CN115324564A - 固井质量检测方法、装置、计算设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固井质量检测方法、装置、计算设备及存储介质。方法包括：基于数值模拟算法预先生成目标测井的水泥声阻抗与套管波相对幅度的关系图版；获取超声脉冲仪器采集到的目标测井的第一界面的任一采样点的水泥声阻抗；基于关系图版，确定与任一采样点的水泥声阻抗匹配的套管波相对幅度；根据采样点的套管波相对幅度，计算目标测井的CBL胶结指数；根据CBL评价指标以及CBL胶结指数确定目标测井的固井质量。采用本方案，能够提升固井质量的评价效率，满足测井现场快速解释的需求。

Description

固井质量检测方法、装置、计算设备及存储介质

技术领域

本发明涉及测井技术领域，具体涉及一种固井质量检测方法、装置、计算设备及存储介质。

背景技术

固井是通过相应的手段将油、气、水层及复杂层位有效地封固起来，以利于进一步地钻进、开采和相关后续作业的实施。固井质量的检测是油气田勘探和开发中的重要一环。

超声脉冲反射法为一种固井质量检测方法，其可以获得井周地层360度扫描声阻抗成像曲线，并可以对套管外的水泥沟槽进行高分辨率精细评价。然而，目前在利用超声脉冲反射法对固井质量进行检测时，并无通用的质量评价标准，并且固井质量评价效率低下，无法满足测井现场快速解释的需求。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的固井质量检测方法、装置、计算设备及存储介质。

根据本发明的第一方面，提供了一种固井质量检测方法，包括：

基于数值模拟算法预先生成目标测井的水泥声阻抗与套管波相对幅度的关系图版；

获取超声脉冲仪器采集到的目标测井的第一界面的任一采样点的水泥声阻抗；

基于所述关系图版，确定与任一采样点的水泥声阻抗匹配的套管波相对幅度；

根据所述采样点的套管波相对幅度，计算所述目标测井的CBL胶结指数；

根据CBL评价指标以及所述CBL胶结指数确定所述目标测井的固井质量。

在一种可选的实施方式中，所述基于数值模拟算法预先生成目标测井的水泥声阻抗与套管波相对幅度的关系图版进一步包括：

构建所述目标测井的地层模拟模型；

分别将水泥密度以及声波速度作为所述地层模拟模型的动态参数，并确定多个水泥密度取值以及多个声波速度取值；

针对于任一水泥密度取值以及任一声波速度取值，采用数值模拟算法模拟在该水泥密度取值以及该声波速度取值下，所述地层模拟模型的套管波相对幅度，并基于该水泥密度取值以及该声波速度取值确定水泥声阻抗，建立该水泥声阻抗与该套管波相对幅度的映射关系；

根据各个水泥声阻抗与套管波相对幅度的映射关系，生成所述目标测井的水泥声阻抗与套管波相对幅度的关系图版。

在一种可选的实施方式中，所述构建所述目标测井的地层模拟模型进一步包括：

构建所述目标测井的地层模拟模型，并获取所述目标测井对应的套管尺寸参数以及CBL仪器参数，将所述套管尺寸参数以及CBL仪器参数作为所述地层模拟模型的固定参数。

在一种可选的实施方式中，在所述基于所述关系图版，确定与任一采样点的水泥声阻抗匹配的套管波相对幅度之后，所述方法还包括：对任一采样点的套管波相对幅度进行归一化处理，以获取任一采样点的套管波相对幅度归一化值；

则所述根据所述采样点的套管波相对幅度，计算所述目标测井的CBL胶结指数进一步包括：根据所述采样点的套管波相对幅度归一化值，计算所述目标测井的CBL胶结指数。

在一种可选的实施方式中，所述对任一采样点的套管波相对幅度进行归一化处理，以获取任一采样点的套管波相对幅度归一化值进一步包括：

若采样点的水泥声阻抗大于自由套管的水泥声阻抗，则确定采样点的套管波相对幅度归一化值为1；

若采样点的水泥声阻抗小于流体声阻抗，则确定采样点的套管波相对幅度归一化值为0；

若采样点的水泥声阻抗大于或等于流体声阻抗，并且采样点的水泥声阻抗小于或等于自由套管的水泥声阻抗，则根据自由套管的套管波相对幅度、水泥完全胶结套管的套管波相对幅度以及采样点的套管波相对幅度，确定采样点的套管波相对幅度归一化值。

在一种可选的实施方式中，在所述计算所述目标测井的CBL胶结指数之后，所述方法还包括：采用误差校准系数对所述CBL胶结指数进行校准；

则所述根据CBL评价指标以及所述CBL胶结指数确定所述目标测井的固井质量进一步包括：根据CBL评价指标以及校准后的CBL胶结指数确定目标测井的固井质量。

在一种可选的实施方式中，所述方法还包括：

基于数值模拟算法预先生成校准测井的水泥声阻抗与套管波相对幅度的关系图版，并获取超声脉冲仪器采集到的校准测井的第一界面的任一采样点的水泥声阻抗，基于所述关系图版，确定与任一采样点的水泥声阻抗匹配的套管波相对幅度，并根据采样点的套管波相对幅度，计算校准测井的第一CBL胶结指数，并根据所述第一CBL胶结指数生成第一CBL胶结指数曲线；

