的确定公式为：
6.根据权利要求5所述的...
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