【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于地球物理工程测井领域，涉及一种基于扇区首波幅度反演水泥环缺失的方法及系统。
技术介绍
1、扇区水泥胶结测井仪的原理是在常规cbl/vdl仪器上增加扇区测井方法。仪器除具有标准的3ft声幅和5ft全波列变密度显示，还记录2ft源距的八个扇区声波幅度。根据八个扇区的首波幅度作出套管外水泥分布的剖面图，直观地进行固井质量评价。系统由纵向排列源距为2ft、径向上以45°角分布的八个接收器组成，根据8个扇区接收探头记录的八道首波幅度，计算出八个扇区的平均声幅、最大声幅、最小声幅，并做出套管外水泥分布的剖面图，直观地显示第一界面存在的孔洞、槽道的位置、大小及分布情况，详细评价第一界面的水泥胶结情况。但扇区剖面图不能给出水泥环缺失的大小与方位，不能进行定量评价。因此，亟需一种方法能够对水泥环缺失的大小与方位进行定位。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种基于扇区首波幅度反演水泥环缺失的方法及系统，能够准确对水泥环缺失的大小与方位进行定位，解决扇区水泥胶结测井评价定量分析问题，提高固井质量评价水平。
2、为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
3、一种基于扇区首波幅度反演水泥环缺失的方法，包括：
4、基于三维有限差分数值模拟，得到八个扇区换能器波形相对应的首波，并提取到八个扇区换能器首波的幅度大小；
5、基于八个扇区换能器首波的幅度大小，对八个扇形首波幅度大小取平均值，并基于所获取的平均值构
6、对第一拟合函数进行处理，获取拟合函数的反函数，对水泥环缺失扇区大小进行反演，获取水泥环缺失扇区的大小；
7、基于扇区换能器首波幅度与换能器的中心和水泥环缺失中心所成的夹角获取第二拟合函数，基于缺失方位角，获取八个换能器相对于水泥环缺失中心的夹角，通过第二拟合函数得到的八个换能器幅度；
8、基于八个扇区幅度值与测井数据的八个换能器幅度的差值平方和，获取差值平方和最小的缺失方位角。
9、本专利技术的进一步改进在于：
10、基于所获取的平均值构造关于水泥环缺失大小的第一拟合函数；具体为：
11、绘制首波幅度的平均值随着不同水泥环缺失大小的变化曲线；基于换能器首波幅度的平均值与水泥环缺失大小的关系，换能器首波幅度的平均值随着水泥环缺失的增大而单调增大，获取第一拟合函数。
12、对第一拟合函数进行处理，获取拟合函数的反函数，具体为：
13、基于有理多项式进行拟合建立反函数为：
14、θab＝(p1×a5+p2×a4+p3×a3+p4×a2+p5×a+p6)/(a3+q1×a2+q2×a+q3)
15、其中，p1-p6，q1-q3为有理多项式拟合系数，有理多项式拟合系数通过最小二乘法进行获取，a为扇区首波幅度的平均值。
16、基于扇区换能器首波幅度与换能器的中心和水泥环缺失中心所成的夹角获取第二拟合函数，具体为：
17、对水泥环缺失大小从5°到105°之间，每隔5°做一组模拟，从105°到315°之间，每隔15°做一组模拟，对每次模拟的波形进行首波幅度提取，得到各种水泥环缺失套管波幅度特征随换能器-缺失方位夹角的变化曲线，获取第二拟合函数。
18、测井数据的八个换能器幅度，具体为：实际测井得到的八个扇区首波幅度。
19、基于八个扇区幅度值与测井数据的八个换能器幅度的差值平方和，获取差值平方和最小的缺失方位角，具体为:缺失方位角为相对于第一换能器的方位角。
20、基于缺失方位角，获取八个换能器相对于水泥环缺失中心的夹角，通过第二拟合函数得到的八个换能器幅度，具体为：
21、所述八个换能器顺时针依次均匀排序，位于第一象限处的0°～45°为第一换能器的方位角。
22、一种基于扇区首波幅度反演水泥环缺失的系统，包括：
23、提取模块，所述提取模块基于三维有限差分数值模拟，得到八个扇区换能器波形相对应的首波，并提取到八个扇区换能器首波的幅度大小；