获取基于CBL仪器获得的校准测井的第一界面的套管波相对幅度，根据该套管波相对幅度计算校准测井的第二CBL胶结指数，并根据所述第二CBL胶结指数生成第二CBL胶结指数曲线；

根据所述第一CBL胶结指数曲线以及所述第二CBL胶结指数曲线，生成所述误差校准系数。根据本发明的第二方面，提供了一种固井质量检测装置，包括：

图版生成模块，用于基于数值模拟算法预先生成目标测井的水泥声阻抗与套管波相对幅度的关系图版；

获取模块，用于获取超声脉冲仪器采集到的目标测井的第一界面的任一采样点的水泥声阻抗；

幅度确定模块，用于基于所述关系图版，确定与任一采样点的水泥声阻抗匹配的套管波相对幅度；

指数确定模块，用于根据所述采样点的套管波相对幅度，计算所述目标测井的CBL胶结指数；

评价模块，用于根据CBL评价指标以及所述CBL胶结指数确定所述目标测井的固井质量。

在一种可选的实施方式中，图版生成模块进一步用于：构建所述目标测井的地层模拟模型；

分别将水泥密度以及声波速度作为所述地层模拟模型的动态参数，并确定多个水泥密度取值以及多个声波速度取值；

针对于任一水泥密度取值以及任一声波速度取值，采用数值模拟算法模拟在该水泥密度取值以及该声波速度取值下，所述地层模拟模型的套管波相对幅度，并基于该水泥密度取值以及该声波速度取值确定水泥声阻抗，建立该水泥声阻抗与该套管波相对幅度的映射关系；

根据各个水泥声阻抗与套管波相对幅度的映射关系，生成所述目标测井的水泥声阻抗与套管波相对幅度的关系图版。

在一种可选的实施方式中，图版生成模块进一步用于：构建所述目标测井的地层模拟模型，并获取所述目标测井对应的套管尺寸参数以及CBL仪器参数，将所述套管尺寸参数以及CBL仪器参数作为所述地层模拟模型的固定参数。

在一种可选的实施方式中，该装置还包括：归一化模块，用于对任一采样点的套管波相对幅度进行归一化处理，以获取任一采样点的套管波相对幅度归一化值；

指数确定模块进一步用于：根据所述采样点的套管波相对幅度归一化值，计算所述目标测井的CBL胶结指数。

在一种可选的实施方式中，归一化模块进一步用于：若采样点的水泥声阻抗大于自由套管的水泥声阻抗，则确定采样点的套管波相对幅度归一化值为1；

若采样点的水泥声阻抗小于流体声阻抗，则确定采样点的套管波相对幅度归一化值为0；

若采样点的水泥声阻抗大于或等于流体声阻抗，并且采样点的水泥声阻抗小于或等于自由套管的水泥声阻抗，则根据自由套管的套管波相对幅度、水泥完全胶结套管的套管波相对幅度以及采样点的套管波相对幅度，确定采样点的套管波相对幅度归一化值。

在一种可选的实施方式中，该装置还包括：校准模块，用于采用误差校准系数对所述CBL胶结指数进行校准；

评价模块进一步用于：根据CBL评价指标以及校准后的CBL胶结指数确定目标测井的固井质量。

在一种可选的实施方式中，校准模块进一步用于：基于数值模拟算法预先生成校准测井的水泥声阻抗与套管波相对幅度的关系图版，并获取超声脉冲仪器采集到的校准测井的第一界面的任一采样点的水泥声阻抗，基于所述关系图版，确定与任一采样点的水泥声阻抗匹配的套管波相对幅度，并根据采样点的套管波相对幅度，计算校准测井的第一CBL胶结指数，并根据所述第一CBL胶结指数生成第一CBL胶结指数曲线；

获取基于CBL仪器获得的校准测井的第一界面的套管波相对幅度，根据该套管波相对幅度计算校准测井的第二CBL胶结指数，并根据所述第二CBL胶结指数生成第二CBL胶结指数曲线；

根据所述第一CBL胶结指数曲线以及所述第二CBL胶结指数曲线，生成所述误差校准系数。

根据本发明的第三方面，提供了一种计算设备，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；

所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行上述固井质量检测方法对应的操作。

根据本发明的第四方面，提供了一种计算机存储介质，所述存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令使处理器执行上述固井质量检测方法对应的操作。

本发明公开的固井质量检测方法、装置、计算设备及存储介质中，基于数值模拟算法预先生成目标测井的水泥声阻抗与套管波相对幅度的关系图版；获取超声脉冲仪器采集到的目标测井的第一界面的任一采样点的水泥声阻抗；基于关系图版，确定与任一采样点的水泥声阻抗匹配的套管波相对幅度；根据采样点的套管波相对幅度，计算目标测井的CBL胶结指数；根据CBL评价指标以及CBL胶结指数确定目标测井的固井质量。采用本方案，能够提升固井质量的评价效率，满足测井现场快速解释的需求。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明实施例提供的一种固井质量检测方法的流程示意图；

图2示出了本发明实施例提供的一种关系图版生成方法的流程示意图；

图3示出了本发明实施例提供的一种关系图版的示意图；

图4示出了本发明实施例提供的另一种固井质量检测方法的流程示意图；

图5示出了本发明实施例提供的又一种固井质量检测方法的流程示意图；

图6示出了本发明实施例提供的一种误差校准系数生成方法的流程示意图；

图7示出了本发明实施例提供的一种第一CBL胶结指数曲线以及第二CBL胶结指数曲线的示意图；

图8示出了本发明实施例提供的一种固井质量检测装置的功能结构示意图；

图9示出了本发明实施例提供的一种计算设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

现有技术在利用超声脉冲反射法对固井质量进行检测时，会存在评价效率低下，无法满足测井现场快速解释的需求。鉴于此，本发明实施例通过超声脉冲反射法来采集初始的水泥声阻抗数据，并通过水泥声阻抗数据与CBL固井质量检测中套管波相对幅度的映射关系，最终采用CBL固井质量检测的评价指标进行固井质量评价，从而提升固井质量的评价效率以及评价精度。

以下结合各个具体实施例来详细阐明本发明实施例的具体实施过程。

图1示出了本发明实施例提供的一种固井质量检测方法的流程示意图。其中，本实施例中的流程图不用于对执行步骤的顺序进行限定。根据需要，还可以对该流程图中的部分步骤进行添加或删减。

如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S110，基于数值模拟算法预先生成目标测井的水泥声阻抗与套管波相对幅度的关系图版。

在利用超声脉冲反射法对固井质量进行检测时，具体是利用超声脉冲仪器来获取采样点的水泥声阻抗，而利用CBL（cement bond logging，水泥胶结声波测井）进行固井质量检测时，具体是通过套管波相对幅度来进行质量评价。由此，本发明实施例为了能够使采用超声脉冲反射法获得的数据适用CBL评价指标，预先建立有水泥声阻抗与套管波相对幅度的关系图版。该关系图版中包含有多个水泥声阻抗与套管波相对幅度的映射关系。

在一种可选的实施方式中，为了简化本发明实施例的实施过程，提升整体的固井质量检测效率，本实施方式可以选取至少一个样本测井，并获取至少一个样本测井的关系图版，继而根据至少一个样本测井的关系图版的整体拟合结果，生成通用的关系图版。例如，可以获取每个样本测井的关系图版中的图版曲线，对各条图版曲线进行拟合后生成一条拟合曲线，继而基于该拟合曲线生成通用的关系图版。该通用的关系图版整体上体现了水泥声阻抗与套管波相对幅度的映射关系。则后续在对目标测井进行固井质量检测时，可以将该通用的关系图版作为该目标测井的关系图版，该目标测井是待进行固井质量检测的测井。

在另一种可选的实施方式中，选取分属不同类型的样本测井，并获取至少一个样本测井的关系图版。其中，本实施方式对具体的类型划分方式不作限定，例如可以依据井段类型（如油井、气井等）进行划分。针对于每个类型，根据该类型的样本测井的关系图版，生成该类型对应的关系图版。例如，若某类型对应的样本测井为多个，则对该多个样本测井的关系图版中的图版曲线进行拟合，基于拟合后的拟合曲线生成该类型测井对应的关系图版。由此每个类型测井具有相对应的关系图版。则后续在对目标测井进行固井质量检测时，可以获取与目标测井的类型匹配的关系图版作为该目标测井的关系图版，由此提升固井质量检测精度。

此外，进一步可选的，由于套管尺寸对套管波具有一定影响，则可以确定在多个不同的套管尺寸下水泥声阻抗与套管波相对幅度的关系图版。后续在对目标测井进行固井质量检测时，确定出与目标测井的套管尺寸相匹配的关系图版，并将该匹配的关系图版作为目标测井的关系图版。

在又一种可选的实施方式中，在需要对目标测井进行固井质量检测时，可以直接生成该目标测井的关系图版，从而实现关系图版的定制化，进一步提升固井质量检测精度。

其中，本发明实施例中样本测井的关系图版的生成方式可参照后续对目标测井的关系图版的生成方式，即将样本测井作为目标测井进行后续步骤的实施，在此不作赘述。

进一步地，水泥声阻抗与套管波相对幅度的关系图版通过相应的数值模拟算法生成。本发明实施例对具体的生成方式不作限定，例如可以采用图2所示步骤S111-步骤S114生成关系图版。

S111，构建目标测井的地层模拟模型。

为简化模拟过程，该地层模拟模型的几何结构可以为柱状多层套管模型，该柱状多层套管模型具体是将测井简化为柱状，井内为流体，依次向外为套管、水泥环、地层。

进一步地，为了准确地获得目标测井的水泥声阻抗与套管波相对幅度的映射关系，进一步获取目标测井对应的套管尺寸参数以及CBL仪器参数，将套管尺寸参数以及CBL仪器参数作为地层模拟模型的固定参数。其中，套管尺寸参数包括套管厚度和/或套管直径等等；CBL仪器参数具体包括CBL仪器的仪器直径、源距和/或发射频率等等。