24、构造模块，所述构造模块基于八个扇区换能器首波的幅度大小，对八个扇形首波幅度大小取平均值，并基于所获取的平均值构造关于水泥环缺失大小的第一拟合函数；
25、反演模块，所述反演模块用于对第一拟合函数进行处理，获取拟合函数的反函数，对水泥环缺失扇区大小进行反演，获取水泥环缺失扇区的大小；
26、第一获取模块，所述第一获取模块基于扇区换能器首波幅度与换能器的中心和水泥环缺失中心所成的夹角获取第二拟合函数，基于缺失方位角，获取八个换能器相对于水泥环缺失中心的夹角，通过第二拟合函数得到的八个换能器幅度；
27、第二获取模块，所述第二获取模块基于八个扇区幅度值与测井数据的八个换能器幅度的差值平方和，获取差值平方和最小的缺失方位角。
28、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
29、本专利技术通过获取扇区换能器的首波幅度，得到关于水泥环缺失大小的第一拟合函数，基于第一拟合函数的反函数，获取水泥环缺失扇区的大小；通过拟合扇区换能器的首波幅度与换能器的中心和水泥环缺失中心所成的夹角的第二拟合函数，得到八个换能器幅度，并与实际测量的八个换能器幅度的进行求解差值平方和，得到水泥环的缺失方位角；能够水泥环缺失的大小与方位进行定位，解决扇区水泥胶结测井评价定量分析问题，提高固井质量评价水平。
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1.一种基于扇区首波幅度反演水泥环缺失的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于扇区首波幅度反演水泥环缺失的方法，其特征在于，所述基于所获取的平均值构造关于水泥环缺失大小的第一拟合函数；具体为：
3.根据权利要求2所述的基于扇区首波幅度反演水泥环缺失的方法，其特征在于，所述对第一拟合函数进行处理，获取拟合函数的反函数，具体为：
4.根据权利要求3所述的基于扇区首波幅度反演水泥环缺失的方法，其特征在于，所述基于扇区换能器首波幅度与换能器的中心和水泥环缺失中心所成的夹角获取第二拟合函数，具体为：
5.根据权利要求4所述的基于扇区首波幅度反演水泥环缺失的方法，其特征在于，所述测井数据的八个换能器幅度，具体为：实际测井得到的八个扇区首波幅度。
6.根据权利要求5所述的基于扇区首波幅度反演水泥环缺失的方法，其特征在于，包括：基于八个扇区幅度值与测井数据的八个换能器幅度的差值平方和，获取差值平方和最小的缺失方位角，具体为:缺失方位角为相对于第一换能器的方位角。
7.根据权利要求6所述的基于扇区首波幅度反演水
8.一种基于扇区首波幅度反演水泥环缺失的系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于扇区首波幅度反演水泥环缺失的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于扇区首波幅度反演水泥环缺失的方法，其特征在于，所述基于所获取的平均值构造关于水泥环缺失大小的第一拟合函数；具体为：
3.根据权利要求2所述的基于扇区首波幅度反演水泥环缺失的方法，其特征在于，所述对第一拟合函数进行处理，获取拟合函数的反函数，具体为：
4.根据权利要求3所述的基于扇区首波幅度反演水泥环缺失的方法，其特征在于，所述基于扇区换能器首波幅度与换能器的中心和水泥环缺失中心所成的夹角获取第二拟合函数，具体为：
5.根据权利要求4所述的基于扇区首波幅度反演...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯博文，杨居朋，李亚敏，吴琴琴，杨帆，张若曦，卢亚普，项艳，刘建辰，滕朔，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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