S112，分别将水泥密度以及声波速度作为地层模拟模型的动态参数，并确定多个水泥密度取值以及多个声波速度取值。

地层模拟模型的动态参数的具体取值可以动态变化，本步骤以水泥密度和声波速度作为地层模拟模型的两个动态参数，并动态调整水泥密度取值以及声波速度取值。其中，本步骤对具体的水泥密度取值以及声波速度取值不作限定。例如，水泥密度取值及声波速度取值可如表1所示。

表1

密度(千克每立方米)	1000	1100	1200	1300	1400	1500	1600	1700	1800
										纵波速度(米每秒)	1870	1900	1990	2100	2270	2440	2645	2789	2980
横波速度(米每秒)	1020	1080	1110	1220	1330	1438	1549	1590	1740

S113，针对于任一水泥密度取值以及任一声波速度取值，采用数值模拟算法模拟在该水泥密度取值以及该声波速度取值下，地层模拟模型的套管波相对幅度，并基于该水泥密度取值以及该声波速度取值确定水泥声阻抗，建立该水泥声阻抗与该套管波相对幅度的映射关系。

根据步骤S112中的多个水泥密度取值以及多个声波速度取值，能够获得多个密度-速度组合，其中一个水泥密度取值与一个声波速度取值构成一个密度-速度组合。在每个组合下，通过数值模拟算法模拟在该组合的取值以及步骤S111中固定参数下地层模拟模型的套管波波形，本发明实施例对具体的数值模拟算法不作限定，例如可以采用三维有限差分算法进行数值模拟。在获得每个组合对应的套管波波形后，根据套管波波形计算套管波相对幅度。该套管波相对幅度具体是指套管波首波幅度与自由套管波幅度的比值。

每个密度-速度组合会具有相应的套管波相对幅度。而根据密度-速度组合中水泥密度取值以及声波速度取值能够确定密度-速度组合对应的水泥声阻抗。其中，具体是根据水泥密度取值与声波速度取值的乘积来确定对应的水泥声阻抗。则将密度-速度组合对应的水泥声阻抗与套管波相对幅度建立映射关系。通过该种方法，能够获得不同的水泥声阻抗与套管波相对幅度的映射关系。

S114，根据各个水泥声阻抗与套管波相对幅度的映射关系，生成目标测井的水泥声阻抗与套管波相对幅度的关系图版。

在获得各个水泥声阻抗与套管波相对幅度的映射关系之后，可以基于该映射关系来绘制关系图版。本发明实施例对具体的图版绘制方式不作限定。例如，可以直接以水泥声阻抗以及套管波相对幅度作为绘制点坐标进行绘制，还可以对套管波相对幅度进行取对数处理，以获得套管波衰减，并建立水泥声阻抗与套管波衰减的关系图版。

以图3为例，采用图2所示方法能够得到测井分别在不同的套管尺寸（图3中，5in套管对应于套管直径5in及壁厚8mm、7in套管对应于套管直径7in及壁厚11mm、9.625in套管对应于套管直径9.625in及壁厚13mm）下、套管波衰减与水泥声阻抗的关系曲线。其中，在模拟过程中仪器参数为：声源的中心频率为20kHz，声源距离接收换能器的距离为3ft，仪器的外径为4in。此外，从图3中可以看出，套管波衰减与水泥声阻抗的关系曲线近似为直线。

步骤S120，获取超声脉冲仪器采集到的目标测井的第一界面的任一采样点的水泥声阻抗。

超声脉冲仪器具体是采用超声脉冲反射法来获得内壁采样点的水泥声阻抗。该超声脉冲仪器能够获得井周360度的水泥声阻抗信息，相较于CBL仪器具有测试效率高及精度高的特点。第一界面具体是指套管与水泥环的界面。该超声脉冲仪器可以为MUIL（multi-functional ultrasonic imaging logging，多功能超声成像测井仪）、斯伦贝谢的USIT（ultra sonic imaging tool，超声成像测井仪）、哈里伯顿的CAST-V（circumferentialacoustic scanning tool-visualization，井周声波扫描成像测井仪）等仪器。

本步骤可以与步骤S110顺次执行，也可以并发执行。通过本步骤能够获得深度方向上各采样点的水泥声阻抗。

步骤S130，基于关系图版，确定与任一采样点的水泥声阻抗匹配的套管波相对幅度。

水泥声阻抗与套管波相对幅度的关系图版中包含了水泥声阻抗与套管波相对幅度的映射曲线。通过查找该图版中的曲线能够确定出任一采样点的水泥声阻抗相匹配的套管波相对幅度，从而任一采样点具有相匹配的套管波相对幅度。

步骤S140，根据采样点的套管波相对幅度，计算目标测井的CBL胶结指数。

在具体的实施过程中，由于超声脉冲仪器在同一深度处会获取多个采样点的水泥声阻抗，例如会获取一周360度内的多个采样点的水泥声阻抗，从而同一深度处会对应于多个采样点。则针对于任一深度，根据该深度对应的所有采样点的套管波相对幅度的总和，确定该深度对应的CBL胶结指数。

步骤S150，根据CBL评价指标以及CBL胶结指数确定目标测井的固井质量。

由于现有技术中采用超声脉冲仪器对固井质量进行评价时，评价指标并不统一，从而无法统一衡量不同测井的固井质量；而且现有技术中采用超声脉冲仪器对固井质量进行评价时耗时较长，无法满足测井现场快速解释的需求。而本发明实施例则是通过超声脉冲仪器采集的数据进行转换，利用CBL评价指标进行目标测井的固井质量评价。由于目前CBL评价指标统一，从而能够统一衡量不同测井的固井质量，并且基于CBL胶结指数能够快速地评价测井的固井质量，由此能够满足测井现场快速解释的需求。

由此可见，本发明实施例获取超声脉冲仪器采集到的目标测井的第一界面的任一采样点的水泥声阻抗，从而提升固井质量检测精度及效率；而且通过预先生成的目标测井的水泥声阻抗与套管波相对幅度的关系图版，确定出超声脉冲仪器采集到的水泥声阻抗对应的套管波相对幅度，并得到CBL胶结指数，利用CBL评价指标来进行固井质量的评价，从而提升固井质量的评价效率，满足测井现场快速解释的需求。

图4示出了本发明实施例提供的另一种固井质量检测方法的流程示意图。其中，本实施例中的流程图不用于对执行步骤的顺序进行限定。根据需要，还可以对该流程图中的部分步骤进行添加或删减。

如图4所示，该方法包括如下步骤：

步骤S410，基于数值模拟算法预先生成目标测井的水泥声阻抗与套管波相对幅度的关系图版。

步骤S420，获取超声脉冲仪器采集到的目标测井的第一界面的任一采样点的水泥声阻抗。

步骤S430，基于关系图版，确定与任一采样点的水泥声阻抗匹配的套管波相对幅度。

步骤S440，对任一采样点的套管波相对幅度进行归一化处理，以获取任一采样点的套管波相对幅度归一化值。

为了提升固井质量检测精度，在获得采样点的套管波相对幅度之后，进一步对套管波相对幅度进行归一化处理，归一化处理后获得的值为采样点的套管波相对幅度归一化值。

在一种可选的归一化处理方式中，若采样点的水泥声阻抗大于自由套管的水泥声阻抗，则确定采样点的套管波相对幅度归一化值为1；若采样点的水泥声阻抗小于流体声阻抗，则确定采样点的套管波相对幅度归一化值为0；若采样点的水泥声阻抗大于或等于流体声阻抗，并且采样点的水泥声阻抗小于或等于自由套管的水泥声阻抗，则根据自由套管的套管波相对幅度、水泥完全胶结套管的套管波相对幅度以及采样点的套管波相对幅度，确定采样点的套管波相对幅度归一化值。

具体地，若Zi＞Zc，则Z=1；若Zi＜Zm，则Z=0；若Zc ≥Zi≥Zm，则Z=（AZi- AZm）/（AZc-AZm）。其中，Z为采样点的套管波相对幅度归一化值，Zi为采样点的水泥声阻抗，Zc为自由套管的水泥声阻抗，Zm为流体声阻抗，AZi为采样点的套管波相对幅度，AZm为水泥完全胶结套管的套管波相对幅度，AZc为自由套管的套管波相对幅度。

步骤S450，根据采样点的套管波相对幅度归一化值，计算目标测井的CBL胶结指数。

具体地，将发射器和接收器路径上多个采样点的套管波相对幅度归一化值进行求和处理，并基于求和处理结果获得相应的CBL胶结指数。

步骤S460，根据CBL评价指标以及CBL胶结指数确定目标测井的固井质量。

由此可见，本发明实施例在获得采样点的水泥声阻抗匹配的套管波相对幅度之后，进一步对套管波相对幅度进行归一化处理，继而根据归一化处理结果来计算CBL胶结指数，由此提升CBL胶结指数的确定精度，进而提升固井质量的检测精度。

图5示出了本发明实施例提供的又一种固井质量检测方法的流程示意图。其中，本实施例中的流程图不用于对执行步骤的顺序进行限定。根据需要，还可以对该流程图中的部分步骤进行添加或删减。

如图5所示，该方法包括如下步骤：

步骤S510，基于数值模拟算法预先生成目标测井的水泥声阻抗与套管波相对幅度的关系图版。

步骤S520，获取超声脉冲仪器采集到的目标测井的第一界面的任一采样点的水泥声阻抗。

步骤S530，基于关系图版，确定与任一采样点的水泥声阻抗匹配的套管波相对幅度。

步骤S540，根据采样点的套管波相对幅度，计算目标测井的CBL胶结指数。

步骤S550，生成误差校准系数。

由于数值模拟算法获得的水泥声阻抗与套管波相对幅度的关系图版与真实情况会存在小范围内的差异，本发明实施例为了进一步提升固井质量检测精度，预先生成有误差校准系数。

在一种可选的实施方式中，误差校准系数通过图6所示步骤S551-步骤S553生成：

S551，基于数值模拟算法预先生成校准测井的水泥声阻抗与套管波相对幅度的关系图版，并获取超声脉冲仪器采集到的校准测井的第一界面的任一采样点的水泥声阻抗，基于关系图版，确定与任一采样点的水泥声阻抗匹配的套管波相对幅度，并根据采样点的套管波相对幅度，计算校准测井的第一CBL胶结指数，并根据第一CBL胶结指数生成第一CBL胶结指数曲线。

可以选取任意测井作为校准测井，并将校准测井作为目标测井，采用实施例一和/或实施例二中获取目标测井的CBL胶结指数的实施方式来获得校准测井的CBL胶结指数，该CBL胶结指数为校准测井的第一CBL胶结指数。即校准测井的第一CBL胶结指数是基于关系图版，将超声脉冲仪器采集到的水泥声阻抗映射至套管波相对幅度后获得的。第一CBL胶结指数的获取过程可参照其他方法实施例中目标测井的CBL胶结指数的相应描述，在此不作赘述。

在获得各个第一CBL胶结指数之后，基于各个第一CBL胶结指数生成第一CBL胶结指数曲线。

S552，获取基于CBL仪器获得的校准测井的第一界面的套管波相对幅度，根据该套管波相对幅度计算校准测井的第二CBL胶结指数，并根据第二CBL胶结指数生成第二CBL胶结指数曲线。

采用CBL仪器对校准测井进行检测，并获得第一界面的套管波幅度，继而基于套管波幅度得到校准测井的CBL胶结指数。该CBL胶结指数为校准测井的第二CBL胶结指数，即第二CBL胶结指数是根据CBL仪器实际的检测数据生成的。

在获得各个第二CBL胶结指数之后，基于各个第二CBL胶结指数生成第二CBL胶结指数曲线。

S553，根据第一CBL胶结指数曲线以及第二CBL胶结指数曲线，生成误差校准系数。

利用误差校准系数对第一CBL胶结指数曲线进行调整，以使得调整后的第一CBL胶结指数更加接近第二CBL胶结指数曲线。

如图7所示，L1为第一CBL胶结指数曲线，L2为第二CBL胶结指数曲线，L1与L2接近，表明通过关系图版和超声脉冲仪器采集到的水泥声阻抗获得的CBL胶结指数与实际采用CBL仪器获得的CBL胶结指数接近。但L1与L2仍然存在一定的差异，由此可以通过相应的校准算法对L1进行校准，以使得校准后的L1更加接近L2，该校准算法中采用的系数便是误差校准系数。

具体地，校准算法可以为函数f(L1)，例如，f(L1)可以为L1^K，K为f(L1)中的指数系数；f(L1)还可以为L1*K1+K2，即K1及K2为f(L1)中的线性系数。本发明实施例对具体的校准算法不作限定。在确定误差校准系数过程中，具体可以采用迭代计算方式，通过不断优化函数f(L1)中的系数来得到最终的误差校准系数，在迭代过程中，可以设定系数初始值，并计算该初始值对应的f(L1) 与L2的整体误差；并不断迭代调整系数的取值，在f(L1) 与L2的整体误差满足相应的收敛条件（例如，该整体误差小于预设阈值，或相邻N次迭代后的整体误差收敛）时，确定此时f(L1)中的系数，该系数便是误差校准系数。举例来说，若f(L1)为L1^K，则通过不断优化f(L1)中的指数系数K来得到最终的误差校准系数，具体在迭代过程中，设定K初始值，并计算K为初始值时f(L1) 与L2的整体误差；并不断迭代调整K的取值，在f(L1) 与L2的整体误差满足相应的收敛条件时，此时f(L1)中的K便是误差校准系数；若f(L1)为L1*K1+K2，则通过不断优化f(L1)中的线性系数K1及K2来得到最终的误差校准系数，具体在迭代计算过程中，设定K1及K2的初始值，并计算K1及K2为相应的初始值时f(L1) 与L2的整体误差；并不断迭代调整K1及K2的取值，在f(L1) 与L2的整体误差满足相应的收敛条件时，此时f(L1)中的K1及K2便是误差校准系数。

其中，本步骤可以在对目标测井进行现场测试之前完成，由此提升目标测井的固井质量检测效率。

步骤S560，采用误差校准系数对所述CBL胶结指数进行校准。

具体地，采用与误差校准系数匹配的校准算法对CBL胶结指数进行校准。例如，若步骤S550中采用的误差校准算法为L1^K，则将C^K作为CBL胶结指数C校准后的值。

步骤S570，根据CBL评价指标以及校准后的CBL胶结指数确定目标测井的固井质量。

由此可见，本发明实施例在获得CBL胶结指数之后，进一步地对CBL胶结指数进行校准，并基于校准后的CBL胶结指数进行固井质量的评价，从而进一步提升固井质量检测的精度。

图8示出了本发明实施例提供的一种固井质量检测装置的功能结构示意图。如图8所示，该装置800包括：图版生成模块810、获取模块820、幅度确定模块830、指数确定模块840、以及评价模块850。

其中，

图版生成模块810，用于基于数值模拟算法预先生成目标测井的水泥声阻抗与套管波相对幅度的关系图版；

获取模块820，用于获取超声脉冲仪器采集到的目标测井的第一界面的任一采样点的水泥声阻抗；

幅度确定模块830，用于基于所述关系图版，确定与任一采样点的水泥声阻抗匹配的套管波相对幅度；

指数确定模块840，用于根据所述采样点的套管波相对幅度，计算所述目标测井的CBL胶结指数；

评价模块850，用于根据CBL评价指标以及所述CBL胶结指数确定所述目标测井的固井质量。

在一种可选的实施方式中，图版生成模块810进一步用于：构建所述目标测井的地层模拟模型；

分别将水泥密度以及声波速度作为所述地层模拟模型的动态参数，并确定多个水泥密度取值以及多个声波速度取值；

针对于任一水泥密度取值以及任一声波速度取值，采用数值模拟算法模拟在该水泥密度取值以及该声波速度取值下，所述地层模拟模型的套管波相对幅度，并基于该水泥密度取值以及该声波速度取值确定水泥声阻抗，建立该水泥声阻抗与该套管波相对幅度的映射关系；

根据各个水泥声阻抗与套管波相对幅度的映射关系，生成所述目标测井的水泥声阻抗与套管波相对幅度的关系图版。

在一种可选的实施方式中，图版生成模块810进一步用于：构建所述目标测井的地层模拟模型，并获取所述目标测井对应的套管尺寸参数以及CBL仪器参数，将所述套管尺寸参数以及CBL仪器参数作为所述地层模拟模型的固定参数。

在一种可选的实施方式中，该装置还包括：归一化模块（图中未示出），用于对任一采样点的套管波相对幅度进行归一化处理，以获取任一采样点的套管波相对幅度归一化值；

指数确定模块840进一步用于：根据所述采样点的套管波相对幅度归一化值，计算所述目标测井的CBL胶结指数。

在一种可选的实施方式中，归一化模块进一步用于：若采样点的水泥声阻抗大于自由套管的水泥声阻抗，则确定采样点的套管波相对幅度归一化值为1；

若采样点的水泥声阻抗小于流体声阻抗，则确定采样点的套管波相对幅度归一化值为0；

若采样点的水泥声阻抗大于或等于流体声阻抗，并且采样点的水泥声阻抗小于或等于自由套管的水泥声阻抗，则根据自由套管的套管波相对幅度、水泥完全胶结套管的套管波相对幅度以及采样点的套管波相对幅度，确定采样点的套管波相对幅度归一化值。

在一种可选的实施方式中，该装置还包括：校准模块（图中未示出），用于采用误差校准系数对所述CBL胶结指数进行校准；

评价模块850进一步用于：根据CBL评价指标以及校准后的CBL胶结指数确定目标测井的固井质量。

在一种可选的实施方式中，校准模块进一步用于：基于数值模拟算法预先生成校准测井的水泥声阻抗与套管波相对幅度的关系图版，并获取超声脉冲仪器采集到的校准测井的第一界面的任一采样点的水泥声阻抗，基于所述关系图版，确定与任一采样点的水泥声阻抗匹配的套管波相对幅度，并根据采样点的套管波相对幅度，计算校准测井的第一CBL胶结指数，并根据所述第一CBL胶结指数生成第一CBL胶结指数曲线；

获取基于CBL仪器获得的校准测井的第一界面的套管波相对幅度，根据该套管波相对幅度计算校准测井的第二CBL胶结指数，并根据所述第二CBL胶结指数生成第二CBL胶结指数曲线；

根据所述第一CBL胶结指数曲线以及所述第二CBL胶结指数曲线，生成所述误差校准系数。

由此可见，本发明实施例获取超声脉冲仪器采集到的目标测井的第一界面的任一采样点的水泥声阻抗，从而提升固井质量检测精度及效率；而且通过预先生成的目标测井的水泥声阻抗与套管波相对幅度的关系图版，确定出超声脉冲仪器采集到的水泥声阻抗对应的套管波相对幅度，并得到CBL胶结指数，利用CBL评价指标来进行固井质量的评价，从而提升固井质量的评价效率，满足测井现场快速解释的需求。

本发明实施例提供了一种非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有至少一可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的固井质量检测方法。

图9示出了本发明实施例提供的一种计算设备的结构示意图。本发明具体实施例并不对计算设备的具体实现做限定。

如图9所示，该计算设备可以包括：处理器902、通信接口904、存储器906、以及通信总线908。

其中：处理器902、通信接口904、以及存储器906通过通信总线908完成相互间的通信。通信接口904，用于与其它设备比如客户端或其它服务器等的网元通信。处理器902，用于执行程序910，具体可以执行上述用于固井质量检测方法实施例中的相关步骤。

具体地，程序910可以包括程序代码，该程序代码包括计算机操作指令。

处理器902可能是中央处理器CPU，或者是ASIC（Application SpecificIntegrated Circuit，特定集成电路），或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。计算设备包括的一个或多个处理器，可以是同一类型的处理器，如一个或多个CPU；也可以是不同类型的处理器，如一个或多个CPU以及一个或多个ASIC。

存储器906，用于存放程序910。存储器906可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器（non-volatile memory），例如至少一个磁盘存储器。程序910具体可以用于使得处理器902执行上述固井质量检测方法实施例中的步骤。

在此应当理解的是，本发明中所提供的装置实施例、存储介质实施例以及计算设备实施例可参照相应方法实施例中的描述，本发明不作赘述。

在此提供的算法或显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明实施例也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明实施例的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书（包括伴随的权利要求、摘要和附图）中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书（包括伴随的权利要求、摘要和附图）中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器（DSP）来实现根据本发明实施例的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序（例如，计算机程序和计算机程序产品）。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。上述实施例中的步骤，除有特殊说明外，不应理解为对执行顺序的限定。

Claims (10)

1.一种固井质量检测方法，其特征在于，包括：

基于数值模拟算法预先生成目标测井的水泥声阻抗与套管波相对幅度的关系图版；

获取超声脉冲仪器采集到的目标测井的第一界面的任一采样点的水泥声阻抗；

基于所述关系图版，确定与任一采样点的水泥声阻抗匹配的套管波相对幅度；

根据所述采样点的套管波相对幅度，计算所述目标测井的CBL胶结指数；

根据CBL评价指标以及所述CBL胶结指数确定所述目标测井的固井质量。

2.根据权利要求1所述的固井质量检测方法，其特征在于，所述基于数值模拟算法预先生成目标测井的水泥声阻抗与套管波相对幅度的关系图版进一步包括：

构建所述目标测井的地层模拟模型；

分别将水泥密度以及声波速度作为所述地层模拟模型的动态参数，并确定多个水泥密度取值以及多个声波速度取值；

针对于任一水泥密度取值以及任一声波速度取值，采用数值模拟算法模拟在该水泥密度取值以及该声波速度取值下，所述地层模拟模型的套管波相对幅度，并基于该水泥密度取值以及该声波速度取值确定水泥声阻抗，建立该水泥声阻抗与该套管波相对幅度的映射关系；

根据各个水泥声阻抗与套管波相对幅度的映射关系，生成所述目标测井的水泥声阻抗与套管波相对幅度的关系图版。

3.根据权利要求2所述的固井质量检测方法，其特征在于，所述构建所述目标测井的地层模拟模型进一步包括：

构建所述目标测井的地层模拟模型，并获取所述目标测井对应的套管尺寸参数以及CBL仪器参数，将所述套管尺寸参数以及CBL仪器参数作为所述地层模拟模型的固定参数。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的固井质量检测方法，其特征在于，在所述基于所述关系图版，确定与任一采样点的水泥声阻抗匹配的套管波相对幅度之后，所述方法还包括：对任一采样点的套管波相对幅度进行归一化处理，以获取任一采样点的套管波相对幅度归一化值；

则所述根据所述采样点的套管波相对幅度，计算所述目标测井的CBL胶结指数进一步包括：根据所述采样点的套管波相对幅度归一化值，计算所述目标测井的CBL胶结指数。

5.根据权利要求4所述的固井质量检测方法，其特征在于，所述对任一采样点的套管波相对幅度进行归一化处理，以获取任一采样点的套管波相对幅度归一化值进一步包括：

若采样点的水泥声阻抗大于自由套管的水泥声阻抗，则确定采样点的套管波相对幅度归一化值为1；

若采样点的水泥声阻抗小于流体声阻抗，则确定采样点的套管波相对幅度归一化值为0；

若采样点的水泥声阻抗大于或等于流体声阻抗，并且采样点的水泥声阻抗小于或等于自由套管的水泥声阻抗，则根据自由套管的套管波相对幅度、水泥完全胶结套管的套管波相对幅度以及采样点的套管波相对幅度，确定采样点的套管波相对幅度归一化值。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的固井质量检测方法，其特征在于，在所述计算所述目标测井的CBL胶结指数之后，所述方法还包括：采用误差校准系数对所述CBL胶结指数进行校准；

则所述根据CBL评价指标以及所述CBL胶结指数确定所述目标测井的固井质量进一步包括：根据CBL评价指标以及校准后的CBL胶结指数确定目标测井的固井质量。

7.根据权利要求6所述的固井质量检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

基于数值模拟算法预先生成校准测井的水泥声阻抗与套管波相对幅度的关系图版，并获取超声脉冲仪器采集到的校准测井的第一界面的任一采样点的水泥声阻抗，基于所述关系图版，确定与任一采样点的水泥声阻抗匹配的套管波相对幅度，并根据采样点的套管波相对幅度，计算校准测井的第一CBL胶结指数，并根据所述第一CBL胶结指数生成第一CBL胶结指数曲线；

获取基于CBL仪器获得的校准测井的第一界面的套管波相对幅度，根据该套管波相对幅度计算校准测井的第二CBL胶结指数，并根据所述第二CBL胶结指数生成第二CBL胶结指数曲线；

根据所述第一CBL胶结指数曲线以及所述第二CBL胶结指数曲线，生成所述误差校准系数。

8.一种固井质量检测装置，其特征在于，包括：

图版生成模块，用于基于数值模拟算法预先生成目标测井的水泥声阻抗与套管波相对幅度的关系图版；

获取模块，用于获取超声脉冲仪器采集到的目标测井的第一界面的任一采样点的水泥声阻抗；

幅度确定模块，用于基于所述关系图版，确定与任一采样点的水泥声阻抗匹配的套管波相对幅度；

指数确定模块，用于根据所述采样点的套管波相对幅度，计算所述目标测井的CBL胶结指数；

评价模块，用于根据CBL评价指标以及所述CBL胶结指数确定所述目标测井的固井质量。

9.一种计算设备，其特征在于，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；

所述存储器用于存放至少一个可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行如权利要求1-7中任一项所述的固井质量检测方法对应的操作。

10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一个可执行指令，所述可执行指令使处理器执行如权利要求1-7中任一项所述的固井质量检测方法对应的操作。

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